ES2343191T3 - Pelicula de empaquetado respirable que tiene una termoformabilidad mejorada. - Google Patents
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Abstract
Una película de empaquetado, transparente, coextruida, termoconformable que puede ser formada soplando la película, comprendiendo la coextrusión: al menos una primera capa polímera, una segunda capa polímera, una tercera capa polímera y una cuarta capa polímera; en donde (a) dicha primera capa polímera es una capa de película exterior que es la más alejada y comprende un material seleccionado de poliésteres cicloalifáticos, tereftalato de polietileno (PET), glicol tereftalato de polietileno (PTEG), tereftalato de polipropileno (PPT), tereftalato de polibutileno (PBT) o mezclas de los mismos; (b) dicha segunda capa polímera comprende polipropileno o polietileno de enlace cruzado; (c) dicha tercera capa polímera comprende una poliolefina obturable por calor; y (d) dicha cuarta capa polímera contacta directamente con dichas primera y segunda capas polímeras y comprende un copolímero de acrilato de alquilo/etileno o mezclas de los mismos, siendo seleccionado el copolímero del acrilato de etileno/alquilo del copolímero (E/MA) de acrilato de metilo/etileno, copolímero E/EA de acrilato de etileno/etilo, copolímero (E/BA) de acrilato de butil/etileno; o copolímero (E/MMA) de metacrilato de metilo/etileno; y además en donde (e) dicha película tiene un régimen de transmisión de oxígeno a 73ºC y 0% R.H. de entre 2-1000 cm3/100 pulg2/24 h (31-15.500 cm3/m2/24 h) medido de acuerdo con el método de ensayo ASTM D-3985-02; (f) dicha película comprende una contracción térmica lineal no restringida a 80ºC de 0-20% en ambas la dirección de máquina y la transversal medidas de acuerdo con el método de ensayo ASTM D-2732-96; y (g) dicha película comprende un valor de la claridad de menos del 20% medido de acuerdo con el método de ensayo ASTM D-1003-00.
Description
Película de empaquetado respirable que tiene una
termoformabilidad mejorada.
La presente invención se refiere generalmente a
películas de empaquetado de alimentos transparentes, y
particularmente, a películas de empaquetado coextruídas
termoformables que tienen utilidad especial en el empaquetado de
aves de corral frescas, carnes, frutas y vegetales.
La termoformación y otras técnicas similares son
bien conocidas en la técnica para empaquetar productos. Los métodos
de termoformación adecuados, por ejemplo, incluyen una formación de
vacío o método de formación de vacío ayudado por un tapón. En el
método de formación de vacío, una primera película es calentada, por
ejemplo, mediante un calentador de contacto y un vacío que es
aplicado debajo de la película originando que la película sea
empujada por la presión atmosférica hacia abajo dentro de un molde
previamente formado. En un método de formación de vacío ayudado por
un tapón, después de que la película de formación o primera ha sido
calentada y obturada a través de una cavidad del molde, un tapón de
forma similar a la forma de molde incide sobre la película de
formación y, tras la aplicación de vacío, la película de formación
se transfiere a la superficie de molde. Una vez que la película
está en su lugar, se coloca un producto, tal como una carga manual,
sobre la película formada y una segunda película, sustancialmente
no termoconformada se dispone sobre el producto. En una estación de
obturación, los paquetes son evacuados y obturados por fusión con un
dispositivo de obturación tal como una mandíbula calentada. La
primera, o película de termoformación incluye una porción
sustancial, generalmente más de la mitad, del producto que se ha de
empaquetar.
La termoformación es un método popular de
fabricación para empaquetar productos alimenticios, particularmente
carnes frescas y congeladas. En el empaquetado de tales productos,
es conveniente permitir que el oxígeno permee una película o
paquete para contactar con el producto de carne contenido en el
mismo. Por ejemplo, un paquete que utiliza una película permeable
puede permitir que el oxígeno permee una carne roja fresca en el
paquete, permitiendo de ese modo que el producto de carne sea
oxigenado (a menudo denominado como una luminosidad que origina que
el color de la carne cambie de púrpura a un color rojo deseable del
consumidor). Esto puede mejorar la atracción del consumidor, y los
vendedores al por menor de tales productos cárnicos demandan este
te tipo de capacidad. Adicionalmente, muchos tipos de producto
requieren la presencia de oxígeno para eliminar el material
deteriorado anaeróbico.
También en el empaquetado de tales productos, es
conveniente proporcionar un paquete limpio que permita la
observación del producto que encierra con el paquete teniendo buenas
propiedades ópticas tales como claridad y brillo para mejorar la
apariencia del paquete para el consumidor.
No soportando el estado relativamente alto del
desarrollo en la técnica, los fabricantes de paquetes se afanan
continuamente en mejorar la funcionalidad de los materiales que
empaquetan.
El documento EP0220619 describe una película
multicapa opaca, coextruida, orientada biaxialmente con una capa de
polipropileno como capa base, sobre la cual se aplican las capas
superiores sobre uno o ambos lados. Las películas de empaquetado
termoconformables se describen además en la Patente de EE.UU. Nº
5.885.699 y en la EP0322364.
Esta presente invención se refiere a películas
de empaquetado coextruidas termoconformables y de buenas
características ópticas. Un objeto particular más de la presente
invención es proporcionar un material para empaquetar productos de
alimentación que requieran la permeabilidad de oxígeno tales como,
por ejemplo, pollos frescos, carne roja fresca y congelada y
productos frescos. La presente invención proporciona películas tales
que tienen un régimen de transmisión de oxígeno a 73ºC. y 0% R.H.
de entre 2-1000 cm^{3}/100 in^{2}/24 h.
(31-15.500 cm^{3}/m^{2}/24 h) medidos de
acuerdo con métodos de ensayo ASTM
D-3985-02.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar una película de empaquetado coextruida que tenga
termoformabilidad mejorada. La presente invención proporciona tales
películas multicapa termoformables que son particularmente bien
adecuadas para formar un paquete en el que la película es moldeada
dentro de una cavidad en la que un producto puede ser colocado.
Tales películas multicapa pueden estar caracterizadas como teniendo
preferiblemente una contracción libre lineal a 80ºC del 0 al 5% en
ambas direcciones, de máquina y transversa, medidas de acuerdo con
el método de ensayo de ASTM
D-2732-96.
Otro objeto todavía de la presente invención es
proporcionar una película de empaquetado coextruida que presente
propiedades ópticas excepcionales. La presente invención proporciona
películas multicapa que tienen preferiblemente un valor de brillo a
45º de al menos el 60% medido de acuerdo con el método de ensayo
ASTM D-2457-03 y que tiene un valor
de la neblina menor que el 20% medido de acuerdo con el método de
ensayo ASTM D-1003-00.
La presente invención, proporciona una película
de empaquetado transparente coextruida termoconformable que puede
ser conformada mediante el soplado de coextrusión de la película que
comprenda:
al menos una primera capa polímera, una segunda
capa polímera, una tercera capa polímera, y una cuarta capa
polímera; en donde
(a) dicha primera capa polímera es la capa de
película más exterior y comprende un material seleccionado de
poliésteres cicloalifáticos, tereftalato de polietileno (PET),
glicol tereftalato de polibutileno (PBTG), tereftalato de
polipropileno (PPT), tereftalato de polibutileno (PBT), o mezclas de
los mismos;
(b) dicha segunda capa polímera comprende
polipropileno o polietileno enlazado transversalmente;
(c) dicha tercera capa polímera comprende una
poliolefina obturable por calor; y
(d) dicha cuarta capa polímera contacta
directamente con dichas primera y segunda capas polímeras y
comprende un copolímero de acrilato de etileno/alquilo o mezclas de
los mismos, siendo seleccionado el copolímero del acrilato de
etileno/alquilo del copolímero (E/MA) de acrilato de etileno/metilo,
copolímero (E/EA) de acrilato etileno/etilo, copolímero (E/BA) del
de etileno/butilo o copolímero (E/MMA) del metacrilato de etileno/
metilo;
y además en donde
(e) dicha película tiene un régimen de
transmisión de oxígeno a 73ºC y 0% R.H. de entre
2-1000 cm^{3}/m^{2}/24 h) medido de acuerdo con
el método de ensayo de ASTM
D-3985-02;
(f) dicha película comprende una contracción
térmica lineal exenta de restricciones a 90ºC de 0 a 20% en ambas
direcciones, de máquina y transversa, medidas de acuerdo con el
método de ensayo D-2732-96 de ASTM;
y
(g) dicha película comprende un valor de la
neblina menor del 20% medido de acuerdo con el método de ensayo
ASTM D-1003-00.
Las películas pueden incluir capas en adición a
las anteriormente descritas.
Estos y otros aspectos, ventajas, y
características de la invención se comprenderán mejor y apreciarán
mediante la referencia a la descripción detallada de la invención y
los dibujos.
La Figura 1 es una vista en sección transversal,
parcialmente esquemática, de una realización de una película de
empaquetado multicapa según la presente invención que comprende
cuatro capas.
La Figura 2 es una vista en sección transversal,
parcialmente esquemática, de otra realización de una película
multicapa según la presente invención que comprende siete capas.
Como se usa en esta memoria, el término
"película" en modo genérico para incluir una banda de plástico,
independientemente de si es una película o una hoja.
Como se usa en esta memoria, la palabra
"termoplástica" se refiere a un polímero o mezcla de polímeros
que se ablanda cuando está expuesta al calor y recupera su
condición original cuando se enfría a la temperatura de la
habitación. En general, los materiales termoplásticos incluyen, pero
no se limitan a, polímeros sintéticos tales como poliésteres,
poliolefinas, poliamidas, poliestirenos, y similares. Los materiales
termoplásticos pueden incluir también polímeros sintéticos tales
como enlazados transversalmente mediante radiaciones o una reacción
química durante una operación de fabricación o de procedimiento de
fabricación posterior.
Como se usa en esta memoria, el término
"polímero" se refiere a un material que es el producto de una
reacción de polimerización de ingredientes naturales, sintéticos, o
naturales y sintéticos, y es inclusive de homopolímeros,
copolímeros, terpolímeros, etc. En general, las capas de una
película o sustrato pueden comprender un único polímero, una mezcla
de un único polímero y materiales no polímeros, una combinación de
dos o más materiales polímeros mezclados juntos, o una mezcla de
dos o más materiales polímeros y materiales no polímeros.
Como se usa en esta memoria, el término
"copolímero" se refiere a polímeros formados mediante la
reacción de polimerización de al menos dos monómeros diferentes.
Por ejemplo, el término "copolímero" incluye el producto de la
reacción de co-polimerización del etileno y una
\alpha-olefina, tal como 1-hexeno.
El término "copolímero" incluye también, por ejemplo, la
co-polimerización de una mezcla de etileno y una
\alpha-olefina, tal como
1-hexeno. El término "copolímero" incluye
también, por ejemplo, la copolimerización de una mezcla de etileno,
propileno,
1-buteno, 1-hexeno y 1-octeno. Como se usa en esta memoria, un copolímero identificado en términos de una pluralidad de monómeros, por ejemplo, un "copolímero de propileno/etileno", se refiere a un copolímero en el que cualquier monómero puede copolimerizarse en un mayor peso o porcentaje molar que el otro monómero o monómeros. No obstante, el término "copolímero" aplicado a capas de película de la presente invención se refiere al primer monómero listado polimerizado en un mayor porcentaje de peso que el segundo monómero listado.
1-buteno, 1-hexeno y 1-octeno. Como se usa en esta memoria, un copolímero identificado en términos de una pluralidad de monómeros, por ejemplo, un "copolímero de propileno/etileno", se refiere a un copolímero en el que cualquier monómero puede copolimerizarse en un mayor peso o porcentaje molar que el otro monómero o monómeros. No obstante, el término "copolímero" aplicado a capas de película de la presente invención se refiere al primer monómero listado polimerizado en un mayor porcentaje de peso que el segundo monómero listado.
Como se usa en esta memoria, la terminología que
emplea un "/" con respecto a la identidad química de un
copolímero (por ejemplo, el copolímero de cloruro de
polivinilideno/acrilato de metilo). Identifica los comonómeros que
están copolimerizados para producir el copolímero.
Como se usa en esta memoria, la frase "régimen
de transmisión de oxígeno" conocida también como "OTR" es
medido según el método de ensayo de la ASTM D-3
985-02, un método de ensayo conocido por los
expertos en la técnica. El régimen de transmisión de oxígeno se
refiere a la cantidad de gas de oxígeno que pasa a través de un área
unidad de las superficies paralelas de una película por unidad de
tiempo bajo las condiciones del ensayo, es decir, cm^{3}/100
pulg^{2}/24 h. ó cm^{3}/m^{2}/24 h. El OTR de una película se
mide después de que la muestra de película ha sido equilibrada en
un medio de ensayo seco y en unas condiciones de presión y
temperatura estándar o en unas condiciones de temperatura y/o
presión especificadas de otra manera. Las condiciones de
temperatura y presión estándar para medir el régimen de transmisión
de oxígeno son de 0º Centígrados y 1 atmósfera de presión (0,1013
MPa). El medio "seco" es considerado que es uno en el que la
humedad relativa es menor que el 1%.
Como se usa en esta memoria, el término
"termoconformable" aplicado a la presente invención se refiere
a películas que pueden ser configuradas en una forma deseada tras
la aplicación de calor, y son termoconformadas alrededor del
producto sobre un miembro de soporte por medio de calor y una
presión diferencial. En el proceso de termoconformación,
virtualmente todo el aire es evacuado desde el interior del paquete
de modo que la película se adapta muy estrechamente al contorno del
producto empaquetado.
Como se usa en esta memoria, la frase
"contracción térmica lineal no restringida", conocida también
como "contracción térmica libre lineal", se refiere a la
reducción rápida e irreversible en la dimensión lineal en una
dirección especificada que se produce en la película sometida a
elevadas temperaturas bajo condiciones en las que está presente una
contracción nula o insignificante para inhibir la contracción. Se
expresa normalmente como un porcentaje de la dimensión original.
Como un resultado del procedimiento de fabricación, las tensiones
internas que pueden estar bloqueadas en la película que pueden ser
liberadas por el calor. La temperatura a la cual se produce la
contracción está relacionada con las técnicas empleadas para
fabricar la película y puede estar relacionada también con una fase
de transición en la resina de base. Las películas termoconformables
según la presente invención, se caracterizan por tener una
contracción térmica lineal no restringida baja, es decir una
contracción térmica lineal no restringida a 80ºC. de menos del 20%,
más preferiblemente, de menos del 10%, y con la máxima preferencia,
de entre 0-5% en ambas las direcciones de máquina y
transversa, medida de acuerdo con el método de ensayo de ASTM
D-2732-96.
Como se usa aquí el término "coextrusión"
se refiere al proceso de extrusión de dos o más materiales a través
de un dado único con dos o más orificios dispuestos de modo que los
extruidos se fusionan y sueldan juntos en una estructura laminar
antes del enfriamiento (el enfriamiento puede ser denominado también
temple). Las películas termoconformables de la presente invención
pueden ser formadas usando una coextrusión de la película
soplada.
Como se usa en esta memoria, el término
"poliéster" se refiere homopolímeros o copolímeros que tengan
un enlace éster entre las unidades monómeras que puedan ser
formadas, por ejemplo, mediante reacciones de polimerización de
condensación entre un ácido dicarboxílico y un glicol. El éster
puede estar representado por la fórmula general:
[R-C(O)O-R'] donde R y
R' = grupo alquilo. El ácido dicarboxílico puede ser lineal o
alifático, es decir, ácido oxálico, ácido malónico, ácido succíníco,
ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico,
ácido azeláico, ácido sebácico, y similares; o puede ser aromáticos
o aromáticos de alquilo sustituido, es decir, de diversos isómeros
del ácido itálico, tales como el ácido paraftálico (o ácido
tereftálico), ácido isoftálico y ácido naftálico. Ejemplos concretos
de ácidos aromáticos de álcali sustituido incluyen los diversos
isómeros del ácido dimetilftálico, tales como el ácido
dimetilisoftálico, ácido dimetilortoftálico, ácido
dímetiltereftálico, los diversos isómeros del ácido dietilftálico,
tal como el ácido dietilisoftálico, ácido dietilortoftálico, los
diversos isómeros del dimetilnaftálico, tales como el ácido
2,6-dimetilnaftálico y el ácido
2,5-dimetilnaftálico, y los diversos isómeros del
ácido dietilnaftálico. Los glicoles pueden ser de cadena recta o
ramificada. Ejemplos concretos incluyen el glicol etileno, glicol
propileno, glicol trimetileno, 1,4 butano diol, glicol neopentilo y
similares. Materiales adecuados de poliésteres aromáticos para ser
usados en la presente invención incluyen, pero sin limitarse a
ellos, el tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de
polietileno amorfo (APET), tereftalato de polietileno cirstalino
(CPET), tereftalato de polietileno amorfo (PETG), y tereftalato de
políbutileno, copolímeros del isoftalato, tales como el polietileno
tereftalato/copolímero del isoftalato; y
similares.
similares.
Como se usa en esta memoria, la frase,
"poliéster cicloalifático" se refiere a copolímeros derivados
de un componente del ácido dicarboxílico compuesto de
1,4-cicloexanodicarboxílico, un componente de diol
compuesto de
1,4-cicloexanodimetanol y éter politetrametileno glicol. Los poliésteres cicloalifáticos son bien conocidos en la técnica y se describen, por ejemplo, en las Patentes de EE.UU. Nos. 3.023.192; 3.261.812; 3.6511.014; 4.003.882, 4.221.703; y 4.349.469.
1,4-cicloexanodimetanol y éter politetrametileno glicol. Los poliésteres cicloalifáticos son bien conocidos en la técnica y se describen, por ejemplo, en las Patentes de EE.UU. Nos. 3.023.192; 3.261.812; 3.6511.014; 4.003.882, 4.221.703; y 4.349.469.
Como se usa en esta memoria, la frase
"poliolefina" se refiere a homopolímeros, copolímeros,
incluyendo por ejemplo bipolímeros, terpolímeros, copolímeros de
bloque, copolímeros injertados, etc., que tienen un enlace de
metileno entre unidades monómeras que pueden ser formadas mediante
cualquier método conocido por los expertos en la técnica. Ejemplos
de poliolefinas incluyen el polietileno ("PE") que incluyen,
pero no se limitan al, polietileno de baja densidad ("LDPE"),
el polietileno de baja densidad lineal ("LLDPE"), polietileno
de muy baja densidad ("VLDPE"), poletileno de densidad
ultrabaja ("ULDPE"), polietileno de densidad media
("MDPE"), polietileno de alta densidad ("HDPE"),
polietileno de densidad ultra alta ("OHDPE"), y polietilenos
que comprendan etileno/\alpha-olefina
("E/AO") que son copolímeros del etileno con una o más
\alpha-olefinas (alfa-olefinas)
tales como el buteno-1, hexeno-1,
octeno-1, o las similares como un comonómero y
parecidas.
Como se usa en esta memoria, la frase
"etileno/\alpha-olefina", conocida también
como "EAO" se refiere a un copolímero modificado o no
modificado producido por la copolimerización del etileno y una
cualquiera o más \alpha-olefinas. La
\alpha-olefina en la presente invención tiene
entre 3-20 átomos de carbono colgantes,
preferiblemente, de 3-12 átomos de carbono colgantes
y más preferiblemente, de 3-6 átomos de carbono
colgantes. La co-polimerización del etileno y una
\alpha-olefina puede ser producida por una
catálisis heterogénea, es decir, por reacciones de
co-polimerización con sistemas de catálisis de
Ziegler-Natta, por ejemplo, haluros metálicos
activados mediante un órgano metálico catalizador, es decir, cloruro
de titanio, que contenga opcionalmente cloruro de magnesio,
complejado con aluminio trialquilo y puede ser hallado en patentes
tales como la Patente U.S. Nº 4.302.565 de Goeke, y otros, y la
Patente U.S. Nº 4.302.566 de Karol, y otros. Copolímeros catalizados
heterogéneos de etileno y una \alpha-olefina
pueden incluir polietileno de baja densidad lineal, polietileno de
muy baja densidad y polietileno de densidad ultra baja. Copolímeros
de este tipo pueden obtenerse, por ejemplo, de la Dow Chemical
Company, de Midland, MI., USA y se venden bajo la marca comercial de
resinas DOWLEX^{TM}. Adicionalmente, la
co-polimerización del etileno y una
\alpha-olefina puede ser producida también
mediante una catálisis homogénea, por ejemplo, por reacciones de
co-polimerización con sistemas de catálisis
metalocenos que incluyen catalizadores geométricos forzados, es
decir complejos de metal de transición monociclopentadienil
enseñados en la Patente USA Nº 5.026.798, para Canich. Copolímeros
de etileno/\alpha-olefina catalizados homogéneos
pueden incluir copolímeros de
etileno/\alpha-olefina disponibles de la Dow
Chemical Company, conocidos como resinas AFFINITY^{TM} y
ATTANE^{TM}, copolímeros lineales TAFMER^{TM} obtenibles de la
Mitsui Petrochemical Corporation de Tokyo, Japón, y copolímeros de
etileno/\alpha-olefina conocidos como resinas
EXACT^{TM} obtenibles de ExxonMobil ChemicalCompany de Houston,
TX, USA.
Como se usan aquí, los términos "obturar en
caliente", "obturación en caliente", "obturable por
calor", y similares se refieren a una primera porción cié una
superficie de película (es decir, formado a partir de una capa
única o de múltiples capas) que es capaz de formar un enlace de
fusión con una segunda porción de una superficie de película. Una
capa obturable por calor es capaz de enlazar por fusión mediante
medios de calentamiento indirectos convencionales que generan
suficiente calor sobre al menos una superficie de contacto de
película para la conducción a la superficie de contacto de la
película contigua y la formación de una interfaz de enlace entre
ambas sin pérdida de la integridad de la película. Se debe
reconocer que la obturación por calor puede ser efectuada mediante
una o más de una amplia diversidad de maneras, tales como usando
una técnica de obturación por calor (por ejemplo, obturación de
lecho fundido, obturación térmica, obturación mediante impulsos,
obturación ultrasónica, aire caliente, alambre caliente, radiación
infrarroja, etc.) y la mayoría implica a menudo la aplicación de
calor y presión durante el tiempo suficiente para crear una
obturación tras el enfriamiento.
Como se usa en esta memoria, la frase "capa de
película exterior más interna" se aplica a las capas de película
de la presente invención que se refieren a la capa de película
exterior más cercana al producto con relación a las oras capas de
la película multicapa. La frase "capa de película exterior"
aplicada a capas de película se refiere a cualquier capa de
película que tenga menos de dos de sus superficies principales
adheridas directamente a otra capa del sustrato o de otro sustrato.
En contraste, la frase "capa de película más exterior", se usa
en esta memoria para referirse a la capa de película exterior que
está más alejada del producto con relación a las otras capas de la
película multicapa.
Como se usa en esta memoria, la frase "capa de
película interior" aplicada a capas de película se refiere a
cualquiera de las capas de película que tienen ambas superficies
principales adheridas directamente a otra capa de la película.
Como se usa en esta memoria, la palabra
"brillo" se refiere al brillo especular de las películas de la
presente invención, que es una medida del factor de reflectancia
luminosa relativo de un espécimen en la dirección del espejo. El
factor de reflectancia luminosa relativa es la cantidad de luz
reflejada por la superficie del espécimen con referencia a una
norma y un ángulo de reflexión (20º, 45º, 60º u 85º). El brillo al
que se refiere la presente invención, significa aquella propiedad
de una película medida según el método de ensayo ASTM
D-2457-03. El brillo especular de
las películas de la presente invención se determina usando el
Medidor de brillo TRI de micro Gardner BYK.
Como se usa en esta memoria, la palabra
"claridad" se refiere al porcentaje de luz transmitido que al
pasar a través del espécimen de la película se desvía del haz
incidente dispersándose hacia delante y que es medido de acuerdo
con el método de ensayo ASTM
D-1003-00, un ensayo conocido por
los expertos en la técnica.
Como se usa en esta memoria, la frase "capa de
amarre" se refiere a cualquier capa de película que funcione
para adherir dos capas entre sí. La capa amarre puede comprender
cualquier polímero, copolímero o mezcla de polímeros que tenga un
grupo polar sobre el mismo, o cualquier otro polímero, copolímero o
mezcla de polímeros que proporcione suficiente adhesión entre las
capas para capas adyacentes que comprenden polímeros no adherentes
de otra manera. Materiales adecuado para ser usados como capas
amarre en la presente invención pueden incluir, pero sin limitarse
a, ionómeros, copolímeros (E/VA) de acetato de vinilo/etileno,
copolímeros ("m-E/VA") acetato de
vinilo/etileno anhídrido modificado, copolímeros ("E/MAA") de
etileno/ácido metacrílico, copolímeros (E/MA) de etileno/acrilato
de metilo, copolímeros (E/EA) de etileno/acrilato de etilo,
copolímeros ("m-E/AO") de
\alpha-olefina/etileno de anhídrido modificado,
poliolefinas de anhídrido modificado, tales como polietileno
anhídrido modificado ("m-PE"), o una mezcla de
los mismos.
Como se usa en esta memoria, la expresión
"anhídrido-modificado" se refiere a cualquier
forma de la funcionalidad de anhídrido, tal como al anhídrido del
ácido maleico, ácido fumárico, etc., si está
co-polimerizado con un monómero que contiene el
anhídrido, con un segundo monómero diferente, injertado sobre un
polímero o copolímero, o mezclado con uno o más polímeros, y es
inclusive de derivados de tales funcionalidades, tales como ácidos,
esteres, y sales metálicas deducidas de los mismos.
Como se usa en esta memoria, la frase "capa
voluminosa" se refiere a cualquier capa de película que sirva
para incrementar la resistencia, tenacidad, y módulo de una película
multicapa.
Como se usa en esta memoria, la frase "capa de
ayuda a la termoformación" se refiere a cualquier capa de
película interior que funcione aumentando la integridad de la
película multicapa mientras la película es calentada y retirada
dentro de una cavidad durante el proceso de termoformación.
Como se usa en esta memoria, la frase
"dirección de máquina" se refiere a la dirección "a lo largo
de la longitud" de la película, es decir, a la dirección
alargada de la película a medida que la película se configura
durante la extrusión, laminación, y/o revestimiento. Como se usa en
esta memoria, la frase "dirección transversa" se refiere a una
dirección a través de la película, perpendicular a la dirección de
máquina o longitudinal.
La presente invención se describirá ahora mejor
de aquí en adelante con referencia a los dibujos que se acompañan,
en los cuales se muestran las realizaciones preferidas de la
invención. Esta invención puede, sin embargo, ser incorporada de
muchas formas diferentes y no debería ser considerada como limitada
a las realizaciones que se describen en esta memoria; por el
contrarío, estas realizaciones se proporcionan para que esta
descripción sea completa y cubra completamente el alcance de la
invención para los expertos en la técnica.
Haciendo referencia a la Figura 1, la película
10 es una vista esquemática en sección transversal de una
realización de la película multicapa según la presente invención
que comprende una primera capa polímera 11, una segunda capa
polímera 12, una tercera capa polímera 13, y una cuarta capa
polímera 14. La película 10 tiene cuatro capas: dos capas (11, 14)
de película exterior; y dos capas de película interior (12, 13).
Como se representa, la primera capa polímera 11 es la capa de
película más externa que puede comprender cualquiera de un poliéster
cicloalifático o un poliéster aromático, o ambos, por ejemplo, el
tereftalato de polietileno (PET). La capa 12 es una capa de amarre
de la película interior y comprende un material adhesivo derivado de
los copolímeros de etileno y un acrilato de alquilo, es decir, por
ejemplo, copolímeros de etileno/metacrilato (E/MA). La capa 13 sirve
como capa de ayuda a la termoformación y comprende, polipropileno
(PP) o un homopolímero o un copolímero de un polietileno (PE)
enlazado transversalmente. La capa 14 es una capa de película
exterior más interior que comprende una poliolefina de obturación en
caliente. Las poliolefinas obturables en caliente adecuadas para
ser usadas en la capa 14 pueden incluir, pero sin limitarse, por
ejemplo, el polietileno (PE), que incluye el polietileno de
ultrabaja densidad (ÜLDPE), el polietileno de baja densidad lineal
(LLDPE), el polietileno de baja densidad (LDPE), el polietileno de
densidad media (MDPE), polipropileno (PP), etileno/acetato de
vinilo (E/VA), copolímeros del etileno o propileno con una o más
\alpha-olefinas e ionómeros. Otros ejemplos de
poliolefinas obturables por calor incluyen copolímeros (COC) de
olefinas cíclicos, copolímeros (PE/P) de etileno/propileno,
polipropileno (PP), copolímeros (PP/E) de propileno/etileno,
poliisopreno, polibutileno (PB), polibuteno-1,
poli-3-metilbuteno-1,
y copolímeros de etileno y
4-metilpenteno-1, y
simi-
lares.
lares.
Se apreciará que las películas según la presente
invención no están limitadas a la estructura de cuatro capas, es
decir a las capas 11, 12, 13, 14, proporcionada de modo que las
capas 11 y 14 están posicionadas como capas exteriores y la capa 13
es una capa de película interior que funciona como una capa de ayuda
a la termoformación. La capa 13 está en contacto directo con la
capa 11, a través del contacto con la capa 12. Está dentro del
alcance de la presente invención que puedan ser incluidas capas
interiores adicionales en la estructura de la película siempre que
la transmisión de oxígeno a la estructura completa no sea menor de 2
cm^{3}/100 pulg^{2}/24 h. (31 cm^{3}/m^{2}/24 h.) medido de
acuerdo con la norma ASTM D-3985-02.
Por tanto, la película de esta invención puede incluir cualquier
número de capas adicionales en cualquier posición entre la capa 13
de película interior y la capa 14 de película exterior más interior.
Las películas de la presente invención comprenden al menos cuatro
capas, y pueden incluir un total de cinco capas, siete capas, o
cualquier número de capas deseadas.
Volviendo ahora a la Figura 2, la película 20 es
el esquema de la vista en sección transversal de una realización de
una película multicapa según la presente invención que comprende
una estructura de película de siete capas. La película 20 incluye
una primera capa polímera 21, una segunda capa polímera 22, una
tercera capa polímera 23, una cuarta capa polímera 24, una quinta
capa polímera 25, una sexta capa polímera 26, una séptima capa
polímera 27, en las cuales existen dos capas de película exteriores
(21, 27), y cinco capas de película interiores (22, 23, 24, 25, 26).
Las capas 21, 22 y 23 pueden tener cada una idénticas composiciones
y subestructura como se describe para las capas 11, 12, 13,
respectivamente, de la película 10, como se ha descrito
anteriormente. Como se representa, la capa 21 es la capa de película
exterior más alejada y las capas 22 y 23 son ambas capas de
película interiores que sirven como una capa de amarre y una capa
de ayuda en la termoconformación, respectivamente. Las capas 24 y 25
funcionan como capas volumétricas y ambas pueden estar configuradas
del mismo material o de diferentes materiales. Preferiblemente, las
capas 24 y 25 comprenden cualquier material termoplástico, más
preferiblemente, cualquier resina poliolefina, y con la máxima
preferencia, homopolímeros y copolímeros del polietileno (PE),
polipropileno (PP) polibutileno (PB) o mezclas de los mismos. La
capa 26 es una capa de película interior que puede servir como capa
de volumen o como capa de amarre. Como una capa de volumen la capa
26 comprende preferiblemente cualquier material termoplástico, más
preferiblemente cualquier resina poliolefina, y con la máxima
preferencia, homopolímeros y copolímeros del polietileno (PE),
polipropileno (PP), polibutileno (PB) o mezclas de los mismos. Como
una capa de amarre, la capa 26 comprende preferiblemente cualquier
material adhesivo que adhiera las capas 25 y 27 a la misma. Las
poliolefinas adecuadas incluyen, pero no se limitan a, por ejemplo,
homopolímeros y copolímeros del polietileno (PE), polipropileno
(PP), polibutileno (PB), o mezclas de los mismos. Se prefiere que la
poliolefina modificada comprenda una poliolefina modificada
anhídrida, que no esté limitada a, ionómeros, copolímeros (E/VA) de
acetato de vinilo/etileno, copolímeros (m-E/VA) de
acetato de vinilo/etileno de anhídrido modificado, copolímeros
(E/EAA) de etileno/ácido metacrílico, copolímeros (E/MA) de
etileno/acrilato de metilo, copolímeros (E/EA) de etileno/acrilato
de etilo, copolímeros (m-E/AO) de anhídrido
modificado etileno/\alpha-olefina, poliolefinas
anhídridas modificadas, tales como el polietileno
anhídrido-modificado (m-PE) o una
mezcla de los mismos.
También será reconocido por los expertos en la
técnica que las películas 10, 20 y cualquier variación de las
mismas pueden ser usadas para formar contenedores flexibles,
semirrígidos y rígidos, paquetes, bolsas o cualquier porción de los
mismos. En general las películas y paquetes de la presente invención
pueden ser usados en el empaquetado de cualquier producto, las
películas y paquetes de la presente invención son especialmente
ventajosos para el empaquetado de productos alimenticios,
especialmente productos de carne fresca. Entre los productos de
carne fresca que pueden ser empaquetados en las películas y paquetes
según la presente invención están los de aves, cerdo, buey,
cordero, cabra, caballo y el pescado.
Se apreciará que el espesor de cada una de las
películas 10, 20 y cualquiera de las variaciones de las mismas se
puede modificar e igualar a los espesores en las Figuras 1 y 2 que
solamente son presentados para facilitar una ilustración.
Se apreciará también que las películas de la
presente invención tienen un régimen de transmisión de oxígeno a
73ºC y 0% R.H de entre 2-1000 cm^{3}/100
pulg^{2}/24 h. (31-15.500 cm^{3}/m^{2}/24 h.),
preferiblemente, entre 10-1000 cm^{3}/100
pulg^{2}/24 h. (155-15.500 cm^{3}/m^{2}/24
h.), y con la máxima preferencia, entre 20-1000
cm^{3}/100 pulg^{2}/24 h. (310-15.500
cm^{3}/m^{2}/24 h.) medidos de acuerdo con el método de ensayo
ASTM D-3985-G2.
Las películas de la presente invención pueden
ser formadas por coextrusión soplada. En la coextrusión soplada,
por ejemplo, las películas de la presente invención pueden ser
producidas mediante un procedimiento de soplado de la película de
burbuja única. En este procedimiento una película tubular se produce
usando uno o más extrusores (el número de extrusores depende del
número de capas en la película y de la composición de cada capa).
Las resinas polímeras extruidas por los extrusores son alimentadas
a una cabeza de dado circular a través de la cual las capas de
película son forzadas y configuradas en forma de burbuja de película
multicapa cilíndrica. La burbuja es extruida desde esta a través de
un anillo de aire y enfriada rápidamente, por ejemplo, por medio de
un baño de agua fría, la superficie sólida y/o el aire, y entonces
finalmente aplastada y configurada en forma de película
multicapa.
En la práctica de esta invención, puede ser
deseable tener una o más capas de la película completa enlazadas
transversalmente para mejorar la termoformabilidad, resistencia a
ser maltratada y/o a los pinchazos y/o otras características
físicas de la película completa. El enlace transversal es la
reacción predominante que origina la formación de enlaces de
carbono-carbono entre cadenas de polímeros. El
enlace transversal puede ser efectuado, por ejemplo, por medio de
una radiación ionizada tal como de electrones de alta energía, rayos
gamma, partículas beta y similares, o a través de medios químicos
mediante la utilización de peróxidos y similares. Más
particularmente, para el enlace transversal con una radiación de
ionización, la fuente de energía puede ser cualquier generador de
haz de electrones que funcione en un rango de alrededor de 150
kilovoltios, a alrededor de 6 megavoltios, con un salida de
potencia capaz de suministrar la dosis deseada. La tensión puede ser
ajustada en niveles apropiados que pueden ser por ejemplo de 1 a 6
millones de voltios o mayor o menor. Muchos aparatos para irradiar
películas son conocidas por los expertos en la técnica. Las
películas de la presente invención pueden ser irradiadas en un
nivel de 2 - 12 MRads, más preferiblemente 2-5
MRads. La cantidad más preferida de radiación depende de la
película y su uso final.
Un método para determinar el grado de "enlace
transversal" de la cantidad de radiación absorbida por un
material es la medida del gel contenido de acuerdo con ASTM
D-2765-01. El contenido de gel
corresponde a la extensión relativa del enlace transversal dentro
de un material polímero que está siendo irradiado.
Preferiblemente, la película de empaquetado
multicapa coextruida de la presente invención puede tener un espesor
total de película deseado que puede variar entre
20,3-381 \mum, más preferiblemente, entre
20,3-254 \mum, y con la máxima preferencia, entre
20,3-203 \mum.
La invención se ilustra en los ejemplos
siguientes que se proporcionan con el propósito de representación,
y no han de ser considerados como limitativos del alcance de la
invención.
A menos que se indique otra cosa, las resinas
termoplásticas utilizadas en la presente invención están
comercialmente disponibles generalmente en forma de bolitas y, como
generalmente se reconoce en la técnica, pueden ser mezcladas,
fundidas o comercialmente mezcladas mediante métodos bien conocidos
usando tambores giratorios, máquinas mezcladoras o mezcladores.
También, si se desea, pueden ser incorporados aditivos bien
conocidos tales como ayudas del proceso, agentes de deslizamiento,
agentes antibloqueo, pigmentos, y mezclas de los mismos pueden ser
incorporadas dentro de la película, mezclándolos primero por
extrusión. Las resinas y cualquiera de los aditivos son introducidas
en un extrusor en el que las resinas son fundidas plastificadas por
calentamiento y luego transferidas a un dado de extrusión (o
coextrusión) para la formación dentro de un tubo. Las temperaturas
en el extrusor y el dado dependerán generalmente de la particular
resina o mezclas que contienen la resina que son procesadas y los
rangos de la temperatura adecuados para las resinas disponibles
comercialmente son generalmente conocidos en la técnica, o son
proporcionados en boletines técnicos que facilitan los fabricantes
de resinas. Los tiempos de procesado pueden variar dependiendo de
otros parámetros del proceso escogidos.
Para los ejemplos siguientes, una barra única,
"/", representa la división entre capas individuales dentro de
una estructura de película.
\vskip1.000000\baselineskip
El Ejemplo 1 es una realización de la presente
invención de una película que tiene siete capas (véase la película
20 en la Figura 2). La primera capa (21) de polímeros comprende una
mezcla de poliéster, aditivos antibloqueo y un aditivo de
deslizamiento. El poliéster comprende el copolímero de tereftalato
de polietileno que tiene una densidad de 1,4 g/cm^{3}, un punto
de fusión de 240ºC, una resistencia de tracción a la rotura
(dirección de máquina/dirección transversa) de 57,9/38,6 MPa, y
está disponible bajo el nombre comercial Voridian^{TM} Polímero
9921 de la Eastman Chemical Company, Kingsport, TN, USA En el
Ejemplo 1, la segunda capa (22) era una capa de amarre que
comprendía el copolímero (E/MA) de etileno/metilacrilato y
modificaba el polietileno de baja densidad lineal
(m-LLDPE). El copolímero de acrilato de
metilo/etileno tiene una densidad de 0, 948 g/cm^{3}, un punto de
fusión de 49ºC, un índice de fusión de 2,0 g/10 min., y está
disponible en la Eastman Chemical Company, Kingsport, TN, USA. El
polietileno de baja densidad lineal modificado fue un polietileno
de baja densidad lineal anhídrido que tenía una densidad de 0,92
g/cm^{3}, un punto de fusión de 125ºC, un índice de fusión de 1,5
g/10 min., un punto de ablandamiento de Vicat de 102ºC., y está
disponible bajo el nombre comercial Bynel® de E.I. du Pont de
Nemours and Company, Wilmington, DE, USA. La tercera capa (23) y la
sexta capa (26) comprenden cada una un copolímero (PP) aleatorio de
polipropileno (PP) que tiene un índice fusión de 2 g/10 min., una
resistencia de tracción a la rotura de 31.0 MPQ, y es vendido como
Grado 8244 de BP Amoco Polymers, Inc. Naperville, IL, U.S.A. La
cuarta capa (24) y la quinta capa (25) comprenden cada una un
polietileno (ULDPE) de densidad ultrabaja, particularmente, un
copolímero (E/AO) de \alpha-olefina de
etileno/octeno que tiene una densidad de 0,912 g/cm^{3}, un punto
de fusión de 123ºC, un índice fundido de 1,0 g/10 min., un punto de
ablandamiento de Vicat de 93ºC, y puede obtenerse bajo la marca
comercial Attane 4201G de The Dow Chemical Company, Midland, MI,
USA. La séptima capa (27) comprende polietileno (PE) y aditivo
antibloque. El polietileno fue idéntico al que fue usado en las
capas cuarta y quinta de la película. El Ejemplo 1 fue producido
teniendo un espesor de película global de alrededor de 0,127 mm y
con la estructura siguiente y el espesor de capa relativo,
empezando con la capa de película más externa y yendo hacia la capa
de película exterior más interna (de izquierda a derecha):
5% PET/15%
E/MA/10%PP/12%PE/8%PE/27%PP/23%PE
El Ejemplo 1 tenía un régimen de transmisión de
oxígeno a 73ºC, y 0% R.H. de 40 cm^{3}/100 pulg^{2}/24 h. (620
cm^{3}/m^{2}/24 h.) medido de acuerdo con el método de ensayo
ASTM D-3985-02.
\vskip1.000000\baselineskip
En el Ejemplo 2, la película es otro ejemplo de
una realización de siete capas de la presente invención. Todas las
capas de película son idénticas en estructura y espesor de capa
relativo a la usada en el Ejemplo 1, a excepción de que el espesor
de película global fue de alrededor de 0,203 mm.
El Ejemplo 2 tiene un régimen de transmisión de
oxígeno a 73ºC, y 0% R.H. de 20 cm^{3}/10G pulg^{2}/24 h. (310
cm^{3}/m^{2}/24 h.) medido de acuerdo con el método de ensayo
ASTM D-3985-02.
\newpage
A menos que se indique de otra manera, las
propiedades físicas y características de comportamiento presentadas
en esta memoria fueron medidas mediante un procedimiento de ensayo
similar al de los métodos siguientes:
Claims (21)
1. Una película de empaquetado, transparente,
coextruida, termoconformable que puede ser formada soplando la
película, comprendiendo la coextrusión:
al menos una primera capa polímera, una segunda
capa polímera, una tercera capa polímera y una cuarta capa
polímera; en donde
(a) dicha primera capa polímera es una capa de
película exterior que es la más alejada y comprende un material
seleccionado de poliésteres cicloalifáticos, tereftalato de
polietileno (PET), glicol tereftalato de polietileno (PTEG),
tereftalato de polipropileno (PPT), tereftalato de polibutileno
(PBT) o mezclas de los mismos;
(b) dicha segunda capa polímera comprende
polipropileno o polietileno de enlace cruzado;
(c) dicha tercera capa polímera comprende una
poliolefina obturable por calor; y
(d) dicha cuarta capa polímera contacta
directamente con dichas primera y segunda capas polímeras y
comprende un copolímero de acrilato de alquilo/etileno o mezclas de
los mismos, siendo seleccionado el copolímero del acrilato de
etileno/alquilo del copolímero (E/MA) de acrilato de metilo/etileno,
copolímero E/EA de acrilato de etileno/etilo, copolímero (E/BA) de
acrilato de butil/etileno; o copolímero (E/MMA) de metacrilato de
metilo/etileno;
y además en donde
(e) dicha película tiene un régimen de
transmisión de oxígeno a 73ºC y 0% R.H. de entre
2-1000 cm^{3}/100 pulg^{2}/24 h
(31-15.500 cm^{3}/m^{2}/24 h) medido de acuerdo
con el método de ensayo ASTM
D-3985-02;
(f) dicha película comprende una contracción
térmica lineal no restringida a 80ºC de 0-20% en
ambas la dirección de máquina y la transversal medidas de acuerdo
con el método de ensayo ASTM
D-2732-96; y
(g) dicha película comprende un valor de la
claridad de menos del 20% medido de acuerdo con el método de ensayo
ASTM D-1003-00.
2. Una película según la reivindicación 1, en la
que la tercera capa de polímero es una capa de película exterior
más interior.
3. Una película según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en la que dicha primera capa polímera,
dicha segunda capa polímera, y dicha tercera capa polímera están
exentes de poliamida.
4. Una película según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en la que dicha película comprende una
contracción térmica lineal sin restricciones a 80ºC de
0-10% en ambas direcciones de máquina y transversa
medida de acuerdo con el método de ensayo ASTM
D-2732-96.
5. Una película según la reivindicación 4, en la
que dicha película comprende una contracción térmica lineal a 80ºC
de 0-5% en ambas direcciones, de máquina y
transversal, medida de acuerdo con el método de ensayo ASTM
D-2732-96.
6. Una película según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en la que dicha película comprende un
valor de brillo a 45º de al menos el 60%, medido de acuerdo con el
método de ensayo ASTM D-2457-03.
7. Una película según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en la que dicha película tiene un
régimen de transmisión de oxígeno a 73ºC y 0% de R.H. de entre
10-1000 cm^{3}/100 pulg^{2}/24 h
(155-15.500 cm^{3}/m^{2}/24 h) medido de
acuerdo con el método de ensayo ASTM
D-3985-02.
8. Una película según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en la que dicha película tiene un
régimen de transmisión de oxígeno a 73ºC y 0% R.H. de entre
20-1000 cm^{3}/100 pulg^{2}/24
h(310-15.500 cm^{3}/m^{2}/24 h) medida de
acuerdo con el método de ensayo ASTM
D-3985-02.
9. Una película según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en la que dicha capa polímera
comprende polietileno.
10. Una película según la reivindicación 9, en
la que dicha película comprende además una quinta capa polímera
dispuesta entre dichas segunda y tercera capas polímeras.
11. Una película según la reivindicación 10, en
la que dicha quinta capa polímera comprende un material seleccionado
de polipropileno, polietileno, poliolefina modificada anhídrida o
mezclas de los mismos.
\newpage
12. Una película según la reivindicación 11; en
la que dicha poliolefina modificada anhídrida comprende un
polietileno modificado anhídrido.
13. Una película según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 12, en la que dicha quinta capa polímera está
en contacto directo con dichas segunda y tercera capas
polímeras.
14. Una película según cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 13, en la que dicha película comprende además
una sexta capa polímera y una séptima capa polímera.
15. Una película según la reivindicación 14, en
la que dichas sexta y séptima capas comprenden cada una un material
seleccionado de polietileno, polipropileno o mezclas de los
mismos..
16. Una película según las reivindicaciones 14 o
15, en la que dicha segunda capa polímera está en contacto directo
con dichas cuarta y sexta capas polímeras, dicha sexta capa polímera
está directamente en contacto con dichas segunda y séptima capas
polímeras, dicha séptima capa polímera está directamente en contacto
con dichas sexta y quinta capas polímeras y dicha quinta capa
polímera está directamente en contacto con dicha séptima y tercera
capas polímeras.
17. Una película según la reivindicación 16, en
la que dicha primera capa polímera, dicha segunda capa polímera,
dicha tercera capa polímera, dicha cuarta capa polímera, dicha
quinta capa polímera, dicha sexta capa polímera, y dicha séptima
capa polímera están exentas de poliamida.
18. Una película según es reivindicada en
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicha
película tiene un margen de espesores de 20,3 - 381 \mum.
19. Una película según la reivindicación 18, en
la que dicha película tiene un margen de espesores de 20,3 a
254 \mum.
254 \mum.
20. Una película según la reivindicación 19, en
la que dicha película tiene un margen de espesores de 20,3 -
a
203 \mum.
203 \mum.
21. Una película según se reivindica en
cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en la que dicha
película constituye un paquete o una porción del mismo.
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