ES2202388T3 - Procedimiento de envasado. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN METODO DE EMPAQUETADO MEJORADO QUE INCLUYE LOS SIGUIENTES PASOS: A) PROPORCIONAR UNA BANDEJA CON BORDES SELLABLES AL CALOR, B) CARGAR DICHA BANDEJA CON EL PRODUCTO A EMPAQUETAR, C) APLICAR UNA TAPA SOBRE LA BANDEJA, SIENDO LAS SUPERFICIES DE CONTACTO DE LOS BORDES DE LA BANDEJA Y DE LA TAPA DE MATERIALES QUE PUEDEN UNIRSE AL CALOR PARA EFECTUAR EL SELLAJE DEL EMPAQUETADO, Y D) SELLAR AL CALOR DICHA TAPA A LOS BORDES DE LA BANDEJA, OPCIONALMENTE CON UNA ATMOSFERA MODIFICADA ENTRE LA TAPA Y LA BANDEJA, DONDE LA MEJORA CONSISTE EN EL USO, COMO LA TAPA DE LA BANDEJA, DE UNA PELICULA REDUCIBLE AL CALOR BIAXIALMENTE ORIENTADA QUE SE CARACTERIZA POR TENER UNA FUERZA DE REDUCCION MAXIMA A LA TEMPERATURA QUE SE CONSIGUE EN EL AREA DE LA ESTACION DE SELLAJE DE LA TAPA, INFERIOR A 0.05 KG/CM EN AL MENOS LA DIRECCION TRANSVERSAL. EL METODO MEJORADO PROPORCIONARA UNA MEJOR APARIENCIA AL EMPAQUETADO Y PERMITIRA UNA INSPECCION VISUAL MEJOR DEL CONTENIDO GRACIAS AL MATERIAL MASFINO (TAN FINO COMO 10-15 {MI}) CON MEJORES PROPIEDADES OPTICAS, LA TAPA SELLADA SE MANTENDRA AJUSTADA SOBRE LA BANDEJA, Y NO SE PRODUCIRA NINGUNA DISTORSION DE LA BANDEJA. ESTO TAMBIEN REDUCIRA LA CANTIDAD DE RESIDUOS PLASTICOS A DESECHAR. UTILIZANDO PELICULAS REDUCIBLES AL CALOR BIAXIALMENTE ORIENTADAS QUE TIENEN, A LA TEMPERATURA QUE SE CONSIGUE EN EL AREA DE ESTACION DE SELLAJE UNA REDUCCION LIBRE DE AL MENOS EL 10%, Y PREFERIBLEMENTE EL 15%, SE EVITA LA PRESENCIA DE BORDES FLACIDOS INDESEADOS. LA INVENCION TAMBIEN CONSTA DE UN EMPAQUETADO ASI OBTENIDO.

Description

Procedimiento de envasado.

La presenta invención, se refiere a un procedimiento mejorado de envasado de mercancías, particularmente, productos alimenticios, con materiales plásticos, y al envase de esta forma obtenido.

En la práctica común, en el envase de mercancías, se utilizan bases de materiales plásticos, tales como las bandejas termoconformadas. Una vez que el producto a envasarse se emplaza en la cavidad aportada mediante la bandeja, el envase se cierra, mediante la aplicación de una tapa o cobertura de plástico en la parte superior de la bandeja, la cual se sella, a continuación, mediante calor, en los bordes de la bandeja.

En términos generales, se aporta una tela o lámina de material plástico, sobre la parte superior de la bandeja que comprende el producto, en una estación de sellado de la tapa de cobertura, la cual comprende una cámara inferior y una cámara superior. La cámara superior, incluye una placa gruesa calentada, la cual puede comprender uno o dos bastidores, los cuales, cuando la cámara superior y la cámara inferior se cierran conjuntamente, comprimen la lámina o las láminas, sobre los cantos, o labios periféricos de la bandeja o las bandejas, a su vez soportadas mediante un yunque provisto de bastidor, procediéndose de esta forma a sellarlas conjuntamente.

La temperatura a la cual se calientan los bastidores de sellado, con objeto de sellar el envase, depende de las máquinas y de los materiales utilizados para las capas de sellado por calor de ambos, la bandeja y la tapa de cobertura. De una forma general, no obstante, las temperaturas comprendidas dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 110 hasta aproximadamente 160ºC, son apropiadas para cualquier tipo de capa de sellado mediante calor. De una forma típica, no obstante, se emplean temperaturas comprendidas dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 120 hasta aproximadamente 140ºC.

Medios de corte apropiados, permiten finalmente la separación de las bandejas y la eliminación de materiales de plásticos en exceso, de la tela o lámina de la cubierta o tapa de cobertura.

Para una mejor comprensión de la presente invención, se recurre a continuación al uso de las figuras del anexo, en donde,

La figura 1, es un vista lateral esquemática de un envase obtenido mediante el procedimiento anteriormente indicado, arriba, en donde (1), es la bandeja, bien ya sea termoconformada, o bien ya sea pre-conformada, (2) es la capa o estrato interior, sellable por calor, de la citada bandeja, (3), es la mercancía la cual se carga en la bandeja, con objeto de envasarse en su interior, (4), representa la tapa de cobertura o cubierta que se aplica en la bandeja, y que se sella a ésta y, (5), son los bordes de la bandeja o labios superiores planos, en donde acontece el sellado.

La figura 2, es una vista esquemática lateral de un tipo de envase ligeramente diferente, en donde, el material sellable por calor, en la bandeja (6), se encuentra presente, únicamente en los bordes de la bandeja.

La figura 3, es una vista de la sección transversal de una estación de sellado de la tapa de cobertura, en donde, (1), es una bandeja sellable por calor, (3), es una mercancía a ser envasada, (7), es la cámara superior, (8), es la cámara inferior, (9), es el molde superior, (10), es el bastidor calentado y (11), es el soporte de los bordes de la bandeja que tienen la misma forma del bastidor calentado (10). En esta forma de presentación, el molde superior (9), resulta ser calentado mediante el transporte de calor procedente del bastidor calentado (10); y

La figura 4, es una forma de presentación alternativa, en donde, las placas gruesas que comprenden los bastidores calentados, pueden reemplazarse por una placa gruesa calentada únicamente alrededor de los bordes de la bandeja (12).

Todavía, de una forma alternativa, pero que no se encuentra mostrada en los dibujos anexados, la placa que desciende para sellar la tapa de cobertura, a los labios superiores planos de las bandejas, se calienta completamente. De una forma particular, en este último caso, la placa gruesa, se cubre, de una forma preferible, con un material no pegajoso, tal como una cinta de politetrafluoroetileno (Teflón®), para evitar el problema de la adherencia mediante el contacto o pegado de la película a la placa gruesa.

En la práctica actual, cuando se envasan productos alimenticios, algunas veces, el aire que se encuentra en el interior del recinto del envase, se reemplaza mediante un gas apropiado o mezcla de gases apropiada, los cuales se utilizan para mejorar el tiempo de vida, es decir, el tiempo de conservación, de los alimentos envasados (Envasado en atmósfera modificada). Éste, puede ser un gas inerte, de una forma típica, nitrógeno, u otro gas, el cual mejore las cualidades de retención de las mercancías, tal como, por ejemplo, el dióxido de carbono, la mezcla de uno o más gases, tales como una mezcla de dióxido de carbono y nitrógeno, de dióxido de carbono y de oxígeno, o de oxígeno, dióxido de carbono y nitrógeno, en propiedades adecuadas. Esta atmósfera modificada, puede obtenerse, mediante el rociado del deseado gas entre la tapa de cobertura y la mezcla, en la estación de sellado de la tapa de cobertura, previamente, y hasta que el envase se selle. De una forma alternativa, y preferiblemente, la atmósfera modificada, se obtiene procediendo al cerrado de las cámaras superior e inferior, conjuntamente, evacuando aire a través de aire apropiadas vías de paso, las cuales se encuentran indicadas en las figuras 3 y 4, como la posición 13), admitiendo la deseada atmósfera modificada, en las cámaras superior e inferior, cerradas, hasta proporcionar la deseada atmósfera modificada, entre la tapa de cobertura y la bandeja y, a continuación, bajando la placa para sellar la tapa de cobertura a los bordes de la bandeja.

Pueden considerarse otros procedimientos que son bien conocidos, como variaciones y mejoras de los procedimientos generales anteriormente descritos, arriba, en el sector del envasado de productos alimenticios (véanse, por ejemplo, las patentes británicas números 1.199.998 y 1.392.2580).

En todos estos casos, no obstante, el material de tapa de cobertura, el cual es relativamente grueso, se obtiene, de una forma típica, mediante extrusión o mediante coextrusión del polímero o polímeros seleccionados o mezcla o mezclas de polímeros, mediante métodos convencionales, los cuales no involucren ninguna orientación de las hojas o láminas de termoplástico obtenidas (denominadas, extrusión o coextrusión por "colada").

De una forma alternativa, el material para la tapa de cobertura, se produce mediante procedimientos que sí que involucran la orientación mono-axial o bi-axial de las hojas o láminas obtenidas, pero -adicionalmente a ello- también una etapa de asentado y ajuste por calor del producto orientado. Particularmente, en éste último caso, las películas obtenidas, se someten, de una forma típica, a un laminado por pegado, o un recubrimiento, con otros materiales, con objeto de proporcionar, por ejemplo, el deseado grado de sellabilidad por calor, u otras propiedades deseadas.

La solicitud de patente estadounidense US-A-4 927 677, describe materiales compuestos, del tipo "composite", para un contenedor de retorta, que comprende un estirado biaxial de un copolímero de cloruro de vinilideno y un éster acrílico, y una película de polipropileno formada en uno o ambos lados de la película biaxialmente estirada.

En cualquier caso, hasta ahora, la estabilidad al calor, se ha considerado como una característica esencial para los materiales a ser utilizados como tapa de cobertura en este tipo de aplicaciones.

La utilización de un material estable al calor, no obstante, presenta algunos inconvenientes.

Es de hecho necesario el utilizar materiales relativamente gruesos, con objeto de preservar la apariencia de un envase final. Si no es lo suficientemente grueso, de hecho, la tela o lámina de cobertura, tendrá, probablemente, un impacto negativo en cuanto a lo referente a la apariencia de le envase. Por esta razón, los laminados que tienen una espesor comprendido dentro de unos márgenes que van de 80 a 120 \mum, se utilizan, de una forma típica, como tapas de cobertura de bandejas. Para algunas aplicaciones y en dependencia de la rigidez de la estructura particular empleada, los laminados interiores, pueden utilizarse en un espesor que puede descender a unos valores de 60-50 \mum.

La necesidad de utilizar laminados relativamente gruesos, proporciona el riesgo, a su vez, en cuanto al problema de aspecto óptico, y también de la disposición de los residuos de plásticos.

Se ha encontrado ahora, el hecho de que, cuando una película bi-axialmente orientada, contraíble por calor, que tengan un comportamiento específico de la contracción, en términos de fuerza de contracción, se emplea como tapa de cobertura de una bandeja, se obtienen envases provistos de una apariencia particularmente mejorada. Son películas biaxialmente orientadas, contraíbles por calor, aquéllas películas que comprenden por lo menos una capa o estrato de piel sellable por calor, y que se caracterizan por una fuerza de contracción máxima, a la temperatura la cual se alcanza en el área de la estación de sellado de la tapa de cobertura, no mayor de 0,05 kg/cm, en por lo menos la dirección transversal.

En realidad, es un hecho que, la temperatura alcanzada en el área de la estación de sellado de la tapa de cobertura, provoca una contracción de la tapa de cobertura sellada, la cual mantiene a ésta sellada y hermética en la parte superior de la bandeja.

Normalmente, no acontece ninguna distorsión de la bandeja, debido a la limitada fuerza de contracción, en por lo menos la dirección transversal de la película contraíble por calor específica utilizada.

Esto proporcionará una mejor apariencia del envase y permite una mejor inspección visual del contenido del envase desde el exterior.

Adicionalmente, utilizando un material más delgado (tan delgado como el correspondiente a un espesor de 10-15 \mum), se obtiene un aspecto óptico mejorado, y se obtiene también unos residuos de plásticos más reducidos.

Un primer objetivo de la presente invención, es por lo tanto un procedimiento de envasado, el cual comprende:

(a) el proporcionar una bandeja con bordes sellables por calor

(b) el cargar la citada bandeja, con el producto a ser envasado

(d) el aplicar una tapa de cobertura en la parte superior de la citada bandeja, siendo, las superficies de contacto de los bordes de la bandeja, de materiales que se pueden unir por calor el uno con el otro, conjuntamente, para efectuar el sellado del envasado, en donde, la citada etapa, comprende la utilización de una tapa de cobertura consistente en una película contraíble por calor, bi-axialmente orientada, la cual se ha calentado y se ha extraído en las direcciones transversal y longitudinal, para alinear las configuración macromolecular y la cual se contrae en un porcentaje de por lo menos un 5%, en ambas direcciones, transversal y longitudinal, cuando se expone a una temperatura de 110ºC, durante un transcurso de tiempo de 5 segundos, y

(d) el sellado por calor de la citada tapa de cobertura, a los bordes de la bandeja, opcionalmente, con una atmósfera modificada entre la citada tapa de cobertura y la citada bandeja, en donde, la citada película bi-axialmente orientada y contraíble por calor, tiene, a la temperatura la cual se alcanza en el área de la estación de sellado de la tapa de cobertura, una fuerza de contracción máxima, no superior a 0,05 kg/cm, en por lo menos la dirección transversal.

Los procedimientos generales conocidos en el arte de esta técnica especializada, y convencionalmente utilizados con las tapas de cobertura estables al calor, pueden utilizarse en el procedimiento de envasado en concordancia con la presente invención.

También, para esta aplicación, pueden utilizarse las máquinas convencionales para realizar el proceso de tapado con una tapa de cobertura, que se hacen funcionar, de una forma corriente, con material para la tapa de cobertura, que es estable al calor, tal como por ejemplo las máquinas Ross Reiser, Caveco Automa, Caveco STL, Mecaplastic 2001, y Multivac T500.

De una forma preferible, no obstante, cuando se utiliza película contraíble al calor, bi-axialmente orientada, como tapa de cobertura para la bandeja, la tela o película de cobertura, se corta después de sellar y, de una forma preferible, el cortado, acontece inmediatamente después de haber procedido al sellado, cuando todavía se encuentra en la cámara de sellado.

Para realizar el procedimiento en concordancia con la presente invención, según la citada forma preferida de presentación, algunas de las máquinas procesadoras para realizar la operación de cobertura con el material laminar o pelicular de cobertura, pueden requerir una modificación mecánica.

Podría también ser posible el modificar apropiadamente una máquina ya existente, de tal forma que se consiga el hecho de que, la tela o lámina pelicular de cobertura contraíble por calor, se guíe y se mantenga plana, en tensión, hasta la salida de las bandejas selladas desde la estación de la tapa o folio pelicular de sellado, o, cuando se produzca el corte del exceso de tapa pelicular de cobertura y la separación de dicho exceso, de las bandejas, ello se realice en una estación separada de recorte de los contornos, de una forma preferible, hasta que las bandejas se separen y se elimine el exceso de material laminar pelicular de la tapa de cobertura.

Las modificaciones de las máquinas comúnmente obtenibles en el mercado, tal y como se indica anteriormente, arriba, de forma que se consiga un mejor uso de éstas, conjuntamente con la el material laminar pelicular contraíble por calor, pueden llevarse a cabo, de una forma muy sencilla, mediante la aplicación de técnicas convencionales.

Un segundo objetivo de la presente invención, es un envase obtenido mediante un procedimiento en concordancia con la presente invención. Así, por ejemplo, un envase en concordancia con la presente invención, puede comprender un producto emplazado en una bandeja y una tapa de cobertura sellada por calor a los bordes de la bandeja, opcionalmente, con una atmósfera modificada, entre la citada tapa de cobertura pelicular y la citada bandeja, en donde, la tapa de cobertura pelicular, esté fabricada a base de una película contraíble por calor, bi-axialmente orientada, la cual se ha calentado y estirado en las direcciones transversal y longitudinal, par alinear la configuración macromolecular; la cual se contrae en por lo menos un 5%, en ambas direcciones, transversal y longitudinal, cuando se expone a una temperatura de 110ºC, durante un transcurso de tiempo de 5 segundos; y el cual se caracteriza por el hecho de que, a la temperatura a la cual se alcanza en el área de la estación de sellado de la película que actúa como tapa de cobertura, ésta tiene una fuerza de contracción máxima, no mayor de 0,05 kg/cm, en por lo menos la dirección transversal.

Para el ámbito de la presente invención, el término "bi-axialmente orientado", se utiliza para definir un material polimérico que se ha calentado y estirado en una dirección longitudinal, así como también en una dirección transversal, para alinear la configuración macromolecular.

Aún todavía, para los propósitos de la presente invención, el término película "contraíble por calor", intenta referirse a una película, la cual, cuando se expone a una temperatura de 110ºC, durante un transcurso de tiempo de 5 segundos, se contrae en por lo menos un 5%, en ambas direcciones, transversal y longitudinal.

Para su utilización en el procedimiento de envasado de la presente invención, las películas bi-axialmente orientadas, contraíbles por calor, para ser utilizadas como tapas peliculares de las bandejas, no requieren tener una contracción libre muy alta a la temperatura que se alcanza e el área de la estación de sellado de la película que actúa como tapa de cobertura. Una contracción libre, comprendida dentro de unos márgenes que van de un 5 a un 10%, en ambas direcciones, sería más que suficiente, para proporcionar el deseado aspecto de sellado del proceso de tapado con la película de cobertura. No obstante, con objeto de mejorar la apariencia del envase, reduciendo el exceso de área de sellado (evitando de esta forma dos denominados "bordes colgantes", se emplean generalmente películas con un mayor porcentaje de contracción libre. De una forma típica, en el procedimiento de mejora en concordancia con la presente invención, se utilizan películas bi-axialmente orientadas, contraíbles por calor, que tienen una contracción libre, a la temperatura que se alcanza en el área de la estación de sellado de la tapa pelicular de cobertura, de por lo menos un porcentaje de un 10%, de una forma preferible, de por lo menos un 15% y, de una forma más preferible, de por lo menos un 20%. De una forma más general, pueden apropiadamente emplearse películas, con un porcentaje de contracción libre, de hasta un 60-70%, a la temperatura que se alcanza en el área de la estación de sellado de la tapa pelicular de cobertura.

Películas bi-axialmente orientadas, contraíbles por calor, tal y como se describen anteriormente, arriba, pueden obtenerse, por ejemplo, mediante el procedimiento de burbuja atrapada, desarrollada por la firma Cryovac®, en la década de los tempranos años sesenta. En dicho procedimiento, el polímero o polímeros, o mezcla(s) de polímeros, de la capa o capas de películas, se extrusionan o se co-extrusionan, a través de una matriz redonda, para proporcionar un tubo primario. Se procede, a continuación, a endurecerlo, por ejemplo, por mediación de un baño de agua y, a continuación, se calienta a una temperatura apropiadamente seleccionada, mediante agua caliente, o aire, y se orienta en la dirección transversal mediante presión de aire interna, y en la dirección longitudinal, mediante una velocidad diferencial, de los rodillos de pinzado que retienen la burbuja atrapada. De esta forma, se obtiene un tubo de una película, el cual tiene un espesor reducido con respecto al tubo primario, en donde, la relación entre el diámetro de este tubo y el del tubo primario, se denomina relación de soporte transversal (o de orientación transversal) y, la relación entre la velocidad de los rodillos de pinzado que estiran la burbuja con respecto a la de los rodillos de pinzado, que mantienen el tubo primario, proporciona la relación de soporte longitudinal.

De una forma general, en este procedimiento, los valores de relación convencionales, se encuentran comprendidos, de una forma típica, entre aproximadamente 1,5 : 1 y aproximadamente 5 :1, en ambas direcciones, en dependencia del material o de los materiales empleados.

De una forma alternativa, las películas de capas múltiples bi-axialmente orientadas, contraíbles por calor, pueden también obtenerse mediante recubrimiento por coextrusión, en donde se procede a recubrir un tubo primario de una o varias capas, con las otras capas, la cuales, o bien se extrusionan por separado, o se coextrusionan sobre éste, en una etapa individual y, a continuación, se orienta tal y como se ha indicado anteriormente, arriba.

En caso deseado, las películas, pueden también someterse a tratamientos de reticulación, generalmente, procediendo a someterlas a tratamientos de radiación de energía, de una forma típica, a un tratamiento de radiación de electrones de alta energía. En tal caso, la irradiación, de una forma mayormente preferible, pero no necesariamente, se realiza previamente a la orientación. En el caso en el que se proceda a aplicar tal tipo de tratamiento, las dosificaciones de radiación apropiadas de alta energía que se prefieren para ser aplicadas, y que se miden en términos de unidades de radiación "Grays", denominándose, a la radiación correspondiente a mil Grays, como "KGrays", pueden estar comprendidas en una gama correspondiente a un valor de hasta 120 KGrays, situándose, de una forma más preferida, dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 90 kGrays. Si únicamente algunas de las capas de la película necesitan ser irradiadas, la etapa de irradiación, puede llevarse a cabo en el primer tubo obtenido en el proceso de extrusión en dos etapas, antes del recubrimiento por extrusión de éste.

Un procedimiento alternativo para la fabricación de películas bi-axialmente orientadas, contraíbles por calor, tal y como se define aquí, es mediante la extrusión o coextrusión a través de una matriz plana, sobre un rodillo de enfriamiento (opcionalmente, seguido de una etapa de recubrimiento por extrusión o coextrusión), y el estirado de la hoja espesa de esta forma obtenida, en las direcciones transversales y longitudinales, mediante la denominada técnica de bastidor estirado. El estirado en la dirección longitudinal, se realiza, de una forma usual, procediendo a hacer pasar la hoja, la cual se ha calentado a la apropiadamente seleccionada temperatura de orientación, a través de un par de rodillos, los cuales giran a diferentes velocidades, mientras que, el estirado en la dirección transversal, se realiza en un horno de bastidor de estirado, calentado a la temperatura de orientación apropiadamente seleccionada, el cual comprende medios apropiados de estirado. Tales etapas de estirado, pueden realizarse secuencialmente o simultáneamente.

La técnica del bastidor de estirado, se utiliza, en la actualidad, de una forma industrial, para la fabricación de estructuras fijadas por calor, realizando, después de la etapa de orientación, un tratamiento de calor -denominado de fijación por calor- en donde, las películas, mientras se restringen o frenan contra la contracción, se calientan a una temperatura que se encuentra por encima de la temperatura de transición vítrea de los polímeros, y por debajo de sus puntos de fusión, para estabilizar las moléculas en el estado orientado y eliminar completamente la contracción.

Eludiendo esta etapa de fijación por calor, es posible el obtener películas bi-axialmente orientadas.

Las relaciones de estirado, en este caso, pueden seleccionarse en una gama más amplia, puesto que éstas pueden ser de unos valores correspondientes a una gama comprendida dentro de unos márgenes que pueden ir hasta una relación de 11 : 1, o incluso de 12 : 1.

Las películas de esta forma obtenidas, si no se han restringido o frenado en cuanto lo referente a la contracción, cuando se calientan, tienden a contraerse. La contracción, será substancial, dependiendo de los valores correspondientes a las relaciones de orientación empleados, a la temperatura cercana a la temperatura de orientación, pero, éste se convertirá en apreciable, a temperaturas mucho más inferiores, y se incrementará con la temperatura.

El porcentaje de contracción libre, es decir, la reducción rápida e irreversible, como un porcentaje de las dimensiones originales de una muestra sometida a una temperatura dada, bajo unas condiciones, en donde, no se encuentra presente ninguna restricción o frenado para inhibir la contracción, se ha medido, en concordancia con la norma ASTM, procedimiento D 2732, procediendo a sumergir, durante un transcurso de tiempo de 5 segundos, especimenes de las estructuras (100 mm x 100 mm) en una fijación mediante baño de agua o de aceite, a la temperatura a la cual, las propiedades de contracción de la estructura, debían ser evaluadas, por mediación de un soporte de contracción libre. Se procedió, a continuación, a retirar los especimenes, del baño, éstos de sumergieron rápidamente en un baño de agua, a la temperatura ambiente, para enfriarlos, y se procedió a registrar las dimensiones lineales de los especimenes, en ambas direcciones, transversal y longitudinal.

El porcentaje de contracción libre, se define, para cada dirección, como,

% de contracción lineal no restringida = [(L_{o} - L_{f})/L_{o}] \ x \ 100

en donde, L_{o}, es la longitud inicial de lado y, L_{f}, es la longitud del lado, después de la contracción.

Tal y como se ha indicado anteriormente, arriba, para los propósitos de la presente invención, son películas apropiadas, aquéllas películas contraíbles por calor, las cuales, cuando se someten a test de ensayo en concordancia con la norma ASTM, procedimiento D-2732, a la temperatura la cual se alcanza mediante el aire o la atmósfera modificada, en la estación de sellado de la tapa ce cobertura pelicular, muestran una contracción libre, de un porcentaje correspondiente a un valor de por lo menos un 5%, en ambas direcciones.

Las películas contraíbles por calor preferidas, son, no obstante, aquéllas que muestran un porcentaje de contracción libre, de un valor de por lo menos un 10%, de una forma preferible, de por lo menos un 15% y, de una forma más preferible, de por lo menos un 20%, en ambas direcciones.

Para los propósitos de la presente invención, las películas contraíbles por calor apropiadas, tienen que caracterizarse por una reducida fuerza de contracción.

La fuerza de contracción, que es la fuerza liberada por el material, durante el proceso de contracción, cuando se refiere a la sección transversal de la estructura, se denomina tensión de estirado.

No existe un procedimiento standard para la medición de este atributo. El procedimiento que se ha venido utilizando para proceder a evaluar este parámetro, es un procedimiento interno, el cual se procede a describir, aquí, a continuación:

Se procedió a cortar especimenes de la estructura a someter a test de ensayo (2,54 cm x 14,0 cm), en las direcciones longitudinal y transversal, y se sujetaron entre dos mordazas, una de las cuales, se conectó a una célula de carga. Las dos mordazas, mantenían al espécimen en el centro de un canal, en el interior del cual, un aire soplado mediante un propulsor, y tres termopares, medían la temperatura.

La señal suministrada por los termopares, se amplificó y se envió a una señal de salida, conectada al eje "X" de un dispositivo del registro de X/Y. La señal suministrada por la célula de carga, se amplificó y se envió a una señal de salida conectada al eje "Y", del dispositivo de registro de X/Y.

El propulsor, inició el proceso de soplado de aire y, la fuerza liberada por la muestra, se registró en gramos. La temperatura, se fue incrementando hasta un valor máximo preseleccionado, a una tasa de 2ºC/segundo. A medida que la temperatura se incrementaba, el lápiz dibujó, en el registro de X/Y, el perfil medido de la fuerza de contracción, con respecto a la temperatura.

El instrumento, produjo una curva de fuerza de contracción (g) con respecto a la temperatura (ºC); procediendo a dividir los valores de esta forma registrados y multiplicando por 10^{-3}, entre la anchura del espécimen (cm), se obtuvo la fuerza de contracción (en kg/cm). Procediendo adicionalmente a dividir la fuerza de contracción, entre el espesor del espécimen (en cm), se obtuvo la tensión de contracción en kg/cm^{2}, a cada temperatura dada.

Se ha encontrado el hecho de que, con objeto de evitar la distorsión de las bandejas que son más comunes en el mercado, las películas contraíbles por calor a ser utilizadas en el procedimiento de envasado en concordancia con la presente invención, deberían tener, a la temperatura la cual se alcanza mediante el aire de la atmósfera modificada en la estación de sellado de la tapa de cobertura pelicular, una fuerza de contracción no superior a 0,05 kg/cm, por lo menos en la dirección transversal.

Tal y como se ha indicado anteriormente, arriba, el polímero o polímeros y la mezcla o mezclas de polímeros que pueden emplearse con objeto de obtener películas contraíbles por calor, para ser utilizadas en el procedimiento de envasado en concordancia con la presente invención, pueden variar enormemente, tal y como es bien conocido en este arte especializado de la técnica, con objeto de proporcionar una película con las deseadas propiedades mecánicas, ópticas y de permeabilidad a los gases.

Las deseadas características de fuerza de contracción de las películas contraíbles por calor a ser utilizadas como tapas peliculares de cobertura, en el procedimiento en concordancia con de la presente invención, pueden obtenerse procediendo a fijar de una forma apropiada los parámetros clave en el proceso de fabricación (utilizando reducidos valores de la relación del soporte y/o altas temperaturas de orientación), seleccionando apropiadamente los polímeros a ser utilizados y/o su secuencia, en le caso de estructuras de capas múltiples (multicapa), reduciendo la fuerza de contracción de las películas susceptibles de poder ser obtenidas, procediendo a someterlas a un tratamiento de calor, bajo condiciones específicas, o mediante una combinación de todas estas medidas. Puesto que, tal y como se ha indicado anteriormente, arriba, la fuerza de contracción, depende también del espesor de la estructura, puede ser posible el obtener una estructura apropiada, que tenga las características de fuerza de contracción, por debajo de los límites anteriormente indicados, al reducir el espesor de las, por otro lado, inapropiadas estructuras, más gruesas.

El espesor mínimo que puede utilizarse en el procedimiento de envasado en concordancia con la presente invención, dependerá de las otras características requeridas por el envase, en la aplicación específica, tal como la resistencia mecánica, la permeabilidad a los gases, en el caso en el que se necesite un envase con barrera a los gases, la necesidad de que las capas unidas mejoren la unión, etc, y dependerá de la estructura mono-capa o multi-capa empleada.

Tal y como se ha indicado anteriormente, arriba, pueden emplearse películas que tengan un espesor tan delgado como el correspondiente a 10 \mum, mientras que, al equilibrar las distintas propiedades, se prefieren películas contraíbles por calor, que tengan un tamaño medio de partícula correspondiente a una gama que se encuentre comprendida dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 14 hasta aproximadamente 40 \mum, por ejemplo, 15 \mum, 19 \mum, 25 \mum, 30 \mum ó 35 \mum.

Las estructuras que pueden emplearse en el procedimiento de envasado y en el envase en concordancia con la presente invención son, por ejemplo, aquéllas que se describen en las solicitudes de patentes estadounidenses US-A-4.551.380 y US-A-4.532.189, en las solicitudes de patentes europeas EP-A-388.177 y EP-A-457.598, en la solicitud de patente británica GB-A-2.221.649, en el documento de patente internacional WO-91 / 17886 y en la solicitud de patente europea EP-A-206.826 ó, cuando es necesaria una barrera de gas, en las solicitudes de patente europeas EP-A-217.596, EP-A-251.769, EP-A-87,080, EP-A-141.55 y en la solicitud de patente PCT nº PCT/US95/16202, presentado en fecha 15 de Diciembre de 1995.

Pueden preverse, en caso necesario, modificaciones de las condiciones de fabricación con respecto a aquéllas indicadas en las patentes anteriormente citadas, arriba, con objeto de conseguir películas con las propiedades de contracción requeridas.

Cuando se emplea una bandeja termoconformada, ésta estará fabricada, de una forma típica, a base de un material termoplástico mono-capa o multi-capa (de múltiples capas), el cual puede ser permeable a los gases, o que puede ser de un material con propiedades de barrera a los gases, y comprende una capa de piel interior sellable por calor (6), o tiras sellables por calor en por lo menos los bordes de la bandeja (7). Son ejemplos de materiales permeables a los gases, los cuales pueden utilizarse para la fabricación de bandejas termoconformadas, por ejemplo, laminados multi-capa que comprenden una capa de PVC y una capa de piel interior de polietileno, para proporcionar la requerida capacidad de sellado por calor o, en unos términos más generales, laminados que comprenden una capa de PVC y una capa de recubrimiento interior y opcionalmente exterior, de cualquier tipo de material sellable por calor, el cual pueda sellarse por calor con el seleccionado material que actuará como tapa pelicular de cobertura.

De una forma alternativa, las bandejas permeables a los gases, pueden obtenerse mediante una hoja de poliestireno termoconformable, bien ya sea del tipo expandido o espumado, o bien ya sea del tipo no expandido, que tengan una capa superficial de una termoplástico sellable por calor, y una capa intermedia de unión.

Cuando se desea una bandeja termoconformada con barrera de gas, ésta estará fabricada, de una forma típica, a base de una estructura multi-capa que comprenda una capa de barrera a los gases, tal como por ejemplo una capa que comprenda PVDC, EVOH, una poliamida o copoliamida, etc., tal y como es conocido en este sector especializado, y por lo menos la capa de piel interior de un material sellable por calor. Con objeto de proveer la estructura con el espesor y propiedades mecánicas requeridas, pueden encontrarse evidentemente presentes otras capas.

Ejemplos de estructuras termoconformables provistas de barrera, se describen, por ejemplo, en la solicitud de patente estadounidense US-A-4.735.855.

De una forma preferible, no obstante, dichas bandejas con barrera de gas, se fabricarán mediante el termoconformado de una hoja de una capa superficial de un termoplástico sellable por calor, una capa interna de un material de barrera de gas o de reducida transmisión de oxígeno, tal y como se ha visto anteriormente, arriba, una capa de unión y una capa de plástico termoconformable, de una forma típica, poliestireno, bien ya sea sin espumar, o bien ya sea espumado o expandido, (indicado como EPS). Son ejemplos de tales tipos de bandejas de barrera de gas, aquéllos que se describen, por ejemplo, en las solicitudes de patentes estadounidenses US-A-4.847.148 y US-A-4.935.089.

Las bandejas termoconformadas, pueden realizarse en línea (de producción) o fuera de línea (de producción).

De una forma alternativa, pueden utilizarse bandejas preconformadas moldeadas por inyección.

El material preferido, en este caso, es también poliestireno, ya sea expandido o espumado, o bien ya sea no expandido, con una camisa de una película sellable por calor en por lo menos los bordes de la bandeja.

También, es este caso, si se desea una bandeja provista de una barrera contra los gases, el recubrimiento de la bandeja de poliestireno moldeada por inyección, comprenderá una capa intermedia de barrera de gas, y cubrirá la superficie entera de la bandeja.

Las dimensiones y la forma de las bandejas, no son críticas.

Las dimensiones apropiadas de las bandejas, dependerán de las dimensiones de los productos a envasarse. También, la forma de las capas, puede variar, con objeto de proporcionar a los artículos envasados, una apariencia mejor o mayormente caracterizada.

Las dimensiones de los bordes de la bandeja, no son de esta forma críticas, siempre y cuando se disponga de un área de por lo menos 2 mm y, de una forma preferible, de 3 mm, que sea apta para conseguir el sellado fidedigno.

Cuanto más flexible es el material empleado para la fabricación de las bandejas, o cuanto más delgado es el espesor, más reducida debe ser la fuerza de contracción máxima desarrollada por el tapado de cobertura pelicular contraíble por calor, en la estación de sellado de la tapa de cobertura pelicular, con objeto de evitar la distorsión de la bandeja.

Así, por lo tanto, de una forma particular, cuanto más delgadas y/o más flexibles son las bandejas empleadas, se empleará, de una forma preferible, en el procedimiento de la presente invención, una película contraíble por calor, bi-axialmente orientada, caracterizada por una fuerza de contracción máxima, a la temperatura que se alcanza en el área de la estación de sellado de la tapa de cobertura pelicular, no mayor de 0,04 kg/cm, en por lo menos la dirección transversal.

Todavía, en dependencia de la bandeja específica utilizada, se empleará, de una forma todavía mucho más preferible, en el procedimiento en concordancia con la presente invención, una película contraíble por calor, bi-axialmente orientada, caracterizada por una fuerza de contracción máxima, a la temperatura que se alcanza en el área de la estación de sellado de la tapa de cobertura pelicular, no mayor de 0,03 kg/cm, en por lo menos la dirección transversal.

El límite más apropiado para la fuerza de contracción límite, para una bandeja dada, y una máquina de envasado dada, se determinarán, no obstante, de una forma sencilla, por parte de las personas especializadas en este arte especializado de la técnica, mediante ensayos y valoración de errores.

A continuación, se facilitan ejemplos específicos, para ilustrar la presente invención, pero que no deben ser en absoluto interpretados como limitativos de su alcance.

Ejemplo 1

Se procede a utilizar, en una máquina MECAPLASTIC (MECA 2001), bandejas pre-formadas de barrera, que tienen unas dimensiones aproximadas de 225 mm en longitud, 170 mm en anchura, y 30 mm en profundidad (VITEMBAL), que comprenden un substrato de EPS, con un copolímero de etileno-alcohol vinílico, como la capa de barrera, y una capa de sellado por calor, a base de polietileno (de un espesor total de aproximadamente 4 mm). Las bandejas, se colocan en la cinta de llenado, y se llenan con los productos a ser envasados. La máquina, es del tipo de 2 vías, apta paras sellar 4 bandejas por ciclo, y que avanza a una velocidad de 8 ciclos por minuto.

Las bandejas, se conducen, a continuación, hacia el interior de la estación de sellado.

La película contraíble por calor A (cuya estructura y características, se reportan posteriormente, abajo), procede de una unidad de debobinado sometida a tensión hacia la parte superior, a lo largo la trayectoria de alimentación, en el interior de esta estación de llenado, por encima de los cuatro envases que se encuentran posicionados en anchura. El molde de sellado, se cierra, y se aplica vacío, hasta el ajuste de valor en el panel de la máquina y, a continuación, la apropiada mezcla de gas, se inyecta y, las placas gruesas calentadas con las cuchillas salientes, descienden para cortar la tapa pelicular de cobertura contraíble por calor, aproximadamente en una posición 3 mm alejada de los contornos de la bandeja, y sellan por calor, herméticamente, la tapa pelicular de cobertura, a los labios planos superiores de las bandejas. La temperatura de sellado, se ajusta, en el panel de la máquina, a una valor de aproximadamente 120ºC.

Las bandejas separadas, abandonan, a continuación, la estación de sellado de la tapa pelicular de cobertura, a lo largo de las dos vías, mientras que, la próxima carga de cuatro bandejas, se acomoda entonces en la estación de sellado. Las etapas que siguen aguas abajo, a continuación, se realizan según procedimientos conocidos en este arte especializado de la técnica.

La película A utilizada en este procedimiento de envasado, es una película reticulada de cinco pliegues, de la estructura A/B/C/B/A, en donde, A, es una mezcla de un 25% de un copolímero de etileno-acetato de vinilo, un 25% de polietileno lineal de densidad media, y un 50% de polietileno lineal de baja densidad, que contiene agentes antideslizamiento, antibloqueo y antiniebla, C, es una mezcla de copolímero de etileno-alcohol vinílico y una poliamida y, B, es una capa de unión, que comprende un polietileno lineal de baja densidad. La película, se prepara siguiendo substancialmente el mismo procedimiento que el que se describe en el ejemplo de las reivindicaciones EP-B-217 596. La película de esta forma obtenida, se somete, a continuación, a un tratamiento de calor, procediendo a hacer pasar la película tubular aplanada a través de una unidad de procesado, consistente en 6 rodillos de acero inoxidable, calentados a una temperatura comprendida dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 70ºC hasta aproximadamente 90ºC, y dos rodillos enfriados a aproximadamente la temperatura ambiente, a una velocidad constante, durante un transcurso de tiempo total de calentamiento de aproximadamente 1,60 segundos.

La película de esta forma obtenida, la cual tiene un espesor total de 25 \mum, tiene una fuerza de contracción transversal máxima, de 0,043 kg/cm. El porcentaje de contracción libre, a la temperatura de sellado, es de aproximadamente un 50%, en ambas direcciones.

Las ventajas alcanzadas con la utilización del procedimiento en concordancia con la presente invención, son tales que, el envase de esta forma obtenido, tiene una tapa de cobertura pelicular, de una espesor de únicamente 25 \mum (mientras que, las tapas de cobertura laminar convencionales, son mucho más gruesas), la tapa pelicular de cobertura, es perfectamente estanca en la parte superior de las bandejas, con un control muy bueno de posibles efectos de hinchamiento, éste es brillante, con unos efectos ópticos muy buenos (mejores que aquéllos que son susceptibles de poderse obtener con los laminados convencionales, también debido al reducido espesor), no existe distorsión de la bandeja, y no existen bordes colgantes alrededor del área de sellado.

Pueden obtenerse unos resultados análogos, mediante la utilización de una máquina del tipo Caveco Automa, con bandejas de Coopbox, o con la utilización de una máquina del tipo Caveco STL, con bandejas a base de poliestireno de barrera, moldeado por inyección.

Ejemplo 2

Se procede a utilizar, en una máquina MECAPLASTIC (MECA 2001), bandejas pre-formadas de barrera, que tienen unas dimensiones aproximadas de 190 mm en longitud, 130 mm en anchura, y 35 mm en profundidad (SOCOPA), que comprenden un substrato de EPS, con un copolímero de etileno-alcohol vinílico, como la capa de barrera, y una capa de sellado por calor, a base de polietileno (de un espesor total de aproximadamente 7 mm), encontrándose, la máquina, apropiadamente modificada, con objeto de que pueda proporcionar el cortado de la película que actúa como tapa pelicular de cobertura, inmediatamente después del sellado. Las bandejas, se colocan en la cinta de llenado, y se llenan con los productos a ser envasados. La máquina, es del tipo de 3 vías, aptas paras sellar 3 bandejas por ciclo, y que avanzan a una velocidad de 10 ciclos por minuto.

Las bandejas, se conducen, a continuación, hacia el interior de la estación de sellado.

Se procede a utilizar la película contraíble por calor A y el procedimiento que se han descrito en el ejemplo 1, con la única diferencia consistente en el hecho de que, las placas gruesas calentadas, descienden para sellar mediante calentamiento, la tapa pelicular de cobertura, a los labios planos superiores de las bandejas e, inmediatamente después, una serie de cuchillas, se encargan de efectuar el cortado de la tapa pelicular de cobertura contraíble por calor, a una distancia de 3 mm, con respecto a los contornos de la bandeja.

Se obtienen las mismas ventajas que las que se han obtenido en el ejemplo 1.

Ejemplo 3

Se procede a repetir el procedimiento, en la misma máquina, utilizando bandejas de EPS, permeables a los gases, moldeadas por inyección, con una capa sellable por calor, a base de polietileno (de un espesor total de aproximadamente 7 mm) y una película B, de 15 \mum de espesor, que tiene una estructura de tres capas, A/B/A, en donde, A, es una mezcla de tres componentes, de un 25% de copolímero de etileno-acetato de vinilo, un 25% de un polietileno lineal, de densidad media, y un 50% de un polietileno lineal, de baja densidad, que contiene agentes de antideslizamiento, antibloqueo y antiniebla, y B, es un polietileno lineal de baja densidad. La citada película B, la cual es reticulada, se prepara, de una forma substancial, tal y como se describe en la solicitud de patente estadounidense US-A-4.551.380, en su forma de presentación nº II. La película B, tiene una fuerza de contracción máxima, en la dirección transversal, de 0,049 kg/cm y, una fuerza de contracción máxima, en la dirección longitudinal, de 0,03 kg/cm. El porcentaje de contracción libre, en ambas direcciones, a la temperatura de sellado, es de aproximadamente un 60%.

De una forma distinta a los ejemplos 1 y 2, en este caso, el envasado, se realiza sin modificar la atmósfera del envase.

Se obtienen las mismas ventajas que las indicadas en el ejemplo 1.

Claims (12)

1. Un procedimiento de envasado, el cual comprende:

(a) el proporcionar una bandeja con bordes sellables por calor

(b) el cargar la citada bandeja, con el producto a ser envasado

(c) el aplicar una tapa de cobertura en la parte superior de la citada bandeja, siendo, las superficies de contacto de los bordes de la bandeja, de materiales que se pueden unir por calor el uno con el otro, conjuntamente, para efectuar el sellado del envasado, en donde, la citada etapa, comprende la utilización de una tapa de cobertura consistente en una película contraíble por calor, bi-axialmente orientada, la cual se ha calentado y se ha estirado en las direcciones transversal y longitudinal, para alinear las configuración macromolecular y la cual se contrae en un porcentaje de por lo menos un 5%, en ambas direcciones, transversal y longitudinal, cuando se expone a una temperatura de 110ºC, durante un transcurso de tiempo de 5 segundos, y

(d) el sellado por calor de la citada tapa de cobertura, a los bordes de la bandeja, opcionalmente, con una atmósfera modificada entre la citada tapa de cobertura y la citada bandeja, en donde, la citada película bi-axialmente orientada y contraíble por calor, tiene, a la temperatura la cual se alcanza en el área de la estación de sellado de la tapa de cobertura, una fuerza de contracción máxima, no superior a 0,05 kg/cm, en por lo menos la dirección transversal.

2. El procedimiento en concordancia con la reivindicación 1, en donde, la película bi-axialmente orientada contraíble por calor, se caracteriza, a la temperatura que se alcanza en el área de la estación de sellado de la tapa pelicular de cobertura, por una fuerza de contracción máxima, no superior a 0,04 kg/cm.

3. El procedimiento en concordancia con la reivindicación 2, en donde, la película bi-axialmente orientada contraíble por calor, se caracteriza, a la temperatura que se alcanza en el área de la estación de sellado de la tapa pelicular de cobertura, por una fuerza de contracción máxima, no superior a 0,03 kg/cm.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en donde, la bandeja, está termoconformada o moldeada por inyección.

5. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde, la película bi-axialmente orientada, contraíble por calor, tiene un espesor comprendido dentro de unos márgenes que van desde aproximadamente 14 hasta aproximadamente 40 \mum.

6. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde, la película bi-axialmente orientada, contraíble por calor, tiene una contracción libre, a la temperatura que se obtiene en el áreas de la estación de sellado de la tapa pelicular de cobertura, de por lo menos un porcentaje del 10%, de una forma preferible, de por lo menos un 15% y, de una forma más preferible, por lo menos un 20%, en ambas direcciones.

7. Un envase obtenido mediante el procedimiento de la reivindicación 1.

8. Un envase que comprende un producto emplazado en una bandeja y una tapa de cobertura sellada por calor a los bordes de la bandeja, opcionalmente, con una atmósfera modificada, entre la citada tapa de cobertura pelicular y la citada bandeja, en donde, la tapa de cobertura pelicular, está fabricada a base de una película contraíble por calor, bi-axialmente orientada, la cual se ha calentado y estirado en las direcciones transversal y longitudinal, para alinear la configuración macromolecular; la cual se contrae en por lo menos un 5%, en ambas direcciones, transversal y longitudinal, cuando se expone a una temperatura de 110ºC, durante un transcurso de tiempo de 5 segundos; y la cual se caracteriza por el hecho de que, a la temperatura a la cual se alcanza en el área de la estación de sellado de la película que actúa como tapa de cobertura, ésta tiene una fuerza de contracción máxima, no mayor de 0,05 kg/cm, en por lo menos la dirección transversal.

9. Un envase, como en la reivindicación 8, en donde, la película biaxialmente orientada, contraíble por calor, se caracteriza por el hecho de que, a la temperatura que se alcanza en el área de la estación de sellado de la tapa pelicular de cobertura, ésta tiene una fuerza de contracción máxima, en la dirección transversal, no superior a 0,04 kg/cm.

10. Un envase, como en la reivindicación 9, en donde, la película biaxialmente orientada, contraíble por calor, se caracteriza por el hecho de que, la película bi-axialmente orientada contraíble por calor, a la temperatura que se alcanza en el área de la estación de sellado de la tapa pelicular de cobertura, ésta tiene una fuerza de contracción máxima, en la dirección transversal, no superior a 0,03 kg/cm.

11. Un envase, como en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, 8 a 10, en donde, la película bi-axialmente orientada, contraíble por calor, tiene una contracción libre, a la temperatura que se obtiene en el área de la estación de sellado de la tapa pelicular de cobertura, de por lo menos un porcentaje del 10%, de una forma preferible, de por lo menos un 15% y, de una forma más preferible, por lo menos un 20%, en ambas direcciones.

\newpage

12. Un envase, como en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes 8 a 11, en donde, la película bi-axialmente orientada, contraíble por calor, tiene un espesor comprendido dentro de unos márgenes que van de 14 a aproximadamente 40 \mum.