ES2858075T3 - Película multicapa termocontraíble - Google Patents
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Abstract
Material multicapa biorientado termocontraíble coextruido, que comprende al menos dos capas internas que consisten en al menos el 90% en peso, o al menos el 95% en peso, o aproximadamente el 100% en peso, de copolímero de estireno-butadieno amorfo (SBC) y dos capas de superficie que comprenden al menos el 20% en peso, o al menos el 25% en peso, de terpolímero de polipropileno- etileno-buteno (TPEB).
Description
DESCRIPCIÓN
Película multicapa termocontraíble
Campo técnico de la invención
La presente invención se refiere a una película termocontraíble multicapa para envasar productos en bandejas o según otras técnicas, tales como las técnicas de envasado de flujo (flow-pack), L-SEALER, SKIN, BAG, etc. En realizaciones particulares, la película termocontraíble es una película que proporciona una barrera frente a los gases, las fragancias y los aromas.
Técnica anterior
El uso de películas transparentes para envasar diversos productos, en particular productos alimenticios, está extendido. Muy frecuentemente, tales películas son del tipo termocontraíble.
En particular, la industria del envasado de productos alimenticios perecederos requiere a menudo que el material tenga propiedades de barrera contra gases, fragancias y aromas. Tal material puede comercializarse en varias formas, como una película, como una bolsa, de tipo barrera contraíble o estabilizada, etc., y generalmente se fabrica para una aplicación precisa o para un determinado proceso de producción de envases. Por ejemplo, los materiales en forma de una película pueden dedicarse al envasado de productos en bandejas, tales como bandejas del tipo hechas de poliestireno expandido (EPS) o polipropileno (PP) o polietileno (PE), o a un envase según la técnica de envasado de flujo, que prevé la envoltura completa del producto sin la ayuda de bandejas u otros soportes.
Los materiales usados para estas diversas aplicaciones son muy diferentes entre sí. Para las bandejas termoselladas, sería recomendable que el material tuviera un alto porcentaje de termocontracción a la temperatura de funcionamiento (por ejemplo, aproximadamente el 50% a 120°C), pero una baja fuerza de contracción para no deformar la bandeja. Para un envasado del tipo envasado de flujo, la termocontracción debe ser muy alta, para que la película pueda adherirse de la mejor manera a la superficie del producto.
Los materiales conocidos asocian una alta termocontracción con una alta fuerza de contracción, o viceversa. Por tanto, el problema que se encuentra con las películas de la técnica anterior es que, al funcionar con un material que tiene un bajo porcentaje de termocontracción (aproximadamente el 10% a 120°C), para evitar la deformación de la bandeja, la película tiende a marchitarse debido al vacío que se forma internamente cuando el agua de los alimentos absorbe el dióxido de carbono contenido en la atmósfera controlada. Para evitar este inconveniente, los fabricantes usan películas de alto grosor, con el consiguiente inconveniente de alto coste y escasa compatibilidad medioambiental.
En la técnica anterior, no existe ningún material termocontraíble para envasar productos que asocie un alto porcentaje de termocontracción con una baja fuerza de contracción. Ni siquiera existe un material de envasado de tipo universal, es decir, que pueda adaptarse a los diversos procesos de envasado y a los diversos productos que van a envasarse.
Los documentos EP 1566266 A1, US 2012/288651 y US 2017/144416 dan a conocer un material multicapa termocontraíble coextruido que comprende al menos una capa que consiste en al menos un 90% en peso de SBC (copolímero de estireno-butadieno) amorfo. Además, el documento EP 1566266 A1 también da a conocer un laminado que tiene al menos un 20% en peso de LLDPE en al menos una capa y también sugiere el uso de ULDPE.
El documento US 2017/144416 también da a conocer laminados que tienen EVOH como material de barrera.
El documento EP 0774349 A1 describe una película multicapa coextruida termocontraíble que comprende un terpolímero de etileno-propileno-buteno.
Sumario de la invención
Los problemas explicados anteriormente se solucionan al menos parcialmente mediante un material para fabricar películas termocontraíbles según la invención.
Por tanto, la presente invención se refiere a un material termocontraíble multicapa tal como se define en la reivindicación 1 y, en las realizaciones preferidas de la misma, en las reivindicaciones dependientes, cuyo texto forma una parte integral de la presente descripción.
La invención se refiere además a un procedimiento para fabricar el material según la invención y a una película termocontraíble de barrera o que no es de barrera así obtenida.
Descripción detallada de la invención
El material termocontraíble según la invención es una película multicapa coextruida que comprende al menos 5 capas y puede ser un material de barrera o que no es de barrera.
Los términos “material de barrera” o “material que no es de barrera” significan, respectivamente, materiales que tienen o no un efecto de barrera al paso de gases, fragancias y aromas desde el exterior hacia el interior del envase o viceversa, es decir, que impiden o no impiden, respectivamente, el paso de gases, fragancias y aromas a través del propio material. El término “material que no es de barrera” también significa un material que es una barrera parcial o baja al paso de gas. Más en particular, los materiales de barrera según la presente invención son aquellos que tienen una permeabilidad al oxígeno (medida con una película que tiene un grosor de 25 micrómetros) inferior a 100 cm3/m224 h bar, preferiblemente inferior a 10 cm3/m224 h bar.
El efecto de barrera tal como se definió anteriormente está dirigido generalmente hacia gases atmosféricos y hacia gases contenidos en envases de atmósfera controlada. Ejemplos de tales gases son oxígeno, nitrógeno, argón y dióxido de carbono, vapor de agua, así como fragancias o aromas alimentarios.
En realizaciones preferidas, el material según la invención tiene una permeabilidad al oxígeno inferior a 5 cm3/m224 h bar, una permeabilidad al dióxido de carbono inferior a 50 cm3/m224 h bar (ambas medidas según la norma ASTM D 3945) y una permeabilidad al vapor de agua inferior a 20 g/m2/24 h (medida según la norma ASTM F 1249, a 35°C y un 95% de humedad relativa).
En determinadas realizaciones, el material multicapa de la invención, tanto en la forma de barrera como en la que no es de barrera del mismo, tiene un efecto de barrera contra hidrocarburos saturados de aceite mineral (MOSH) e hidrocarburos aromáticos de aceite mineral (MOAH) que están contenidos habitualmente en las tintas para imprimir sobre papel o cartón y, por tanto, también en papel o cartón reciclado. Por ejemplo, se usa comúnmente cartón reciclado en cajas para productos alimenticios de diversos tipos, tales como, por ejemplo, pizzas congeladas.
El material multicapa termocontraíble según la invención se caracteriza por una alta termocontracción combinada con una baja fuerza de contracción.
En determinadas realizaciones, el porcentaje de termocontracción es de desde el 20% hasta el 35% a 90°C, o desde el 50% al 60% a 120°C (medido según la norma ASTM/ISO D 2732 - UNI 8515-83) y la fuerza de contracción es de desde 1 hasta 3 Mpa, preferiblemente desde 1,5 hasta 2,5 Mpa, a 120°C (medida según la norma ASTM/ISO 14616).
En determinadas realizaciones, el material según la invención tiene una resistencia a la tracción de desde 40 hasta 70 N/mm2, una deformación por tracción de desde el 65% hasta al 95% y un esfuerzo de tracción de desde 75 hasta 105 Mpa (todos medidos según la norma ASTM D 882).
El material de la invención tiene también altas propiedades ópticas. En determinadas realizaciones, el material de la invención tiene un brillo superior al 95%, preferiblemente, de aproximadamente el 100% (medido según la norma ASTM D 2457, a un ángulo de 85°) y una transparencia definida como un vidriado inferior al 4% (medido según la norma ASTM D 1003 a una turbidez de reflexión de ángulo ancho).
El material multicapa termocontraíble según la invención se caracteriza porque es completamente reciclable, no comprendiendo componentes que hayan experimentado un proceso de reticulación.
El material multicapa según la invención se caracteriza porque puede usarse universalmente, por ejemplo, tanto en el envasado por termosellado (en bandejas hechas de poliestireno o polietileno/polipropileno) así como en envasado de flujo. En particular, el material de la invención puede usarse en los principales procesos de envasado, tales como LID, envasado de flujo, sous-vide, Skin y sellador en L.
Las propiedades descritas anteriormente pueden obtenerse en virtud del material multicapa tal como se describe a continuación.
En particular, el material multicapa según la invención se caracteriza porque comprende al menos dos capas internas que consisten en al menos el 90% en peso, o al menos en el 95% en peso, o en aproximadamente el 100% en peso, de copolímero de estireno-butadieno (SBC) amorfo. Por simplicidad, dichas al menos dos capas internas compuestas tal como se definió anteriormente pueden denominarse a continuación en el presente documento “capa a base de SBC amorfo”.
En determinadas realizaciones, el SBC es SBS amorfo (copolímero de bloque de estireno-butadieno-estireno).
En realizaciones preferidas, el SBC amorfo tiene una velocidad de flujo del fundido (MFR) de desde 8 hasta 14 g/10 min (medida según la norma ISO 1133, 200°C/5 kg), una densidad de desde 1000 hasta 1100 kg/m3 (medida según la norma ISO 1183), un punto VICAT de desde 75°C hasta 85°C (medido según la norma ISO 306) y un punto de fusión de desde 190°C hasta 210°C (medido según la norma ISO 306).
La presencia de SBC amorfo, tal como se definió anteriormente, permite proporcionar el material de la invención con un alto porcentaje de termocontracción combinado con una baja fuerza de contracción, preferiblemente dentro de los intervalos definidos anteriormente para tales parámetros.
Las al menos dos capas internas de SBC amorfo dotan además al material multicapa de la invención de un alto efecto de barrera contra MOAH y MOSH, lo que permite adoptar el material de la invención en procesos de envasado de flujo para alimentos que posteriormente se meterán en cajas de cartón reciclado.
Las al menos dos capas internas de SBC amorfo dotan además al material multicapa de la invención de altas propiedades ópticas (en cuanto a transparencia de la película) y de una maquinabilidad óptima.
En determinadas realizaciones, el material multicapa termocontraíble según la invención comprende al menos una capa de efecto de barrera que comprende al menos el 90% en peso, preferiblemente al menos el 95% en peso, más preferiblemente, aproximadamente el 100% en peso, de copolímero de etileno-alcohol vinílico (EVOH). Por simplicidad, dicha al menos una capa compuesta tal como se definió anteriormente puede denominarse a continuación en el presente documento “capa a base de EVOH”.
En realizaciones preferidas, el copolímero de EVOH contiene un porcentaje molar de etileno de desde el 36% en moles hasta el 48% en moles, o aproximadamente el 42% en moles.
En determinadas realizaciones, el polímero de EVOH tiene una velocidad de flujo del fundido (MFR) de desde 1 hasta 3 g/10 min (medida según la norma ISO 1133, 210°C/2,16 kg), una densidad de desde 1050 hasta 1150 kg/m3 (medida según la norma ISO 1183), un punto VICAT de desde 135°C hasta 145°C (medido según la norma ISO 306) y un punto de fusión de desde 160°C hasta 175°C (medido según la norma ISO 306).
En realizaciones preferidas, la al menos una capa a base de EVOH, tal como se definió anteriormente, se dispone entre dos capas a base de SBC amorfo tal como se definió anteriormente. De ese modo, la capa a base de EVOH se encapsula y se protege mediante las dos capas a base de SBC externas y el efecto de barrera se potencia. El SBC se seleccionará para que tenga una alta compatibilidad con el copolímero de EVOH.
El material multicapa de la invención también comprende dos capas de superficie que contienen al menos el 20% en peso, o al menos el 25% en peso, de terpolímero de polipropileno-etileno-buteno (TPEB). El TPEB, cuando está presente en una capa de superficie, favorece el termosellado en bandejas hechas de polipropileno y, en general, favorece el proceso de extrusión del material multicapa.
En realizaciones preferidas, el TPEB tiene una velocidad de flujo del fundido (MFR) de desde 4 hasta 8 g/10 min (medida según la norma ISO 1133, 230°C/2,16 kg), una densidad de desde 800 hasta 950 kg/m3 (medida según la norma ISO 1183), un punto VICAT de desde 95°C hasta 115°C (medido según la norma ISO 306) y un punto de fusión de desde 125°C hasta 135°C (medido según la norma iSo 306).
En determinadas realizaciones, el material de la invención comprende una capa interna que comprende desde el 90% hasta el 100% en peso de TPEB.
En determinadas realizaciones, el material multicapa de la invención comprende al menos una capa que comprende al menos el 20% en peso, o al menos el 25% en peso, de polietileno de densidad ultrabaja (ULDPe , preferiblemente, un copolímero de etileno-octeno). La presencia del ULDPE tiene la función de limitar la fuerza de contracción del material y, cuando está presente en una capa de superficie del material multicapa de la invención, la de favorecer el termosellado del material a baja temperatura.
En determinadas realizaciones, el polímero de ULDPE está en forma amorfa.
En realizaciones preferidas, el ULDPE tiene una velocidad de flujo del fundido (MFR) de desde 0,7 hasta 2,5 g/10 min (medida según la norma ISO 1133, 190°C/2,16 kg), una densidad de desde 850 hasta 950 kg/m3 (medida según la norma ISO 1183), un punto VICAT de desde 75°C hasta 90°C (medido según la norma ISO 306) y un punto de fusión de desde 115°C hasta 132°C (medido según la norma ISO 306).
En determinadas realizaciones, el material multicapa de la invención comprende al menos una capa que contiene al menos el 20% en peso, o al menos el 25% en peso, de polietileno de baja densidad lineal (LLDPE). La presencia del LLDPE tiene la función de aumentar la resistencia al desgarro del material y, cuando está presente en una capa de superficie del material multicapa de la invención, la de favorecer el termosellado del
material con bandejas hechas de polietileno.
En realizaciones preferidas, el LLDPE tiene una velocidad de flujo del fundido (MFR) de desde 0,7 hasta 2,5 g/10 min (medida según la norma ISO 1133, 190°C/2,16 kg), una densidad de desde 900 hasta 950 kg/m3 (medida según la norma ISO 1183) y un punto VICAT de desde 100°C hasta 120°C (medido según la norma ISO 306).
En determinadas realizaciones, el material multicapa de la invención comprende, en al menos una capa de superficie, una cantidad de desde el 10% en peso y 15% en peso, o aproximadamente el 13% en peso, de una composición antivaho, a continuación en el presente documento denominada MasterBatch Anti-Fog (MBAF). La MBAF aumenta la tensión superficial del agua permitiendo el deslizamiento y, por tanto, la eliminación de la condensación de la superficie del material. La MBAF también dota al material de un efecto antiadhesión respecto a las superficies de los dispositivos de termosellado, durante la etapa de envasado de un producto en una bandeja, lo que permite la separación de la bandeja envasada de la placa de termosellado.
En realizaciones preferidas, la MBAF es una composición que contiene éster de glicerol, por ejemplo, monooleato de glicerol o monoestearato de glicerol, o un éster de poliglicerol, y tiene una velocidad de flujo del fundido (MFR) de desde 1 hasta 3 g/10 min (medida según la norma ISO 1133, 190°C/2,16 kg), una densidad de desde 550 hasta 650 kg/m3 (medida según la norma ISO 1183), un punto VICAT de desde 60°C hasta 75°C (medido según la norma ISO 306) y un punto de fusión de desde 90°C hasta 105°C (medido según la norma ISO 306).
En determinadas realizaciones, la MBAF también está contenida en al menos una primera capa interna por debajo de la capa de superficie, preferiblemente en una cantidad de desde el 5% en peso hasta el 15% en peso, junto con una cantidad de desde el 85% en peso hasta el 95% en peso de TPEB, en la que la MBAF y el TPEB forman juntos aproximadamente el 100% en peso de dicha al menos una primera capa interna. El TPEB y la MBAF son preferiblemente tal como se definieron anteriormente. La presencia de la MBAF en dicha al menos una primera capa interna tiene la función de limitar la migración interna desde la capa de superficie y de formar un depósito de MBAF. La presencia de una cantidad de TPEB de desde el 85% en peso hasta el 95% en peso en dicha al menos una primera capa interna permite tanto impedir la migración de la MBAF hacia el interior del material multicapa, así como facilitar la extrusión global del material.
En determinadas realizaciones, al menos una capa de superficie del material multicapa de la invención comprende una cantidad de desde el 0,5% en peso y el 2% en peso de un agente antioxidante y/o una cantidad de desde el 0,5% en peso y el 2% en peso de un agente adyuvante tecnológico. Preferiblemente, el agente antioxidante es propionato de hidroxifenilo y/o el agente tecnológico es un fluoroelastómero.
En determinadas realizaciones, al menos una capa de superficie del material multicapa comprende más del 20% en peso de TPEB, más del 20% en peso de ULDPE y más del 20% de LLDPE, con la condición de que la suma de las cantidades en peso de TPEB, ULDPE y LLDPE no sea mayor del 90%. TPEB, ULDPE y l Ld PE son, preferiblemente, tal como se definieron anteriormente. La presencia simultánea de tales componentes en la capa de superficie permite que el material multicapa de la invención se use universalmente, en cualquier bandeja, en procesos de termosellado, así como en procesos de envasado de flujo.
En determinadas realizaciones, el material multicapa de la invención es una multicapa coextruida que comprende:
- al menos una capa de superficie que comprende i) desde el 25% en peso hasta el 35% en peso de TPEB, ii) desde el 25% en peso hasta el 35% en peso de ULDPE y iii) desde el 20% en peso hasta el 30% en peso de LLDPE y, opcionalmente, iv) desde el 10% en peso hasta el 15% en peso de MBAF y/o desde el 0,5% en peso hasta el 2% en peso de un agente antioxidante y/o desde el 0,5% en peso hasta el 2% en peso de un agente adyuvante tecnológico;
- al menos una primera capa interna, en contacto con dicha al menos una capa de superficie, que comprende i) desde el 5% en peso hasta el 15% en peso de MBAF y ii) desde el 85% en peso hasta el 95% en peso de TPEB, en la que la MBAF y el TPEB forman juntos aproximadamente el 100% en peso de dicha al menos una primera capa interna;
- al menos una segunda capa interna, en contacto con dicha al menos una primera capa interna, que comprende más del 90% en peso, o más del 95% en peso, o aproximadamente el 100% en peso de SBC amorfo;
- al menos una tercera capa interna, en contacto con dicha al menos una segunda capa interna, que comprende al menos el 90% en peso, o al menos el 95% en peso, o aproximadamente el 100% en peso de EVOH.
SBC amorfo, TPEB, ULDPE, LLDPE, EVOH, MBAF y los agentes antioxidantes y adyuvantes tecnológicos son, preferiblemente, tal como se definieron anteriormente.
Realizaciones caracterizadas por la ausencia de una capa a base de EVOH no tienen un efecto de barrera contra los gases, pero la presencia del SBC amorfo proporciona, sin embargo, un efecto de barrera contra MOAH y MOSH, tal como se describió anteriormente. El material multicapa así obtenido es adecuado para aquellas aplicaciones para las que no está previsto el almacenamiento en atmósfera controlada y que, por tanto, usan bandejas hechas de poliestireno expandido, que, a su vez, son bandejas que no son de barrera.
En determinadas realizaciones, sin embargo, el material multicapa descrito anteriormente puede comprender también una capa interna a base de EVOH, para dotar al material de un efecto de barrera contra los gases, al tiempo que se conserva al menos una capa de superficie basada en SBC amorfo, para permitir el termosellado sobre bandejas hechas de poliestireno expandido. Estas realizaciones pueden usarse en aplicaciones en las que la bandeja hecha de poliestireno expandido también comprende una capa con un efecto de barrera contra los gases.
En determinadas realizaciones, el material multicapa de la invención comprende al menos 7 capas, o al menos 9 capas. Las capas adicionales pueden seleccionarse de las capas internas del material multicapa previamente descrito. En tales realizaciones, el material multicapa de la invención tiene preferiblemente un grosor de desde 15 micrómetros hasta 28 micrómetros.
En determinadas realizaciones, el material multicapa de la invención es una película doble con 9 capas, 13 capas o más, obtenida adhiriendo dos películas individuales, y tiene preferiblemente un grosor de desde 26 micrómetros hasta 50 micrómetros. Tal película doble puede obtenerse haciendo pasar dos películas individuales entre dos rodillos, por ejemplo, a una temperatura de aproximadamente 80°C. En tal caso, es esencial que cada una de las dos películas individuales comprenda una capa de superficie que comprende polímeros que pueden adherirse por calor, a la temperatura de funcionamiento de los rodillos rodantes, y que tales capas de adhesión de superficie aparezcan opuestas en la etapa de acoplamiento.
Por tanto, en realizaciones preferidas, la película doble según la invención se formará acoplando dos películas individuales, comprendiendo cada una de las cuales:
- una primera capa de superficie que comprende i) desde el 25% en peso hasta el 35% en peso de TPEB, ii) desde el 25% en peso hasta el 35% en peso de ULDPE y iii) desde el 20% en peso hasta el 30% en peso de LLDPE y, opcionalmente, iv) desde el 10% en peso hasta el 15% en peso de MBAF y/o desde el 0,5% en peso hasta el 2% en peso de un agente antioxidante y/o desde el 0,5% en peso hasta el 2% en peso de un agente adyuvante tecnológico;
- al menos una primera capa interna, en contacto con dicha al menos una capa de superficie, que comprende i) desde el 5% en peso hasta el 15% en peso de MBAF y ii) desde el 85% en peso hasta el 95% en peso de TPEB, en la que la MBAF y el TPEB forman juntos aproximadamente el 100% en peso de dicha al menos una primera capa interna;
- al menos una segunda capa interna, en contacto con dicha al menos una primera capa interna, que comprende más del 90% en peso, o más del 95% en peso, o aproximadamente el 100% en peso de SBC amorfo;
- al menos una tercera capa interna, en contacto con dicha al menos una segunda capa interna, que comprende al menos el 90% en peso, o al menos el 95% en peso, o aproximadamente el 100% en peso de EVOH;
- una segunda capa de superficie que comprende i) desde el 90% en peso hasta el 97% en peso de un terpolímero de polipropileno/buteno/alfa-olefina (TPA), en el que la alfa-olefina es preferiblemente octeno, y ii) desde el 3% en peso hasta el 10% en peso de un plastómero de copolímero de polipropileno-etilenometaloceno (CPEM).
SBC amorfo, TPEB, ULDPE, LLDPE, EVOH, MBAF y los agentes antioxidantes y adyuvantes tecnológicos son, preferiblemente, tal como se definieron anteriormente.
El TPA, preferiblemente, tiene una velocidad de flujo del fundido (MFR) de desde 3 hasta 6 g/10 min (medida según la norma ISO 1133, 230°C/2,16 kg), una densidad de desde 850 hasta 950 kg/m3 (medida según la norma ISO 1183), un punto VICAT de desde 100°C hasta 115°C (medido según la norma ISO 306) y un punto de fusión de desde 122°C hasta 140°C (medido según la norma ISO 306).
El CPEM, preferiblemente, tiene una velocidad de flujo del fundido (MFR) de desde 8 hasta 12 g/10 min (medida según la norma ISO 1133, 230°C/2,16 kg), una densidad de desde 800 hasta 900 kg/m3 (medida según la
norma ISO 1183), un punto VICAT de desde 20°C hasta 35°C (medido según la norma ISO 306) y un punto de fusión de desde 50°C hasta 65°C (medido según la norma ISO 306).
El material multicapa coextruido según la invención puede obtenerse por medio de procesos conocidos para fabricar películas hechas de material multicapa. Tales procesos incluyen, en particular, las tecnologías conocidas como coextrusión de doble o triple burbuja. Tal como se conoce, tales tecnologías permiten obtener una biorientación del material (según la dirección de la máquina MD y según la dirección transversal TD) y, por tanto, modular adecuadamente el porcentaje de contracción de la película obtenida. En particular, para los fines de la presente invención, se prefiere el proceso de coextrusión de doble burbuja.
Tal como se conoce, el proceso de coextrusión de doble burbuja implica la coextrusión de una película multicapa a través de una boquilla circular, para extruir la primera burbuja en forma de un tubo de material, y la insuflación posterior en el tubo de un gas, para expandir el tubo para formar una denominada burbuja secundaria, que finalmente se hace pasar a través de los rodillos proporcionando la película multicapa final. En su lugar, en el caso de una coextrusión de triple burbuja, la burbuja secundaria se hace pasar a través de los rodillos para la reagregación de la misma y, después del calentamiento apropiado, se expande de nuevo para formar la tercera burbuja.
El proceso de coextrusión de doble burbuja según la invención comprende una etapa de coextrusión y una etapa de orientación del material extruido, en el que la etapa de orientación se lleva a cabo modulando adecuadamente los siguientes dos parámetros:
- razón de soplado (blow-up ratio, BUR), definida como la razón del diámetro de la burbuja con respecto al diámetro del tubo coextruido (correspondiente al diámetro de la boquilla circular);
- razón de estiramiento de burbuja (bubble stretching ratio, BSR), definida como la razón de la tasa de alimentación de la burbuja secundaria con respecto a la tasa de alimentación del tubo extruido después del enfriamiento en un tanque de agua fría.
Para los fines de la presente invención, se usarán una BUR > 5 y generalmente < 6 y una BSR > 5 y generalmente < 6, preferiblemente usando una razón de BUR/b Sr de aproximadamente 1. En estas condiciones, las propiedades mecánicas del material multicapa descrito anteriormente, en particular el alto porcentaje de contracción combinado con una baja fuerza de contracción, se maximizan.
Para este fin, la formación de la primera y de la segunda burbuja se llevará a cabo usando las siguientes condiciones de funcionamiento:
- velocidad tubular 4-8 m/min
- velocidad de la segunda burbuja 24-48 m/min
- diámetro tubular 150-250 mm
- diámetro de la segunda burbuja 900-1500 mm
- BUR >5
- BSR >5.
El proceso de coextrusión aguas arriba de la formación de las burbujas se llevará a cabo en su lugar, preferiblemente, usando las siguientes condiciones de funcionamiento:
- temperatura del horno 350-450°C;
- temperatura de la última fase 110-150°C;
- temperatura del cabezal 220-245°C;
- temperatura del tornillo extensor 190-240°C;
- temperatura del agua del tanque y del calibrador 10-25°C;
- velocidades de flujo del tornillo 6-25 kg/h.
REALIZACION
Usando el método descrito anteriormente, se fabricó un material multicapa según la invención que tenía las siguientes seis capas (capas A-G) en secuencia desde la capa de superficie superior hasta la capa de superficie inferior (% en peso):
Capa A
TPEB, 30% LLDPE, 35% ULDPE, 20% MBAF, 12% PREMEZCLA, 3%, en la que la PREMEZCLA consiste de mezcla maestra de antioxidante (propionato de hidroxifenilo sobre soporte de polietileno), 1% fluoroelastómero, 1% composición antibloqueo, 1%
Capa B
TPEB, 88% MBAF, 12%
Capa C
SBC, 100%
Capa D
EVOH, 100%
Capa E
SBC, 100%
Capa F
TPEB, 88% MBAF, 12%
Capa G
TPEB, 30% LLDPE, 35% ULDPE, 20% MBAF, 12% PREMEZCLA 3%, en la que la PREMEZCLA consiste en mezcla maestra de antioxidante (propionato de hidroxifenilo sobre soporte de polietileno), 1% fluoroelastómero, 1% composición antibloqueo, 1%.
El material de la invención puede estar en diversas formas, tales como una lámina plana, un único pliegue, una bolsa, según el proceso de envasado dedicado al mismo.
Claims (8)
1. Material multicapa biorientado termocontraíble coextruido, que comprende al menos dos capas internas que consisten en al menos el 90% en peso, o al menos el 95% en peso, o aproximadamente el 100% en peso, de copolímero de estireno-butadieno amorfo (SBC) y dos capas de superficie que comprenden al menos el 20% en peso, o al menos el 25% en peso, de terpolímero de polipropilenoetileno-buteno (TPEB).
2. Material multicapa según la reivindicación 1, que tiene un porcentaje de termocontracción de desde el 20% hasta el 35% a 90°C, o desde el 50% hasta el 60% a 120°C (medido según la norma ASTM/ISO D 2732 - UNI 8515-83) y una fuerza de contracción de desde 1 hasta 3 Mpa, o desde 1,5 hasta 2,5 Mpa, a 120°C (medida según la norma ASTM/ISO 14616), teniendo el material multicapa preferiblemente:
- una resistencia a la tracción de desde 40 hasta 70 N/mm2, una deformación por tracción de desde el 65% hasta el 95% y un esfuerzo de tracción de desde 75 hasta 105 Mpa (todos medidos según la norma ASTM D 882), y/o
- un brillo superior al 95%, o de aproximadamente el 100% (medido según la norma ASTM D 2457, a un ángulo de 85°) y una transparencia definida como un vidriado inferior al 4% (medido según la norma ASTM D 1003 a una turbidez de reflexión de ángulo ancho).
3. Material multicapa según la reivindicación 1 o 2, en el que el SBC amorfo tiene una velocidad de flujo del fundido (MFR) de desde 8 hasta 14 g/10 min (medida según la norma ISO 1133, 200°C/5 kg), una densidad de desde 1000 hasta 1100 kg/m3 (medida según la norma ISO 1183), un punto VIc At de desde 75°C hasta 85°C (medido según la norma ISO 306) y un punto de fusión de desde 190°C hasta 210°C (medido según la norma ISO 306), y en el que el SBC amorfo es preferiblemente un copolímero de estireno-butadieno-estireno (SBS) amorfo.
4. Material multicapa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el TPEB tiene una velocidad de flujo del fundido (MFR) de desde 4 hasta 8 g/10 min (medida según la norma ISO 1133, 230°C/2,16 kg), una densidad de desde 800 hasta 950 kg/m3 (medida según la norma ISO 1183), un punto VICAT de desde 95°C hasta 115°C (medido según la norma ISO 306) y un punto de fusión de desde 125°C hasta 135°C (medido según la norma ISO 306).
5. Material multicapa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende al menos una capa que comprende al menos el 20% en peso, o al menos el 25% en peso, de polietileno de densidad ultrabaja (ULDPE, preferiblemente, un copolímero de etileno-octeno), en el que, preferiblemente, el polímero de ULDPE es una forma amorfa y en el que, preferiblemente, el ULDPE tiene una velocidad de flujo del fundido (MFR) de desde 0,7 hasta 2,5 g/10 min (medida según la norma ISO 1133, 190°C/2,16 kg), una densidad de desde 850 hasta 950 kg/m3 (medida según la norma ISO 1183), un punto VICAT de desde 75°C hasta 90°C (medido según la norma ISO 306) y un punto de fusión de desde 115°C hasta 132°C (medido según la norma ISO 306).
6. Material multicapa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que comprende al menos una capa que comprende al menos el 20% en peso, o al menos el 25% en peso, de polietileno de baja densidad lineal (LLDPE).
7. Material multicapa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende, en al menos una capa de superficie, una cantidad de desde el 10% en peso hasta el 15% en peso, o de aproximadamente el 13% en peso, de una composición antivaho (MBAF), en la que, preferiblemente, la MBAF es una composición que contiene éster de glicerol, por ejemplo, monooleato de glicerol o monoestearato de glicerol, o un éster de poliglicerol, y tiene una velocidad de flujo del fundido (MFR) de desde 1 hasta 3 g/10 min (medida según la norma ISO 1133, 190°C/2,16 kg), una densidad de desde 550 hasta 650 kg/m3 (medida según la norma ISO 1183), un punto VICAT de desde 60°C hasta 75°C (medido según la norma ISO 306) y un punto de fusión de desde 90°C hasta 105°C (medido según la norma ISO 306) y en el que, preferiblemente, la MBAF está contenida también en al menos una primera capa interna por debajo de la capa de superficie, preferiblemente, en una cantidad de desde el 5% en peso hasta el 15% en peso, junto con una cantidad de desde el 85% en peso hasta el 95% en peso de TPEB, en el que la MBAF y el TPEB forman juntos aproximadamente el 100% en peso de dicha al menos una primera capa interna.
8. Material multicapa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende al menos una capa de efecto de barrera que comprende al menos el 90% en peso, preferiblemente, al menos el 95% en peso, más preferiblemente, aproximadamente el 100% en peso, de copolímero de etileno-alcohol vinílico (EVOH), en el que, preferiblemente, el copolímero de Ev OH contiene un porcentaje molar de
etileno de desde el 36% en moles hasta el 48% en moles, o de aproximadamente el 42% en moles, y en el que el polímero de EVOH tiene una velocidad de flujo del fundido (MFR) de desde 1 hasta 3 g/10 min (medida según la norma ISO 1133, 210°C/2,16 kg), una densidad de desde 1050 hasta 1150 kg/m3 (medida según la norma ISO 1183), un punto VICAT de desde 135°C hasta 145°C (medido según la norma ISO 306) y un punto de fusión de desde 160°C hasta 175°C (medido según la norma ISO 306) y en el que, preferiblemente, la al menos una capa a base de EVOH está dispuesta entre dos capas a base de SBC amorfo.
Material multicapa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que tiene una permeabilidad al oxígeno inferior a 5 cm3/m224 h bar, una permeabilidad al dióxido de carbono inferior a 50 cm3/m2 24 h bar (ambas medidas según la norma ASTM D 3945) y una permeabilidad al vapor de agua inferior a 20 g/m2/24 h (medida según la norma ASTM F 1249, a 35°C y un 95% de humedad relativa), y en el que el material multicapa tiene un efecto de barrera contra hidrocarburos saturados de aceite mineral (MOSH) e hidrocarburos aromáticos de aceite mineral (MOAH).
Material multicapa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende:
- al menos una capa de superficie que comprende i) desde el 25% en peso hasta el 35% en peso de TPEB, ii) desde el 25% en peso hasta el 35% en peso de ULDPE y iii) desde el 20% en peso hasta el 30% en peso de LLDPE y, opcionalmente, iv) desde el 10% en peso hasta el 15% en peso de MBAF y/o desde el 0,5% en peso hasta el 2% en peso de un agente antioxidante y/o desde el 0,5% en peso hasta el 2% en peso de un agente adyuvante tecnológico;
- al menos una primera capa interna, en contacto con dicha al menos una capa de superficie, que comprende i) desde el 5% en peso hasta el 15% en peso de MBAF y ii) desde el 85% en peso hasta el 95% en peso de TPEB, en el que la MBAF y el TPEB forman juntos aproximadamente el 100% en peso de dicha al menos una primera capa interna;
- al menos una segunda capa interna, en contacto con dicha al menos una primera capa interna, que comprende más del 90% en peso, o más del 95% en peso, o aproximadamente el 100% en peso de SBC amorfo;
- al menos una tercera capa interna, en contacto con dicha al menos una segunda capa interna, que comprende al menos el 90% en peso, o al menos el 95% en peso, o aproximadamente el 100% en peso de EVOH.
Material multicapa según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que es una película doble, obtenida adhiriendo dos películas individuales, comprendiendo cada una de ellas:
- una primera capa de superficie que comprende i) desde el 25% en peso hasta el 35% en peso de TPEB, ii) desde el 25% en peso hasta el 35% en peso de ULDPE y iii) desde el 20% en peso hasta el 30% en peso de LLDPE y, opcionalmente, iv) desde el 10% en peso hasta el 15% en peso de MBAF y/o desde el 0,5% en peso hasta el 2% en peso de un agente antioxidante y/o desde el 0,5% en peso hasta el 2% en peso de un agente adyuvante tecnológico;
- al menos una primera capa interna, en contacto con dicha al menos una capa de superficie, que comprende i) desde el 5% en peso hasta el 15% en peso de MBAF y ii) desde el 85% en peso hasta el 95% en peso de TPEB, en el que la MBAF y el TPEB forman juntos aproximadamente el 100% en peso de dicha al menos una primera capa interna;
- al menos una segunda capa interna, en contacto con dicha al menos una primera capa interna, que comprende más del 90% en peso, o más del 95% en peso, o aproximadamente el 100% en peso de SBC amorfo;
- al menos una tercera capa interna, en contacto con dicha al menos una segunda capa interna, que comprende al menos el 90% en peso, o al menos el 95% en peso, o aproximadamente el 100% en peso de EVOH;
- una segunda capa de superficie que comprende i) desde el 90% en peso hasta el 97% en peso de un terpolímero de polipropileno/buteno/alfa-olefina (TPA), en el que la alfa-olefina es preferiblemente octeno, y ii) desde el 3% en peso hasta el 10% en peso de un plastómero de copolímero de polipropileno-etileno-metaloceno (CPEM).
Material multicapa según la reivindicación 11, en el que el TPA tiene una velocidad de flujo del fundido (MFR) de desde 3 hasta 6 g/10 min (medido según la norma ISO 1133, 230°C/2,16 kg), una densidad de desde 850 hasta 950 kg/m3 (medida según la norma ISO 1183), un punto VICAT de desde 100°C
hasta 115°C (medido según la norma ISO 306) y un punto de fusión de desde 122°C hasta 140°C (medido según la norma ISO 306), y en el que el CPEM tiene una velocidad de flujo del fundido (MFR) de desde 8 hasta 12 g/10 min (medida según la norma ISO 1133, 230°C/2,16 kg), una densidad de desde 800 hasta 900 kg/m3 (medida según la norma ISO 1183), un punto VICAT de desde 20°C hasta 35°C (medido según la norma ISO 306) y un punto de fusión de desde 50°C hasta 65°C (medido según la norma ISO 306).
Procedimiento de coextrusión de doble burbuja para obtener el material según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, que comprende una etapa de coextrusión y una etapa de orientación del material extruido, en el que la etapa de orientación se lleva a cabo en las siguientes condiciones de funcionamiento:
- velocidad tubular 4-8 m/min
- velocidad de la segunda burbuja 24-48 m/min
- diámetro tubular 150-250 mm
- diámetro de la segunda burbuja 900-1500 mm
- razón de soplado (BUR), definida como la razón del diámetro de la burbuja con respecto al diámetro del tubo coextruido, > 5 y preferiblemente < 6;
- razón de estiramiento de la burbuja (BSR), definida como la razón de la tasa de alimentación de la burbuja secundaria con respecto a la tasa de alimentación del tubo extruido después del enfriamiento en un tanque de agua fría, > 5 y preferiblemente < 6,
preferiblemente usando una razón de BUR/BSR de aproximadamente 1,
en el que, preferiblemente, la etapa de coextrusión se lleva a cabo usando las siguientes condiciones de funcionamiento:
- temperatura del horno 350-450°C
- temperatura de la última fase 110-150°C
- temperatura del cabezal 220-245°C
- temperatura del tornillo extensor 190-240°C
- temperatura del agua del tanque y del calibrador 10-25°C;
- velocidades de flujo del tornillo 6-25 kg/h.
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