MXPA97004768A - Adhesivos de laminacion de uretano para bolsas deretorta - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a una composición adhesiva de dos partes, de 100 por ciento de sólidos, que consiste esencialmente de:I) una primera parte que comprende:A) entre alrededor de 50 y aproximadamente 99%en peso, basado en el peso total de A) más B), de un poliéster terminado en hidroxilo;el poliéster siendo líquido a 20§C, que tiene una funcionalidad hidroxilo de entre 2 y 2.1, y un número hidroxilo de alrededor de 50 y aproximadamente 300, B) entre alrededor de 1 y aproximadamente 50%en peso de una resina epoxi basada en el peso total de A) más B), cuya resina epoxi es sólida a 20§C y se disuelve dentro del poliéster A), la resina epoxi B) teniendo un peso equivalente epoxi de entre alrededor de 500 y aproximadamente epoxi de entre alrededor de 500 y aproximadamente 3000 y un número hidroxilo de entre alrededor de 100 y aproximadamente 250, y C) hasta aproximadamente 0.05%en peso, de un catalizador de curado de isocianato con relación al peso de A) más B), y II) una segunda parte que comprende un isocianato multifuncional que tiene una funcionalidad de isocianato de entre 2 y aproximadamente 4, la segunda parte II) siendo proporcionada con relación a la funcionalidad total de hidroxilo de A) más B) a una relación de NCO/OH de entre alrededor de 0.9 y aproximadamente 3.0.

Description

ADHESIVOS DE LAMINACIÓN DE URETANO PARA BOLSAS DE RETORTA La presente invención está dirigida a un adhesivo de minación de uretano para adherir películas poliméricas que oued estar formadas hacia bolsas de retorta para aülicaciones alimen cias o medicinales .

Antecedentes de la Invención Las bolsas de retorta para esterilizar substancias al menticias o medicinales se forman típicamente de dos (o más) ca pas de película polimérica. Típicamente, se forma una capa int na de un material, tal como polipropileno moldeado, que es térm camente sellable y compatible con alimentos o medicinas. Una s gunda capa, tal como poliéster o poliamida, se adhiere típicame te a la capa interna para resistencia de empaque. Además, dich segunda capa como la capa externa puede estar impresa con tinta apropiadas.

Compendio de la Invención De conformidad con la invención, se proporciona una composición adhesiva de dos partes, aDropiada para adherir capa poliméricas para formar laminados útiles, Dor ejemplo, al forma bolsas de retorta para aplicacioens alimenticias o medicinales. La composición adhesiva de dos partes comprende una primera par I) que tiene A) entre alrededor de 50 y aproximadamente 99% en so, de preferencia entre alrededor de 70 y aproximadamente 90% peso, basada en el peso total de A), más B), de un poliéster t minado en hidroxilo que es líquido a 20QC, el poliéster tenien una funcionalidad hidroxilo de entre 2 y aproximadamente 2.1 y número hidroxilo de entre alrededor de 50 y aproximadamente 30 de preferencia entre alrededor de 180 y aproximadamente 250, B) entre alrededor de 1 y aproximadamente 50% en peso, de prefere cia entre alrededor de 10 y aproximadamente 30% en peso, basad en el peso total de A) más B) de una resina epoxi que es sólid 20dC y se disuelve dentro del poliéster A), la resina epoxi B) niendo un peso equivalente epoxi de entre alrededor de 500 y a ximadamente 3000 y un número hidroxilo de entre alrededor de 1 y aproximadamente 250, y C) hasta aproximadamente 0.05% en pes de preferencia cuando menos alrededor de 0.005% en peso con rel ción al Deso total de A) más B), de un catalizador de curado d isocianato. Una segunda parte II) comprende un isocianato mul funcional que tiene una funcionalidad isocianato de entre 2 y aproximadamente 4, de preferencia cuando menos alrededor de 2.3 La segunda parte II) se proporciona con relación a la funcional dad total de hidroxilo de A) más B) a una relación de NC0/0H d entre alrededor de 0.9 y aproximadamente 3.0, de preferencia en tre alrededor de 1.05 y aproximadamente 1.5.

Descripción Detallada de Ciertas Modalidades Preferidas Los poliésteres útiles de conformidad con la presente invención son líquidos a temperatura ambiente, es decir, 20SC. De preferencia, los poliésteres tienen viscosidades bajas, es cir, 500 cps o inferiores a 20eC, de manera que el poliéster A resina eDoxi absorbida forman una composición líquida a 20QC q puede mezclarse fácilmente con DOI i isocianato líquido y aplica como una capa de adhesivo a láminas de material polimérico. E poliéster es lineal o substancialmente linea, estando formado principalmente de ácidos dicarboxí 1 icos y dioles. Los dioles utilizan en exceso, mediante lo cual el poliéster está termina en OH. Los dioles alifáticos y ácidos dicarboxí 1 icos se prefi ren, aún cuando también pueden utilizarse los dioles aromático ácidos dicarboxí 1 icos . En la selección de dioles y ácidos dic boxílicos para formar el Doliéster, se proporciona consideraci a la compatibilidad con alimento y/o medicina. Los dioles apr piados incluyen, pero no están limitados a dietilenglicol, pro lenglicol, etilenglicol, diol de hexano, diol de butano, neope tilglicol, etc. Los ácidos dicarboxí 1 icos apropiados incluyen, pero no están limitados a ácido adípico, ácido tereftálico, ác isoftálico, ácido sebácico, ácido azeláico, etc. Puede ser ac table una cantidad ligera de ramificación; de esta manera, lo polioles, tales como trimeti lolpropanol y ácidos policarboxíli (y anhídridos), tales como anhidrido trimelítico, pueden incor rarse hacia la cadena de poliéster. La funcionalidad hidroxil del poliéster proporciona el medio mediante el cual el poliést se retícula con el poliisocianato para formar un uretano retíc do. El poliéster puede tener algo de funcionalidad acida, es cir, hasta un número ácido de aproximadamente 25, tpero no se r quiere funcionalidad ácido ni aún se desea. Un polímero actual mente preferido es un copolímero de ácido adípico y dieti lengl i col que tiene un número OH de aproximadamente 210. Un aspecto importante de la composición de la presen invención es la inclusión de la resina B) epoxi sólida en la c posición de la presente invención. Son particularmente apropi das resinas eooxi las resinas epoxi de bisfenol A que tienen t to funcionalidad epoxi como hidroxilo como se describe en lo q antecede. La funcionalidad OH de la resina epoxi proporciona la resina epoxi se reticule en la reacción de curado de uretan El propósito servido por la funcionalidad epoxi de la resina e xi es inseguro. Aún cuando los Solicitantes no están limitado por la teoría, se cree que la resina epoxi sirve para aglutina a y "reparar" roturas en las cadenas de poliéster que ocurren cuando el adhesivo se somete a condiciones de retorta. En cua quier caso, se encuentra que la parte II) de poliéster A) y po isocianato sola no forma un adhesivo que soporte adecuadamente las condiciones de retorta. Las resinas epoxi de bisfenol A a piadas vendidas comercialmente por Shell Chemical Company son EP0N(R) 1007F y 1002F. Las resinas epoxi de este tipo son típicamente sólid a 205C; sin embargo, se disuelven hacia el poliéster a los ni les de uso relativo en la presente para formar una composición quida (PARTE I)). Una temperatura típica pa a disolver la resin epoxi en el poliéster es 1009C. Aún cuando la adhesión se obtendrá sin un catalizador C), el tiempo de curado razonablemente rápido generalmente requi re un catalizador, tal como dilaurato de dibuti lestaño. El isocianato pol ifuncional tiene una funcionalidad de cuando menos 2 y de preferencia algo superior, es decir, cuando, menos aproximadamente 2.3 para proporcionar buena densidad de re ticulación durante el curado. El isocianato pol ifuncional puede ser un monómero o mezcla de monómeros tal como diisocianato de 4 ,4 ' -difeni Imetano, diisocianato de 4,2 ' -difeni lmetano, diisocia nato de tolueno, diisocianato de hexamet i leño , diisocianato de sioforona, diisocianato de tetrametilxi leño , etc., pero de prefe rencia es polimérico, isocianato multi-funcional . Un isocianato multi-funcional es un trímero de diisocianato de hexano, el trím ro teniendo una funcionalidad isocianato de 3. También son apro piados como isocianatos multi-funcionales los polímeros isociana to funcionales, tales como uretanos de poliéster y uretanos de p liéter. Para facilitar el mezclado con la parte I), el isociana to multifuncional debe ser líquido a 20SC La parte II), el isocianato multifuncional, se emplea cuando menos aproximadamente y de preferencia en exceso a la fun i cionalidad OH de la parte I), incluyendo el poliéster y la resin epoxi, es decir, a una relación de NC0/0H de entre alrededor de -0.9 y aproximadamente 3.0, de preferencia entre alrededor de 1.05 y aproximadamente 1.5, y de manera más preferente, entre alrededor de 1.2 y aproxiamdamente 1.4. Cuando se mezclan las partes I) y II), el curado empieza inmediatamente. Consecuentemente, las dos partes se mezclan -en el punto de aplicación de la mezcla a una de las capas de adhe si vo. Los laminados que utilizan el adhesivo de la presente -invención se forman de una manera convencional. Típicamente, las dos partes (I) Y II)) se mezclan y la mezcla se aplica como una -capa a una hoja de material polimérico. Poco tiempo a continuación, las dos láminas se sujetan juntas con calor, v.gr., 66-729C y presión. Se forma un enlace inmediato entre las capas, aún cuando el curado completo ocurre durante un período de tiempo más prilongado, v.gr., una semana. El adhesivo totalmente curado sos^ tendrá un enlace bueno entre materiales poliméricos a condiciones típicas de retorta, v.gr., 121SC a 1.05 kg/cm durante una hora. Ni la Parte (I) ni II)) requiere ningún solvente orgánj_ co; de esta manera, el 100% de sólidos de composiciones adhesivas se proporcionan de conformidad con la presente invención, aún cuando pueden agregarse solventes orgánicos en cantidades inferiores, v.gr., hasta aproximadamente 2% en peso en total, para ajuste de viscosidad u otros propósitos, desde un punto de vista i de contenido orgánico volátil (V0C), la adición de solvente orgánico se conside3ra indeseable. Una ventaja importante de los adhesivos de la presente invención es que aún a 100% de sólidos, sus viscosidades son bajas, es decir, típicamente alrededor de 6,000 cps o inferiores a 259C y 950 cps o menos a 50dC, 50 a 50SC siendo la temperatura de aplicación de temperatura preferida de estos adhesivos. A estas temperaturas, es posible obtener pesos de revestimientos tan ba— jos como 1.15 g/ de peso de revestimiento en máquinas comerciales que funcionan a 183 metros/min. de velocidad, y pesos de re— vestimiento entre 1.14 y 1.47 g/m de peso de revestimiento se prefieren para los adhesivos de la presente invención. Los adhesivos de baja viscosidad son una ventaja reía tiva a los adhesivos de visocisdad superior que deben calentars a temperaturas superiores con objeto de lotrar pesos de revesti miento comercialmente aceptables, típicamente alrededor de 1.63 2 o g/m . (Cuando el peso de revestimiento es superior a 2.44 g/m los laminados tienden a deslizarse y el adhesivo tiende a exprimirse fuera de los lados). El calentamiento de uretanos a temperaturas elevadas puede conducir a evaporación de isocianato y reacciones laterales. Asimismo, los adhesivos de alta vi¿ cosidad tienden a ocasionar adhesivos de brumosidad en el rodillo a velocidades elevadas de funcionamiento. La invención se describirá ahora con mayor detalle a través de ejemplos específicos.

Ejemplos 1 y 2 Se formularon composiciones adhesivas (ejemplo 1 de - conformidad con la invención, ejemplo 2 de comparación) como s gue (en por ciento en peso): Ejemplo Poliéster A* Resina Epóxi** Trímero HDI 1 40 10 50 2 50 50 * adioato de dietilenglicol, OH No. 210 Cada ejemplo también contenía 0.007% en peso de dilaurato de di tilestaño. Cada composición adhesiva se utilizó para formar un laminado de nylon y polipropileno moldeado, y el laminado util i do para formar una bolsa de retorta. Cada bolsa se llevón con una mezcla de 1:1:1 de salsa carchup/vinagre/aceite de maíz, y las bolsas se hicieron retorta a 121eC a 1.05 kg/cm durante un hora. Los resultados son como sigue: Ejemplo Apariencia después de la Resistencia de enlace retorta después de la retorta 1 sin deslaminación y for1 , 160 g/2.54 cms. mación de túneles 2 ampol 1 ado 550 g/2.54 cms.

Claims (12)

REIVINDICACIONES:

1.- Una composición adhesiva de dos partes, de 100 por ciento de sólidos, que consiste esencialmente de: I) una primera parte que comprende: A) entre alrededor de 50 y aproximadamente 99% en peso, basado en el peso total de A) más B), de un poliéster terminado en hidroxilo; el polié_s ter siendo líquido a 20QC, que tiene una funci^ nalidad hidroxilo de entre 2 y

2.1, y un número hidroxilo de alrededor de 50 y aproximadamente 300, B) entre alrededor de 1 y aproximadamente 50% en - peso de una resina epoxi basada en el peso total de A) más B), cuya resina epoxi es sólida a 20°C y se disuelve dentro del poliéster A), la resina epoxi B) teniendo un peso equivalente - epoxi de entre alrededor de 500 y aproximadamen_ te 3000 y un número hidroxilo de entre alrededor de 100 y aproximadamente 250, y C) hasta aproximadamente 0.05% en peso, de un cata lizador de curado de isocianato con relación al i peso de A) más B) , y II) una segunda parte que comprende un isocianato multifuncional que tiene una funcionalidad de isocia- nato de entre 2 y aproximadamente 4, la segunda parte II) siendo proporcionada con relación a la - funcionalidad total de hidroxilo de A) más B) a - una relación de NCO/OH de entre alrededor de 0.9 y aproximadamente

3.0. 2.- La composición adhesiva de conformidad con la reivindicación 1, en donde el poliéster terminado en hidroxilo tiene un número OH de entre alrededor de 180 y aproximadamente 250. 3.- La composición adhesiva de confor diad con la reivindicación 1, en donde el isocianato multifuncional tiene una funcionalidad de isocianato de cuando menos 2.3.

4.- La composición adhesiva de conformidad con la reivindicación 1, en donde el catalizador C) se proporciona en una -cantidad de cuando menos aproximadamente 0.00% en peso con relación al peso de A) más B) .

5.- La composición adhesiva de conformidad con la reivindicación 1, en donde el isocianato multifuncional es un trímero de diisocianato de hexano.

6.- La composición adhesiva de conformidad con la reivindicación 1, en donde el poliéster es un políemro de ácido adípico y dieti lengl icol .

7.- La composición adhesiva de conformidad con la rei-vindicación 1, en donde la relación de NC0/0H es de alrededor de 1.05 a aproximadamente 1.5.

8.- La composición adhesiva de conformidad con la rei- vindicación 1, en donde la relación de NCO/OH es de alrededor de 1.2 a aproximadamente 1.4.

9.- La composición adhesiva de conformidad con la reivindicación 1, en donde la primera parte I comprende de alrededor de 70 a aproximadamente 90% en peso del poliéster terminado en lu droxilo A) y de alrededor de 10 a aproximadamente 30% en peso del epoxi B).

10.- Un laminado que comprende una primera capa poli é rica y una segunda capa polimérica adherica con la composición arj hesiva de la reivindicación 1.

11.- El laminado de conformidad con la reivindicación 10, en donde la primera capa polimérica es polipropileno y la segunda capa polimérica es poliéster.

12.- El laminado de conformidad con la reivindicacidn 10, en donde la primera capa polimérica es polipropileno y la segunda capa polimérica es poliamida.