BR0201289B1

BR0201289B1 - laminado de embalagem de café e pacote de café.

Info

Publication number: BR0201289B1
Application number: BRPI0201289-8A
Authority: BR
Inventors: Marc Bray; David E Mcknight
Priority date: 2001-08-01
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2012-01-24
Also published as: CA2390488C; EP1281511B1; US20030027009A1; JP2003071973A; MXPA02004087A; BR0201289A; AR033061A1; AU784472B2; DE60213524D1; US6743492B2; DE60213524T2; EP1281511A1; CA2390488A1; AU2128402A

Description

"LAMINADO DE EMBALAGEM DE CAFÉ E PACOTE DE CAFÉ"

Campo da Invenção

A invenção relaciona se à embalagem de produtos alimentícios aromáticos. Especificamente, a invenção é dirigida a um laminado melhorado para embalagem de café.

Fundamento da Invenção

Empacotar café e outros materiais aromáticos em recipientes formados de laminados é conhecido. Os laminados usados para embalagem de café são projetados para minimizar a transmissão de oxigênio, umidade e aromas. Embalagem de café convencional tem feito um trabalho geralmente bom em manter café fresco e livre de contaminantes não desejados. Tal embalagem de café geralmente é formada de uma folha de chapa de metal fina, várias camadas de plásticos conhecidos, e adesivos. Um pacote de café convencional pode ter uma estrutura laminada (de camada interna para camada exterior) de: polietileno (PE); nylon biaxialmente orientado (BON) ou tereftalato de polietileno interno (PET); chapa de metal fina; e poliéster exterior, tal como PET. Uma camada de tinta impressa é freqüentemente impressa em sentido contrário sobre a camada de PET. Patente U.S. 5.352.466 para Delonis, expõe um pacote de café que pode ser formado de um laminado tendo esta estrutura geral.

Patente U.S. 5.250.334 para Lutterotti, expõe outro laminado para embalagem de café. Lutterotti mostra que uma camada metalizada pode ser usada em lugar de uma camada de chapa fina em embalagem de café. Em estruturas metalizadas convencionais, a metalização é depositada sobre um substrato ou de tereftalato de polietileno biaxialmente orientado (PET) ou polipropileno biaxialmente orientado (OPP). Em uma estrutura conhecida, a superfície oposta do PET é revestida com saran para prover uma camada de selo a quente. Em outra estrutura conhecida, um filme de PET e PETG (tereftalato de polietileno modificado por glicol) é metalizado sobre a superfície da camada de PET orientado. Naquela estrutura, o PETG serve como a camada de vedação. Em ambas as estruturas acima, a superfície metalizada (e às vezes camadas intervenientes) é então laminada a uma camada resistente a abuso, tal como OPP ou PET orientado.

A necessidade por uma camada resistente a abuso é um problema com embalagem de café convencional. Uma trama exterior (freqüentemente PET ou OPP), e um adesivo para unir a trama, são requeridos para proteger a camada de tinta de arranhões e abuso. Esta trama exterior não é só cara no custo de material de adesivo e resina, mas também na etapa de fabricação extra de laminar a trama exterior sobre o laminado.

Outro problema com muitos laminados é a migração de agentes de deslizamento. Embalagem de café não é nenhuma exceção. Agentes de deslizamento são comumente adicionados a laminados para aumentar o processamento deles. Os agentes de deslizamento reduzem o coeficiente de fricção do laminado quando medido contra si mesmo e contra partes de máquina pelas quais o laminado pode deslizar. O coeficiente diminuído de fricção permite o laminado ser movido facilmente por tais superfícies sem rasgar ou enrugar. Porém, agentes de deslizamento são propensos à migração que pode causar dano à laminação do laminado como também interferência com adesão de camadas de metal e similares.

Os inventores do assunto em questão descrito aqui usaram grande habilidade e esforço para achar que certos revestimentos curáveis por energia podem ser usadas para proteger a camada de tinta em embalagem de café. Este avanço não só permite a eliminação das despesas de fabricação associadas com a trama de polímero exterior e o adesivo associado com ela, mas também resolve o problema existente de migração de agente de deslizamento. Revestimentos curáveis por energia geralmente vêm em duas formas revestimentos curáveis por feixe de elétrons (EB), e revestimentos curáveis por ultravioleta (UV). Um exemplo de um revestimento curado por energia é exposto em Patente U.S. 4.654.379 para Lapin, que descreve uma rede de polímero semi-interpenetrante.

Sumário da Invenção

A presente invenção é dirigida a um novo laminado que é especialmente bem adequado para embalagem de café. O laminado inclui uma camada de resistência, uma camada inorgânica e uma camada curável por energia. Preferivelmente, uma camada de tinta também é provida, disposta entre a camada curável por energia e a camada de resistência. Também é preferível prover uma camada de vedação.

A camada curável por energia inclui agentes de deslizamento. Os agentes de deslizamento se tornam "reagidos internamente" durante reticulação (cura) da camada. Assim, os agentes de deslizamento são fixados ou, em outras palavras, são não migratórios.

Adicionalmente, o laminado da presente invenção é mais econômico para produzir do que um laminado convencional para embalagem de café. Produção de um laminado de acordo com a presente invenção requer menos matérias-primas do que um laminado de embalagem de café convencional. Além disso, o laminado da presente invenção pode ser fabricado em menos etapas de fabricação.

Breve Descrição dos Desenhos

Para o propósito de ilustrar a invenção, é mostrada nos desenhos uma forma que é preferida presentemente ; sendo compreendido, que esta invenção não é limitada aos arranjos precisos e instrumentalidades mostrados.

Figura 1 é uma vista de seção transversal esquemática de um laminado de acordo com a presente invenção.

Figura 2 é uma visa de perspectiva de um pacote de café de acordo com a presente invenção. Descrição Detalhada dos Desenhos

Com referência aos desenhos, é mostrado um laminado geralmente identificado pelo numerai 10. O laminado 10 é pré-impresso e é bem adequado para uso em embalagem de café.

O laminado da presente invenção inclui uma camada inorgânica impermeável substancialmente a gás, uma camada de resistência de plástico, e um revestimento exterior curado por energia. Várias camadas adicionais podem ser incluídas em concretizações preferidas da invenção.

Uma concretização preferida da invenção, representada por laminado 10, é formada usando várias camadas como mostrado em Figura 1.

As camadas incluem uma camada de vedação 20, uma camada inorgânica 30, uma camada de resistência 40, uma camada de tinta 50, e uma camada curada por energia 60. As camadas representadas em Figura 1 são representadas esquematicamente e não estão desenhadas em escala.

Camada de vedação 20 é preferivelmente uma camada de polietileno (PE), usada para selar a quente o laminado a si mesmo quando é formado em um pacote. Alternativamente, a camada de vedação 20 pode ser formada de qualquer polímero de olefina ou copolímero que tem propriedades de vedação satisfatórias. Aqueles qualificados na técnica reconhecerão que resinas tais como polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno de baixa densidade linear (LLDPE), metaloceno -LLDPE ou acetato de etileno vinila (EVA) podem ser filmes de vedação satisfatórios.

A camada de resistência 40 é preferivelmente uma camada de tereftalato de polietileno (PET) ou polipropileno orientado (OPP), mais preferivelmente OPP. A camada de resistência 40 pode ser formada alternativamente de outros plásticos que têm propriedades de rigidez e resistência adequadas. O termo "plástico" é usado aqui em seu sentido mais amplo, incluindo materiais termorrígidos e termoplásticos. O plástico que forma a camada de resistência 40 deveria ser resistente à perfuração e outros abusos que pacotes se submetem tipicamente. Em algumas concretizações da invenção, camada de resistência 40 pode ser vedável a si mesma por selagem a quente ou através de numerosos outros meios. Em tais concretizações, camada de resistência 40 executa a função principal de camada de vedação 20, que pode ser portanto omitida.

Uma camada inorgânica 30 é formada na camada de resistência 40. Uma camada fina de metalização, preferivelmente alumínio, pode ser formada através de um processo de deposição a vácuo. No processo de metalização, uma camada fina de metal é depositada a vapor sobre a camada de resistência 40. Enquanto a camada metalizada é muito fina, ela pode servir como uma barreira efetiva para transmissão de todos os gases quando aplicada a um substrato apropriado. Metalização também provê uma aparência esteticamente agradável.

Óxido de alumínio e óxido de silício (Al2Ox ou SiOx) também são revestimentos úteis, particularmente como uma barreira para oxigênio e umidade. Assim, a camada inorgânica 30 pode ser formada alternativamente destes óxidos. Os revestimentos podem ser aplicados à camada de resistência 40 por qualquer meio conhecido na técnica, incluindo o uso de um processo de evaporação por feixe de elétrons de alta energia, deposição de plasma químico e borrifamento. Outro método de formar um revestimento de óxido de alumínio ou óxido de silício envolve o tratamento da folha com uma solução aquosa que tem um nível de pH apropriado para causar a formação de óxido de alumínio ou óxido de silício na folha.

Assim, uma camada inorgânica 30 é formada sobre camada de resistência 40. A camada inorgânica 30 pode ser só de poucos centésimos de milímetro de espessura. (É digno de nota que a espessura de camada inorgânica 30 esta grandemente exagerada em Figura 1 para propósitos de clareza em definir a estrutura do laminado.) A camada de resistência 40 e camada inorgânica 30 desta concretização podem ser referidas juntamente como uma única camada de OPP metalizada.

O laminado 10 é provido preferivelmente com impressão. Assim, uma camada de tinta opcional 50 é mostrada em Figura 1. Camada de tinta 50 é impressa sobre superfície com qualquer técnica de impressão aceitável, tal como fitografia, bem conhecida àqueles qualificados na técnica.

Meio alternativo para imprimir sobre uma trama termoplástica é igualmente bem conhecido. A unidade de impressão aplica uma camada de tinta 50 à camada de resistência 40. A impressão pode conter indícios para identificar a fonte das mercadorias sobre as quais o laminado 10 é para ser afixado. A impressão também pode conter informação nutricional ou outros fatos relevantes para um comprador potencial, tal como data de expiração ou preço. Idealmente, a imagem impressa é apelativa e atraente ao consumidor, por esse meio atraindo uma venda das mercadorias nas quais o pacote formado de laminado 10 está contido. Depois de aplicação de tinta, o filme é corrido preferivelmente por uma unidade de secagem para secar a camada de tinta 50.

Um revestimento curável por energia 60 (também mostrado em Figura 1 em proporção exagerada) é aplicado a laminado 10 para proteger a camada de tinta 50 e a camada inorgânica 30. O revestimento curável por energia 60 é revestido sobre a camada de resistência 40, por esse meio ensanduichando camada de tinta 50 entre o revestimento curável por energia 60 e camada de resistência 40. A maioria de unidades de revestimento convencionais, bem conhecidas àqueles qualificados na técnica, pode ser empregada para este propósito.

É preferível que a camada curável por energia seja curável por um feixe de elétrons. O revestimento curável por feixe de elétrons pode incluir várias espécies de compostos adequados. Um grupo de compostos que foi achado ser satisfatório é vendido por Rohm & Haas sob a marca registrada MOR-QUIK, possuída por Morton International, Inc., uma subsidiária de Rohm & Haas. Os materiais melhor adequados para o revestimento 60 são uma combinação de oligômeros e monômeros. O oligômero preferido é um acrilato de epóxi. O monômero preferido é um acrilato. Os monômeros atuam como diluentes, usados para reduzir a viscosidade do revestimento para propósitos de aplicação. A concentração de monômero é ajustável para prover uma gama extensa de viscosidade, tal que muitos sistemas de revestimentos convencionais podem ser empregados para aplicar o revestimento curável por feixe de elétrons. A relação de mistura de oligômero em monômero também controla propriedades físicas e adesão do revestimento.

Vários aditivos desejáveis, a natureza exata dos quais dependerá das especificações do laminado desejado, também podem ser adicionados. Freqüentemente, desespumantes e agentes de deslizamento são desejáveis. É bem conhecido prover tais aditivos a filmes de polímero para melhorar várias qualidades, tais como coeficiente de fricção, brilho e qualidades de processamento. Os aditivos providos com o laminado da presente invenção se tornam "reagidos internamente" durante reticulação do revestimento curável por feixe de elétrons. Por exemplo, os agentes de deslizamento, providos para melhorar o coeficiente de fricção, são fixados no processo de reticulação, e não são portanto suscetíveis aos problemas comuns associados com migração de agente de deslizamento em laminados. A estabilidade do revestimento curável por feixe de elétrons e seus aditivos portanto permite maior controle do brilho e qualidades de deslizamento do laminado, permitindo um fabricante criar laminados de acordo com especificações exigentes.

O revestimento curável por feixe de elétrons é curado usando uma fonte de feixe de elétrons satisfatória. Fontes de feixe de elétrons satisfatórias podem ser comercialmente obtidas de Energy Science, Inc. de Wilmington, Massachusetts. A quantidade de energia absorvida, também conhecida como a dose, é medida em unidades de MegaRads (MR ou Mrad) ou kiloGrays (kGy), onde um Mrad é 10 kGy, um kGy sendo igual a 1.000 Joules por quilograma. A saída de energia de elétrons deveria estar dentro da gama de 110 keV a 170 keV a uma dosagem de 2,5 a 5,0 MegaRads. Preferivelmente, a energia está dentro da gama de 125 keV a 135 keV a uma dosagem de 3,0 a 4,0 MegaRads.

Quando exposto a um feixe de elétrons de uma fonte adequada, monômero de acrilato reage com as cadeias de acrilato de epóxi para formar reticulações. As moléculas de precursor são diretamente excitadas através do feixe de elétrons ionizante. Portanto, nenhum composto iniciador é requerido, assim nenhum composto orgânico volátil residual está presente no produto acabado. Além do mais, cura é substancialmente instantânea e provê uma porcentagem de cura a ou próximo de cem por cento.

Foi achado que o revestimento curável por feixe de elétrons da presente invenção pode ser processado a velocidades industriais de mais de 304 m por minuto. Tais velocidades de processamento são uma grande melhoria sobre velocidades de laminação típicas que são aproximadamente 182,4 m por minuto.

Adicionalmente, o laminado da presente invenção pode ser menos caro para produzir do que um laminado convencional. Produção é menos cara porque uma segunda passagem por um laminador não é requerida e porque menos matérias-primas são requeridas. Na concretização preferida da presente invenção, a camada de OPP metalizada (a combinação de camada de resistência 40 e camada inorgânica 30) executa as tarefas de duas camadas em um laminado convencional, isto é uma camada de chapa fina e um nylon biaxialmente orientado ou camada de tereftalato de polietileno interna. Além disso, nenhuma trama protetora exterior nem adesivo para unir é requerido, a camada de tinta 50 sendo protegida pela camada curada por energia. O laminado da presente invenção pode ser fabricado por um processo que envolve uma série de rolos, meio para revestir ou depositar a camada inorgânica, uma estação de impressão, meio para revestir o revestimento curável por feixe de elétrons sobre o filme, e uma fonte de feixe de elétrons. A camada de vedação e camada de resistência podem ser unidas por uma co-extrusão ou por uma aplicação de adesivo, ambos os processos bem conhecidos àqueles qualificados na técnica.

Como notado acima, o laminado da presente invenção é ideal para uso na produção de embalagem de café. Figure 2 mostra um pacote de café 100 formado do laminado descrito aqui. Pacote de café 100 é formado preferivelmente na forma de um saco 102. O saco 102 deveria ser do tipo que pode ser laminado ou dobrado para baixo. É preferível que meio para reter o saco fechado também seja provido, por esse meio mantendo mais efetivamente o café fresco. Em Figura 2, tal meio, mostrado como abas não resilientemente flexíveis, é rotulado como elementos 104.

Claims

1. Laminado de embalagem de café, caracterizado pelo fato de compreender em ordem: uma camada inorgânica metalizada; uma camada de resistência plástica; uma camada curada por energia que compreende uma combinação de oligômeros e monômeros, e um agente de deslizamento não migratório; e uma camada de tinta ensanduichada entre a camada de resistência e a camada curada por energia.

2. Laminado, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma camada de vedação disposta na camada inorgânica oposta à camada de resistência.

3. Laminado, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de resistência é de polipropileno orientado.

4. Laminado, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de resistência é de tereftalato de polietileno.

5. Laminado, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada curada por energia é curada por feixe de elétrons.

6. Laminado, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o oligômero é um acrilato de epóxi.

7. Laminado, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o monômero é um acrilato.

8. Laminado, de acordo com reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a camada curada por feixe de elétrons é curada por um feixe de elétrons que tem uma energia de 110 keV a 170 keV.

9. Laminado, de acordo com reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a camada curada por feixe de elétrons é curada por um feixe de elétrons que tem uma energia de 125 keV a 135 keV.

10. Laminado, de acordo com reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a camada curada por feixe de elétrons é curada absorvendo uma dosagem de 2,5 a 5,0 MegaRads.

11. Laminado, de acordo com reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a camada curada por feixe de elétrons é curada absorvendo uma dosagem de 3,0 a 4,0 MegaRads.

12. Laminado, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada inorgânica é uma camada de alumínio metalizado.

13. Laminado, de acordo com reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada inorgânica é um óxido selecionado do grupo que consiste de SiOx e Al2Ox.

14. Pacote de café, caracterizado pelo fato de compreender um laminado conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 13.

15. Pacote de café, de acordo com reivindicação 14, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma camada de vedação aderida à camada de resistência de plástico oposta à camada curada por feixe de elétrons.