ES2271647T3 - Proceso para la aplicacion de una capa de poliamida derivada a un substrato. - Google Patents

Abstract

Proceso para la fabricación de un laminado, que al menos comprende la aplicación de una capa de poliamida a un substrato, caracterizado porque como poliamida es utilizada principalmente poliamida derivada que está compuesta al menos por unidades derivadas de: a. monómeros AB, lo que es entendido que significa un monómero que tiene un grupo ácido carboxílico (A) y un grupo amina (B), b. al menos un compuesto I, siendo un ácido carboxílico (Av) con funcionalidad v 2 ó una amina (Bw) con funcionalidad w 2, c. al menos un compuesto II, siendo un ácido carboxílico (Av) con funcionalidad v 3 ó una amina (Bw) con funcionalidad w 3, con el compuesto II siendo un ácido carboxílico si el compuesto I es una amina o con el compuesto II siendo una amina si el compuesto I es un ácido carboxílico, donde las cantidades de unidades, derivadas de todos los ácidos carboxílicos y aminas en la poliamida, satisfacen la fórmula 1 P < 1/[(FA - 1) u (FB - 1)] (1) en la cual: P = [ (ni u fi )]X /[ (ni u fi )]Y (2) donde P 1 y X = A y Y = B, o X = B y Y = A y F = (ni u fi 2 )/ (ni u fi ) (3) para respectivamente todos los ácidos carboxílicos (FA) y todas la aminas (FB), donde fi es la funcionalidad de un ácido carboxílico (vi ) o una amina (wi ), ni es el número de moles de un ácido carboxílico o una amina y la suma es llevada a cabo sobre todas las unidades derivadas de ácidos carboxílicos y aminas en la poliamida.

Description

Proceso para la aplicación de una capa de poliamida derivada a un substrato.

La invención se refiere a un proceso para la fabricación de un laminado, que al menos comprende la aplicación de una capa de poliamida a un substrato.

Tal método es conocido, por ejemplo, de la WO 01/40055. En este documento un substrato de cartón es revestido mediante revestido por extrusión con, visto desde el cartón hacia fuera, una capa de nylon, una capa de unión y una capa de polietileno.

Una desventaja del método conocido radica en el hecho de que a altas velocidades de producción el extrudo en forma de película tiende a ser inestable de manera que el substrato es revestido de forma dispareja en términos de grosor. Esta inestabilidad es expresada en el hecho de que el extrudo aún fundido no permanece plano sino que comienza a mostrar patrones de ondas irregulares de manera que son formadas diferencias de grosor locales. Como regla la amplitud de las ondas es mayor en los bordes del substrato, un cierto ancho del cual por lo tanto debe de ser cortado usualmente después del revestido por ser inservible. Si varias capas son extrudidas al mismo tiempo, este defecto tiene lugar incluso a mayor escala.

El objetivo de la invención es proporcionar un proceso con el cual los substratos pueden ser revestidos a gran velocidad con al menos una capa de poliamida.

Este objetivo es logrado de acuerdo con la invención debido a que como poliamida es utilizada principalmente poliamida derivada que al menos está compuesta por unidades derivadas de:

a.

monómeros AB, lo que es entendido que significa un monómero que tiene un grupo ácido carboxílico (A) y un grupo amina (B),

b.

al menos un compuesto I, siendo un ácido carboxílico (A_{v}) con funcionalidad v \geq 2 ó una amina (B_{w}) con funcionalidad w \geq 2,

c.

al menos un compuesto II, siendo un ácido carboxílico (A_{v}) con funcionalidad v \geq 3 ó una amina (B_{w}) con funcionalidad w \geq 3, con el compuesto II siendo un ácido carboxílico si el compuesto I es una amina o con el compuesto II siendo una amina si el compuesto I es un ácido carboxílico, donde las cantidades de unidades, derivadas de todos los ácidos carboxílicos y aminas en la poliamida, satisfacen la fórmula 1

(1)P < 1 / [(F_{A}-1) \cdot (F_{B}-1)]

en la cual:

(2)P = [\Sigma (n_{i} \cdot f_{i})]_{X}/[\Sigma (n_{i} \cdot f_{i})]_{Y}

donde P \leq 1 y X = A y Y = B, o X = B y Y = A y

(3)F = \Sigma (n_{i} \cdot f_{i}{}^{2})/ \Sigma (n_{i} \cdot f_{i})

para respectivamente todos los ácidos carboxílicos (F_{A}) y todas la aminas (F_{B}), donde f_{i} es la funcionalidad de un ácido carboxílico (v_{i}) o una amina (w_{i}), n_{i} es el número de moles de un ácido carboxílico o una amina y la suma es llevada a cabo sobre todas las unidades derivadas de ácidos carboxílicos y aminas en la poliamida.

Las poliamidas derivadas especificadas son conocidas de la WO-00/35992 y las definiciones dadas en ese documento para los distintos componentes de la fórmula anterior también se aplican también aquí. En particular el compuesto I y el compuesto II también son entendidos que son mezclas de varios ácidos carboxílicos que tienen la misma funcionalidad o mezclas de varias aminas que tienen la misma funcionalidad.

Esta selección de material parece resultar en un extrudo significativamente más estable, lo que significa que éste permanece prácticamente plano, incluso a altas velocidades de producción e incluso cuando varias capas son aplicadas al substrato simultáneamente. Como resultado, pueden ser logradas velocidades de producción que son hasta 50% más altas.

Esta selección ofrece adicionalmente capas de poliamida con una apariencia exterior altamente uniforme sin irregularidades provocadas por los geles. Muy apropiada para aplicarla en el proceso de acuerdo con la invención es la poliamida derivada en la cual la caprolactama es la unidad monomérica que ocurre más frecuentemente.

Una ventaja adicional del proceso de acuerdo con la invención es la reducción que puede ser lograda en los residuos del borde en forma de partes cortadas de la capa de poliamida o en forma de substrato revestido con la capa de poliamida de diferente grosor. Como resultado, se necesita menos material de partida para fabricar la misma área de superficie del substrato laminado y menos material necesita ser reciclado o destruido.

Los laminados a que se hace referencia aquí consisten en un substrato sólido, generalmente plano, por ejemplo de papel, cartón, hoja o lámina de metal o película de plástico. La capa de poliamida es aplicada al substrato como una capa funcional que confiere al laminado las propiedades de la poliamida. En el caso del papel o el cartón esto consiste en particular en proporcionar una barrera contra el aire, el oxígeno o las substancias aromáticas. Para reducir también la permeabilidad a la humedad, al menos una capa de polietileno de alta densidad o de baja densidad es aplicada como regla sobre la capa de poliamida y opcionalmente también otras capas funcionales. También es posible aplicar otras capas funcionales en el lado del substrato en la cara contraria a la de la capa de poliamida. Combinaciones adecuadas de capas de diferentes materiales son conocidas por sí mismas para las distintas aplicaciones previstas del laminado obtenido. Tales substratos que están revestidos con diferentes capas son ampliamente aplicados para el embalaje alimentos, por ejemplo en forma de cajas de cartón o latas de metal para leche o jugos de frutas. En estos casos, la capa de poliamida preferiblemente limita directamente con el substrato, el cual si se desea puede ser provisto de una capa de lámina de metal. Entre las capas funcionales sucesivas que ofrecen ciertas propiedades al laminado, pueden ser aplicadas capas de unión. Si una capa de polietileno es aplicada sobre la capa de poliamida derivada, los materiales adecuados para una capa de unión son por ejemplo poliolefinas modificadas tales como LDPE, LLDPE, PE metaloceno, polietileno alcohol vinílico, polietileno ácido acrílico, polietileno ácido metacrílico y polipropileno, que son injertados con al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en \alpha,\beta-ácidos dicarboxílicos no saturados, por ejemplo ácido maleico, ácido fumárico y ácido itacónico y anhídridos, ésteres ácidos, imidas e iminas de los mismos. También es posible utilizar copolímeros de etileno y dichos ácidos dicarboxílicos, modificados de la forma indicada, como una capa de unión.

Si las capas están inmediatamente adyacentes entre sí, es decir sin una capa de unión de separación, la capa del polímero adyacente a la capa de poliamida preferentemente consiste en una mezcla de dicho polímero y un material descrito anteriormente como adecuado para ser utilizado como una capa de unión, en el caso del polietileno las poliolefinas modificadas antes mencionadas, para promover la adhesión entre las capas sucesivas. También es posible que ambas o una de las capas sucesivas sean modificadas de forma tal que aumente la adhesión mutua.

La capa o capas son aplicadas al substrato mediante técnicas que son conocidas y adecuadas para ello, en particular mediante revestido por extrusión. El revestido por extrusión es una técnica conocida por sí misma para la aplicación de capas en forma de láminas de plástico fundido, por ejemplo poliamida, polietileno, polipropileno, alcohol vinílico de etileno y termoplásticos, a substratos sólidos tales como papel, cartón, lámina de metal y película de plástico. El substrato en sí puede también consistir en varias capas, que por ejemplo hayan sido aplicadas unas a otras en uno o más pasos previos del proceso. También es posible aplicar varias capas, por ejemplo la capa de poliamida y una capa de unión para una capa siguiente que será aplicada más tarde, simultáneamente al substrato mediante coextrusión de esas capas.

El grosor de las capas puede ser seleccionado en correspondencia con el efecto deseado. Las capas de poliamida con grosor aumentado, por ejemplo, forman una mejor barrera contra el oxígeno y las sustancias aromáticas. En la práctica, el grosor puede estar entre 1 y 100 gramos por metro cuadrado. Muy adecuado es un grosor entre 5 y 50 gramos por metro cuadrado. Lo anterior también se aplica a cualquier otra capa funcional, siendo señalado que una capa de unión generalmente puede ser más delgada que las capas que están unidas entre sí por la capa de unión. En las aplicaciones de embalaje dicha capa de polietileno es utilizada a menudo para sellar el embalaje por medio del sellado al calor y el grosor de la capa requerido para ello es un factor más determinante que el requerimiento establecido por las propiedades de barrera contra la humedad.

La poliamida aplicada consiste principalmente en poliamidas derivadas, lo que es entendido que significa que en adición a la poliamida derivada también puede estar presente una cantidad de poliamida no derivada. Esa cantidad debe estar limitada de manera tal que los efectos beneficios de la aplicación de la poliamida derivada no se pierdan en un grado inaceptable. Preferentemente al menos 50% de la poliamida en la capa de poliamida es poliamida derivada, y más preferiblemente al menos 75% e incluso al menos 90%. El efecto beneficioso de la presencia de la poliamida derivada es más manifiesto cuando toda la poliamida en la capa es poliamida derivada. Mezclas de diferentes poliamidas derivadas también pueden ser aplicadas como poliamida derivada.

La poliamida puede contener además los aditivos usuales, por ejemplo agentes nucleantes, lubricantes, antiestáticos, agentes antibloqueo, colorantes y estabilizadores. Esto es válido igualmente para las otras capas aplicadas opcionalmente.

La invención se refiere además a un laminado que comprende un substrato y una capa que consiste principalmente en una poliamida derivada como se definió anteriormente, el uso de este laminado para la fabricación de envases de alimentos y envases de alimentos, que comprenden este laminado.

Claims (6)

1. Proceso para la fabricación de un laminado, que al menos comprende la aplicación de una capa de poliamida a un substrato, caracterizado porque como poliamida es utilizada principalmente poliamida derivada que está compuesta al menos por unidades derivadas de:

a.

monómeros AB, lo que es entendido que significa un monómero que tiene un grupo ácido carboxílico (A) y un grupo amina (B),

b.

al menos un compuesto I, siendo un ácido carboxílico (A_{v}) con funcionalidad v \geq 2 ó una amina (B_{w}) con funcionalidad w \geq 2,

c.

al menos un compuesto II, siendo un ácido carboxílico (A_{v}) con funcionalidad v \geq 3 ó una amina (B_{w}) con funcionalidad w \geq 3, con el compuesto II siendo un ácido carboxílico si el compuesto I es una amina o con el compuesto II siendo una amina si el compuesto I es un ácido carboxílico, donde las cantidades de unidades, derivadas de todos los ácidos carboxílicos y aminas en la poliamida, satisfacen la fórmula 1

(1)P < 1 / [(F_{A}-1)\cdot(F_{B}-1)]

en la cual:

(2)P = [\Sigma(n_{i} \cdot f_{i})]_{X}/[\Sigma(n_{i} \cdot f_{i})]_{Y}

donde P \leq 1 y X = A y Y = B, o X = B y Y = A y

(3)F = \Sigma(n_{i} \cdot f_{i}{}^{2})/\Sigma(n_{i} \cdot f_{i})

para respectivamente todos los ácidos carboxílicos (F_{A}) y todas la aminas (F_{B}), donde f_{i} es la funcionalidad de un ácido carboxílico (v_{i}) o una amina (w_{i}), n_{i} es el número de moles de un ácido carboxílico o una amina y la suma es llevada a cabo sobre todas las unidades derivadas de ácidos carboxílicos y aminas en la poliamida.

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual la capa de poliamida es aplicada mediante revestido por extrusión.

3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en el cual el substrato, es un metal o es papel o cartón, revestido opcionalmente con una capa de una lámina de metal.

4. Laminado que comprende un substrato y una capa que consiste principalmente en una poliamida derivada que está compuesta al menos por unidades derivadas de:

a.

monómeros AB, lo que es entendido que significa un monómero que tiene un grupo ácido carboxílico (A) y un grupo amina (B),

b.

al menos un compuesto I, siendo un ácido carboxílico (A_{v}) con funcionalidad v \geq 2 ó una amina (B_{w}) con funcionalidad w \geq 2,

c.

al menos un compuesto II, siendo un ácido carboxílico (A_{v}) con funcionalidad v \geq 3 ó una amina (B_{w}) con funcionalidad w \geq 3, con el compuesto II siendo un ácido carboxílico si el compuesto I es una amina o con el compuesto II siendo una amina si el compuesto I es un ácido carboxílico, donde las cantidades de unidades, derivadas de todos los ácidos carboxílicos y aminas en la poliamida, satisfacen la fórmula 1

(1)P < 1 / [(F_{A}-1) \cdot (F_{B}-1)]

en la cual:

(2)P = [\Sigma(n_{i} \cdot f_{i})]_{X}/[\Sigma(n_{i} \cdot f_{i})]_{Y}

donde P \leq 1 y X = A y Y = B, o X = B y Y =A y

(3)F = \Sigma(n_{i} \cdot f_{i}{}^{2})/\Sigma(n_{i} \cdot f_{i})

para respectivamente todos los ácidos carboxílicos (F_{A}) y todas la aminas (F_{B}), donde f_{i} es la funcionalidad de un ácido carboxílico (v_{i}) o una amina (w_{i}), n_{i} es el número de moles de un ácido carboxílico o una amina y la suma es llevada a cabo sobre todas las unidades derivadas de ácidos carboxílicos y aminas en la poliamida.

5. Uso del laminado de acuerdo con la reivindicación 4 para la fabricación de un embalaje para alimentos.

6. Embalaje para alimentos, que comprende el laminado de acuerdo con la reivindicación 4.