ES2220976T3

ES2220976T3 - Un metodo para producir un estratificado de envasar.

Info

Publication number: ES2220976T3
Application number: ES96911167T
Authority: ES
Inventors: Mikael Berlin; Karin Henningsson
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 1995-04-24
Filing date: 1996-04-23
Publication date: 2004-12-16
Anticipated expiration: 2016-04-23
Also published as: EP0820412A1; SE504226C2; WO1996033923A1; SE9501488D0; JPH11504271A; JP4004540B2; DE69632778T2; ATE269820T1; SE9501488L; EP0820412B1; DE69632778D1; AU5413096A

Abstract

LA DESCRIPCION SE REFIERE A UN MATERIAL LAMINADO PARA EL ENVASADO (10) PARA ENVASES HERMETICOS DE LIQUIDOS, LOS CUALES DESPUES DE SU USO, SE PUEDEN BIODEGRADAR O FORMAR COMPOST FACILMENTE. EL MATERIAL DE ENVASADO (10) TIENE UNA CAPA FORMANDO UN NUCLEO (11) DE MATERIAL BIODEGRADABLE Y EXTERIORMENTE, CAPAS HERMETICAS CONTRA LA HUMEDAD Y EL LIQUIDO (12, 14, RESPECTIVAMENTE) DE UN MATERIAL BIODEGRADABLE SIMILAR, LAS CUALES SE APLICAN A AMBOS LADOS DE LA CAPA DEL NUCLEO, ESTANDO LAS CAPAS UNIDAS A LA CAPA DEL NUCLEO (11) MEDIANTE CAPAS INTERCALADAS (13, 15, RESPECTIVAMENTE) DE AGLUTINANTE BIODEGRADABLE. EL MATERIAL DE ENVASADO (10) SE PRODUCE DE FORMA QUE UNA RED DE MATERIAL BIODEGRADABLE SE CUBRE O SE RECUBRE POR AMBOS LADOS CON UNA DISPERSION ACUOSA DE UN MATERIAL BIODEGRADABLE QUE ACTUA COMO AGLUTINANTE EN UNA CANTIDAD DE ENTRE 0,5 Y 5,0 G/M SUP,2}, SECANDOSE A CONTINUACION LAS CAPAS DE AGLUTINANTE. LA RED SECA Y RECUBIERTA SE UNE O CON LAMINAS EN FORMA DE RED PREFABRICADAS DE MATERIAL BIODEGRADABLE O CON MATERIAL BIODEGRADABLE, EL CUAL SE EXTRUYE SOBRE AMBAS CARAS DE LA RED, PARA LA FORMACION DE LAS CAPAS EXTERIORES HERMETICAS CONTRA LA HUMEDAD Y LOS LIQUIDOS (12 Y 15) DEL MATERIAL DE ENVASADO (10).

Description

Un método para producir un estratificado de envasar.

Ámbito técnico

La presente invención se refiere a un método de producir un estratificado de empaquetar o envasar para envases impermeables a los líquidos, comprendiendo dicho estratificado de empaquetar una capa central de papel o cartón y capas exteriores de una poliláctida que se aplica sobre ambas caras de la capa central y que son unidas con una buena unión o fuerza adhesiva a la capa central interyacente por medio de una capa de copolímero de acetato etilvinílico.

Antecedentes técnicos

Uno de los usos habituales de la tecnología del envasado, es la fabricación de envases de un solo uso impermeables o estancos a los líquidos, de naturaleza desechable, que son producidos a partir de un estratificado de envasar en forma de lámina o banda del tipo de las que poseen una capa central o de núcleo, de un material rígido pero plegable y capas exteriores impermeables a los líquidos en ambos lados de la capa central.

Un envase, muy conocido en la técnica, es el Tetra Brik®, el cual es fabricado por conformado y doblado de un material de envasar en forma de banda que es suministrado con líneas de doblado y que está formada por una capa central de papel o cartón y revestimientos exteriores termoplásticos impermeables a los líquidos, normalmente de polietileno, que se emplea para la producción racional de envases por termosellado. Otro envase bien conocido del tipo descrito en la introducción es el Tetra Rex®, el cual se fabrica partiendo de piezas troqueladas en forma de hoja que están provistas de líneas de doblez y que han sido obtenidas a partir de un estratificado de envasar que consta de una capa central de papel o cartón y revestimientos exteriores termoplásticos impermeables a los líquidos, preferiblemente de
polietileno.

Además, el material de los envases, en ambos de los casos mencionados y en otros de los conocidos como desechables de un solo uso, debe suministrarse con una o mas capas adicionales del mismo u otros materiales distintos de los mencionados con anterioridad, por ejemplo metal u otros tipos de plásticos, al objeto de proporcionar, cuando sea necesario, al envase acabado propiedades de protección suplementaria del producto, como estanqueidad frente a los gases, protección a la luz, etc.

Un factor decisivo en la elección de la composición del estratificado de envasar es, de un lado, que el envase proporcione la mejor protección posible al producto envasado, y por otra, que el estratificado de envasar permita una producción racional de envases a escala industrial, por ejemplo, con las máquinas modernas de envasado y llenado que llenan y obturan envases a regímenes de producción muy altos. Otro factor importante es, naturalmente, que el estratificado de envasar debe ser fácil de producir y que los envases obtenidos con él deben ser fáciles de manejar y adecuados para su uso.

Del mismo modo que se han centrado más rigurosas exigencias en el máximo ahorro en la explotación de las materias primas y en un creciente reciclado y reutilización en los envases de consumo, la investigación y desarrollo de materiales en la industria del envasado se ha centrado recientemente, y cada vez más, en la producción y desarrollo de materiales de envasado que, con mayor intensidad que hasta ahora, hagan posible una producción y un reciclado de envases ecológicos y que no dañe al medioambiente, sin despreciar las exigencias sobre la protección del producto y la conveniencia de manipulación de los propios envases. En sintonía con estas tendencias de desarrollo, el interés se ha enfocado particularmente en los llamados biopolímeros y otros materiales similares de fuentes de materias primas renovables, como materiales substitutivos de los plásticos obtenidos del petróleo empleados con anterioridad, como el polietileno.

Son conocidos per se en la tecnología los estratificados de envasar que se componen de capas de materiales no basados en el petróleo, por ejemplo biopolímeros y materiales similares biodegradables.

Por ejemplo la memoria de la patente EP-A-0 542 143 describe un estratificado de envasar que se compone de capas de papel, cartón y biopolímeros en la cual dos o más capas de papel o cartón están unidas una a otra con la ayuda de capas de adhesivo o aglutinante interyacente de material biodegradable, por ejemplo almidón o materiales basados en el almidón. Los envases son producidos partiendo del bien conocido estratificado de envasar descrito en EP-A-0 542 143, el cual, después de su uso previsto, puede descomponerse o convertirse en material compuesto reutilizable (compost).

Un serio inconveniente inherente de lo antes descrito, y también de otros estratificados de envasar similar de la tecnología anterior es, sin embargo, es que la fuerza de adherencia o de unión interna entre las capas del estratificado de envasar es insatisfactoria y a menudo insuficiente para mantener fiablemente juntas las capas individuales de material, en una estructura estratificada o de láminas bien integrada, lo cual es necesario en orden a que el estratificado de envasar no se exfolie o resulte dañado mientras dicho estratificado de envasar se usa en un envase. En otras palabras, está probada la dificultad para producir, a partir de estratificados de envasar de la tecnología previa, envases compostables del tipo biodegradable o transformables en compost, que satisfagan los requisitos sobre la mejor protección posible del producto
envasado.

Objetivos de la invención

Un objetivo de la presente invención es por tanto proporcionar un método de producir de un estratificado de envasar conforme con el preámbulo de la reivindicación.

Solución

Este objetivo se conseguirá conforme a la presente invención por medio del método definido en la reivindicación adjunta.

Los términos "biodegradable" o "compostable" están tomados ambos aquí, en la descripción siguiente y en la reivindicación adjunta, con el significado de que el material cuando se expone libremente a la acción de los microorganismos de la naturaleza es rápidamente descompuesto o degradado en sus partes componentes naturales sin la formación de substancias medioambientalmente inaceptables y sin la necesidad de emplear aceleradores químicos de la degradación medio ambientalmente peligrosos. Las expresiones "biodegradable y "compostable" abarcan aquí aquellos materiales que se descomponen bajo la acción de las condiciones naturales en sus partes componentes que se producen de manera natural en una cantidad correspondiente al menos a 80 por ciento, preferiblemente al menos a 90 por ciento y más preferiblemente en un 100 por ciento. En lo sucesivo las expresiones "biodegradable y "compostable" se emplearán alternativamente y de modo intercambiable, pero son de importancia y significado equivalente.

Como ha sido ya mencionado, se ha probado previamente que es difícil producir estratificados de envasar biodegradables o descomponibles que posean una superior fuerza de adherencia o unión entre las capas individuales de material en la estructura del estratificado de envasar. En particular, se ha probado la dificultad de unir, con la adecuada fuerza de unión, las dos capas exteriores de material biodegradable a la capa central interyacente al material biodegradable, independientemente de que las capas estén unidas directamente una a otra o por intermedio de una capa de material biodegradable que sirva de adhesivo o aglutinante entre la capa central y cada una de las respectivas capas exteriores. Por ejemplo, los intentos de unión de capas exteriores de poliláctida (que es un ejemplo de material biodegradable conocido) directamente a una capa central de fibras de pasta de madera, por ejemplo cartón, han fallado a causa de la insuficiente fuerza de la unión entre las
capas.

Una explicación del fallo de los primeros intentos para producir un estratificado de envasar biodegradable o descomponible puede ser que las dos capas exteriores de poliláctida fueron extruidas a una temperatura demasiado baja (a lo sumo de aproximadamente 200ºC) que, por otro lado, debe ser baja (esto es, a lo sumo de aproximadamente 200ºC) al objeto de evitar la degradación térmica de la poliláctida.

La poliláctida es un ejemplo válido de un material biodegradable que ha sido largamente deseado en la tecnología para emplear como barrera contra la humedad o los líquidos en un estratificado de envasar. La poliláctida está fácilmente disponible y se degrada hasta casi el 100 por ciento bajo la acción de los microorganismos existentes en la naturaleza. Además, una propiedad valiosa inherente en una poliláctida es que es termosoldable, lo que hace a la poliláctida particularmente atractiva como material en las capas exteriores de un estratificado de envasar, que permite con ello la producción de uniones o juntas de obturación estancas, perdurables y mecánicamente resistentes por termosoldadura durante la transformación de los estratificados en envases.

Conforme a la presente invención, el deseo de emplear poliláctida como barrera externa para la humedad y los líquidos en un estratificado de envasar se satisface por medio de una capa de un copolímero de acetato etilvinílico (EVA) dispuesto entre la capa central del estratificado de envasar y cada una de las respectivas capas de poliláctida exteriores.

EVA es un copolímero biodegradable, y esta expresión está definida anteriormente, y se ha probado, en forma sorprendentemente adecuada, que es capaz de trabajar como adhesivo o aglutinante entre la capa central del estratificado de envasar y cada una de las respectivas capas exteriores de poliláctida. De acuerdo con la invención, se ha probado que la capa central y las capas exteriores de poliláctida de un estratificado de envasar pueden unirse entre sí con una extraordinariamente buena fuerza en la unión, si las capas exteriores de poliláctida son extruidas a baja temperatura de extrusión, como a lo sumo de aproximadamente de 200ºC. En la presente invención, esta baja temperatura de extrusión, frente a las técnicas de la tecnología predecesora, es ventajosa porque hace posible la producción del estratificado de envasar con un regímenes de producción incrementados.

Conforme a la presente invención, la capa central consta de papel o cartón, como ha sido ya mencionado, que son materiales biodegradables empleados a menudo en la industria del envasado para producir estratificados de envasar rígidos, pero plegables.

Breve descripción de los dibujos que se acompañan

La presente invención será descrita con gran detalle seguidamente, con especial referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:

La figura 1 muestra esquemáticamente un corte transversal a través del estratificado de envasar conforme a la presente invención.

La figura 2 muestra esquemáticamente cómo puede producirse el estratificado de envasar de la figura 1, empleando el método de acuerdo con una realización la presente invención.

La figura 3 muestra esquemáticamente cómo puede producirse el estratificado de envasar de la figura 1, empleando el método de acuerdo con otra realización de la presente invención, y

La figura 4 muestra esquemáticamente un envase del tipo convencional producido partiendo de un estratificado de envasar conforme a la presente invención.

Descripción de las realizaciones preferentes

La figura 1 muestra esquemáticamente una sección transversal a través de la hoja o la banda del material de envasar de acuerdo con la presente invención que ha recibido el número 10 de la referencia general. Si bien el estratificado de envasar 10 en la figura 1 se muestra con cinco capas individuales de material 11-15, el estratificado de envasar 10 puede estar compuesto de una o más capas laminares sin separarse del concepto de la invención, como se describe aquí, y se define en las reivindicaciones adjuntas. Sin embargo, en aras a la claridad, se muestran únicamente las capas de material esenciales para comprender la presente invención.

El estratificado de envasar 10 de la figura 1 comprende una capa central 11 estructuralmente rígida, pero pleglable, de papel o cartón que proporciona al estratificado de envasar las deseadas rigidez y estabilidad mecánica.

Las capas exteriores 12 y 14, respectivamente, de poliláctida están dispuestas a ambos lados de la capa central 11. Las dos capas exteriores 12 y 14 son impermeables a la humedad y a los líquidos, y se emplean para proporcionar al estratificado de envasar 10 propiedades de estanqueidad frente a la humedad y los líquidos.

En la realización ilustrada del estratificado de envasar 10 de acuerdo con la invención, las dos capas exteriores 12 y 14 son de poliláctida que es termosoldable y hace con ello posible la producción de envases mediante una simple obturación por calor convencional del estratificado de envasar 10.

Las dos capas exteriores de poliláctida 12 y 14 están unidas a la capa central 11 por intermedio de las capas 13 y 15, respectivamente, de adhesivo o aglutinante interyacente de materiales biodegradables, tal y como esta expresión ha sido definida anteriormente.

El adhesivo o aglutinante biodegradable, de acuerdo con la presente invención, es, como fue mencionado con anterioridad, un copolímero de acetato etilvinílico (EVA) el cual puede unir, con una extraordinariamente buena fuerza de unión, las dos capas de poliláctida exterior 12 y 14 con la capa central 11 para formar un estratificado de envasar 10 bien constituido. La mayor fuerza de unión entre las dos capas exteriores de poliláctida 12 y 14 y la capa central 11 se alcanzará además cuando las capas de poliláctida 12 y 14 sean aplicadas por extrusión a baja temperatura, por ejemplo 200ºC o menor, la cual en las técnicas anteriores conocidas habría sido demasiado baja para alcanzar una fuerza de unión satisfactoria entre las capas de poliláctida y las capas de papel o
cartón.

El estratificado de envasar 10 de la figura 1 puede producirse, conforme a esta invención, en la forma que se muestra esquemáticamente en la figura 2. Al objeto de facilitar la comparación entre la figuras 1 y 2, han sido empleados los mismos números de referencia para las mismas partes o las partes correspondientes del estratificado de envasar pero añadiendo un símbolo prima (').

Una banda 11' de papel o cartón es desbobinada de un carrete almacén (no mostrado) en la dirección que señala la flecha de la izquierda de la figura 2. La banda 11' se cubre o reviste en 16 con una dispersión acuosa de copolímero de acetato etilvinílico (EVA), que es aplicado en capas delgadas continuas 13' y 15' respectivamente, a ambos lados de la banda.

La dispersión acuosa se aplica a la banda 11' en una cantidad que corresponde a entre 0,5 y 5,0 g/m^{2}, la cual, conforme a la presente invención, es una cantidad aplicable óptima para alcanzar la pretendida superior fuerza de unión entre las capas del estratificado de envasar.

Después de la aplicación de la dispersión acuosa de EVA, la banda cubierta 11' se seca en 17, mediante calentamiento que consigue eliminar (evaporar) el agua y ajustar el contenido de humedad de las capas de aglutinante aplicadas 13' y 15' al nivel adecuado.

La banda seca 11' es conducida después por medio de un rodillo desviador 18 hacia el espacio de presión entre los rodillos calentados 19 al mismo tiempo que las películas de poliláctida en forma de banda prefabricada 12' y 14', se unen con la banda por ambas caras de ella y son unidos permanentemente con la banda mediante la aplicación de calor y presión en el paso a través del espacio entre los rodillos calentados 19.

La banda de material 10' de estratificado de envasar resultante de la operación de laminación en los rodillos 19 puede enrollarse después sobre carretes almacén para su transporte y manipulación posteriores o llevado a una máquina de envasar, del tipo de las que, partiendo de materiales de envasar en forma de banda, conforman, rellenan y producen envases terminados en la forma per se conocida.

La figura 3 muestra esquemáticamente un método para producir un estratificado de envasar 10 conforme a otra realización de la presente invención. También en esta figura se han empleado las mismas referencias numéricas que en la figura 1 para las mismas partes o las partes correspondientes del estratificado de envasar pero añadiendo un símbolo segunda ('').

El método conforme a esta invención que se muestra en la figura 3 difiere del método conforme a esta invención que se muestra en la figura 2 principalmente en que las dos capas de poliláctida 12'' y 14'' se producen mediante un proceso de extrusión en relación con el proceso de laminación empleado en los rodillos calentados 19, mientras que las capas de poliláctida correspondientes al ejemplo precedente consistían en películas de poliláctida prefabricado en forma de tejido.

Después de cubrir o revestir en 16 con una dispersión acuosa de copolímero de acetato etilvinílico (EVA) en una cantidad de entre 0,5 y 5,0 g/m^{2} sobre ambas caras de la banda 11'' y secar las capas aplicadas de EVA 13'' y 15'' en 17, la banda 11'' es llevada a través del rodillo flector 18 hacia el espacio de presión entre los rodillos calentados 19, al mismo tiempo que unas capas continuas delgadas 12'' y 14'' de poliláctida son extruidas por medio de los extrusores 20 y 21, respectivamente, sobre ambos lados de la banda, para formar un estratificado de envasar 10 en forma de banda bien integrada.

También en este caso, la banda del estratificado 10'' de envasar producida puede ser enrollada en carretes almacén para su transporte y posterior manipulación, o llevada a una máquina convencional de envasar y rellenar, del tipo de las que conforman, rellenan y obturan envases en la forma per se conocida.

Finalmente la figura 4 muestra esquemáticamente la parte superior de un envase contenedor convencional 22 del tipo Tetra Brik® que puede producirse a partir de un estratificado de envasar 10 conforme a esta invención.

El recipiente de envase 22 de la figura 4 está producido partiendo de un estratificado de envasar en forma de banda provisto de líneas de doblado, en el cual los dos bordes longitudinales de la banda se unen uno con otro en una junta o unión de solape para formar un tubo. El tubo se llena con el contenido deseado y se divide en envases cerrados mediante sucesivas operaciones de soldadura transversal del tubo ortogonalmente a la dirección longitudinal del tubo y por debajo del nivel adecuado del contenido del tubo. Los envases son separados unos de otros mediante incisiones en las zonas de soldadura transversal y se les confiere la configuración geométrica deseada, normalmente paralelepipédica, mediante una operación final de conformación y obturación, con la forma final de los envases llenos 22 del tipo mostrado en la figura.

Después del vaciado, el recipiente de envase 22 de acuerdo con la invención puede ser descompuesto de un modo ecológica y medio ambientalmente aceptable, mediante biodegradación, sin añadir productos químicos para la degradación, medio ambientalmente peligrosos.

Con objeto de acelerar la biodegradación o la descomposición de los envases usados conforme a esta invención, estos envases deben triturarse o fragmentarse por otros medios al objeto de facilitar el acceso de la humedad y los microorganismos al material biodegradable en el terreno o en la masa fragmentada del material de los envases.

Una ventaja particular inherente al recipiente de envase conforme a la presente invención es, de este modo, la mayor rapidez y facilidad con la que este material se degrada y descompone en sus partes constituyentes de manera natural sin la necesidad de mezclarlos aditivos químicos peligrosos.

Por lo tanto, se pone de manifiesto de las explicaciones anteriores que el objetivo de la presente invención se puede alcanzar fácil y eficazmente empleando materiales disponibles, de fuentes de materias primas renovables y empleando las técnicas y equipos disponibles ya existentes.

Claims

1. Un método de producir un estratificado de envasar para envases impermeables a los líquidos, comprendiendo dicho estratificado de envasar (10) una capa central o de núcleo (11), de papel o cartón, y capas exteriores (12,14) de una poliláctida que son aplicadas sobre ambas caras de la capa central y se unen con buena resistencia de unión o adhesiva a la capa central (11) interyacente por intermedio de una capa de copolímero de acetato etilvinílico, caracterizado porque una banda (11'') de papel o cartón se cubre por una o ambas de sus caras con una capa delgada continua (13'', 15'') de una dispersión acuosa de copolímero de acetato etilvinílico en una cantidad correspondiente de entre 0,5 y 5,0 g/m^{2} sobre una o ambas caras de la banda (11''); porque la banda cubierta es secada eliminando (evaporando) agua; y porque la banda seca se cubre con una capa delgada (12'', 14'') de una poliláctida que es extruida sobre ambas caras de la banda para la formación de un estratificado de envasar (10'') final bien integrado.