ES2204702T3 - Fabricacion de tapones a base de particulas de corcho aglomeradas. - Google Patents

Abstract

Tapón del tipo constituido por un aglomerado de partículas de corcho natural (1) y de un ligante orgánico (2), caracterizado porque el ligante (2) se presenta bajo la forma de una estructura alveolar de células abiertas.

Description

Fabricación de tapones a base de partículas de corcho aglomeradas.

La presente invención hace referencia a la fabricación de tapones a base de partículas de corcho aglomeradas destinadas de una manera especial al taponado de vinos o de alcoholes de alta graduación embotellados.

El aumento del consumo de vinos y de bebidas alcohólicas determina que no exista una cantidad suficiente de corcho natural para fabricar tapones que presenten las cualidades físicas, especialmente la estanqueidad frente a los líquidos pero no frente a los gases, así como las cualidades mecánicas, tales como la flexibilidad y la recuperación elástica, que resultan indispensables para este tipo de usos.

Ha resultado necesario recurrir a corcho de inferior calidad dotado de defectos superficiales y de estructura. Los tapones fabricados a partir de este tipo de corcho deben ser completados mediante un tratamiento superficial con una mezcla de polvo de corcho y de caucho en disolución orgánica, para poder se utilizados. Los resultados están muy lejos de ser tan satisfactorios como los que se obtienen con los tapones denominados "naturales". Por otra parte, se han realizado tapones totalmente sintéticos, tales los que pueden realizarse de acuerdo con la patente canadiense Nº1 177 600, a base de un material plástico moldeado, por ejemplo, un copolímero de acetato de etileno-vinilo, que presentan un grado total de impermeabilidad a los gases y que, como consecuencia de ello, impiden la "respiración" de las bebidas alcohólicas embotelladas.

Se ha igualmente pensado fabricar unos tapones que se denominan "aglomerados" que consisten en mezclar partículas de corcho con un ligante orgánico y en endurecer térmicamente el conjunto.

Los procesos de fabricación de este tipo de tapones consisten o bien en una extrusión en continuo o bien en un moldeo individualizado.

Este tipo de tapones semi-sintéticos adolecen de un inconveniente principal. En efecto, si se desea que el tapón presente unas cualidades mecánicas suficientes, en particular si se desea evitar que el tapón se desmenuce y que se produzcan pérdidas de material durante la utilización y la manipulación, debe forzosamente ser muy importante el porcentaje de ligante. Ello comporta unas consecuencias nefastas en lo que afecta a la estanqueidad frente a los gases; los resultados se aproximan a los que se obtienen con los tapones sintéticos, determinando que este tipo de tapones no resulte apropiado para los vinos de crianza.

Por otro lado, la proporción de la masa de ligante aumenta considerablemente la densidad del tapón y disminuye las propiedades mecánicas del mismo, especialmente en lo que afecta a la recuperación elástica. Esta falta de elasticidad constituye un problema importante durante la etapa de embotellado.

Con objeto de disminuir la densidad de los tapones y de aumentar sus propiedades mecánicas en la patente francesa Nº 2 672 002 se ha propuesto introducir unas bolas expansibles en la mezcla ligante/corcho. Durante el proceso de moldeo a determinada temperatura, el agente expandible contenido en las bolas aumenta de volumen y, al mismo tiempo, las paredes de la bolas se reblandecen, de lo que se deduce un aumento importante del volumen de las bolas al producirse el enfriamiento.

Como consecuencia de ello, el tapón requiere una cantidad inferior de material, y, en consecuencia, proporcionalmente, de ligante, obteniéndose finalmente un tapón cuya densidad se aproxima a la del corcho natural.

Sin embargo, este método artificial de fabricación de tapones aglomerados adolece de dos inconvenientes.

A pesar de su reducida densidad, como consecuencia de la presión engendrada por la expansión, los tapones fabricados por este sistema presentan un excesivo grado de compacidad, lo que tiene consecuencias sobre sus propiedades mecánicas, presentando en especial un grado insuficiente de recuperación elástica.

Por otra parte, la utilización de bolas tiene como resultado que la estructura determinada por la aglomeración de las esferas en el interior de la estructura alveolar del corcho, resulte sensiblemente alejada, a causa de su ausencia de homogeneidad, de la del corcho natural. La consecuencia de todo ello es una diferencia entre las propiedades físicas y mecánicas de estas dos estructuras.

El objetivo de la presente invención estriba en subsanar los indicados inconvenientes, proponiendo una técnica de fabricación de un tapón a base de corcho aglomera do con un ligante orgánico, que presente una arquitectura alveolar homogénea, similar a la del corcho natural.

A este efecto, la invención tiene por objeto un tapón del tipo constituido a base de un aglomerado de partículas de corcho natural y de un ligante orgánico, caracterizado porque este ligante se presenta bajo la forma de una estructura alveolar de células abiertas.

La invención tiene igualmente por objeto un tapón de este tipo, caracterizado porque consiste:

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en mezclar una parte de corcho y una parte de ligante, a razón de aproximadamente entre un 50 y un 70% en masa de corcho con respecto a la masa total del tapón, estando constituida la referida parte de ligante por un polímero formado por una mezcla de masas molares comprendidas entre 50 g/mol y 500.000 g/mol que presentan por cadena al menos una función reactiva de tipo necleófilo y/o electrófilo y de un agente espumante con molécula y/o macromolécula de tipo electrófilo y/o necleófilo con el que dicho polímero sea susceptible de reaccionar químicamente respectivamente, y

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en conformar la mezcla manteniéndola a una temperatura comprendida entre 120 y 160ºC durante un periodo de tiempo comprendido entre 10 y 30 minutos.

De acuerdo con una primera forma operativa, se efectúa una extrusión, fragmentándose ulteriormente, el elemento continuo obtenido.

De acuerdo con una segunda forma operativa, se sitúa en la cavidad de un molde la cantidad de material necesaria para la obtención de un tapón y se calienta este molde a una temperatura comprendida entre 120 y 160ºC durante un periodo de tiempo comprendido entre 10 y 30 minutos, y después se desmolda el tapón.

Ventajosamente, el ligante comprende un polímero de base constituido por un prepolímero de poliuretano y un agente espumante constituido por agua.

Ventajosamente, el ligante comprenderá además un agente tensioactivo, especialmente una silicona, y un plastificante polímero, tal como latex natural o sintético, siendo, respectivamente, los porcentajes en masa del total del ligante:

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poliuretano: entre un 40 y un 80%

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agua: entre un 5 y un 15%

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agente tensioactivo: entre un 5 y un 15%

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plastificante polímero: entre un 5 y un 25%.

Ventajosamente, después del desmolde del tapón, se le estabiliza térmicamente calentándolo a una temperatura comprendida entre 100 y 150ºC durante un periodo de tiempo aproximadamente comprendido entre 30 y 90 minutos, y después a una temperatura comprendida entre 30 y 90ºC durante un periodo de tiempo comprendido entre 48 horas y 7 días, con objeto de obtener unas propiedades organolépticas apropiadas y, más en particular, de neutralidad con respecto al líquido taponado de esta manera.

Un tapón de este tipo presenta la notable propiedad de poseer una arquitectura alveolar abierta homogénea, es decir, similar para la parte corcho, por un lado, como para la parte ligante, de otro lado, presentando el conjunto de esta manera una estructura análoga a la que es propia del corcho natural.

Otras características y ventajas se desprenderán de la descripción que figura a continuación, relativa a una forma de puesta en práctica del procedimiento que constituye objeto de la invención, descripción que se da exclusivamente a título de ejemplo y haciendo referencia a los dibujos anexos, en los que:

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la figura 1 es un esquema representando de una manera simplificada la estructura de un tapón objeto de la invención y

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las figuras 2a y 2b representan, respectivamente, unos gráficos de compresión y unos gráficos de recuperación elástica después de la compresión de tres distintos tapones, concretamente un tapón de acuerdo con la invención, un tapón moldeado perteneciente a la técnica anterior y un tapón extruido de acuerdo con la técnica anterior.

El procedimiento que constituye objeto de la invención consiste, como principio general, en mezclar, por una parte, corcho natural bajo una forma particular, y, por otra parte, un ligante bajo la forma de un polvo de un polímero de base constituido por una mezcla de macromoléculas de masas molares comprendidas entre 150 g/mol y 500.000 g/mol presentando, por cadena, al menos una función reactiva de tipo nucleófilo y/o electrófilo ,a las que se añade un agente espumante con molécula y/o macromolécula de tipo electrofilo y/o nucleófilo con la que dicho polímero es susceptible de reaccionar respectivamente.

Ventajosamente, el referido polímero de base es un prepolímero de poliuretano y el agente espumante es agua.

La puesta en contacto de los productos a los que se ha hecho referencia, previamente situados, de acuerdo con una forma de puesta en práctica, en el interior de un molde dotado de las formas y dimensiones del o de los tapones que en cada caso se trate de obtener, seguida de un calentamiento a una temperatura comprendida entre 120 y 160ºC durante un periodo de tiempo comprendido entre 10 y 30 minutos, conduce a la formación de una poliurea espumosa.

El desprendimiento de gas carbónico que es consecuencia de la reacción con el agua de las terminaciones de tipo isocianato del prepolímero de poliuretano, permanece aprisionado en la reacción de formación del ligante, confiriéndole una estructura alveolar con células abiertas, próxima a la del corcho natural. Debe hacerse notar que este gas es inerte y totalmente alimentario.

De esta manera, el ligante y el corcho presentan conformaciones y propiedades físicas equivalentes.

En la figura 1 se ha ilustrado la estructura de un tapón realizado de acuerdo con la invención, la cual comprende unas partículas 1 de corcho natural, diseminadas y sumergidas en una mada alveolar de ligante 2.

Se pasa de esta manera de una estructura alveolar de células abiertas, del tipo corcho (1) a una estructura alveolar de celular abiertas (2), de manera que nos hallamos ante una estructura de conjunto realmente homogénea, es decir, desprovista de cualquier solución de continuidad puesto que los dos medios (1 y 2) se hallan íntimamente mezclados.

La parte de corcho del tapón representa entre un 50 y un 70% aproximadamente de la masa total.

Preferentemente, las partículas de corcho presentan dos granulometrías diferentes con objeto de permitir la obtención de un tapón más homogéneo.

Por ejemplo, la parte correspondiente al corcho comprende harina y gránulos en una proporción de aproximadamente un tercio de harina por dos tercios de gránulos.

Ventajosamente, se añade a la parte ligante un agente tensioactivo, tal como una silicona, con la finalidad de formar una estructura alveolar más homogénea y de dotar al tapón de unas mejores propiedades de deslizamiento.

Igualmente, puede de manera ventajosa reforzarse la flexibilidad de la red alveolar añadiendo un agente plastificante de tipo polímero, tal como, por ejemplo, un látex natural o sintético.

A título indicativo, el ligante puede de esta manera estar constituido por los componentes que se indican a continuación:

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poliuretano: a razón de entre un 40 y un 80% aproximadamente de la masa total del ligante,

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silicona: a razón de entre un 5 y un 15% aproximadamente de la masa total del ligante,

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látex: a razón de entre un 0 y un 25% aproximadamente de la masa total del ligante,

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agua: a razón de entre un 5 y un 15% aproximadamente de la masa total del ligante.

Para la puesta en práctica del procedimiento, se mezclan, a la temperatura ambiente, el conjunto de los elementos constitutivos de la reacción. Se deposita en cada una de las cavidades individuales de un molde la cantidad de producto necesaria para la fabricación de un tapón a la que se incorpora en la forma en si conocida un agente de desmoldeo apropiado, y se calienta el molde a una temperatura comprendida entre 120 y 160ºC, durante un periodo de tiempo comprendido entre 10 y 30 minutos.

Seguidamente se desmolda y, preferentemente, se estabiliza el tapón, para acabar la reacción, calentándolo a una temperatura comprendida entre 100 y 150ºC, durante un periodo de tiempo comprendido entre 30 y 10 minutos, y después a una temperatura comprendida entre 30 y 90ºC durante un periodo de tiempo comprendido entre 48 horas y 7 días.

Esta etapa final de estabilización es importante dado que, si se prescinde de la misma, unos reactivos no utilizados, subsistentes en el tapón, podrían eventualmente pasar a la bebida alcohólica y conferirle un gusto indeseado.

De acuerdo con una variante operativa, la mezcla inicial es conformada por extrusión a una temperatura comprendida entre 120 y 160ºC, manteniéndose el perfil obtenido a determinada temperatura durante un periodo de tiempo comprendido entre 10 y 30 minutos, y siendo después fraccionado para obtener los correspondientes tapones.

Debe destacarse que el tapón que constituye objeto de la invención puede eventualmente revestirse total o parcialmente con un agente que facilite el deslizamiento o la estanqueidad, elegido entre los que se utilizan habitualmente con esta finalidad.

En la figura 2A se han representado unos gráficos de pruebas comparativas de compresión de tres clases de tapones de un mismo diámetro de 2 mm y de la misma longitud, concretamente un tapón A de acuerdo con la patente FR 2 672 002, un tapón B del tipo truido según la técnica anterior a la que se ha hecho referencia anteriormente y un tapón C de acuerdo con la invención.

La figura 2A ilustra el comportamiento de estos tres tapones según, respectivamente, una compresión del 10% de la longitud de dichos tapones a una velocidad de reducción de la longitud de 10 mm por minuto y una compresión del 50% de dicha longitud a una velocidad de 200 mm por minuto.

En la figura 2B se han representado unos gráficos de recuperación elástica de los mismos tapones A, B y C después de experimentada la compresión.

Las zonas de trazos finos indican la fuerza máxima en Newton para comprimir cada uno de los tapones al 50%, mientras que las zonas de trazos más gruesos indican el valor de la fuerza de expansión para cada tapón comprimido al cabo de 5 minutos de compresión al 50%. A título ilustrativo, para el tapón C objeto de la invención, la fuerza necesaria para comprimir al 50% el tapón es de aproximadamente 480 N, sensiblemente idéntica a la que resulta necesaria para comprimir el tapón A. Al cabo de 5 minutos de compresión, la fuerza de recuperación elástica del tapón C, medida a nivel del aparato de medición, es del orden de 250 N.

Del examen de los gráficos representados en las figuras 2A y 2B se deduce que el tapón C objeto de la invención se sitúa en una muy buena media de dureza y de elasticidad y prácticamente no se deforma en absoluto al experimentar una compresión, mientras que, por ejemplo, el tapón B es más duro y más difícil de colocar en la botella.

En fin, la invención no queda evidente mente limitada a las formas de puesta en práctica que se han descrito anteriormente, sino que, por el contrario, cubre todas las variantes, especialmente en lo que afecta a la naturaleza y a las proporciones de los constitutivos de la parte corcho (1) y de la parte ligante (2), así como a las modalidades operativas, especialmente las temperaturas y los períodos de tiempo de los procesos de conformación.

Claims (9)

1. Tapón del tipo constituido por un aglomerado de partículas de corcho natural (1) y de un ligante orgánico (2), caracterizado porque el ligante (2) se presenta bajo la forma de una estructura alveolar de células abiertas.

2. Procedimiento para la obtención de un tapón según la reivindicación 1, caracterizado porque consiste:

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en mezclar una parte corcho (1) y una parte ligante (2), a razón de entre un 50 y un 70% en masa, aproximadamente, de corcho con respecto a la masa total del tapón, estando constituida la referida parte ligante por un polímero formado por un conjunto de masas molares comprendidas entre 150 g/mol y 500.000 g/mol que presentan, por cadena, al menos una función reactiva de tipo nucleófilo y/o electrófilo y un agente espumante con molécula y/o macromolécula de tipo electrófilo y/o nucleófilo con el que dicho polímero es susceptible de reaccionar químicamente respectivamente, y

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en conformar la mezcla manteniéndola a un a temperatura comprendida entre 120 y 160ºC durante un periodo de tiempo comprendido entre 10 y 30 minutos.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el sistema de conformación consiste en una extrusión, siendo seguidamente fraccionado el elemento continuo obtenido.

4. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque la conformación consiste en situar en la cavidad de un molde la cantidad necesaria para obtener un tapón y en calentar dicho molde a una temperatura comprendida entre 120 y 160ºC durante un periodo de tiempo comprendido entre 10 y 30m minutos, y después en desmoldear el tapón.

5. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el ligante comprende un polímero de base constituido por un prepolímero de poliuretano y un agente espumante constituido por agua.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el referido ligante (2) comprende además un agente tensioactivo, especialmente una silicona, y un plastificante polímero, tal como un látex natural o sintético, siendo respectivamente los porcentajes en masa de la totalidad del ligante:

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poliuretano: entre un 40 y un 80%

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agua: entre un 5 y un 15%

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agente tensioactivo: entre un 5 y un 15%

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plastificante polímero: entre un 5 y un 25%.

7. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque después del desmolde del tapón, se le estabiliza térmicamente calentándolo a una temperatura comprendida entre 30 y 90ºC durante un periodo de tiempo comprendido entre 30 y 90 minutos, y después a una temperatura comprendida entre 30 y 90ºC durante un periodo de tiempo comprendido entre 48 horas y 7 días, con objeto de conferirle las propiedades organolépticas apropiadas.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 7, caracterizado porque la parte corcho comprende partículas de dos granulometrias diferentes.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque la parte corcho (1) comprende aproximadamente un tercio de harina de corcho por dos tercios de gránulos de corcho.