ES2225432T3 - Envase que comprende una capa de aglutinante no desestratificable sobre un substrato metalizado exfoliable sobre un sustrato de polipropileno. - Google Patents

Envase que comprende una capa de aglutinante no desestratificable sobre un substrato metalizado exfoliable sobre un sustrato de polipropileno.

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ES2225432T3 ES01400700T ES01400700T ES2225432T3 ES 2225432 T3 ES2225432 T3 ES 2225432T3 ES 01400700 T ES01400700 T ES 01400700T ES 01400700 T ES01400700 T ES 01400700T ES 2225432 T3 ES2225432 T3 ES 2225432T3
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Abstract

Un envase que comprende un opérculo (4) soldado sobre una barquilla (3) de polipropileno o de un material recubierto con una capa (2) de polipropileno, comprendiendo el opérculo (4) una estructura de capas múltiples que comprende una capa metálica o una capa de un substrato metalizado (5) y una capa de un aglutinante (6) para coextrusión con estratificación, estando dispuesta esta última en emparedado entre la capa metálica o de substrato metalizado (5) y la barquilla (3) de polipropileno o la capa de polipropileno (2) de la barquilla (3), comprendiendo dicho aglutinante: - de 5 a 30 % en peso de un copolímero a base de etileno (A) con uno o varios comonómeros escogidos entre el grupo de los ésteres de ácidos carboxílicos, de los ésteres vinílicos y de los dienos; - de 40 a 93 % en peso de un polipropileno (B) homopolimérico estirable, de calidad denominada "para extrusión con estratificación", siendo definida la estirabilidad como la ausencia de rotura de un junquillo extrudido a una temperatura entre 190ºC y 240ºC y sometido a una tracción con una velocidad de retirada entre 50 y 250 m/min y que tiene un MFI entre 20 y 40 g/10 min (a 230ºC bajo 2, 16 kg); - de 2 a 30 % en peso de un polipropileno (C) funcionalizado por un anhídrido de ácido carboxílico insaturado; estando el MFI, el índice de fluidez en el estado fundido, de la composición comprendido entre 10 y 50 g/10 min (a 230ºC bajo 2, 16 kg); siendo el opérculo (4) exfoliable por una rotura de la cohesión en la capa de dicho aglutinante (6) al nivel de su zona de soldadura de dicho opérculo sobre la barquilla.

Description

Envase que comprende una capa de aglutinante no desestratificable sobre un substrato metalizado y exfoliable sobre un substrato de polipropileno.
El presente invento se refiere a un envase que comprende un opérculo soldado sobre una barquilla, que comprende una capa de un aglutinante a base de un polipropileno, extrudible por estratificación a gran velocidad sobre una hoja metálica o de un substrato metalizado, que presenta un carácter no desestratificable con respecto a una capa total o parcialmente metálica, y que presenta un carácter exfoliable con respecto a una capa de polipropileno.
El presente invento se refiere igualmente a su utilización en la fabricación de envases metaloplásticos, tales como recipientes de bebidas, latas de conservas, bombas de aerosoles, botes de pinturas, barquillas y opérculos para alimentos, entre otros.
La patente de los EE.UU. US 5.235.149 describe envases cerrados mediante opérculos. La capa de aglutinante del opérculo está constituida por diversos polímeros injertados por ácido acrílico o anhídrido maleico, los polímeros se pueden escoger entre el polietileno, el polipropileno, los copolímeros de etileno y acetato de vinilo, y los copolímeros de etileno y acrilato de metilo.
El documento de patente alemana DE 19.535.915 A describe un copolímero de bloques de polipropileno injertado para pegar unas películas de polipropileno sobre unas láminas metálicas.
El documento de patente europea EP 689.505 describe unas estructuras similares a las descritas en la patente precedente, pero que se utilizan para producir envases para alimentos.
El documento EP 658.139 describe unas estructuras similares a las descritas en la patente precedente, pero en las que el aglutinante es un copolímero estadístico injertado de un polipropileno, que comprende de 1 a 10% de un comonómero, la relación Mw/Mn está comprendida entre 2 y 10, y el MFI (Melt flow Index o índice de fluidez en el estado fundido) está comprendido entre 1 y 20 g/10 min (a 230ºC bajo 2,16 kg).
El documento de patente japonesa JP4198243 se refiere a una composición de aglutinante útil para fabricar unas estructuras no desestratificables a base de una capa de aglutinante y una capa de metal. La composición divulgada comprende un polipropileno modificado, un polipropileno no modificado, un LDPE y un terpolímero de etileno, anhídrido maleico y acrilato de etilo.
El documento US 4.764.546 se refiere al revestimiento de piezas de automóviles, que comprende un polipropileno modificado, un polipropileno no modificado y un terpolímero de etileno, anhídrido maleico y acrilato de etilo, y 5-40% de un material de carga.
Un envase, que presenta una barquilla y un opérculo como medio de apertura, debe ser fácil de abrir, por lo tanto fácilmente exfoliable, y esta apertura debe efectuarse de un modo limpio y nítido. Ahora bien, la exfoliación, dependiendo de la naturaleza del aglutinante utilizado para unir el opérculo con la barquilla, no siempre se efectúa correctamente y se observan unos desgarramientos o un desprendimiento del opérculo. A veces, se comprueba que el cierre de las barquillas por un opérculo no se realiza perfectamente, lo cual puede conducir a una degradación de su contenido. Además, los aglutinantes de la técnica anterior no permiten una producción a gran velocidad de los opérculos.
Se ha encontrado ahora un nuevo envase que presenta un aglutinante que tiene buenas prestaciones adhesivas sobre los metales (aluminio, acero, hierro blanco, substratos metalizados) gracias a un tratamiento térmico a alta temperatura, que tiene una excelente aptitud para la coextrusión con estratificación a alta velocidad y que tiene buenas características de selladura y exfoliación sobre un soporte de polipropileno. La estructura del envase permite obtener una excelente selladura del opérculo, que garantiza una buena estanqueidad de los envases y una exfoliación fácil, limpia y nítida del opérculo, gracias al carácter no desestratificable entre la capa metálica o de substrato metalizado y la capa de aglutinante, y gracias al carácter exfoliable entre la capa de aglutinante y la capa de polipropileno.
Además, la nueva estructura de envase tiene como ventajas las de permitir la fabricación de envases esterilizables, resistentes químicamente a las grasas, los ácidos y los disolventes, que se pueden encontrar dentro del marco de la utilización de estos envases.
Las mediciones de los MFI de los materiales compuestos descritos más adelante se han efectuado de acuerdo con la norma NFT51016 ó ISO1133.
El invento tiene como objeto un envase que comprende un opérculo (4) soldado sobre una barquilla (3) de polipropileno o de un material recubierto con una capa (2) de polipropileno, comprendiendo el opérculo (4) una estructura de capas múltiples que comprende una capa metálica o una capa de un substrato metalizado (5) y una capa de aglutinante (6) para coextrusión con estratificación, estando dispuesta esta última en emparedado entre la capa metálica o de substrato metalizado (5) y la barquilla (3) de polipropileno o la capa de polipropileno (2) de la barquilla (3), comprendiendo dicho aglutinante:
- de 5 a 30% en peso de un copolímero a base de etileno (A) con uno o varios comonómeros escogidos entre el grupo de los ésteres de ácidos carboxílicos, de los ésteres vinílicos y de los dienos;
- de 40 a 93% en peso de un polipropileno (B) homopolimérico estirable, de calidad denominada "para extrusión con estratificación", siendo definida la estirabilidad como la ausencia de rotura de un junquillo extrudido a una temperatura entre 190ºC y 240ºC y sometido a una tracción con una velocidad de retirada entre 50 y 250 m/min y que tiene un MFI entre 20 y 40 g/min (a 230ºC bajo 2,16 kg);
- de 2 a 30% en peso de un polipropileno (C) funcionalizado por un anhídrido de ácido carboxílico insaturado;
estando el MFI, índice de fluidez en el estado fundido, de la composición comprendido entre 10 y 50 g/10 min (a 230ºC bajo 2,16 kg);
siendo el opérculo (4) exfoliable por una rotura de la cohesión en la capa de dicho aglutinante (6) al nivel de su zona de soldadura de dicho opérculo sobre la barquilla.
La estructura de capas múltiples comprende una capa metálica o una capa de un substrato metalizado y una capa de un aglutinante, a base de polipropileno, extrudida por estratificación a una velocidad superior a 100 m/min sobre dicha capa metálica o de substrato metalizado, siendo hechas dichas capas no desestratificables por un tratamiento térmico de dicha estructura.
De acuerdo con un modo de realización de la estructura, el tratamiento térmico se realiza por irradiación con rayos infrarrojos, por paso dentro de un túnel de aire caliente o por inducción, siendo calentada la capa metálica a una temperatura superior a la temperatura de fusión del aglutinante.
De acuerdo con un modo de realización de la estructura, dicha estructura comprende una capa de polipropileno que presenta una temperatura de fusión superior a la temperatura de fusión del aglutinante, estando dispuesta dicha capa de aglutinante en emparedado entre la capa metálica o de substrato metálico y la capa de polipropileno.
De acuerdo con un modo de realización de la estructura, dicha estructura es exfoliable con una fuerza de exfoliación entre la capa de aglutinante y la capa de polipropileno comprendida entre 8 y 15 N/15 mm.
El aglutinante extrudible comprende, en peso:
- de 5 a 30% en peso de un copolímero a base de etileno (A) con uno o varios comonómeros escogidos entre el grupo de los ésteres de ácidos carboxílicos, de los ésteres vinílicos y de los dienos;
- de 40 a 93% en peso de un polipropileno (B) estirable, siendo definida la estirabilidad como la ausencia de rotura de un junquillo extrudido a una temperatura entre 190ºC y 240ºC y sometido a una tracción con una velocidad de retirada entre 50 y 250 m/min;
- de 2 a 30% en peso de un polipropileno (C) funcionalizado por un anhídrido de ácido carboxílico insaturado;
estando el MFI, índice de fluidez en el estado fundido, de la composición comprendido entre 10 y 50 g/10 min (a 230ºC bajo 2,16 kg).
De acuerdo con un modo de realización de la estructura, el copolímero (A) del aglutinante es un copolímero de etileno y un (met)acrilato de alquilo, que comprende de 5 a 40% y de modo preferido de 10 a 40% en peso de un (met)acrilato de alquilo, estando comprendido el MFI entre 0,5 y 200 g/10 min (a 190ºC bajo 2,16 kg).
De acuerdo con un modo de realización de la estructura, el copolímero (A) del aglutinante es un copolímero de etileno, un (met)acrilato de alquilo y anhídrido maleico, que comprende de 0 a 10% en peso de anhídrido maleico, de 2 a 40% y de modo preferido de 5 a 40% en peso de un (met)acrilato de alquilo, estando comprendido el MFI entre 0,5 y 200 g/10 min (a 190ºC bajo 2,16 kg).
De acuerdo con un modo de realización de la estructura, el copolímero (A) del aglutinante es una mezcla de los copolímeros (A) antes descritos.
De acuerdo con un modo de realización de la estructura, la proporción de polipropileno (C) del aglutinante está comprendida entre 1,5 y 6%, comprendiendo dicho polipropileno (C) de 1,5 a 6% en peso de anhídrido maleico.
De acuerdo con un modo de realización de la estructura, la proporción de polipropileno (C) del aglutinante está comprendida entre 10 y 25%, comprendiendo dicho polipropileno (C) de 0,8 a 1,5% en peso de anhídrido malei-
co.
De acuerdo con un modo de realización de la estructura, la proporción de polipropileno (C) del aglutinante está comprendida entre 3 y 5%, comprendiendo dicho polipropileno (C) de 1,5 a 3% en peso de anhídrido maleico.
El invento se refiere igualmente a un opérculo que comprende una estructura tal como se ha descrito anteriormente, en la que el metal de la capa metálica o de la capa de substrato metalizado es el aluminio.
El invento se refiere igualmente a un envase de polipropileno o de un material recubierto con polipropileno, cerrado por un opérculo tal como se describe precedentemente.
De acuerdo con un modo de realización del envase, éste es esterilizable y resistente a los ácidos alimentarios, las grasas y los disolventes técnicos.
La figura 1a representa en corte una parte de un envase cerrado de alimentos, que comprende un opérculo que presenta una estructura de dos capas de acuerdo con el invento.
La figura 1b representa en corte una parte de un envase cerrado de alimentos, que comprende un opérculo que presenta una estructura de tres capas de acuerdo con un modo de realización del invento.
La figura 2a representa en corte el envase de la figura 1a, parcialmente abierto.
La figura 2b representa en corte el envase de la figura 1b, parcialmente abierto.
A continuación, vamos a describir un envase de alimentos que comprende un opérculo y una barquilla, presentando dicho opérculo una estructura de acuerdo con el invento. Es claro que el invento es aplicable a cualquier tipo de envase y que no se limita solamente a los envases de alimentos.
Un envase de alimentos sólidos se compone en general de una barquilla (3) y de un opérculo (4). La barquilla (3) es obturada por el opérculo (4) cuando el envase está en posición cerrada.
La barquilla (3) puede estar hecha de un polipropileno o de cualquier otro material, eventualmente de capas múltiples. Cuando la barquilla (3) es de capas múltiples, entonces ésta comprende una capa externa (1), por ejemplo de aluminio, recubierta con una capa interna de polipropileno (2), estando la capa interna en contacto directo con el alimento, al contrario que la capa externa.
El opérculo (4) está constituido por capas solidarias unas de otras, que están en el siguiente orden: una capa metálica o de substrato metalizado (5), una capa de aglutinante (6), tal como se representa en la figura 1a, y eventualmente una capa de polipropileno (7), tal como se representa en la figura 1b. El opérculo está soldado en caliente por el lado del aglutinante (6), o eventualmente por el lado del polipropileno (7) cuando éste está presente, contra la capa de polipropileno (2) de la barquilla (3), en general por su contorno. Se deja que una parte del opérculo (4) sobresalga más allá de la superficie de apertura de la barquilla (3) para poder aprehender fácilmente a ésta con la mano y abrir el envase. Tirando del opérculo (4), se establece al nivel de la soldadura, una rotura de la cohesión en el interior de la capa de aglutinante (6) del opérculo (4). La capa de aglutinante (6), y eventualmente la capa de polipropileno (7), se desgarra(n) interrumpiendo la rotura de la cohesión. Se obtienen entonces el opérculo y la barquilla que se representan en las figuras 2a y 2b.
Queda al nivel de la soldadura sobre la barquilla (3) en el envase abierto un poco de aglutinante (6) y eventualmente la capa de polipropileno (7). Queda al nivel de la soldadura sobre el opérculo (4) un poco de aglutinante (6) y la capa de aluminio (5) (véanse las figuras 2a y 2b). En los lugares en donde el opérculo (4) no estaba soldado con la barquilla (3), se encuentra la estructura inicial del opérculo: una capa de aluminio (5) unida solidariamente con la capa de aglutinante (6) que por su parte está eventualmente unida solidariamente con una capa de polipropileno (7).
El aglutinante (6) permite la adherencia del opérculo (4) sobre la barquilla (3) y permite igualmente la exfoliabilidad del opérculo, sin que sea necesario hacer uso de una gran fuerza. En efecto, un niño debe estar en disposición de tirar del opérculo y abrir el envase.
El opérculo (4) se fabrica por coextrusión de la capa de aglutinante (6) y de la eventual capa de polipropileno (7), seguida inmediatamente por su estratificación sobre la lámina de aluminio (5) o cualquier otro substrato metalizado. Una vez que se ha llenado la barquilla, el opérculo (4) se fija por soldadura en caliente sobre los bordes de la barquilla (3).
Dependiendo de la naturaleza de los alimentos y de la naturaleza de las impurezas eventualmente contenidas en el aglutinante (6), se pueden utilizar opérculos que no comprendan la capa de polipropileno (7).
El aglutinante (6) extrudible comprende, en peso, siendo el total de 100%:
- de 5 a 30% de un copolímero a base de etileno (A) con uno o varios comonómeros escogidos entre el grupo de los ésteres de ácidos carboxílicos, de los ésteres vinílicos y de los dienos;
- de 40 a 93% de un polipropileno (B) estirable, siendo definida la estirabilidad como la ausencia de rotura de un junquillo extrudido a una temperatura entre 190ºC y 240ºC y sometido a una tracción con una velocidad de retirada entre 50 y 250 m/min;
- de 2 a 30% de un polipropileno (C) funcionalizado por un anhídrido de ácido carboxílico insaturado; estando comprendido el MFI de la composición entre 10 y 50 g/10 min (a 230ºC bajo 2,16 kg).
Al tratarse del copolímero a base de etileno (A), se pueden citar en calidad de comonómeros:
- los ésteres de ácidos carboxílicos insaturados, tales como por ejemplo los (met)acrilatos de alquilo, pudiendo los alquilos tener hasta 24 átomos de carbono, unos ejemplos de acrilatos o metacrilatos de alquilo son en particular el metacrilato de metilo, el acrilato de etilo, el acrilato de metilo, el acrilato de n-butilo, el acrilato de isobutilo y el acrilato de 2-etil-hexilo,
- los ésteres vinílicos de ácidos carboxílicos saturados, tales como por ejemplo el acetato o el propionato de vi-
nilo,
- los dienos, tales como por ejemplo el 1,4-hexadieno,
- el polietileno puede comprender varios de los comonómeros precedentes.
Ventajosamente, el polietileno, que puede ser una mezcla de varios polímeros, comprende por lo menos 50% y de modo preferido 75% (en moles) de etileno, su densidad puede estar comprendida entre 0,86 y 0,98 g/cm^{3}. El MFI (índice de fluidez en el estado fundido, a 190ºC bajo 2,16 kg) está comprendido ventajosamente entre 0,1 y 1.000 g/10 min.
En calidad de ejemplos de polietilenos pueden citarse:
- el polietileno lineal de baja densidad (LLDPE);
- el polietileno de muy baja densidad (VLDPE);
- el polietileno obtenido por catálisis con un metaloceno en presencia de un catalizador de un solo sitio, constituido generalmente por un átomo de zirconio o de titanio y por dos moléculas de alquilos cíclicos unidos al metal. Más específicamente, los catalizadores de metalocenos están compuestos habitualmente por dos anillos de ciclopentadieno unidos al metal. Estos catalizadores se utilizan frecuentemente junto con aluminoxanos como cocatalizadores o activadores, de modo preferido con el metil-aluminoxano (MAO). El hafnio se puede utilizar también como metal al que está fijado el ciclopentadieno. Otros metalocenos pueden incluir metales de transición de los grupos IV A, V A y VI A. Se pueden utilizar también unos metales de la serie de los lantánidos:
- los elastómeros EPR (de etileno - propileno - caucho);
- los elastómeros EPDM (de etileno - propileno - dieno);
- las mezclas de un polietileno con un EPR o un EPDM.
En calidad de ejemplo, se pueden citar los copolímeros de etileno y (met)acrilato de alquilo. Estos copolímeros comprenden de 5 a 40% y de modo preferido de 10 a 40% en peso de un (met)acrilato de alquilo. Su MFI está comprendido entre 0,5 y 200 g/10 min (a 190ºC bajo 2,16 kg). Los (met)acrilatos de alquilo ya han sido descritos más arriba.
De acuerdo con una forma particular del invento, los precedentes copolímeros pueden ser funcionalizados por copolimerización o mediante injerto por un anhídrido de ácido carboxílico insaturado. El injerto es una operación conocida de por sí.
El anhídrido de ácido carboxílico insaturado se puede escoger, por ejemplo, entre los anhídridos maleico, itacónico, citracónico, alil-succínico, ciclohex-4-eno-1,2-dicarboxílico, 4-metilen-ciclohex-4-eno-1,2-dicarboxílico, biciclo(2,2,1)hept-5-eno-2,3-dicarboxílico y x-metil-biciclo(2,2,1)hept-5-eno-2,2-dicarboxílico. Ventajosamente, se utiliza el anhídrido maleico. No se saldría del marco del invento si se reemplazase la totalidad o una parte del anhídrido por un ácido carboxílico insaturado, tal como, por ejemplo, el ácido (met)acrílico.
Al tratarse de los copolímeros a base de etileno, de un comonómero y del anhídrido de ácido carboxílico insaturado, es decir aquellos en los que el anhídrido de ácido carboxílico insaturado no está injertado, se trata de los copolímeros de etileno, del anhídrido de ácido carboxílico insaturado y de otro monómero escogido entre los comonómeros que se han citado más arriba para los copolímeros de etileno.
Se utilizan ventajosamente los copolímeros de etileno, un (met)acrilato de alquilo y anhídrido maleico. Estos copolímeros comprenden de 0 a 10% en peso de anhídrido maleico y de 2 a 40%, de modo preferido de 5 a 40% en peso de un (met)acrilato de alquilo. Su MFI está comprendido entre 0,5 y 200 g/10 min (a 190ºC bajo 2,16 kg). Los (met)acrilatos de alquilo ya han sido descritos más arriba.
Se puede utilizar una mezcla de varios copolímeros (A), independientemente de que sea una mezcla de copolímeros no funcionalizados, una mezcla de un copolímero funcionalizado y de un copolímero no funcionalizado, o una mezcla de dos copolímeros funcionalizados.
En calidad de ejemplo, se puede utilizar también una mezcla de un copolímero de etileno y un (met)acrilato de alquilo y de un copolímero de etileno, un (met)acrilato de alquilo y anhídrido maleico.
Los copolímeros (A) con el acrilato, no injertados, están disponibles en el comercio. Éstos se producen mediante polimerización por radicales a una presión que puede estar comprendida entre 200 y 2.500 bares, y se venden en forma de granulados.
Al tratarse del polipropileno (B), éste es un polipropileno homo- o copolimérico. En calidad de comonómeros, pueden citarse:
- las alfa-olefinas, ventajosamente las que tienen de 3 a 30 átomos de carbono. En calidad de ejemplos de alfa-olefinas, pueden citarse: el propileno, el 1-buteno, el 1-penteno, el 3-metil-1-buteno, el 1-hexeno, el 4-metil-1-penteno, el 3-metil-1-penteno, el 1-octeno, el 1-deceno, el 1-dodeceno, el 1-tetradeceno, el 1-hexadeceno, el 1-octadeceno, el 1-eicoceno, el 1-dococeno, el 1-tetracoceno, el 1-hexacoceno, el 1-octacoceno y el 1-triaconteno, estas alfa-olefinas se pueden utilizar a solas o en una mezcla de dos o más de dos;
- los dienos;
(B) puede ser también un copolímero de bloques de polipropileno.
En calidad de ejemplo de un polímero (B), se pueden citar:
- el polipropileno;
- las mezclas de un polipropileno y de un EPDM o de un EPR, que pueden contener además de 1 a 20% de un polietileno.
Ventajosamente, el polímero (B), que puede ser una mezcla de varios polímeros, comprende por lo menos 50% y de modo preferido 75% en moles de propileno.
El polipropileno (B) se escoge entre los de la calidad denominada "para extrusión con estratificación" que tienen un MFI entre 20 y 40 g/10 min (a 230ºC bajo 2,16 kg).
Al tratarse del polipropileno (C) funcionalizado por un anhídrido de ácido carboxílico insaturado, éste es un polipropileno homo- o copolimérico funcionalizado por injerto. En calidad de ejemplo, pueden citarse el ácido acrílico, el ácido metacrílico, el ácido maleico, el ácido fumárico, el ácido itacónico, el ácido crotónico, el anhídrido itacónico, el anhídrido nádico, el anhídrido maleico y los anhídridos maleicos sustituidos, tales como por ejemplo el anhídrido dimetil-maleico.
Ventajosamente, se injerta el polipropileno con el MFI (abreviatura de Melt Flow Index o índice de fluidez en el estado fundido) de 0,1 a 10 g/10 min (a 230ºC bajo 2,16 kg) por anhídrido maleico en presencia de agentes iniciadores, tales como unos peróxidos. La cantidad de anhídrido maleico efectivamente injertado puede estar comprendida entre 0,01 y 10% en peso del polipropileno injertado. El polipropileno injertado puede ser diluido mediante un polipropileno, unos cauchos EPR, EPDM o unos copolímeros del propileno y de una alfa-olefina. Se puede también, de acuerdo con otra variante, efectuar un co-injerto de una mezcla de un polipropileno y de un EPR o de un EPDM, es decir añadir un ácido carboxílico insaturado, un anhídrido o sus derivados a una mezcla de un polipropileno y de un EPR o de un EPDM en presencia de un agente iniciador.
En calidad de otros ejemplos de (C), pueden citarse las mezclas que comprenden en peso:
- de 0 a 50% y de modo preferido de 10 a 40% de por lo menos un polietileno o un copolímero de etileno;
- de 50 a 100% y de modo preferido de 60 a 90% de por lo menos un polímero escogido entre el polipropileno o un copolímero de propileno.
Por estar estas mezclas injertadas por un monómero funcional escogido entre los anhídridos de ácidos dicarboxílicos insaturados, realizándose que estas mezclas injertadas están eventualmente diluidas en por lo menos una poliolefina que comprende esencialmente motivos de propileno o en por lo menos un polímero con carácter elastomérico, o en una de sus mezclas.
Ventajosamente, (C) contiene de 0,8 a 4,5% en peso de anhídrido maleico.
La proporción de (C) en el aglutinante depende de la cantidad de anhídrido maleico, según una forma preferida, si (C) contiene de 1,5 a 6% en peso de anhídrido, basta con emplear de 1,5 a 6% de éste en el aglutinante. De acuerdo con otra forma preferida, si (C) contiene de 0,8 a 1,5% en peso de anhídrido, basta con emplear de 10 a 25% de éste en el aglutinante.
De acuerdo con otra forma preferida, si (C) contiene de 1,5 a 3% en peso de un anhídrido, basta con emplear de 3 a 5% de éste en el aglutinante.
El aglutinante se produce por mezclamiento en el estado fundido de los diferentes constituyentes (A), (B) y (C) en los dispositivos habituales de mezcladura de los materiales termoplásticos, tales como los mezcladores, las extrusoras, etc.
El aglutinante puede contener también aditivos tales como ciertos agentes antioxidantes, ciertos agentes antiapelmazantes, y ciertos agentes de aplicación tales como unos polímeros fluorados, siendo utilizados los aditivos en las proporciones usuales, conocidas por un experto en la especialidad.
El aglutinante puede contener los aditivos utilizados habitualmente en el caso del empleo de las poliolefinas, con unos contenidos comprendidos entre 10 ppm y 5% en peso, tales como los agentes antioxidantes a base de moléculas fenólicas sustituidas, los agentes de protección frente a los UV (rayos ultravioletas), los agentes de aplicación tales como las amidas grasas, el ácido esteárico y sus sales, los polímeros fluorados conocidos como agentes que permiten evitar los defectos de extrusión, los agentes anti-vaho a base de aminas, los agentes antiapelmazantes tales como sílice o talco, las mezclas madres con uno o varios colorantes y los agentes nucleadores, entre otros.
El presente invento se refiere a una estructura que comprende sucesivamente una lámina de un metal o de substrato metalizado, una capa del aglutinante precedente y eventualmente una capa de un polipropileno. Esta estructura es útil para producir opérculos de envases. El invento se refiere también a estos opérculos y a los envases cerrados con estos opérculos.
Al tratarse de la estructura que comprende sucesivamente una lámina de un metal o de substrato metalizado, una capa del aglutinante precedente y eventualmente una capa de un polipropileno, se pueden citar, en calidad de ejemplo del metal, el aluminio, el acero, el hierro blanco y los substratos metalizados tales como el poliéster (PET). Los grosores son respectivamente, por ejemplo en \mum, de 20/10/10. El polipropileno de la capa eventual, dispuesta contra el aglutinante, se puede escoger entre los polipropilenos citados para (B).
El presente invento se refiere igualmente a un opérculo que comprende la estructura de acuerdo con el invento. Los opérculos comprenden generalmente una lámina de aluminio, sobre la que se aplica por extrusión con estratificación una capa de aglutinante, que a su vez es eventualmente aplicada por estratificación sobre una capa de polipropileno, formando en este caso una estructura en emparedado (Al / aglutinante / PP). Se obtiene de esta manera una estructura manipulable de capas múltiples. Se puede proceder a continuación a la reactivación del aglutinante por medio de un tratamiento térmico que consiste en llevar el conjunto a una temperatura comprendida entre 160 y 300ºC durante algunos segundos. Este tratamiento térmico de reactivación del aglutinante, al aumentar sus propiedades adhesivas, tiene como efecto hacer que la capa metálica y la capa de aglutinante no sean desestratificables. En función de la temperatura de fusión del aglutinante, de la naturaleza de la capa metálica y del resultado deseado, se determinan la duración y la temperatura del tratamiento térmico. La temperatura del tratamiento térmico debe ser en cualquier caso superior o igual a la temperatura de fusión del aglutinante e inferior a la temperatura de fusión de la capa de polipropileno, cuando ésta está presente en la estructura. El tratamiento térmico se puede realizar en serie, a continuación de la extrusión con estratificación o ulteriormente, siendo la adhesión entre la capa metálica y el aglutinante, antes del tratamiento térmico, suficiente para permitir la formación de bobinas y el desenrollamiento de las bobinas.
Los opérculos se sueldan a continuación en caliente sobre unos recipientes de polipropileno o sobre unas barquillas, ya sea de polipropileno ya sea de un material recubierto con polipropileno, pudiendo dicho material ser el aluminio, un poliéster o un poliestireno.
Se han realizado unos ensayos de exfoliación con unos opérculos (4) y unos envases que comprenden un opérculo (4) soldado sobre una barquilla (3) de polipropileno.
Los opérculos (4) utilizados en estos ensayos tienen una estructura de dos capas (véanse las figuras 1a y 2a) que comprende una capa de aluminio (5) con un espesor de 30 \mum y una capa de un aglutinante (6) con un espesor de 30 \mum. Esta estructura de capas múltiples se obtiene por extrusión con estratificación de la capa de aglutinante sobre la capa de aluminio. A continuación, la estructura se somete a una pasada dentro de un túnel de aire caliente, regulado a una temperatura superior a 220ºC, durante algunos segundos, con el fin de reactivar el aglutinante y obtener una adhesión elevada. Esto es lo que se denomina el tratamiento térmico. A continuación, el opérculo (4) se suelda sobre la barquilla (3). En el curso de esta soldadura, la capa de aglutinante (6) se suelda directamente contra la barquilla de polipropileno. Se obtiene entonces un envase tal como se representa en la figura 1a. El aglutinante (6) utilizado para estos ensayos, comprende, en peso, 17% de un PP injertado con 0,8% en peso de anhídrido maleico (MAH), 17% de un terpolímero de etileno, acrilato de etilo y MAH en unas proporciones en peso respectivamente de 68/30/2 y 66% de un PP homopolimérico para estratificación.
Unos ensayos de exfoliación entre la capa de aluminio (5) y la capa de aglutinante (6) se han realizado con tres opérculos que tienen una estructura y una composición tales como se han descrito precedentemente, antes del tratamiento térmico y después del tratamiento térmico (pasada durante algunos segundos bajo un túnel de aire caliente regulado a una temperatura superior a 220ºC). La fuerza de exfoliación se ha medido a una velocidad de 100 mm/min de acuerdo con las normas NFT 54120 y NFT 54122. Estas fuerzas de exfoliación, antes del tratamiento térmico, sobre tres opérculos han probado no ser medibles puesto que son demasiado pequeñas, mientras que las que aparecen después del tratamiento térmico caracterizan a una estructura no desestratificable.
Se comprueba con claridad que el tratamiento térmico permite obtener una estructura de: capa metálica (5) y capa de aglutinante (6), que no es desestratificable.
La fuerza de exfoliación o de apertura del opérculo con relación a la barquilla se ha medido a continuación a una velocidad de 200 mm/min de acuerdo con la norma NFT 54120 y la norma NFT 54122. Se han producido tres envases (de opérculo + barquilla) y los resultados obtenidos se han reagrupado en la TABLA 1 siguiente.
TABLA 1
Envase Fuerza de exfoliación (N/15 mm)
Envase nº 1 10-13
Envase nº 2 9-11,5
Envase nº 3 9-11
La apertura de estos envases ha tenido lugar de una manera limpia y nítida, sin ningún desgarramiento del opérculo aparte de al nivel de la zona de soldadura, tal como se representa en la figura 2a.
Los valores de las fuerzas de exfoliación obtenidas permiten poner en evidencia la fácil exfoliabilidad de los opérculos, y por consiguiente la apertura sencilla de los envases que comprenden tales opérculos.
Los mismos ensayos de exfoliación se han realizado con:
- unos opérculos de tres capas con una capa de PP (7) con un espesor de 30 \mum, una capa de aglutinante (6) con un espesor de 30 \mum y una capa de Al (5) con un espesor de 30 \mum;
- unos opérculos de dos capas que comprenden una capa de PET metalizado (5) con un espesor de 30 \mum y una capa de un aglutinante (6) con un espesor de 30 \mum;
- unos opérculos de tres capas que comprenden una capa de PET metalizado (5) con un espesor de 30 \mum, una capa de aglutinante (6) con un espesor de 30 \mum y una capa de PP (7) con un espesor de 30 \mum,
así como con unos envases que comprenden una barquilla hecha de PP y de tales opérculos, siendo el aglutinante (6) uno tal como se describe en el ejemplo precedente. Estos ensayos han dado sensiblemente los mismos valores que los que se reagrupan en la TABLA 1.
El aglutinante utilizado en el invento tiene buenas prestaciones adhesivas sobre los metales (aluminio, acero, hierro blanco, substratos metalizados), siendo estas prestaciones adhesivas suficientes desde el momento de la extrusión con estratificación para garantizar una buena estabilidad dimensional de las estructuras durante la fabricación.
El aglutinante tiene una excelente aptitud para la coextrusión con estratificación a alta velocidad. Se le puede estirar en extrusión con estratificación a unas velocidades superiores a 100 m/min, sin dar lugar a unos efectos parásitos de inestabilidad de la anchura.
El aglutinante tiene también buenas características de selladura y exfoliación que permiten en particular obtener, al realizar la selladura, una excelente garantía al nivel de la estanqueidad de los envases, y al realizar la exfoliación, una apertura fácil, progresiva, y sin ningún depósito.
Otra ventaja del aglutinante es una muy buena inercia química que garantiza unas buenas propiedades organolépticas: ausencia de sabor o de olor, una buena resistencia de los envases en un medio agresivo (alimentos ácidos) y una buena resistencia frente a la esterilización con vapor.

Claims (8)

1. Un envase que comprende un opérculo (4) soldado sobre una barquilla (3) de polipropileno o de un material recubierto con una capa (2) de polipropileno, comprendiendo el opérculo (4) una estructura de capas múltiples que comprende una capa metálica o una capa de un substrato metalizado (5) y una capa de un aglutinante (6) para coextrusión con estratificación, estando dispuesta esta última en emparedado entre la capa metálica o de substrato metalizado (5) y la barquilla (3) de polipropileno o la capa de polipropileno (2) de la barquilla (3), comprendiendo dicho aglutinante:
- de 5 a 30% en peso de un copolímero a base de etileno (A) con uno o varios comonómeros escogidos entre el grupo de los ésteres de ácidos carboxílicos, de los ésteres vinílicos y de los dienos;
- de 40 a 93% en peso de un polipropileno (B) homopolimérico estirable, de calidad denominada "para extrusión con estratificación", siendo definida la estirabilidad como la ausencia de rotura de un junquillo extrudido a una temperatura entre 190ºC y 240ºC y sometido a una tracción con una velocidad de retirada entre 50 y 250 m/min y que tiene un MFI entre 20 y 40 g/10 min (a 230ºC bajo 2,16 kg);
- de 2 a 30% en peso de un polipropileno (C) funcionalizado por un anhídrido de ácido carboxílico insaturado;
estando el MFI, el índice de fluidez en el estado fundido, de la composición comprendido entre 10 y 50 g/10 min (a 230ºC bajo 2,16 kg);
siendo el opérculo (4) exfoliable por una rotura de la cohesión en la capa de dicho aglutinante (6) al nivel de su zona de soldadura de dicho opérculo sobre la barquilla.
2. Un envase de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura de capas múltiples del opérculo (4) comprende una capa de polipropileno (7) que presenta una temperatura de fusión superior a la temperatura de fusión del aglutinante, estando dispuestas las capas solidarias unas de otras en el siguiente orden: la capa metálica o de substrato metalizado (5), la capa de aglutinante (6) y la capa de polipropileno (7).
3. Un envase de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el copolímero (A) del aglutinante está injertado por anhídrido maleico.
4. Un envase de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el metal de la capa metálica o de la capa de substrato metalizado (5) es el aluminio.
5. Un envase de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque es esterilizable y resistente a los ácidos alimentarios, las grasas y los disolventes técnicos.
6. Procedimiento de apertura de un envase de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque tirando del opérculo (4) se establece una rotura de la cohesión en el interior de la capa de aglutinante (6) del opérculo (4) al nivel de la zona de soldadura de dicho opérculo (4) sobre la barquilla (3) y luego un desgarramiento de la capa de aglutinante (6) que interrumpe la rotura de la cohesión en los sitios donde el opérculo (4) no estaba soldado con la barquilla (3).
7. Utilización de un aglutinante para coextrusión con estratificación, que comprende:
- de 5 a 30% en peso de un copolímero a base de etileno (A) con uno o varios comonómeros escogidos entre el grupo de los ésteres de ácidos carboxílicos, de los ésteres vinílicos y de los dienos;
- de 40 a 93% en peso de un polipropileno (B) homopolimérico estirable, de calidad denominada "para extrusión con estratificación", siendo definida la estirabilidad como la ausencia de rotura de un junquillo extrudido a una temperatura entre 190ºC y 240ºC y sometido a una tracción con una velocidad de retirada entre 50 y 250 m/min y que tiene un MFI entre 20 y 40 g/10 min (a 230ºC bajo 2,16 kg);
- de 2 a 30% en peso de un polipropileno (C) funcionalizado por un anhídrido de ácido carboxílico insaturado;
estando el MFI, índice de fluidez en el estado fundido, de la composición comprendido entre 10 y 50 g/10 min (a 230ºC bajo 2,16 kg);
para fabricar un opérculo (4) que comprende una estructura de capas múltiples que comprende una capa metálica o una capa de un substrato metalizado (5) y una capa de dicho aglutinante, estando dicho opérculo soldado sobre una barquilla (3) de polipropileno o de un material recubierto con una capa (2) de polipropileno, estando dispuesta la capa de aglutinante (6) en emparedado entre la capa metálica o de substrato metalizado (5) y la barquilla (3) de polipropileno o la capa de polipropileno (2), siendo el opérculo exfoliable por rotura de la cohesión al nivel de la zona de soldadura.
8. Utilización de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizada porque la estructura de capas múltiples del opérculo (4) comprende una capa de polipropileno (7) que presenta una temperatura de fusión superior a la temperatura de fusión del aglutinante, estando dispuestas las capas solidarias unas de otras en el siguiente orden: la capa metálica o de substrato metalizado (5), la capa de aglutinante (6) y la capa de polipropileno (7).
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