BR112013015736B1

BR112013015736B1 - Material de saco flexível e uso do mesmo

Info

Publication number: BR112013015736B1
Application number: BR112013015736-4A
Authority: BR
Inventors: Sean O'Connor
Original assignee: Amcor Flexibles Kreuzlingen Ltd.
Priority date: 2010-12-23
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2020-03-10
Also published as: US20140075895A1; WO2012084127A1; EP2655060A1; US9550608B2; AU2011348533B2; MX2013006986A; RU2598442C2; ES2665785T3; SG191023A1; BR112013015736A2; RU2013134258A; EP2468661A1; CA2821802A1; NZ611659A; SG10201509119PA; EP2655060B1

Abstract

material de saco flexível e uso do mesmo a presente invenção refere-se a um material de saco flexível feito de material plástico para a embalagem de produtos alimentícios secos, tais como cereais, no qual o material plástico é um filme de múltiplas camadas. o filme de múltiplas camadas compreende pelo menos uma camada de alta barreira à umidade (10, 15, 20) feita de hdpe, uma camada de barreira moderada ao oxigênio (40) feita de uma mistura de tereftalato de polietileno amorfo (petg) e pe com uma permeabilidade ao oxigênio de 400 cm3/m2/dia ou mais quando medida a 23°c e a 0 % de umidade relativa, e uma camada de vedação destacável (50). o material de saco flexível é especialmente apropriado para a fabricação de um saco interno de uma embalagem do tipo saco em caixa ("bag in box") que tem uma caixa externa rígida feita de papelão, em particular de papelão reciclado.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MATERIAL DE SACO FLEXÍVEL E USO DO MESMO".

[0001] A presente invenção refere-se a um material de saco flexível feito de material plástico para a embalagem de produtos alimentícios secos, tais como cereais.

[0002] A Patente EP-A-1658973 descreve um filme de embalagem que oferece uma certa permeabilidade ao oxigênio para a embalagem de produtos alimentícios que requerem permeabilidade ao oxigênio. [0003] A Publicação WO-A-2006/011842 descreve um material de embalagem permeável rígido para produtos perecíveis que apresentam uma atividade microbiológica, o material de embalagem provendo uma barreira ao gás de dióxido de carbono e uma barreira ao gás de oxigênio que pode ser controlada independentemente da espessura do material de embalagem.

[0004] Os sacos flexíveis feitos de material plástico podem ser utilizados para o saco interno das embalagens do tipo saco em caixa ("bag in box"). Para este fim, um saco flexível é inserido em uma caixa externa feita de material de papelão. Essas embalagens oferecem a vantagem de o papelão poder ser facilmente impresso e, após o uso, a vantagem de o mesmo poder ser dobrado e reciclado. Além disso, essas embalagens costumam ter uma forma que permite uma boa apresentação dos produtos nas prateleiras das lojas varejistas.

[0005] A Patente US-A-5 203 470 descreve um recipiente compó-sito do tipo "bag in box" para o armazenamento e a dispensa de líquidos, como, por exemplo, leite ou vinho. Esses recipientes consistem basicamente de um saco interno de plástico com um bico de dispensa dentro de uma caixa externa resistente de papel cartão.

[0006] Os contaminantes que se difundem através do saco interno de plástico podem vir a se tornar um problema, especialmente quando se utiliza papel cartão, papelão ou um material de cartão reciclado. Ao longo dos últimos anos, tem havido uma crescente consciência e preocupação em relação aos contaminantes nos materiais de cartão reciclados, ou nas tintas de impressão, bem como aos demais contami-nantes do ambiente externo que migram para os produtos alimentícios. [0007] Para as embalagens de alimentos do tipo "bag in box", nas quais o papel cartão, o papelão ou o cartão reciclados são utilizados por razões econômicas e logísticas para a produção da caixa externa, e nas quais o material de saco interno não oferece uma barreira funcional aos contaminantes voláteis que migram para fora da caixa de papel cartão, um problema particular pode ser causado pelos óleos minerais de hidrocarboneto, como, por exemplo, o MOSH (óleo mineral saturado de hidrocarbonetos), que é um contaminante volátil típico incorporado no material de papel cartão reciclado. Em tais circunstâncias, o produto alimentício pode ser contaminado e se tornar impróprio para consumo. A fim de reduzir este problema, um material de caixa externa feito de papel cartão virgem poderá ser usado, mas isso pode incorrer em significativos custos adicionais, como também poderá resultar em possíveis problemas de abastecimento, uma vez que o cartão virgem se encontra, muitas vezes, em uma situação de escasso suprimento global. Além disso, os contaminantes voláteis (por vezes chamados apenas voláteis) podem também se originar das tintas de impressão utilizadas nos cartões.

[0008] Como uma alternativa, a fim de impedir a migração de con-taminantes nos alimentos de uma embalagem to tipo "bag in box", o saco interno pode ser produzido a partir de um laminado complexo de alta barreira. Tal saco interno normalmente consiste em uma estrutura de laminado de múltiplo processo, contendo duas ou mais camadas de filme e/ou de folha individuais. Nesse caso, camadas de alumínio ou outras camadas de barreira à base de óxido serão tipicamente incorporadas. Tais estruturas, de modo geral, requerem um regime de fabricação de múltiplo processo com todos os custos inerentes e impactos ambientais. Um material conhecido usado até hoje como um bom material de barreira é um laminado metalizado com tipicamente 18 μm de OPP metalizado e 35 pm de HDPE Surlyn. Mesmo que tal laminado venha resolver alguns problemas, o mesmo não seria utilizável para algumas embalagens de alimentos secos, como, por exemplo, a maior parte dos produtos de cereais, uma vez que a maior parte desses cereais precisa "respirar", porém um laminado de OPP/HDPE metalizado é uma alta barreira ao oxigênio, o que não irá permitir a respirabilidade necessária venha ocorrer.

[0009] É um objetivo da presente invenção prover um material de saco plástico flexível para a embalagem de produtos alimentícios secos, tais como cereais, que apresente uma boa aderência a quente e propriedades de vedação destacável e que provenha uma boa barreira contra a umidade, mas permita uma certa permeabilidade predefinida ao oxigênio.

[00010] É ainda um objetivo da presente invenção prover uma boa barreira de modo a impedir a migração de compostos voláteis, especialmente os hidrocarbonetos de cadeia curta, do meio ambiente para dentro de um saco feito do referido material de saco flexível.

[00011] Ainda um outro objetivo da presente invenção é prover um material de saco flexível que ofereça uma boa barreira para os odores ou sabores.

[00012] Os objetivos acima são obtidos por meio de um material de saco flexível que tem as características da reivindicação 1.

[00013] O material de saco flexível é um filme de múltiplas camadas que compreende pelo menos uma camada de alta barreira à umidade feita de um polietileno de alta densidade (HDPE), uma camada de barreira moderada ao oxigênio feita de uma mistura extrudada de terefta-lato de polietileno amorfo (PETG) e polietileno (PE) com uma perme- abilidade ao oxigênio de 400 cm3/m2/dia ou mais quando medida a 23°C e a 0 % de umidade relativa, e uma camada de vedação destacável.

[00014] A camada de barreira moderada ao oxigênio requer o uso de uma mistura extrudada de PETG e PE a fim de obter uma morfolo-gia polimérica específica, ou seja, uma estrutura química específica combinada com uma disposição específica das cadeias poliméricas, de modo que as áreas da estrutura polimérica sejam abertas de modo a permitir que o oxigênio penetre mais facilmente através da camada de PETG e PE.

[00015] As modalidades preferidas do material de saco flexível da presente invenção são descritas nas reivindicações dependentes. [00016] A permeabilidade ao oxigênio da camada de barreira moderada ao oxigênio é influenciada pela sua composição e sua espessura de camada. Uma comparação da permeabilidade ao oxigênio de uma camada de barreira ao oxigênio de 9 pm de espessura que consiste em PETG puro com as camadas de 9 pm de espessura feitas de uma mistura extrudada de PETG e PE é mostrada na tabela 1. Os valores de permeabilidade ao oxigênio foram medidos a 23°C e a 0 % de umidade relativa.

Tabela 1 [00017] A Tabela 1 mostra que, sem misturar o material de PETG da camada de barreira ao oxigênio com um auxiliar de mistura, a função de barreira se torna alta demais para as aplicações de embalagem da maior parte dos produtos alimentícios mais secos, como, por exemplo, os cereais, uma vez que estes produtos requerem uma respirabilidade e uma permeabilidade ao oxigênio de 400 cm3/m2/dia ou mais, de preferência de 450 cm3/m2/dia ou mais. Como um auxiliar de mistura, é preferida a aplicação de um polímero à base de polietileno. Outros auxiliares de mistura podem ser os polímeros à base de PP.

[00018] O material de saco flexível da presente invenção provê também uma barreira funcional à umidade, aos contaminantes de hidrocarbo-neto de cadeia curta e aos odores ou sabores em uma estrutura de "único filme", sendo que, ao mesmo tempo, este material de saco flexível assegura uma respirabilidade predefinida ou uma permeabilidade ao oxigênio. [00019] A permeabilidade ao oxigênio e à umidade dos materiais de embalagem do estado da técnica foi medida e comparada com as propriedades correspondentes do material de saco flexível da presente invenção. Os resultados correspondentes são mostrados na Tabela 2. Os valores de permeabilidade ao oxigênio foram medidos a 23°C e a 0 % de umidade relativa, e a permeabilidade à umidade (Taxa de transmissão de vapor de umidade) foi medida a 38°C e a 90 % de umidade relativa. O novo material de saco flexível tem uma camada de barreira externa contra a umidade do HDPE e uma camada de espessura de 9 pm de uma mistura extrudada de 80 % em peso de PETG e de 20 % em peso de PE, bem como uma camada interna de ionômero e compreende, sobre ambos os lados da camada de barreira ao oxigênio, uma camada de ligação a fim de melhorar a aderência do HDPE e das camadas de ionômero. A espessura do material de saco flexível completo testado é de 60 pm. Tabela 2 [00020] A presente invenção é um filme de múltiplas camadas em manta única, ou seja, um filme que compreende um certo número de camadas individuais que é fabricado em um único processo de uma etapa, no qual todas as camadas são extrudadas e ligadas entre si, inicialmente sob a influência do calor, e, com isso, ligadas entre si quimicamente. O filme de múltiplas camadas em manta única de acordo com a presente invenção é, de preferência, fabricado por meio de um processo de coextrusão ou por meio de uma combinação de coex-trusão e revestimento, na qual uma ou mais ou uma combinação dessas camadas proporciona uma barreira aos elementos voláteis, especialmente aos hidrocarbonetos de cadeia curta, e provê uma barreira funcional respirável predefinida ou permeável ao oxigênio para os materiais embalados em um saco flexível feito do material de filme de múltiplas camadas da presente invenção. O filme de múltiplas camadas em manta única da presente invenção também compreende uma camada de vedação destacável, de preferência, feita de um ionômero ou de um polímero de descamação / vedação alternativo de alto desempenho.

[00021] As camadas podem consistir em resinas de barreira puras ou misturas de resinas de barreira e de outros materiais e/ou cargas funcionais.

[00022] O material de saco flexível da presente invenção provê ainda baixos níveis de permeabilidade à umidade, como também pode prover outras funções, tais como uma aderência a quente muito boa e capacidade de vedação de descamação.

[00023] O material de saco flexível, de acordo com a presente invenção, é de um custo mais baixo do que os materiais de embalagem conhecidos, tem um menor impacto ambiental e uma melhor análise de ciclo de vida.

[00024] O material de saco flexível da presente invenção é especialmente adequado para a fabricação de um saco interno de uma em- balagem to tipo "bag in box" que tem uma caixa externa rígida feita de papelão, em particular quando um papelão reciclado é usado como o material de caixa rígida. Neste último caso, o material de saco flexível da presente invenção demonstra prover uma barreira funcional contra os contaminantes entre o material de cartão reciclado da caixa externa rígida de uma embalagem do tipo "bag in box" e o produto contido no saco flexível interno. O material de saco da presente invenção é um filme em manta única que oferece a necessária barreira volátil e, ao mesmo tempo, permite que um alimento seco embalado, especialmente cereais, possa respirar.

[00025] A maioria dos cereais, tais como os flocos de milho, libera hexanal, etc. e o "aprisionamento" dos mesmos no saco interno irá provocar uma alteração de sabor / cheiro ao consumidor após a abertura da embalagem. Quando o cereal é embalado em uma estrutura com uma alta barreira ao oxigênio (uma permeabilidade ao oxigênio de menos de 400 cm3/m2/dia), o mesmo não poderá respirar. Uma vez que todos os materiais de embalagem conhecidos que provêem uma barreira volátil e, ao mesmo tempo, permitem uma certa permeabilidade ao oxigênio mostram uma alta barreira ao oxigênio, ou seja, uma medida de permeabilidade ao oxigênio inferior a 400 cm3/m2/dia, esses materiais, por conseguinte, não são apropriados para a embalagem da maioria dos produtos de cereais.

[00026] Os cereais requerem um material de embalagem que proporciona: a) uma alta barreira à umidade, uma vez que a maioria dos cereais secos são muito higroscópicos. Essa alta barreira à umidade é alcançada pelas camadas de HDPE. b) uma barreira moderada ao oxigênio. Esta barreira moderada ao oxigênio é conseguida ao se misturar o tereftalato de polietile-no amorfo ou a camada de tereftalato de polietileno modificado com glicol (PETG) com outra camada de polímero. Quando a barreira ao oxigênio é muito boa, alguns produtos não poderão respirar, por exemplo, os flocos de milho. Isto elimina as estruturas coextrudadas, tais como a estrutura de PET/PE, de Nylon/PE ou de EVOH, ou um OPP metalizado de 18pm de espessura / HDPE e ionômero de 35 pm, como, por exemplo, Surlyn. c) uma barreira de odor ou sabor, por exemplo, para o chocolate que contenha cereais. A barreira de odor e sabor é obtida por meio de uma camada de PETG. d) uma camada de barreira a elementos voláteis de modo a prevenir e/ou retardar a migração dos hidrocarbonetos de cadeia curta, por exemplo, os óleos minerais, que, por exemplo, podem surgir a partir dos materiais de cartão reciclado e/ou das tintas de impressão. A barreira aos elementos voláteis é obtida por meio de uma camada de PETG misturada. e) o filme também deve ter um grande diferencial de temperatura para funcionar nas máquinas de embalagem VFFS (máquinas verticais para formar, encher e fechar) de alta aderência a quente para vedação contra poeira e contaminação, e também para a liberação de uma fácil funcionalidade de abertura e vedação destacável. Consequentemente, o referido filme é concebido para vedação em uma faixa de temperaturas de 95°C a 127°C, ou seja, há uma janela de vedação de 32°C. Esta é uma característica importante para o filme funcionar bem nas máquinas VFFS (máquinas verticais para formar, encher e fechar).

[00027] O material de saco flexível da presente invenção combina todas as propriedades necessárias para um forro de cereais, ou seja, as propriedades de barreira à umidade e as propriedades de vedação destacável de alto desempenho e, além disso, incorpora as necessárias propriedades de permeabilidade ao oxigênio.

[00028] Todas estas exigências são conseguidas por meio de uma combinação de HDPE, PETG e PE e ionômeros ou um material alternativo de vedação destacável de alto desempenho em um processo de coextrusão de múltiplas camadas.

[00029] As camadas de HDPE não apenas servem como uma barreira à umidade, mas também oferecem propriedades de alta resistência ao calor e melhoram a resistência do filme do material de saco flexível.

[00030] A fim de ligar as camadas à base de HDPE e de PETG, a aplicação de camadas de ligação geralmente se faz necessária. Uma vez que as embalagens para alimentos secos, normalmente, têm de ser destacáveis, uma camada de vedação preferida consiste em um ionômero.

[00031] De preferência, o filme de múltiplas camadas é um filme soprado.

[00032] Outros detalhes, vantagens e características da presente invenção são revelados na descrição a seguir com base nas modalidades preferidas e exemplificadas com a ajuda dos desenhos, nos quais são mostradas esquematicamente: [00033] A Figura 1 - uma vista em seção transversal através de uma primeira modalidade de um saco de material flexível da presente invenção;

[00034] A Figura 2 - uma vista em seção transversal através de uma segunda modalidade de um saco de material flexível da presente invenção.

[00035] A Figura 1 mostra uma seção transversal do filme de múltiplas camadas de um primeiro material de saco flexível. As múltiplas camadas têm uma camada externa de HDPE 10, que serve como uma camada de alta barreira à umidade, e uma camada interna de vedação destacável 50, que é feita de um ionômero ou um material de vedação alternativo de alto desempenho que permite uma embalagem fácil de abrir antes do uso. Os termos "camada externa" e "camada interna" se referem a uma embalagem feita de tal filme de múltiplas camadas, sendo que o lado interno é direcionado à área de recebimento de alimento e o lado externo é direcionado ao meio ambiente da embalagem. A embalagem é um saco flexível para o recebimento de alimento seco.

[00036] A camada intermediária 40 é uma camada de barreira ao oxigênio que permite a migração de oxigênio em uma extensão prede-finida. A referida camada intermediária 40 é feita de uma mistura de PETG e PE, sendo que o teor de PETG é de cerca de 80 % em peso e o teor de PE chega a cerca de 20 % em peso. A referida camada intermediária serve não só como uma barreira ao oxigênio, mas também como uma barreira aos elementos voláteis e/ou como uma barreira de sabor. Portanto, a composição e a espessura da camada intermediária têm de ser otimizadas no sentido de que, por um lado, a função de barreira ao oxigênio não seja muito elevada, e, por outro lado, a função de barreira aos elementos voláteis e/ou de sabor seja alta o suficiente para proteger o alimento seco embalado em tal material de saco flexível.

[00037] A fim de garantir uma boa ligação da camada intermediária 40 com a camada de barreira à umidade 10 e com a camada de vedação 50, o material de saco flexível se apresenta em ambos os lados da camada intermediária 40 e da camada de ligação 30.

[00038] A Figura 2 mostra uma seção transversal do filme de múltiplas camadas de um segundo material de saco flexível. As múltiplas camadas têm uma camada externa de HDPE 10 que serve como uma camada de alta barreira à umidade e uma segunda camada de HDPE subjacente 15 como mais uma camada de barreira contra a umidade, camada essa que adicionalmente melhora a resistência ao rasgamen- to do material de saco flexível. Esta camada de aperfeiçoamento contra a umidade e de resistência 15 é ligada a uma camada de barreira moderada ao oxigênio 40 por meio de uma camada de ligação 30. A camada de barreira moderada ao oxigênio 40 serve ainda como uma camada de barreira aos elementos voláteis de modo a impedir a migração ou a difusão de hidrocarbonetos de cadeia curta, bem como uma barreira de sabor a fim de evitar que o sabor venha se difundir para fora do alimento seco embalado no dito material de saco flexível. Sobre a referida camada de barreira moderada ao oxigênio 40, é depositada ainda uma outra camada de ligação a fim de aumentar a ligação de uma outra camada de barreira à umidade 20 feita de HDPE. Esta última camada de barreira à umidade é revestida com uma camada de vedação 50.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Material de saco flexível feito de material plástico para a embalagem de produtos alimentícios secos, tais como cereais, caracterizado pelo fato de que: - o material de plástico é um filme de múltiplas camadas em manta única compreendendo pelo menos uma camada de alta barreira à umidade (10, 15, 20) feita de HDPE, uma camada de barreira moderada ao oxigênio (40) feita de uma mistura extrusada de um tereftalato de polietileno modificado de glicol (PETG) e um polímero à base de polietileno (PE) tendo uma permeabilidade ao oxigênio de 400 cm3/m2/dia ou mais quando medida a 23°C e a 0 % de umidade relativa, e uma camada de vedação destacável (50), sendo que a camada de barreira moderada (40) contêm uma mistura extrusada com peso menor de 85% PETG e o restante da mistura é um polímero à base de polietileno (PE). extrudadaextrudada

2. Material de saco flexível, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de vedação destacável (50) é feita de um ionômero.

3. Material de saco flexível, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de barreira moderada ao oxigênio (40) feita de uma mistura extrusada de PETG e PE tem uma permeabilidade ao oxigênio maior que 450 cm3/m2/dia quando medida a 23°C e a 0 % de umidade relativa.

4. Material de saco flexível, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de alta barreira à umidade (10, 15, 20) tem uma Taxa de Transmissão de Vapor de Umidade de menor do que 5 g/m2/dia, medida a 38°C e a 90 % de umidade relativa.

5. Material de saco flexível, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada de barreira moderada ao oxigênio (40) contém uma mistura extrusada de 80 % em peso de PETG ou menos de PETG, sendo que o restante da mistura é um polímero à base de polietileno (PE).

6. Material de saco flexível, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o filme de múltiplas camadas em manta única tem sobre um lado uma camada de barreira externa de HDPE contra umidade (10) e sobre o lado externo oposto uma camada de vedação destacável (50) e compreende, entre essas duas camadas externas, uma camada adicional (40) feita de uma mistura extrusada de tereftalato de polietileno modificado de glicol e um polímero à base de polietileno.

7. Material de saco flexível, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a camada (40) feita de uma mistura extrusada de PETG e PE serve como uma camada de barreira moderada ao oxigênio, como uma camada de barreira ao odor ou ao sabor e como uma camada de barreira a elementos voláteis.

8. Material de saco flexível, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que o filme de múltiplas camadas em manta única compreende, entre a camada de barreira moderada ao oxigênio (40) e a camada externa de vedação destacável (50), uma camada de barreira adicional contra umidade (20) feita de HDPE.

9. Material de saco flexível, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizado pelo fato de que o filme de múltiplas camadas em manta única compreende, sobre pelo menos um lado da camada de barreira moderada ao oxigênio (40), uma camada suplementar de ligação (30) para a ligação das camadas que compreendem PETG com as camadas que compreendem HDPE.

10. Material de saco flexível, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma parte das camadas (10, 15, 20, 30, 40, 50) consiste em resinas de barreira ou misturas de resinas de barreira.

11. Material de saco flexível, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que o filme de múltiplas camadas em manta única é um filme coextrusado, em particular, um filme coextrusado soprado.

12. Uso de material de saco flexível, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, para a embalagem de produtos alimentícios secos, em particular cereais.

13. Uso de material de saco flexível, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, para a fabricação do saco interno de uma embalagem do tipo saco em caixa ("bag in box") que tem uma caixa externa rígida feita de papelão, em particular de papelão reciclado.