ES2632944T3 - Precintos desprendibles a base de poliolefinas - Google Patents

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Abstract

Un precinto desprendible que comprende: a. de aproximadamente 5 a aproximadamente 98 por ciento en peso de un plastómero o elastómero basado en propileno de calidad reactor que tiene una distribución de pesos moleculares de menos de 3,5; b. de aproximadamente 2 a aproximadamente 95 por ciento en peso de un segundo polímero seleccionado del grupo que consiste en polietileno, polibutileno y polímero estirénico y sus mezclas en el que el precinto desprendible tiene una temperatura de iniciación del termosellado inferior a 120ºC cuando se sella a una presión de barra de 0,28 MPa (40 psi) con un tiempo de permanencia de 0,5 segundos.

Description

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DESCRIPCION
Precintos desprendibles a base de poliolefinas
La invencion se refiere a un precinto termosellable y desprendible a base de poliolefinas. La invencion tambien se refiere a precintos desprendibles a prueba de manipulacion indebida. La invencion se refiere tambien a metodos para fabricar y utilizar el precinto termosellable y desprendible.
Se emplean a gran escala pelfculas termosellables y desprendibles (tambien denominadas en la presente memoria "precintos desprendibles") para cerrar temporalmente envases que incluyen, por ejemplo, productos alimenticios o dispositivos medicos. Durante el uso, un consumidor abre el envase separando las capas termoselladas de la pelfcula desprendible. Para obtener la aceptacion del consumidor, se desean una serie de caractensticas asociadas con una pelfcula termosellable y desprendible. Por ejemplo, la pelfcula debe proporcionar un cierre a prueba de fugas del envase o bolsa. Para sellar una bolsa, se utiliza comunmente el termosellado. Se han construido diversos aparatos con el fin de formar bolsas mientras se llenan simultaneamente las bolsas con el contenido deseado. Estos aparatos se conocen comunmente como maquinas de relleno y sellado de forma vertical y de relleno y sellado de forma horizontal. Tambien se pueden utilizar otros tipos de maquinas de conformacion, al igual que bolsas pre- fabricadas.
Estas maquinas tienen tfpicamente collares o barras formadores que conforman una pieza plana de pelfcula en una forma tubular de una bolsa. Las mordazas de sellado de metal caliente se mueven desde una posicion abierta a una posicion cerrada, poniendo en contacto la pelfcula para sellarla en forma de bolsa. Durante el proceso de sellado, la capa exterior de la pelfcula entra en contacto directo con la superficie metalica caliente de las mordazas de sellado. El calor se transfiere asf a traves de la capa exterior de la pelfcula para fundir y fusionar la capa sellante interna para formar un precinto. Generalmente, la capa externa tiene una temperatura de fusion mas alta que la capa sellante interna. Como tal, mientras que la capa sellante interna se funde para formar un precinto, la capa externa de la pelfcula no se funde y no se pega a las mordazas de sellado. Despues de reabrir las mordazas de sellado, la pelfcula se enfna a temperatura ambiente.
Antes de que la capa sellante interna se enfne hasta la temperatura ambiente, debena ser capaz de mantener su integridad de sellado. La capacidad de una capa adhesiva o sellante para resistir la fluencia del sellado mientras esta todavfa en un estado caliente o fundido se denomina generalmente "pegajosidad en caliente". Para formar un buen precinto, la pegajosidad en caliente de la pelfcula sellable y desprendible debe ser adecuada.
Ademas de la pegajosidad en caliente adecuada, tambien es deseable tener una baja temperatura de iniciacion del termosellado que ayude a asegurar velocidades rapidas de la lmea de envasado y una amplia ventana de sellado que podna acomodar variabilidad en las condiciones del proceso, tales como presion y temperatura. Una amplia ventana de sellado tambien permite un envasado de alta velocidad de productos sensibles al calor, asf como proporciona un grado de tolerancia a los cambios en las velocidades de envasado o de llenado.
Ademas de la caractenstica "sellable" de una pelfcula sellable y desprendible, debena tener tambien una caractenstica "desprendible" deseada necesaria para proporcionar un precinto de facil apertura en un envase o bolsa. La capacidad de desprendimiento se refiere generalmente a la capacidad de separar dos materiales o sustratos en el curso de la apertura de un envase sin comprometer la integridad de ninguno de los dos. La fuerza requerida para separar un precinto se denomina "resistencia del sellado" o "resistencia del termosellado" que se puede medir de acuerdo con la norma ASTM F88-94. La resistencia del sellado deseada vana segun las aplicaciones espedficas del usuario final. Para aplicaciones de envasado flexible, tales como bolsas de cereales, envases de aperitivos, tubos de galletas y bolsas de preparados para pasteles, la resistencia del sellado deseada esta generalmente en el intervalo de 18-161 kg/m (1-9 libras por pulgada). Por ejemplo, para revestimientos de cajas de cereales de facil apertura, se especifica comunmente una resistencia del sellado en el intervalo de 36-54 kg/m (23 libras por pulgada), aunque los objetivos espedficos vanan de acuerdo con los requisitos de las manufacturas individuales. Ademas de la aplicacion en envases flexibles, tambien se puede utilizar una pelfcula sellable y desprendible en aplicaciones de envases ngidos, tales como tapas para artfculos de conveniencia (por ejemplo, aperitivos tales como pudines) y dispositivos medicos. Los envases ngidos tfpicos tienen una resistencia del sellado de 18-89 kg/m (1-5 libras por pulgada). La capa de sellado puede estar en la tapa o en el envase o en ambos.
Las caractensticas deseadas adicionales para una pelfcula termosellable y desprendible incluyen un bajo coeficiente de friccion y una buena resistencia al abuso. Un bajo coeficiente de friccion asegura que la capa sellante se pueda procesar de manera suave y eficiente en equipos de fabricacion y envasado y es particularmente importante para el envasado de relleno y sellado en forma vertical. Se desea buenas resistencias al abuso y tenacidad, por ejemplo, en revestimientos de bolsas de cereales para resistir rasgaduras y punciones de cereales ngidos de forma irregular. Las caractensticas adicionales incluyen el comportamiento del sabor y el olor y las propiedades de barrera o transmision.
Algunos precintos desprendibles son re-sellables, lo que significa que una vez que el envase ha sido desprencintado, se pueden volver a precintar. En algunas aplicaciones, es importante poder identificar cuando el envase ha sido desprecintado, ya que, por ejemplo, puede indicar cuando un envase ha sido objeto de manipulacion indebida.
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Las pelfculas termosellables y desprendibles se fabrican generalmente a partir de una o mas resinas polimericas. Las caractensticas resultantes de una pelfcula termosellable y desprendible dependen en gran medida del tipo de resinas utilizadas para formar la peKcula. Por ejemplo, copoUmeros de etileno-acetato de vinilo (EVA) y de etileno- acrilato de metilo (EMA) proporcionan excelentes propiedades de termosellado. Sin embargo, los precintos producidos con estos copolfmeros son tales que la separacion usualmente no se puede lograr sin danar la pelfcula. Para aliviar este problema, el polibutileno se mezcla con un polfmero de EVA para producir una pelfcula termosellable y desprendible. Aunque se mejora la capacidad de desprendimiento de la pelfcula, dicha pelfcula termosellable y desprendible tiene olor algo desagradable debido a la presencia de EVA. Ademas de usar polibutileno, algunos ionomeros, tales como SURLYN®, se mezclan con EVA para producir una pelfcula termosellable y desprendible. Aunque la pelfcula sea desprendible, provoca filamentosidad o "cabello de angel" al separar la pelfcula. Ademas, los ionomeros son generalmente caros y pueden tener tambien algo de olor.
La patente de EE.UU. No. 6.590.034 describe precintos desprendibles fabricados a partir de una mezcla de dos polfmeros inmiscibles que forman una fase continua y una fase discontinua en la que el valor absoluto de la diferencia de viscosidad por cizallamiento de los dos polfmeros es menor que 100 por cien. Aunque muchos materiales potenciales estan cubiertos, esta referencia se centra en el uso de homopolfmero de polipropileno como la fase discontinua.
La solicitud EP-A-765742 describe una pelfcula multicapa para envasado que comprende una capa de sellado que comprende un polfmero de propileno elastomerico y un segundo polfmero.
La solicitud US-A-2002/013415 describe composiciones de poliolefinas para pelfculas sellables desprendibles, que comprenden (porcentaje en peso): A) de 20 a 50% de HDPE, LDPE o EVA con MFR superior a 0,3 g/10 min; B) de 30 a 80% de un copolfmero aleatorio de propileno con etileno y/o una a-olefina de C4-C8, o de una composicion de poliolefinas que comprende no menos de 20% de dicho copolfmero aleatorio de propileno; y C) de 0 a 20% de un polfmero olefrnico elastomerico o termoplastico elastomerico.
La solicitud JP-A-2003-105164 describe una composicion de resina que comprende: (A) 70-98% en peso de copolfmero de bloques de propileno-a-olefina, (B) 1-15% en peso de copolfmero de propileno-a-olefina blando y (C) 1-15% en peso de copolfmero elastomero a base de etileno.
La solicitud EP-A-258527 describe un estratificado termosellable para envasado que comprende: (a) una capa superficial termoplastica y termosellable, compuesta de una mezcla fundida que comprende entre 55 y 95% en peso de una poliolefina sustancialmente lineal y entre 5 y 45% en peso de un elastomero termoplastico poliolefmico; y (b) una segunda capa termoestable que es estructuralmente estable durante el termosellado a temperaturas de 177°C (350°F) o mayor y que tiene un espesor suficiente para proporcionar estabilidad estructural durante el termosellado.
Aunque se han empleado varios sistemas de resinas para fabricar una pelfcula termosellable y desprendible, sigue existiendo la necesidad de una pelfcula termosellable, desprendible, rentable y mejora, con la resistencia de sellado deseada durante el procesamiento y el transporte, asf como durante la apertura del envase por el consumidor final. Es deseable que el sistema de resina usado para producir la pelfcula termosellable y desprendible tenga una temperatura de iniciacion del sellado relativamente mas baja y una ventana de termosellado relativamente ancha. Tambien es deseable que la pelfcula termosellable y desprendible sea relativamente resistente al envejecimiento y tenga un coeficiente de friccion relativamente bajo y buenas resistencia al abuso y tenacidad.
La presente invencion se refiere a un precinto desprendible segun las reivindicaciones 1 a 18, que comprende: a. de aproximadamente 5 a aproximadamente 98 por ciento en peso de un plastomero o elastomero basado en propileno (PBPE) de calidad reactor que tiene una distribucion de pesos moleculares de menos de 3,5; b. de aproximadamente 2 a aproximadamente 95 por ciento en peso de un segundo polfmero seleccionado del grupo que consiste en polietileno, polibutileno y polfmero estirenico y sus mezclas, en el que el precinto desprendible tiene una temperatura de iniciacion del termosellado inferior a 120°C cuando se sella a una presion de barra de 0,28 MPa (40 psi) con un tiempo de permanencia de 0,5 segundos.
En algunas realizaciones de la presente invencion, los precintos desprendibles de esta invencion envejecen con la resistencia del sellado, de manera que las bolsas se pueden sellar de forma segura cuando se forma el envase pero son faciles de abrir cuando llegan al consumidor.
La Fig. 1 es un grafico que muestra las resistencias del termosellado en un intervalo de de temperaturas de sellado para el Ejemplo 1;
La Fig. 2 es un grafico que muestra las resistencias de termosellado en un intervalo de temperaturas de sellado para el Ejemplo 2;
La Fig. 3 es un grafico que muestra las resistencias de termosellado en un intervalo de temperaturas de sellado para el Ejemplo 3.
El termino "polfmero", tal como se utiliza en la presente memoria, se refiere a un compuesto polimerico preparado por polimerizacion de monomeros, ya sean del mismo tipo o de un tipo diferente. Por lo tanto, el termino generico
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poUmero abarca el termino "homopoUmero", usualmente empleado para referirse a poKmeros preparados a partir de solo un tipo de monomero, as^ como "copoKmero" que se refiere a polfmeros preparados a partir de dos o mas monomeros diferentes.
El termino "polietileno de baja densidad" tambien puede denominarse "LDPE", "poKmero de etileno de alta presion" o "polietileno altamente ramificado" y se define como el polfmero que esta homopolimerizado o copolimerizado parcial o totalmente en autoclaves o reactores tubulares a presiones superiores a 100 MPa (14.500 psi) con el uso de iniciadores de radicales libres, tales como peroxidos (vease por ejemplo la patente de EE.UU. 4.599.392)..
El termino distribucion de pesos moleculares o "MWD" se define como la relacion entre el peso molecular medio ponderal y el peso molecular medio numerico (Mw/Mn). Mwy Mn se determinan segun metodos conocidos en la tecnica usando cromatograffa de gases (CG) convencional.
Se define la relacion Mw (absoluto)/Mw (CG) en la que Mw (absoluto) es el peso molecular medio ponderal derivado del area de dispersion de la luz en un angulo bajo (tal como 15 grados) y la masa inyectada de polfmero y el Mw (CG) es el peso molecular medio ponderal obtenido de la calibracion por CG. El detector de dispersion de luz se calibra para producir el peso molecular medio ponderal equivalente como el instrumento de CG para un patron de homopolfmero de polietileno lineal, tal como NBS 1475.
La "resistencia a la fusion", que tambien se denomina en la tecnica relevante como "tension en estado fundido", se define y cuantifica en la presente memoria como la tension o fuerza (aplicada por un tambor enrollador equipado con una celula de deformacion) requerida para extraer un extruido fundido a una velocidad de arrastre en la que la resistencia a la fusion se estabiliza antes de la velocidad de rotura por encima de su punto de fusion a medida que pasa a traves de la hilera de un plastometro estandar, tal como el descrito en ASTM D1238-E. Los valores de la resistencia a la fusion, que se describen en la presente memoria en centi-Newtons (cN), se determinan usando un Gottfert Rheotens a 190°C.
La presente invencion se refiere a una mezcla de al menos dos componentes, cuyas mezclas son particularmente adecuadas para su uso como precinto desprendible.
El primer componente de las mezclas de la presente invencion son los PBPE de calidad reactor que tienen una MWD inferior a 3,5. Se pretende que el termino "calidad reactor" sea como se define en la patente de EE.UU 6.010.588 y en general se refiere a una resina de poliolefina cuya distribucion de pesos moleculares (MWD) o polidispersidad no se ha alterado sustancialmente despues de la polimerizacion. El PBPE preferido tendra un calor de fusion (segun se determina usando el metodo DSC descrito en la solicitud US 60/709688) menor que aproximadamente 90 julios/g, preferiblemente menor que aproximadamente 70 julios/g, mas preferiblemente menor que aproximadamente 50 julios/g. Cuando se usa etileno como comonomero, el PBPE tiene de 3 a 15 por ciento de etileno, o de 5 a 14 por ciento de etileno, o 7 a 12 por ciento de etileno, en peso del elastomero o plastomero basado en propileno.
Aunque las unidades restantes del copolfmero de propileno se derivan de al menos un comonomero, tal como etileno, una a-olefina de C4-20, un dieno de C4-20, un compuesto estirenico y similares, preferiblemente el comonomero es al menos uno de etileno y una a-olefina de C4-12, tal como 1-hexeno o 1-octeno. Preferiblemente, las unidades restantes del copolfmero se derivan solamente de etileno.
La cantidad de comonomero distinto del etileno en el elastomero o plastomero basado en propileno es una funcion de, al menos en parte, el comonomero y el calor deseado de fusion del copolfmero. Si el comonomero es etileno, entonces tipicamente las unidades derivadas de comonomero comprenden no mas de aproximadamente 15% en peso del copolfmero. La cantidad minima de unidades derivadas de etileno es tfpicamente al menos aproximadamente 3, preferiblemente al menos aproximadamente 5 y mas preferiblemente al menos aproximadamente 9, por ciento en peso basado en el peso del copolfmero. Si el polfmero comprende al menos otro comonomero distinto de etileno, entonces la composicion preferida tendna un calor de fusion aproximadamente en el intervalo de un copolfmero de propileno-etileno con 3 a 20% en peso de etileno. Aunque no se pretende estar limitado por la teona, se cree que el logro de una cristalinidad y una morfologfa de cristales aproximadamente similares es beneficioso para lograr una funcionalidad similar a la de un precinto desprendible.
El plastomero o elastomero basado en propileno de esta invencion puede fabricarse mediante cualquier procedimiento e incluye copolfmeros fabricados por catalisis de Ziegler-Natta, con CGC (catalizador de geometna restringida), con metalocenosy no metalocenos, centrada en metales y con ligandos de heteroarilo,. Estos copolfmeros incluyen copolfmeros aleatorios de bloques y de injerto, aunque preferiblemente los copolfmeros tienen una configuracion aleatoria. Los copolfmeros de propileno ilustrativos incluyen el polfmero VISTAMAXX de ExxonMobil, y los elastomeros y plastomeros de propileno/etileno VERSIFY de The Dow Chemical Company.
La densidad de los elastomeros o plastomeros basados en propileno de esta invencion es tfpicamente al menos aproximadamente 0,850, puede ser al menos aproximadamente 0,860 y tambien puede ser al menos aproximadamente 0,865 gramos por centfmetro cubico (g/cc) medida por la norma ASTM D-792. Preferiblemente, la densidad es menor que aproximadamente 0,89 g/cc.
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El peso molecular medio ponderal (Mw) de los elastomeros o plastomeros basados en propileno de esta invention puede variar ampliamente, pero tipicamente esta entre 10.000 y 1.000.000 (entendiendose que el unico Kmite sobre el Mw mmimo o el maximo es el establecido por consideraciones practicas). Para homopoKmeros y copoKmeros utilizados en la fabrication de precintos desprendibles, preferiblemente el Mw mmimo es aproximadamente 20.000, mas preferiblemente aproximadamente 25.000.
La polidispersidad de los elastomeros o plastomeros basados en propileno de esta invencion es tipicamente inferior a 3,5.
"Polidispersidad estrecha", "distribution estrecha de pesos moleculares", "MWD estrecha" y terminos similares significan una relation (Mw/Mn) del peso molecular medio ponderal (Mw) al peso molecular medio numerico (Mn) inferior a aproximadamente 3,5, puede ser inferior a aproximadamente 3,0, tambien puede ser inferior a aproximadamente 2,8, y tambien puede ser inferior a aproximadamente 2,5.
Los PBPE para uso en la presente invencion tienen idealmente un MFR de 0,5 a 2000 g/10 min, preferiblemente de 1 a 1000, mas preferiblemente de 2 a 500, aun mas preferiblemente de 2 a 40. El MFR particular seleccionado dependera en parte de los metodos de fabricacion pretendidos, tales como procesos de pelmula soplada, recubrimiento por extrusion, extrusion de laminas, moldeo por inyeccion o de pelmula fundida. El MFR para copolimeros de propileno y etileno y/o uno o mas a-olefinas de C4-C20 se mide de acuerdo con ASTM D-1238, condition L (2,16 kg, 230°C). Se estimaron unos MFR superiores a aproximadamente 250 segun la siguiente correlation:
MFR = 9 X1018 Mw-3'3584
Mw (en gramos por mol) se midio usando cromatografia de permeation por gel.
Las mezclas globales para uso en la presente invencion comprenderan un segundo polimero. Los materiales adecuados para el segundo polimero pueden incluir polietileno (incluyendo polietileno de baja densidad, polietileno lineal de baja densidad, polietileno de muy baja (o ultra baja) densidad, polietileno de densidad media y polietileno de alta densidad), polibutileno, poliestireno de uso general ("GPPS") y poliestireno de alto impacto ("HIPS"), polimero de etileno modificado por injerto, interpolimeros de etileno-estireno (ESI), interpolimero de etileno/acetato de vinilo, interpolimero de etileno/acido acrilico, interpolimero de etileno/acrilato de etilo, interpolimero de etileno/acido metacrilico, ionomero de etileno/acido metacrilico, y similares, policarbonato, poliuretano termoplastico, poliamida, interpolimero de acido polilactico, polimeros de bloques termoplasticos (por ejemplo copolimero de estireno/ butadieno, copolimero tribloque de estireno/butadieno/estireno, copolimero tribloque de estireno/etileno-butileno/ estireno y similares), copolimero de bloques de polieter (por ejemplo, PEBAX), polimero de copoliester, poKmeros de bloques de poliester/polieter (por ejemplo, HyTrEL), interpoKmero de etileno/monoxido de carbono (por ejemplo copolimero de etileno/monoxido de carbono (ECO), terpoKmero de etileno/acido acrilico/monoxido de carbono (EAACO), terpoKmero de etileno/acido metacrilico/monoxido de carbono (EMAACO), terpolimero de etileno/acetato de vinilo/monoxido de carbono (EVACO) y copolimero de estireno/monoxido de carbono (SCO)), poli(tereftalato de etileno (PET), polietileno clorado y similares y sus mezclas. Los materiales preferidos para el segundo polimero incluyen polietileno y los polimeros estirenicos. Los materiales de polietileno preferidos son LDPE y HDPE, siendo LDPE el mas preferido para muchas aplicaciones. Los materiales estirenicos preferidos son GPPS y HIPS.
Los materiales tales como el poliestireno son menos miscibles (o tienen un mayor grado de incompatibilidad), y por lo tanto se requeriria menos del segundo polimero para tener un precinto desprendible. Cuando se utiliza LDPE como el segundo polimero, por otra parte, normalmente es necesario relativamente mas del segundo polimero. En una realization preferida, el LDPE comprende 20 a 40 por ciento en peso de la composition total.
Si se desea utilizar LDPE en la presente invencion, se puede seleccionar cualquier LDPE. El LDPE preferido para uso en la presente invencion tiene un mdice de fluidez (I2) (determinado por ASTM D 1238, condicion 190°C/2,16 kg), de 0,2 a 100 g/10 min. Mas preferiblemente, el mdice de fluidez es mayor que aproximadamente 0,2, lo mas preferiblemente mayor que 0,5 g/10 min. El mdice de fluidez es preferiblemente menor que aproximadamente 50, mas preferiblemente menor que aproximadamente 20, y lo mas preferiblemente menor que aproximadamente 10 g/10 min. El LDPE preferido tendra tambien una densidad (segun se determina de acuerdo con ASTM D792) en el intervalo de 0,915 a 0,930 g/cc, preferiblemente 0,915 a 0,925 g/cc.
Dicho LDPE preferido se puede preparar en un reactor autoclave o tubular.
El segundo componente de la presente invencion puede incluir tambien mezclas de LDPE/LDPE, por ejemplo, mezclas en las que una de las resinas de LDPE tiene un mdice de fluidez relativamente mayor y la otra tiene un mdice de fluidez menor y esta mas altamente ramificada. El componente con el mayor mdice de fluidez se puede obtener a partir de un reactor tubular y un componente mas ramificado con menor MI de la mezcla se puede anadir en una etapa de extrusion separada o utilizando un reactor tubular/autoclave paralelo en combinacion con metodos especiales para controlar el mdice de fluidez de cada reactor, tal como la recuperacion de telomero en la corriente de reciclo o la adicion de etileno de nueva aportacion al reactor autoclave (AC), o cualquier otro metodo conocido en la tecnica.
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Las composiciones de poUmero de etileno de alta presion adecuadas para usar en la preparacion de la composicion de extrusion de la invencion incluyen polietileno de baja densidad (homopolfmero), etileno copolimerizado con al menos una a-olefina, por ejemplo buteno y etileno copolimerizado con al menos un comonomero a,p-etilenicamente insaturado, por ejemplo, acido acnlico, acido metacnlico, acrilato de metilo y acetato de vinilo. Una tecnica adecuada para preparar composiciones utiles de copolfmero de etileno de alta presion ha descrita por McKinney et al. en la patente de EE.UU 4.599.392.
Si bien se cree que ambos homopolfmeros y copolfmeros de etileno de alta presion son utiles en la invencion, generalmente se prefiere el polietileno homopolfmero..
Para algunas aplicaciones se pueden preferir materiales a base de poliestireno para ser usados como el segundo polfmero. Los GPPS y HIPS han demostrado ser muy inmiscibles (es decir, tienen un alto grado de incompatibilidad) en los PBPE. Asf, cantidades relativamente pequenas, (por ejemplo 2 a 20 por ciento en peso) de estos polfmeros pueden usarse con el PBPE y producir todavfa un precinto desprendible. Cuando la transparencia es importante se prefiere usar menos materiales de poliestireno, por ejemplo 2-5 por ciento en peso.
Tambien se ha observado que cuando se usan materiales que tienen un alto grado de incompatibilidad con el PBPE, como los materiales a base de poliestireno, el blanqueamiento por tension ocurre cuando se retira el precinto. Por lo tanto, estos materiales pueden usarse para proporcionar precintos desprendibles que ponen de manifiesto la manipulacion indebida.
Las composiciones de la presente invencion comprenderan al menos un componente elastomero o plastomero basado en propileno y un segundo polfmero, tal como poliestireno o polietileno. El segundo material polfmero comprendera de dos a 95 por ciento en peso del material total. Cuando se usa polietileno como segundo material polfmero, el polietileno comprendera al menos aproximadamente 20 por ciento en peso, mas preferiblemente (por facilidad de procesabilidad por el convertidor) cincuenta por ciento en peso, aun mas preferiblemente 60, aun mas preferiblemente 75 por ciento en peso de la composicion total. El componente de polietileno comprendera preferiblemente menos de 95 por ciento, mas preferiblemente menos de 85 por ciento y mas preferiblemente menos de 80 por ciento en peso de la composicion total.
En el caso de que se desee una baja temperatura de iniciacion del termosellado y/o una alta resistencia a la pegajosidad en caliente, puede preferirse que el polietileno comprenda menos de aproximadamente 60 por ciento, preferiblemente menos de 40 por ciento e incluso mas preferiblemente menos de 30 por ciento de la composicion total.
Cuando se usa poliestireno como segundo polfmero, el poliestireno preferiblemente comprendera de 2 a 20 por ciento en peso de la composicion total, mas preferiblemente de 2 a 10 por ciento en peso y todavfa mas preferiblemente de 2 a 5 por ciento en peso. El PBPE comprendera al menos 5 por ciento, preferiblemente mas de aproximadamente 15 por ciento, mas preferiblemente al menos aproximadamente 25 por ciento en peso de la composicion total. El PBPE comprendera menos de 98 por ciento en peso de la composicion total.
En una realizacion cuando se usa polfmero estirenico como segundo polfmero, el polfmero estirenico puede comprender de 2 a 5 por ciento en peso de la composicion y el precinto desprendible se caracteriza por tener una turbidez inferior al 15% para pelfculas de 60 pm (micrometros) segun se determina por ASTM 1003.
Los precintos de la presente invencion se pueden fabricar mediante cualquier proceso, tal como procesos de pelfculas de soplado, recubrimiento por extrusion, extrusion de laminas, moldeo por inyeccion o de pelroula fundida. La capa del precinto desprendible puede ser preparada con cualquier espesor deseado, por ejemplo desde 1 pm (micrometro) hasta 3 mm. La capa sellante se puede usar como una monocapa, pero mas tfpicamente sera una capa de una estructura multicapa, por ejemplo una capa sellante de 10 pm (micrometros) con una capa de soporte de 30 pm (micrometros).
Cuando la capa sellante (particularmente una capa sellante que comprende una mayona de PBPE) se coextruye sobre un sustrato que esta basado en PP, entonces toda la estructura sera reciclable.
Los precintos desprendibles fabricados a partir de las mezclas de la presente invencion tendran una resistencia del sellado al envejecimiento de 9 a 125 kg/m (0,5 a 7 libras/pulgada), de 9 a 89 kg/m (0,5 a 5 libras/pulgada), preferiblemente de 9 a 36 kg/m (0,5 a 2 libras/pulgada), segun se determina usando el aparato de ensayo Topwave HT con un tiempo de permanencia de 0,5 segundos y una presion de barra 0,28 MPa (40 psi) usando un aparato de ensayo Instron con una traccion de 25,4 cm/minuto (10 pulgadas/minuto) despues de al menos 24 horas de termosellado. Un experto en la tecnica debe entender que la resistencia del precinto puede ser tfpicamente algo menor para envases flexibles y algo mayor para envases ngidos.
Los precintos desprendibles de la presente invencion tendran una temperatura de iniciacion del termosellado inferior a 120°C, preferiblemente inferior a 110°C, mas preferiblemente inferior a 100°C. La temperatura de iniciacion del termosellado se define como la temperatura minima a la que se obtiene la resistencia del precinto de 9 kg/m (0,5 libras/pulgada) utilizando el aparato de ensayo Topwave HT con un tiempo de permanencia de 0,5 segundos y con
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una presion de barra de 0,28 MPa (40 psi) con una traccion en el aparato de ensayo Instron de 25,4 cm/minuto (10 pulgadas/minuto) despues de 24 horas de termosellado.
Tambien debe entenderse que la composicion de la presente invencion tambien puede contener varios aditivos como se conoce generalmente en la tecnica. Ejemplos de tales aditivos incluyen antioxidantes, estabilizadores frente a la luz ultravioleta, estabilizadores termicos, agentes de deslizamiento, agentes anti-adherencia, pigmentos o colorantes, coadyuvantes de procesamiento (tales como fluoropolfmeros), catalizadores de reticulacion, retardantes de llama, cargas y agentes espumantes.
Los siguientes Ejemplos ilustran adicionalmente la presente invencion.
EJEMPLOS: En la Tabla 1 se presenta una descripcion de todas las resinas utilizadas en los Ejemplos.
Resina
Descripcion Comonomero fndice de fluidez* (g/10 min) Densidad (g/cc) MFR** (g /10 min)
A
LDPE de alta presion Ninguno 1,9 0,922
B
LDPE de alta presion Ninguno 4,15 0,924
C
LDPE de alta presion Ninguno 0,7 0,922
D
PBPE 5% de etileno 0,888 2
E
PBPE 9% de etileno 0,876 8
F
PBPE 5% de etileno 0,888 8
G
PBPE 12% de etileno 0,8665 8
H
PBPE 9% de etileno 0,876 2
I
Copolfmero aleatorio de polipropileno Etileno 0,9 2
J
Poliestireno Ninguno 1,05 7,5
* Determinado usando ASTM D-1238 (2,16 kg, 190°C) ** Determinado usando ASTM D-1238 (2,16 kg, 230°C) excepto para la resina J (5 kg, 200°C)
Se prepara una serie de estructuras que utilizan estos materiales y se puede medir la resistencia del precinto.
Ejemplo 1. El primer conjunto de estructuras es una estructura A/B/C en la que la capa A comprende una capa de refuerzo de nylon de 17,8 pm (0,7 milesimas de pulgada), la capa B es una capa de union de 17,8 pm (0,7 milesimas de pulgada) que consiste en 85 por ciento de polietileno de ultra baja densidad ATTANE 4202 (I2 3,2, densidad 0,913 g/cc) mezclado con el polfmero funcional AMPLIFY GR205 (polietileno injertado con anhfdrido maleico con una densidad 0,962, l2 2,0), y la capa C es una capa sellante de 53,3 pm (2,1 milesimas de pulgada), como se indica en la Figura 1. Las estructuras se sellan usando una presion de barra de 0,28 MPa (40 psi) y un tiempo de permanencia de medio segundo, a las temperaturas indicadas. La resistencia del sellado se mide utilizando un aparato de ensayo de traccion Instron, con traccion a un angulo de 90° desde el precinto a una velocidad de la cruceta de 25,4 cm (10 pulgadas)/minuto despues de 24 horas de termosellado.
Ejemplo 2. Se prepara una segunda serie de estructuras en una estructura A/B en la que la capa A es una capa de 43,2 pm (1,7 milesimas de pulgada) que comprende un HDPE en fase gaseosa que tiene una densidad de 0,961 y un l2 de 0,85 y la capa B es una capa de 7,6 pm (0,3 milesimas de pulgada) del sellante como se indica en la Figura 2. La resistencia del sellado de estas estructuras se determina como antes en el intervalo de temperaturas de sellado indicado en la Fig. 2.
Ejemplo 3. Se prepara una tercera serie de estructuras y se mide la resistencia del sellado. Se prepara una estructura A/B en la que la capa A es una capa de soporte de 50 pm de RCP y la capa B es una capa de 10 micrometros de espesor hecha de una mezcla de 95 por ciento en peso de resina F y 5 por ciento en peso de resina J. Se prepara una segunda estructura A/B de la misma manera excepto que la capa B es una mezcla de 95 por ciento de resina E y 5 por ciento de resina J. Las estructuras se sellan sobre una lamina de homopolfmero de polipropileno de 750 pm utilizando una presion de 0,5 N/mm2 y un tiempo de permanencia de 2 segundos a diferentes temperaturas como se indica en la Figura 3. La resistencia del sellado se mide utilizando un aparato de ensayo de traccion Instron con traccion a un angulo de 90° desde el precinto a una velocidad de la cruceta de 100 mm/minuto despues de al menos 24 horas de termosellado. Los resultados se muestran en la Figura 3. Los valores de resistencia del sellado tfpicos obtenidos estan en el intervalo de 2 a 10 N/15 mm en el intervalo de temperatura de 120 a 160°C, que demuestran la utilidad de la presente invencion. Por otra parte, al desprender el precinto, son evidentes los efectos de blanqueamiento por tension en su superficie.

Claims (18)

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    REIVINDICACIONES
    1. Un precinto desprendible que comprende:
    a. de aproximadamente 5 a aproximadamente 98 por ciento en peso de un plastomero o elastomero basado en propileno de calidad reactor que tiene una distribucion de pesos moleculares de menos de 3,5;
    b. de aproximadamente 2 a aproximadamente 95 por ciento en peso de un segundo polfmero seleccionado del grupo que consiste en polietileno, polibutileno y polfmero estirenico y sus mezclas en el que el precinto desprendible tiene una temperatura de iniciacion del termosellado inferior a 120°C cuando se sella a una presion de barra de 0,28 MPa (40 psi) con un tiempo de permanencia de 0,5 segundos.
  2. 2. El precinto desprendible de la reivindicacion 1, en el que el segundo polfmero es un polietileno seleccionado del grupo que consiste en polietileno de baja densidad, polietileno lineal de baja densidad, polietileno de ultra o muy baja densidad, polietileno de densidad media, polietileno de alta densidad, copolfmeros de etileno/acetato de vinilo y sus mezclas.
  3. 3. El precinto desprendible de la reivindicacion 1, en el que el segundo polfmero es un polfmero estirenico seleccionado del grupo que consiste en poliestireno de uso general ("GPPS") y poliestireno de alto impacto ("HIPS"), interpolfmeros de etileno-estireno (ESI), polfmero de bloques estirenicos y sus mezclas.
  4. 4. El precinto desprendible de la reivindicacion 1, en el que el elastomero o plastomero basado en propileno contiene de aproximadamente 5% a aproximadamente 15% en peso del elastomero o plastomero basado en propileno de unidades derivadas de etileno.
  5. 5. El precinto desprendible de la reivindicacion 1, en el que el elastomero o plastomero basado en propileno tiene un calor de fusion inferior a 90 J/g como se determina por DSC.
  6. 6. El precinto desprendible de la reivindicacion 1, en el que el elastomero o plastomero basado en propileno tiene un calor de fusion inferior a 70 J/g como se determina por DSC.
  7. 7. El precinto desprendible de la reivindicacion 1, en el que el segundo polfmero es un polietileno de baja densidad.
  8. 8. El precinto desprendible de la reivindicacion 1, en el que el segundo polfmero es un copolfmero de etileno/acetato de vinilo.
  9. 9. El precinto desprendible de la reivindicacion 1, que comprende ademas uno o mas aditivos de un grupo que comprende antioxidantes, estabilizadores frente a la luz ultravioleta, estabilizadores termicos, agentes deslizantes, agentes anti-adherencia, pigmentos o colorantes, coadyuvantes de procesamiento (tales como fluoropolfmeros), catalizadores de reticulacion, retardantes de llama, cargas y agentes espumantes.
  10. 10. El precinto desprendible de la reivindicacion 1, en el que el precinto tiene una resistencia del sellado en el intervalo de 9 a 89 kg/m (0,5 a 5 libras/pulgada), medida de acuerdo con ASTM F88-94.
  11. 11. El precinto desprendible de la reivindicacion 1, en el que el precinto tiene una resistencia de sellado en el intervalo de 27 a 54 kg/m (1,5 a 3 libras/pulgada),medida de acuerdo con ASTM F88-94.
  12. 12. El precinto desprendible de la reivindicacion 7, en el que el LDPE comprende de 20 a 40 por ciento en peso de la composicion total.
  13. 13. El precinto desprendible de la reivindicacion 3, en el que el polfmero estirenico comprende de 2 a 20 por ciento en peso de la composicion total.
  14. 14.. El precinto de la reivindicacion 13, en el que el polfmero estirenico comprende de 2 al 5 por ciento en peso de la composicion y el precinto desprendible se caracteriza por tener una turbidez inferior a 15% para pelfculas de 60 pm (micrometres) segun se determina por ASTM 1003.
  15. 15. El precinto desprendible de la reivindicacion 2, que comprende ademas polibutileno.
  16. 16. El precinto desprendible de la reivindicacion 1, en el que el precinto tiene una resistencia del sellado en el intervalo de 9 a 125 kg/m (0,5 a 7 libras/pulgada), medida de acuerdo con ASTM F88-94.
  17. 17. El precinto desprendible de la reivindicacion 7, en el que el LDPE comprende de 10 a 40 por ciento en peso de la composicion total.
  18. 18. El precinto desprendible de la reivindicacion 1, en el que el precinto desprendible tiene una temperatura de iniciacion del termosellado inferior a 100°C.
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