ES2260081T3 - Tintas y revestimientos para imprimir en superficies para su empleo en envases de papel o de pelicula flexible. - Google Patents
Tintas y revestimientos para imprimir en superficies para su empleo en envases de papel o de pelicula flexible.Info
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Abstract
Una formulación de revestimiento no acuoso compatible con procesos de envasado aséptico que consta de los siguientes componentes: 1) un barniz para mezcla que consta de una resina poliamídica de tipo codisolvente modificada fenólicamente, aditivos especializados escogidos de entre plastificantes y promotores de adherencia, y una mezcla disolvente no acuosa; y 2) una base de barniz de compuesto nitrocelulósico, y una mezcla disolvente no acuosa; y donde todos los componentes presentes en la formulación son estables en la presencia de un agente oxidante.
Description
Tintas y revestimientos para imprimir en
superficies para su empleo en envases de papel o de película
flexible.
Esta invención versa acerca de formulaciones de
revestimientos y tintas no acuosas para su empleo en envases de
papel o de película flexible, que requieren condiciones de envasado
asépticas. También se exponen los materiales imprimidos y revestidos
para envasar, y métodos de envasado aséptico, así como los envases
asépticos.
Los alimentos están envasados habitualmente en
raciones, que pueden ser de ración única o de múltiple raciones. En
todos los ámbitos de la industria alimenticia se usan los envases
desechables. La capacidad de imprimir información directamente en
tales envases ofrece ahorros en costes, pero el proceso de envasado
al que se someten los materiales es exigente. Normalmente los
alimentos como la leche y el zumo requieren un envasado bajo
condiciones asépticas o estériles, lo que significa que cualquier
revestimiento y/o tinta para imprimir usados para etiquetar tales
envases deben poder soportar tales condiciones. Los materiales
principales para envasar productos consisten en películas flexibles,
como el polietileno solo o en combinación con otras resinas de
polímeros. Sin embargo, también se emplean materiales de envasado de
láminas a base de papel que constan normalmente de papel,
polietileno y papel de aluminio.
Los ejemplos de materiales de envases de láminas
a base de papel son bien conocidos en la especialidad, e incluyen,
por ejemplo los materiales expuestos en las patentes estadounidenses
con los números 5.635.011, otorgada el 3 de junio de 1997 a Rosen;
5.531.060, otorgada el 2 de julio de 1996 a FAYET et al.;
4.495.016, otorgada el 28 de enero de 1985 a
Viberg et al.; 4.461.667, otorgada el 24 de julio de 1984 a Pupp; y 4.424.260, otorgada el 3 de enero de 1994 a Pupp.
Viberg et al.; 4.461.667, otorgada el 24 de julio de 1984 a Pupp; y 4.424.260, otorgada el 3 de enero de 1994 a Pupp.
Los ejemplos de envases de película flexible
polimérica termosellables están fabricados normalmente para ser
envases desechables para contener sustancias fluidas, incluyendo por
ejemplo líquidos como la leche, zumos de fruta y similares. La forma
preferida de envasado es una bolsa con forma de almohada que se
suele fabricar en un aparato de forma vertical, de llenado y
sellado, estando la sustancia fluida dentro de la bolsa como parte
de su fabricación. Normalmente se colocan múltiples bolsas de este
tipo en bolsas mayores sobre las que puede estar impresa la
información del producto. En dicho caso, la bolsa mayor no está en
contacto directo con el alimento que está envasado y, en
consecuencia, los requerimientos para la tinta son sustancialmente
diferentes de aquellos en los que la bolsa misma contiene la
información impresa relativa al contenido del producto y en los que
la película impresa está en contacto con el alimento.
Por lo tanto, cuando un producto alimenticio ha
de ser envasado y esterilizado, la película usada para fabricar la
bolsa o envase para dicho producto también debe estar esterilizada.
Además, la película impresa debe tener la capacidad no solo de
soportar las condiciones asépticas del envasado requeridas para los
productos alimenticios esterilizados, sino que también debe tener la
capacidad de soportar los rigores de la fabricación, transporte,
almacenaje, y manipulación desde el envasado hasta el punto de
venta. Estos requerimientos también se aplican a productos que no
están esterilizados pero están sujetos a condiciones de envasado
asépticas.
Los requerimientos para que una tinta sea
aplicada a la superficie de películas poliméricas dependen
enormemente de las condiciones de fabricación y del producto que ha
de ser envasado. La película impresa debe soportar cualquier
operación de conversión, como la impresión, laminado, revestimiento,
y el corte en tiras de una anchura adecuada. Anteriormente, para
fabricar envases impresos que tuviesen la capacidad de ser
esterilizados, por ejemplo, en una solución de agua oxigenada
caliente, se aplicaba una lámina adicional de película mediante un
paso de laminado para cubrir y proteger la superficie de la película
impresa.
Las tintas y revestimientos para su uso con
materiales de envasado asépticos, en particular las bolsas de
película, deben cumplir un número de requerimientos distintos y por
lo tanto el desarrollo de formulaciones apropiadas ha planteado un
problema. Por ejemplo el agua oxigenada usada para esterilizar la
película impresa puede hacer que la tinta se despegue de la
superficie del polímero, se disuelva, se decolore o se corra, de
modo que la imagen gráfica sobre la bolsa se degrade
inaceptablemente. Los componentes de la tinta pueden hacer que el
esterilizante de agua oxigenada se descomponga a un ritmo acelerado
que acorte su vida útil y pueda suponer un riesgo serio para la
seguridad si el recipiente contenedor no está bien ventilado.
La mayoría de los sistemas de tinta, ya estén
basadas en disolventes o basadas en agua, no son adecuados para las
películas impresas que están esterilizadas en agua oxigenada
caliente. A continuación se exponen un número de criterios para
identificar los sistemas de tinta apropiados. Las películas impresas
deben tener las siguientes propiedades: resistencia al desgaste;
resistencia al corrimiento y durabilidad del color en presencia de
soluciones de agua oxigenada caliente; seguridad para envasar
alimentos líquidos como leche, zumo y agua durante el periodo de
caducidad del producto fluido; y ausencia de reactividad con la
solución de agua oxigenada caliente; y falta de catalización en su
reacción de descomposición.
Se ha propuesto una amplia variedad de tintas y
revestimientos para imprimir en envases flexibles en la literatura
de patentes que están disponibles comercialmente. Típicamente, estas
tintas se imprimen mediante impresión tipográfica rotatoria usando
planchas de goma flexibles o mediante impresión por fotograbado
usando cilindros grabados recubiertos con cromo en una amplia
variedad de sustancias incluyendo películas de plástico
seleccionadas de entre poliolefinas, poliésteres, poliestireno,
celofán, acetato de celulosa y similares. Ver, por ejemplo, la
patente U.S. nº 5.338.785, otorgada el 16 de agosto de 1994 a
Catena, et al.; la patente U.S. nº 5.658.968, otorgada el 19
de agosto de 1997 a Catena, et al.; y la patente U.S. nº
4.321.185, otorgada a Benítez el 23 de marzo de 1982.
También se conocen las formulaciones de
revestimientos y tintas para imprimir sobre materiales laminados a
base de papel para un envasado aséptico. Este tipo de material de
envasado se vende comercialmente por Tetra Pak International AB y
por Combibloc Inc. Un ejemplo de un envasado fabricado de dicho
material es un cartón que puede ser un cartón aséptico susceptible
de ser cerrado a voluntad. Normalmente el cartón está esterilizado
previamente, y la leche, después de estar sometida a un
procedimiento a una temperatura elevadísima (ultra high
temperature, UHT), se coloca en el cartón y luego se sella
herméticamente para prevenir cualquier contaminación.
Típicamente los envases laminados o cartones se
componen de tres materiales: papel (70%), polietileno (24%) y papel
de aluminio (6%). El papel proporciona rigidez, fuerza y la típica
forma de bloque. El polietileno usado en la capa más interna sella
el envase. El papel de aluminio proporciona una barrera para la luz
y el oxígeno. Un revestimiento protector de polietileno en el
exterior mantiene al cartón seco y cubre la superficie impresa. Este
revestimiento puede ser laminado o revestido mediante la extrusión.
La impresión de la superficie del cartón puede estar hecha mediante
impresión flexográfica rotatoria que requiere un paso de laminado y
corte después de la impresión.
Se pueden encontrar ejemplos de los materiales
para envases laminados a base de papel en la literatura de patentes.
Estos materiales se usan para producir envases asépticos. Se exponen
ejemplos de los materiales típicos en las patentes estadounidenses
con los números 4.424.260, otorgada el 3 de enero de 1984 a Pupp;
4.416.667, otorgada el 24 de julio de 1984 a Pupp; y 4.495.016,
otorgada el 22 de enero de 1985 a Viberg et al. La última
patente hace referencia a una capa impresa, pero la estructura del
material de envase y el proceso no entrañan el exponer a la capa
impresa a las condiciones de esterilización usadas en el proceso de
envasado. El proceso se vuelve más complicado porque esto debe
evitarse.
Un aspecto importante de las formulaciones de
tinta y revestimientos de la presente invención es que aunque las
resinas poliamídicas y las resinas poliamídicas de tipo codisolvente
han sido incorporadas previamente como barniz de base en sistemas de
tinta y revestimientos, nadie se ha percatado previamente acerca de
la necesidad de incorporar dichas resinas con una alta funcionalidad
propicia a las buenas condiciones de oxidación, en particular con
H_{2}O_{2}. Aunque los fabricantes de dichas resinas
poliamídicas sugieren cómo han de usarse sus productos, estas
sugerencias son meramente puntos de partida y no proporcionan
instrucciones que puedan ser llevadas a cabo de forma rutinaria para
formular una formulación de tinta o revestimiento apropiados. Se ha
descubierto que la combinación particular de los componentes
propuestos para la presente formulación de tinta o revestimiento de
la presente invención permite la producción de una película de
superficie impresa o revestida o de un material de envasado a base
de papel, que pueden ser sometidos a las condiciones que existen en
un proceso típico aséptico de envasado de alimentos. Dichas
condiciones son bastante severas y normalmente resultan en la
degradación de la tinta o revestimiento de la superficie del
envase.
La presente invención ofrece formulaciones de
tintas y revestimientos que pueden ser aplicadas a cualquier capa de
película o a cualquier capa de otro envase laminado
independientemente de si el material está expuesto a condiciones de
envasado estéril. A diferencia de formulaciones previas dentro de la
especialidad, no se necesita ninguna capa protectora de
recubrimiento para la superficie de revestimiento o impresa del
material del envase.
En un aspecto, la presente invención proporciona
una formulación de revestimiento no acuoso compatible con procesos
de envasado asépticos que consta de los siguientes componentes:
- 1)
- un barniz para mezcla que consta de una resina poliamídica de tipo codisolvente modificada fenólicamente, aditivos especializados seleccionados de entre plastificantes y promotores de adherencia, y una mezcla disolvente no acuosa; y
- 2)
- una base de barniz de compuesto nitrocelulósico, y una mezcla disolvente no acuosa; y
- donde todos los componentes presentes en la formulación son estables en la presencia de un agente oxidante.
En otro aspecto de la invención, se proporciona
una formulación de tinta compatible con los procesos de envasado
asépticos que consta de los siguientes componentes:
- 1)
- un barniz para mezcla que consta de una resina poliamídica de tipo codisolvente modificada fenólicamente y de una mezcla disolvente no acuosa;
- 2)
- una base de barniz de compuesto nitrocelulósico que incluye al menos un pigmento y una mezcla disolvente no acuosa;
- 3)
- una solución de una sal metálica de ácido propiónico; y
- 4)
- aditivos especializados seleccionados de entre plastificantes y promotores de adherencia.
- donde todos los componentes presentes en la formulación son estables en la presencia de un agente oxidante.
En otro aspecto adicional de la invención, se
proporciona un proceso para fabricar una formulación de
revestimiento que es estable cuando se aplica a una superficie de
material de envase y sigue siéndolo cuando la película se usa para
envasar productos alimenticios bajo condiciones de envasado
asépticas, que constan de los pasos de disolver al menos una resina
poliamídica de tipo codisolvente, modificada fenólicamente en al
menos un disolvente no acuoso, y cuando se requiere combinar la
mezcla anterior con los siguientes componentes adicionales: al
menos una cera sintética, al menos un agente deslizante y liberador,
al menos un tipo de nitrocelulosa, y uno o más aditivos
especializados seleccionados de entre plastificantes y promotores de
adherencia.
En otro aspecto, la invención proporciona un
proceso para fabricar una formulación de tinta que es estable cuando
se aplica a una superficie de material de envase y sigue siéndolo
cuando el material se usa para envasar productos alimenticios bajo
condiciones de envasado asépticas, que constan de los pasos de
disolver al menos una resina poliamídica de tipo codisolvente,
modificada fenólicamente en al menos un disolvente no acuoso,
combinando la mezcla anterior con un tipo de nitrocelulosa, al menos
un pigmento y una solución no acuosa de una sal metálica de ácido
propiónico, y, cuando se requiera, con al menos una cera sintética,
al menos un agente deslizante y liberador, y uno o más aditivos
especializados seleccionados de entre plastificantes y promotores de
adherencia.
La invención también proporciona un proceso para
producir una película flexible para envasar, una superficie de la
cual está impresa, y dicha película se usa en la fabricación de
productos alimenticios envasados asépticamente que consta de los
pasos de formar una película flexible de al menos una resina o una o
más capas de película hechas a partir de resinas seleccionadas de
entre polímeros de etileno, polímeros de poliéster, polímeros de
acetato de etileno-vinilo, polímeros de
hidroxietileno vinilo y polímeros de nilón solos o combinados; y se
le aplica la formulación de tinta como se describe anteriormente a
la superficie de la película con un patrón definido.
Preferiblemente, antes de aplicar la tinta a la
película se la trata para mejorar su humectabilidad. Este
tratamiento puede ser un tratamiento por descarga de corona o por
llama. La película impresa se reviste preferiblemente con una capa
transparente después de la impresión.
En otro aspecto, se proporciona un proceso para
producir un material laminado de envasado a base de papel que tiene
una de sus superficies impresas, material que se usa en la
fabricación de productos alimenticios envasados asépticamente,
proceso que consta de los pasos de formar un material laminado de
envasado a base de papel y aplicar a una superficie exterior del
mismo, usando los indicios la formulación de tinta como se ha
descrito anteriormente.
El material de envase impreso puede también ser
recubierto después de la impresión con una capa transparente,
revestimiento que es preferiblemente la formulación de revestimiento
de la presente invención.
En otro aspecto adicional, se proporciona un
proceso de envasado aséptico de alimentos que consta de los pasos de
imprimir en la superficie de una película flexible de envasado con
al menos una tinta de impresión que tenga la formulación descrita
anteriormente, sometiendo a la película flexible impresa de envasado
a un proceso de esterilización de los envases que están en contacto
con los alimentos que consiste en pasar la película flexible,
impresa, esterilizada a una zona estéril donde se forma un envase;
llenar este de un producto alimenticio, sellarlo herméticamente y
cortarlo; y descargar el producto alimenticio sellado y envasado. El
producto alimenticio puede estar esterilizado.
En otro aspecto de la invención, se proporciona
un proceso de envasado de alimentos donde el material de envase
consta de un material laminado de envasado a base de papel que tiene
una superficie impresa exterior, donde la tinta aplicada a la
superficie del material de envase consta de una formulación de tinta
como se expone en la reivindicación 3, proceso que consiste en
someter al material de envase impreso a condiciones de envasado
asépticas de alimentos donde el envase se construye de material
laminado de envasado a base de papel reimpreso, y el proceso incluye
pasar el material impreso a través de una zona estéril donde el
alimento se coloca en el envase y el envase se sella
herméticamente.
Preferiblemente, la presente invención
proporciona una formulación para un revestimiento, como se ha
expuesto anteriormente, donde el barniz para mezcla forma entre
aproximadamente el 40 hasta aproximadamente el 50% en peso; la base
de compuesto nitrocelulósico forma entre aproximadamente el 30 hasta
aproximadamente el 40% en peso; la mezcla disolvente no acuosa forma
entre aproximadamente el 10 hasta aproximadamente el 30% en peso y
los aditivos especializados forman el resto de la formulación hasta
el 100% en peso.
Para comprender las condiciones a las que se
puede someter a la película impresa durante la fabricación,
distribución y venta, se hace referencia a la fabricación de bolsas
de leche esterilizada usando equipos de forma vertical, de llenado y
sellado. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que la presente
invención puede ser usada en todo tipo de operaciones de envasado
donde se apliquen condiciones asépticas y se envase material
alimenticio, independientemente del equipo utilizado.
El aparato de forma vertical, de llenado y
sellado preferido por las industrias lácteas se vende con la marca
de fábrica Enance™ Flexible Aseptic Packaging Systems [Sistemas de
envasado aséptico flexibles Enhance™] fabricado por DuPont Canada
Inc.
El éxito de un envasado aséptico depende de dos
operaciones importantes. Primero, el material de envase debe estar
esterilizado y, segundo, la zona estéril debe mantenerse mientras el
envase se forma, llena y sella.
Se prefiere un baño en una solución de agua
oxigenada caliente para esterilizar la película de envasado. Una vez
que la película ha sido expuesta al baño, ésta entra a una zona
estéril donde pasa por encima de una plancha de formación, que dobla
el material en un tubo. El borde de este tubo se sella en una unidad
de sellado vertical, y el producto se introduce en el envase. El
envase lleno se sella herméticamente a la vez que se corta en una
unidad horizontal de sellado/cortado. El envase se descarga en una
transportadora.
Se pueden usar diferentes métodos de
esterilización en distintas partes del aparato. En la propia
máquina, se prefiere utilizar una combinación de agua oxigenada y
aire calentado para crear una zona estéril, y se mantiene la
esterilidad mediante una capa de aire estéril incinerado. El vapor
se combina con el agua oxigenada para esterilizar el sistema de
suministro del producto.
El tamaño del envase depende del producto que
vaya a ser envasado, pero puede variar desde pequeño a grande, por
ejemplo, desde 50 ml hasta varios litros o más. Las ventajas del
envasado por medio de bolsas han sido bien documentadas en la
literatura de patentes, pero las ventajas pueden verse incrementadas
cuando las propias bolsas contienen material impreso relativo al
producto contenido en las mismas, como es posible en conformidad con
la presente invención. Habitualmente se colocan bolsas no impresas
dentro de una bolsa mayor externa que contiene información impresa
acerca del producto. La presente invención puede eliminar este
requerimiento.
Los requerimientos para que una tinta sea
aplicada a la superficie de películas poliméricas dependen en gran
medida de las condiciones de fabricación y del producto que deba ser
envasado. La película impresa debe soportar cualquier operación de
conversión, como impresión, laminado, revestimiento, y cortado en
rollos de anchura apropiada. Anteriormente, para producir envases
impresos que tendrían la capacidad de ser esterilizados en una
solución de agua oxigenada caliente, se aplicaba una capa de
película adicional mediante un paso de laminado o revestimiento
mediante extrusión para cubrir y proteger la superficie de la
película impresa.
Los procesos de esterilización que pueden formar
parte de la operación de envasado pueden estar seleccionados de
entre autoclave por vapor, ozono, gas de óxido de etileno, productos
químicos reactivos producidos por radiación, baño de agua oxigenada,
y combinaciones de los mismos. Preferiblemente, el producto
alimenticio es una sustancia fluida y el envase es una bolsa de
película flexible.
El envase del producto alimenticio que contiene
un producto alimenticio puede estar formado a partir de un material
de envase durante el envasado del producto alimenticio, estando la
superficie del material de envase impresa con la formulación de
tinta como se ha descrito anteriormente y permaneciendo estable
después de su aplicación al material del envase, y el material y/o
la película impresa y el envase se someten a condiciones de envasado
aséptico y resisten el desgaste durante el envasado, distribución y
venta. También en este caso, el producto alimenticio que ha de ser
envasado puede ser esterilizado, y el producto alimenticio puede ser
una sustancia fluida, y el envase, una bolsa de película flexible o
un envase rígido laminado a base de papel.
En una forma preferida del presente proceso, el
material de envase revestido en tinta puede tener una capa
transparente aplicada al mismo en la última estación de la prensa
tipográfica. Preferiblemente el revestimiento es la formulación de
revestimiento de la invención. Normalmente este paso se emplea en el
caso de un material de envase de película flexible para hacer a la
superficie del envase más lustrosa y para incrementar la resistencia
al desgaste. Este recubrimiento es relativamente más fino que los
revestimientos utilizados anteriormente.
Las películas poliméricas que pueden ser
utilizadas en la presente invención son cualesquiera de las
conocidas en la especialidad del envasado. Puede usarse cualquier
película que haya sido aprobada para su empleo con alimentos, como
la película flexible de la presente invención. En el envasado de
sustancias fluidas se emplean muchas películas, y la literatura de
patentes está llena de información respecto de la naturaleza de
estas películas. Puede hacerse una referencia a las expuestas en las
siguientes patentes y solicitudes publicadas: la patente U.S. nº
5.747.594, otorgada el 5 de mayo de 1998 a de Groot et al.;
la patente U.S. nº 5.792.534, otorgada el 11 de agosto de 1998 a de
Groot et al.; la patente U.S. nº 5.879.768, otorgada el 9 de
marzo de 1999 a Falla et al.; la patente U.S. nº 5.288.531,
otorgada el 22 de febrero de 1994 a Falla et al.; la patente
U.S. nº 5.360.648, otorgada el 1 de noviembre de 1994 a Falla et
al.; la patente U.S. nº 5.364.486, otorgada el 15 de noviembre
de 1994 a Falla et al.; la patente U.S. nº 5.508.051,
otorgada el 16 de abril de 1998 a Falla et al.; la patente
U.S. nº 5.721.025, otorgada el 24 de febrero de 1998 a Falla et
al.; la patente U.S. nº 4.521.437, otorgada en junio de 1985 a
Storms; la patente U.S. nº 5.272.236, otorgada en diciembre de 1993
a Lai et al.; la patente U.S. nº 5.278.272, otorgada en enero
de 1994 a Lai et al.; la patente U.S. nº 4.503.102, otorgada
en marzo de 1985 a Mollison; la patente EP 673397A; y la patente WO
99/10430, cuyas revelaciones se incluyen en este documento por medio
de referencia.
El material de envase a base de papel puede ser
impreso con las tintas de la presente invención. Las tintas pueden
ser aplicadas a la capa polimérica que cubre la superficie externa
de la capa de papel. Se puede aplicar una capa transparente basada
en la formulación de revestimiento de la invención, cuando se
requiera, pero esto no es necesario para proteger la superficie
impresa. Se hizo referencia anteriormente a las patentes que
exponían estos tipos de materiales de envase y los envases formados
a partir de los mismos. Se pueden encontrar ejemplos en las patentes
estadounidenses con los números 4.424.260, 4.416.667 y 4.495.016,
cuyas revelaciones están incorporadas en este documento a modo de
referencia.
Preferiblemente, el barniz para mezcla se
prepara con una resina poliamídica de tipo codisolvente modificada
fenólicamente particularmente preferida, UNI-REZ®
1533, fabricada por Arizona Chemical Company.
Cuando se desea formular una tinta para imprimir
en conformidad con la presente invención, se emplean pigmentos en la
formulación y se debe usar una solución de sal metálica de ácido
propiónico, preferiblemente propionato de circonio, como promotor de
adherencia para el pigmento. Se ha comprobado que esto es esencial
para la aplicación de la tinta con éxito a la película impresa bajo
condiciones de envasado asépticas.
Una formulación de tinta típica de la presente
invención es aquella en la que el barniz para mezcla forma desde
aproximadamente el 45% hasta aproximadamente el 55% en peso; la base
de barniz de compuesto nitrocelulósico forma desde aproximadamente
el 10% hasta aproximadamente el 55% en peso; y la solución de la sal
metálica de ácido propiónico forma desde aproximadamente el 1 al 2%
en peso.
Preferiblemente, el aditivo de propionato de
circonio es una solución no acuosa.
A continuación, se presentan ejemplos de
formulaciones apropiadas que se encuentran entre estos
intervalos.
El barniz de compuesto nitrocelulósico consta
preferiblemente de nitrocelulosa SS de ¼ seg y preferiblemente una
mezcla de disolventes, por ejemplo, al menos un alcohol y al menos
un alquil acetato, en conjunto con una amida grasa, preferiblemente
seboamida hidrogenada. El ARMID HT® es un ejemplo comercial de dicha
seboamida suministrado por Akzo Chemicals Inc.
En las formulaciones preferidas de tintas y
revestimientos de la presente invención, el sistema disolvente usado
para preparar el barniz para mezcla está formado por aproximadamente
el 32% en peso de alcohol de propilo, aproximadamente el 9,8% en
peso de hidrocarburo alifático, y aproximadamente el 9,0% en peso de
acetato de n-propilo.
Preferiblemente, en la formulación de la tinta,
la resina poliamídica de tipo codisolvente, modificada fenólicamente
está presente en una cantidad que abarca entre aproximadamente el 20
hasta aproximadamente el 35% en peso o más, preferiblemente
aproximadamente el 30% en peso de la resina. Preferiblemente, el
barniz para mezcla forma desde aproximadamente el 45 hasta
aproximadamente el 50% en peso de la formulación completa de la
tinta, formando el concentrado de color entre aproximadamente el 25
hasta aproximadamente el 50% en peso.
Una cantidad preferida de la solución no acuosa
de propionato de circonio puede formar aproximadamente el 1,5% en
peso de la formulación. Un ejemplo típico de dicha composición es
una composición 50:50 de propionato de circonio y etanol. Se pueden
seleccionar cantidades apropiadas de otras sales metálicas basadas
en esta cantidad.
El pigmento usado en la formulación de la tinta
de la presente invención puede ser cualquier pigmento disponible
comercialmente que sea apto para uso alimenticio, en particular en
el exterior del envase del alimento. Es sumamente importante que el
pigmento resista el agua oxigenada, o cualquier otro medio de
esterilización que pueda ser utilizado en el envasado de alimentos
con los materiales impresos de envasado de la presente
invención.
Los siguientes son pigmentos típicos, que pueden
ser utilizados en la formulación de la presente invención.
- Blanco, por ejemplo,
- Finntitan RDI-S P.W.6;
- Amarillo, por ejemplo,
- Predisol Diarylide Yellow;
- \quad
- Yellow P.Y.13; y
- \quad
- Sunbrite Yellow P.Y.14;
- Naranja, por ejemplo,
- Predisol Orange P.O. 34;
- Rojo, por ejemplo,
- Carmine Red P.R.185; y
- \quad
- Qumdo Magenta P.R.122
- Azul, por ejemplo,
- Irgalite Blue P.B. 15:4;
- Verde, por ejemplo,
- Phthalo Green P.G.7;
- Violeta, por ejemplo,
- Sunfast Violet P.V.19; y
- Negro, por ejemplo,
- Predisol Black P.B.7.
Típicamente los pigmentos anteriores se
formularán en un concentrado de color al añadirlos a una solución de
nitrocelulosa de ¼ seg. Luego, estas dispersiones se mezclan en
varias combinaciones y porcentajes hasta un combinado total de no
más de aproximadamente el 55% del total de la formulación total de
la tinta, o donde sea necesario para un valor óptimo requerido para
obtener la intensidad de color deseada.
Preferiblemente, los aditivos especializados
pueden formar aproximadamente el 4,0% en peso de una cera sintética
que es típicamente un polvo de libre fluido que ayuda en el
anti-bloqueo, lubricidad y resistencia a la
abrasión. Un ejemplo comercial de dicho producto es el Shamrock
Synthetic Wax, que es una cera micronizada de polipropileno. Además,
se puede añadir aproximadamente el 0,2% en peso de Dow Corning
Silicone Fluid [Fluido de silicona Dow Corning] para el
deslizamiento y liberación de las mordazas termosellantes que se
utilizan típicamente en el proceso de llenado de forma vertical y
sellado del envase. También se pueden usar plastificantes para
promover la adherencia de la formulación de la tinta. Sin embargo,
si está presente en exceso, puede causar bloqueo. Ejemplos de los
aditivos especializados incluyen cera de polietileno y fluido de
silicona.
El baño de esterilización consistente en agua
oxigenada emplea agua oxigenada apta para ser usada con alimentos a
una temperatura de 50ºC y una concentración de entre el
30-35% en peso. Ambos lados de la película se
sumergen completamente en el agua oxigenada durante un tiempo de al
menos aproximadamente 30 segundos en el proceso de la presente
invención.
En un proceso preferido de la invención, antes
de ser aplicada la tinta, la película se trata por descarga de
corona o por tratamiento por llama para mejorar su humectabilidad.
En un ejemplo de realización preferido adicional, la película
impresa se reviste con una capa transparente después de aplicar una
tinta pigmentada de impresión.
La Figura adjunta solo pretende ilustrar la
presente invención y no debería ser usada para limitar el ámbito de
las reivindicaciones.
La Figura 1 es una representación esquemática de
un proceso de envasado aséptico que utiliza una máquina de
fabricación de bolsas de forma vertical, de llenado y sellado.
Haciendo referencia ahora a la Figura, se
ilustra de forma esquemática un recorrido de película de envase para
un envasado aséptico que incluye un abastecimiento de productos y
una zona estéril.
El recorrido de la película de envase consta de
una unidad de liberación de tensión constante 101 que permite a la
película 100 ser alimentada mediante una guía de alineamiento de
textiles 102 y unos rodillos auxiliares de accionamiento para la
película 104 a un túnel de secado de textiles 105. La barra
danzarina de tensión constante 106 aplica tensión a la película,
después de lo cual pasa por encima de planchas de formación 107 que
le dan a la película 100 la forma de un tubo 100a. La unidad de
sellado vertical 8 sella el borde longitudinal del tubo, y el
producto (no mostrado) se alimenta al tubo 100a por encima de los
rodillos primarios de accionamiento para la película 109. Una unidad
de sellado horizontal y de corte 110 sella herméticamente y corta
simultáneamente el envase lleno 100b que cae mediante un elemento de
limitación del envasado 111 hasta una unidad de descarga de bolsas
112 y luego sobre la transportadora de bolsas 113. El abastecimiento
de productos consta de una válvula reguladora de producto 114, una
cubeta de llenado del producto 115, un tubo de llenado del producto
116 y un medio para el ajuste del volumen hasta el que debe llenarse
117.
La zona estéril 121 consta de un soplador de
aire 118, un incinerador de aire 119, y un intercambiador de aire
caliente estéril 120. El elemento 103 designa el baño de
esterilización de agua oxigenada. La película 100 pasa a través de
este baño 103 y permanece en la zona estéril 121 hasta que comienza
el llenado del producto.
En los siguientes ejemplos, para ilustrar la
invención, se emplea la aplicación de la formulación de la tinta y
del revestimiento de la presente invención a una película flexible,
en este caso, una película de polietileno. Estos ejemplos solo
tienen por objeto ilustrar y no deben ser utilizados para limitar el
ámbito de las reivindicaciones que aparecen más adelante.
En la siguiente Tabla 1 se resumen las
formulaciones de tinta hechas en conformidad con la presente
invención.
Ejemplo nº | Color del pigmento | Concentrado de | Barniz de compuesto | Solución no acuosa |
color % en peso | nitrocelulósico, | de sal de ácido | ||
disolvente no | propiónico % en peso | |||
acuoso % en peso | ||||
1 | RS Yellow | 50,00 | 48,50 | 1,50 |
(Amarillo con | ||||
tonalidades rojizas) | ||||
2 | GS Yellow | 50,00 | 48,50 | 1,50 |
(Amarillo con | ||||
tonalidades verdes) | ||||
3 | Orange | 50,00 | 48,80 | 1,50 |
(Anaranjado) | ||||
4 | Permanent Red | 50,00 | 48,50 | 1,50 |
(Rojo permanente) | ||||
5 | Phthalo Blue | 50,00 | 48,50 | 1,50 |
(Azul ftalo) | ||||
6 | Violet | 50,00 | 49,00 | 1,00 |
(Violeta) | ||||
7 | Phthalo Green | 50,00 | 48,50 | 1,50 |
(Verde ftalo) | ||||
8 | Black | 50,00 | 49,00 | 1,00 |
(Negro) |
A continuación se muestra el desglose de los
diversos componentes de la anterior Tabla 1.
Composición - Ingredientes | % en peso |
Barniz para mezcla | |
\hskip1cm Alcohol de propilo normal | 32,00 |
\hskip1cm VM \textamp P nafta | 9,80 |
\hskip1cm Acetato de propilo normal | 9,00 |
\hskip1cm Resina poliamídica | 30,00 |
\hskip1cm Cera de polietileno | 4,00 |
\hskip1cm Barniz de compuesto nitrocelulósico | 15,00 |
\hskip1cm Fluido de silicona | 0,20 |
Aditivo | |
\hskip1cm Propionato de circonio | 50,00 |
\hskip1cm Etanol desnaturalizado | 50,00 |
Barniz de compuesto nitrocelulósico | |
\hskip1cm Nitrocelulosa SS de ¼ seg | 30,00 |
\hskip1cm Etanol desnaturalizado | 30,00 |
\hskip1cm Acetato de propilo normal | 15,00 |
\hskip1cm Amida grasa (Armid HT™) | 25,00 |
Revestimiento | |||||
Ej. | Color del pigmento | Concentrado del | Barniz de | Barniz | Solución no |
nº | color % en peso | compuesto | poliamídico | acuosa de sal | |
nitrocelulósico, | % en peso | de ácido | |||
disolvente no | propiónico | ||||
acuoso % en peso | |||||
9 | White pigment | 25,00 | 59,00 | 15,00 | 1,00 |
(Pigmento blanco) |
Los componentes mostrados en esta Tabla son los
mismos que los de la Tabla 1, con la excepción del barniz
poliamídico que se encuentra en la formulación inorgánica del
pigmento blanco.
Barniz Poliamídico - Ingredientes | % en peso |
\hskip1cm Resina poliamídica | 40,00 |
\hskip1cm Alcohol de isopropilo | 48,00 |
\hskip1cm Destilados de lactol | 12,00 |
\vskip1.000000\baselineskip
Extensor | |||||
Ej. | Color del pigmento | Solución de | Barniz de | Barniz | Solución no |
nº | nitrocelulosa SS | compuesto | poliamídico | acuosa de sal | |
de ¼ seg y | nitrocelulósico, | % en peso | de ácido | ||
Disolvente | disolvente no | propiónico | |||
acuoso % en peso | |||||
10 | 0,00 | 55,00 | 45,00 | 0,00 | 0,00 |
A continuación se describen los pasos
preparatorios para los componentes de la formulación de tinta de la
presente invención.
El compuesto nitrocelulósico se preparó
mezclando previamente los siguientes componentes usando una batidora
de alta velocidad durante una hora a 50ºC y luego se pasó la mezcla
por un molino horizontal a 50ºC. El producto generado por el molino
horizontal tiene una viscosidad Brookfield de
1000-5000 cps a 25ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Componentes | Partes |
Solución nitrocelulósica (solución 28%) | 30,00 |
Etanol | 30,00 |
Acetato de n-propilo | 15,00 |
Amida grasa | 25,00 |
Total | 100,00 |
La solución de propionato de circonio se preparó
añadiendo lentamente propionato de circonio a etanol mientras se
mezclaba. La mezcla disuelta es una solución incolora ligeramente
turbia. Esta solución se requiere cuando se prepara una formulación
de tinta.
\vskip1.000000\baselineskip
Componente | Partes |
Propionato de circonio | 50,00 |
Etanol | 50,00 |
Total | 100,00 |
\vskip1.000000\baselineskip
El barniz para mezcla se preparó en primer lugar
disolviendo la resina poliamídica (Unirez 1533) en la mezcla de
n-propanol, VM & P nafta y acetato de
n-propilo. Luego se dispersó la cera de polietileno,
Shamrock S232 N1 en la solución de la resina poliamídica. Una vez
dispersado, se añadieron a la mezcla el compuesto nitrocelulósico
creado anteriormente y el fluido de silicona y se mezcló todo. La
mezcla final tiene una viscosidad de aproximadamente
100-200 cps a 25ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Componente | Partes |
n-propanol | 32,00 |
VM \textamp P nafta | 9,80 |
Acetato de n-propilo | 9,00 |
Resina poliamídica | 30,00 |
Cera de polietileno | 4,00 |
Compuesto nitrocelulósico | 15,00 |
Fluido de silicona | 0,20 |
Total | 100,00 |
\vskip1.000000\baselineskip
Se mezcló previamente el pigmento azul de
ftalocianina, Irgalite GLVO, con una mezcla de una solución de
nitrocelulosa y etanol a 50ºC durante una a dos horas. Cuando se
obtuvo la viscosidad de la mezcla previa adecuada, se pasó la mezcla
previa por un molino horizontal. Cuando se logró la dispersión
óptima, el molino se limpió con etanol. La viscosidad de esta base
es de 300-500 cps.
Componente | Partes |
(Mezcla previa) | |
Solución nitrocelulósica (28%) | 56,00 |
Etanol | 5,70 |
Pigmento | 19,00 |
(Revenido) | |
Etanol | 10,30 |
Total | 100,00 |
\vskip1.000000\baselineskip
Los siguientes ejemplos ilustran la aplicación
de tintas a una película flexible de envasado.
Los siguientes ejemplos describen pruebas de
escala de laboratorio en las que a la película flexible de envasado
en conformidad con la presente invención se la sometió a condiciones
de oxidación equivalentes como mínimo a aquellas que se dan en
procesos de envasado aséptico.
Se usó un nuevo tarro de 1 litro para cada
prueba. Se añadió a cada tarro una parte alícuota de 800 ml de
disolución al 35% de agua oxigenada PERONE™ apta para ser usada con
alimentos. La concentración de la solución de agua oxigenada se
midió antes de que comenzase el experimento. Se añadió a cada tarro
una muestra de película con un área de superficie impresa conocida,
excepto una muestra de película, que sirvió de control.
Las películas usadas para estas pruebas se
obtuvieron de la siguiente manera:
Se extrudió la película soplada de polietileno A
a partir de una resina copolimérica lineal de
etileno-octeno, Dowlex 5056™ suministrada por Dow
Chemical Corp. (el índice de fundición a 190ºC es de 1,1 y la
densidad es de 0,919 g/cc), más 6% en peso de dióxido de titanio y
cantidades pequeñas de concentrados de aditivos (<10% en peso).
Se trató a la película de 80 mm de grosor por descarga de corona en
la superficie exterior durante la fabricación hasta un nivel de 42
dinas/cm.
La película soplada de polietileno B SM3™PW de
76 mm de grosor fue suministrada por DuPont Canada Inc. La película
es blanca y tratada por descarga de corona en la superficie
exterior. Su ingrediente principal es una resina copolimérica de
etileno-octeno.
La película soplada de polietileno C era una
coextrusión de 3 capas que tenía una capa selladora, una capa
central y una capa exterior con una relación de grosor de 3:5:2. La
película se veía negra cuando se miraba desde el interior porque se
incluyó negro de carbón en la mezcla de la resina de la capa
selladora y se veía blanca cuando se miraba desde el exterior porque
se incluyó dióxido de titanio en las dos capas exteriores. La mezcla
de la resina de la capa selladora incluyó un 74% de Dowlex 2077D™,
resina copolimérica lineal de etileno-octeno
suministrada por Dow Chemical Corp. (el índice de fundición a 190ºC
es de 0,85 y la densidad es de 0,922 g/cc), un 19% de Dow 609C™, un
polietileno de baja densidad a alta presión también fue suministrado
por Dow Chemical Corp. (el índice de fundición a 190ºC es de 0,88 y
la densidad es de 0,924 g/cc) y un 7% de un concentrado de negro de
carbón. Las mezclas de resina de las capas central y exterior
contenían un 68% de Dowlex 2077D™, un 17% de Dow 609C™, y un 15% de
un concentrado de dióxido de titanio. La película se fabricó con una
relación de aumento de 2,9:1 para así tener un grosor de 90 mm de
media. Se la trató por descarga de corona en la superficie
exterior.
A cada tarro se le atornilló una tapa plástica,
con un tubo condensador adjunto; luego, las jarras fueron sumergidas
hasta el cuello en un baño de agua con una temperatura controlada a
50ºC.
Cada día, se determinaba la concentración de
agua oxigenada en cada tarro. La solución de agua oxigenada se
vertía desde el tarro de muestra a un cilindro graduado y limpio de
800 ml, donde se podía medir su temperatura y gravedad específica.
Entonces se utilizaba un nomógrafo convencional para determinar la
concentración de agua oxigenada. Después de tomar las mediciones, el
agua oxigenada se vertía de nuevo al tarro de muestra y se devolvía
al baño de temperatura controlada.
Al finalizar el experimento, se sacaron las
muestras de película de las jarras de muestra, se lavaron con agua
desmineralizada, se secaron al aire y se inspeccionaron. Se anotó
cualquier decoloración, corrimiento o despegue de la tinta.
(Comparación)
Se sometió a la prueba de escala de laboratorio
una muestra de la película de polietileno A, impresa con un logotipo
de un cliente. La película de polietileno había sido tratada por
descarga de corona antes de ser impresa. Se imprimió un logo sobre
la película utilizando pigmentos negros, verdes y rojos, a la vez
que una protección de barniz transparente del sistema de tinta a
base del disolvente Sun X suministrado por Sun Chemical Ltd. y útil
para su aplicación con sustratos de polietileno. La película de
prueba tenía un área de superficie de 2.581 cm^{2} (400 pulgadas
cuadradas), pero el porcentaje de la superficie que estaba impresa
se estimó que era solo un 10%.
El agua oxigenada expuesta a la película impresa
se descompuso a un ritmo de 4,83% por día, mientras que la muestra
de control de agua oxigenada que se mantenía en el mismo baño de
temperatura controlada se descomponía a un ritmo mucho menor de
0,833% por día. Este mismo control se usó en los Ejemplos 12, 13, 14
y 15.
Muestra | Ritmo de descomposición del agua oxigenada |
Película impresa | -4,83% por día |
Control | -0,833% por día |
Se determinó que el sistema de tinta de
poliamidas Sun X era inapropiado para una aplicación con la película
aséptica.
(Comparación)
Se sometió a la prueba de escala de laboratorio
una muestra de película de polietileno A, tratada por corona e
impresa con un pigmento azul del sistema de tinta a base de
disolvente, a base de poliuretano Sun RB-30
suministrada por Sun Chemical Ltd. como tinta apropiada para la
aplicación sobre una película de polietileno. Las muestras de
"película A" se imprimieron por separado utilizando pigmentos
rojos y negros, y una base transparente de barniz del mismo sistema
de tinta RB-30. Cada película de prueba tenía un
área de superficie impresa de aproximadamente 1.290 cm^{2} (200
pulgadas cuadradas).
La película impresa con tinta azul causó el
incremento más drástico en el ritmo de descomposición del agua
oxigenada. Las películas impresas con tintas transparentes, rojas y
negras también causaron una descomposición acelerada del agua
oxigenada con respecto a la muestra de control. Se determinó que el
sistema de tinta Sun RB-30 era particularmente
inapropiado para la aplicación con la película aséptica porque
incluso la base de barniz era incompatible con el esterilizante de
agua oxigenada.
Muestra | Ritmo de descomposición del agua oxigenada |
Blue | -7,50% por día |
(Azul) | |
Red | -4,67% por día |
(Roja) | |
Black | -3,75% por día |
(Negra) | |
Clear coat | -5,00% por día |
(Capa transparente) | |
Control | -0,33% por día |
(Comparación)
Se sometieron a la prueba de escala de
laboratorio muestras de película de polietileno B, tratadas por
corona e impresas con pigmentos azules, rojos y negros y una capa
transparente del sistema de tinta a base del disolvente CONTAX™ F
suministrado por Sun Chemical Ltd. Cada película de prueba tenía un
área de superficie impresa de aproximadamente 645 cm^{2} (100
pulgadas cuadradas).
Las películas impresas con tintas blancas o
azules causaron una descomposición acelerada del agua oxigenada,
mientras que las películas impresas con tintas magenta o negras, no.
El agua oxigenada también tenía un gran efecto sobre la impresión.
Al final de la prueba de 11 días, el color de las muestras blanca,
magenta y negra casi había desaparecido. Se podía observar un sólido
blanco en el fondo del tarro que contenía la muestra blanca. La
tinta azul sobrevivió mejor que los otros colores pero estaba
generalmente descolorida y se había despegado de la película en
algunos sitios.
Ejemplo de película | Pigmento | Ritmo de | Efecto sobre la |
descomposición del | muestra impresa | ||
agua oxigenada | |||
13a | White | -3,9% por día | Casi descolorido por |
(Blanco) | completo | ||
13b | Magenta (red) | Igual que el de control | Casi descolorido por |
(Magenta [rojo]) | completo | ||
13c | Blue | -2,0% por día | Algo de decoloración \textamp |
(Azul) | despegado | ||
13d | Black | Igual que el de control | Casi descolorido por |
(Negro) | completo | ||
13e | Control | -0,18% por día | - |
Se determinó que el sistema de tinta CONTAX™ F
era inapropiado para la aplicación en película aséptica, basándose
en los resultados de la prueba de escala de laboratorio. El barniz
para mezcla de este sistema de tinta incluía una poliamida de tipo
codisolvente, modificada fenólicamente, no así una seboamida
hidrogenada. Las dispersiones de pigmento no incluyeron propionato
de circonio.
Se sometieron a la prueba de escala de
laboratorio muestras de película de polietileno B, tratadas por
corona e impresas con varias tintas formuladas en conformidad con la
invención y como se explica en los ejemplos en las Tablas 1 y 2.
Cada película de prueba tenía un área de superficie impresa de
aproximadamente 645 cm^{2} (100 pulgadas cuadradas). Los
resultados de la prueba se resumen en la Tabla 10 a
continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo | Muestra | Ritmo de | Efecto sobre la muestra impresa |
descomposición del | |||
agua oxigenada | |||
14a | White 1 | -3,68% por día | Sin cambio aparente |
(Blanco 1) | |||
14b | Black 1 | Igual que el de | La tinta se despegó en grandes trozos y se |
(Negro 1) | control | disolvió en la solución de agua oxigenada | |
volviéndola negra |
Ejemplo | Muestra | Ritmo de | Efecto sobre la muestra impresa |
descomposición del | |||
agua oxigenada | |||
14c | Red shade yellow | Igual que el de | Sin cambio aparente |
(Amarillo con | control | ||
tonalidades rojizas) | |||
14d | Green shade yellow | Igual que el de | Sin cambio aparente |
(Amarillo con | control | ||
tonalidades verdes) | |||
14e | Diarylide Orange | Igual que el de | Sin cambio aparente |
(Anaranjado bencidina) | control | ||
14f | Permanent red | Igual que el de | Sin cambio aparente |
(Rojo permanente) | control | ||
14g | Phthalo blue | -1,13% por día | Sin cambio aparente |
(Azul ftalo) | |||
14h | Violet 1 | Igual que el de | El color estaba blanqueado hasta el punto |
(Violeta 1) | control | de que casi había desaparecido y la | |
solución de agua oxigenada era rosa | |||
14i | Phthalo green | -0,67% por día | Sin cambio aparente |
(Verde ftalo) | |||
14j | Milori blue | -4,14% por día | El color estaba blanqueado hasta el punto |
(Azul milori) | de que casi había desaparecido y la | ||
solución de agua oxigenada era azul | |||
14k | Rhodamine red | Igual que el de | El color estaba blanqueado hasta el punto |
(Rojo rodamina) | control | de que casi había desaparecido y la | |
solución de agua oxigenada era rosa | |||
14l | Clear base varnish | Igual que el de | Sin cambio aparente |
(Capa transparente de barniz) | control | ||
14m | Control | -0,55% por día |
Se sometieron a la prueba de escala de
laboratorio muestras de película de polietileno B, tratadas por
corona e impresas con varias tintas formuladas como se describe en
las Tablas 1 y 2. Cada película de prueba tenía un área de
superficie impresa de aproximadamente 645 cm^{2} (100 pulgadas
cuadradas). Los resultados de las pruebas se resumen en la tabla a
continuación.
Ejemplo | Muestra | Ritmo de descomposición del agua oxigenada | Efecto sobre la muestra impresa |
15a | Violet 2 | Menor que el de control | Sin cambio aparente |
(Violeta 2) | |||
15b | Black 2 | Menor que el de control | Algo de decoloración |
(Negro 2) |
Ejemplo | Muestra | Ritmo de descomposición del agua oxigenada | Efecto sobre la muestra impresa |
15c | Black 3 | Menor que el de control | Algo manchado |
(Negro 3) | |||
15d | White 2 | Igual que el de control | Sin cambio aparente |
(Blanco 2) | |||
15e | Control | -0,87% por día | - |
\vskip1.000000\baselineskip
Los siguientes ejemplos detallan pruebas de
producción a escala real de la presente invención.
Se limpió y enjuagó el tanque del suelo del
llenador de bolsas asépticas ENHANCE™, luego se llenó con una carga
de una solución de agua oxigenada PERONE™ al 35%. La máquina se
accionó en su modo de producción normal manteniéndose el aire
estéril a una temperatura de 45ºC y haciendo circular el agua
oxigenada hasta el tanque de esterilización de la película a una
temperatura de 52ºC. Se llenaron las bolsas de agua en uno o ambos
cabezales del llenador de bolsas asépticas. Durante la producción,
el tiempo de contacto normal de la película impresa con el agua
oxigenada en el tanque de esterilización era de unos 30 segundos. Se
registró el tiempo total de producción y el número de rollos
utilizados cada día. Tan solo se utilizó un tipo de película durante
cualquiera de los días. Para las películas impresas, se anotó la
resistencia al desgaste del logotipo impreso. Si lo impreso en la
película no parecía haber cambiado y no había señales de una
descomposición acelerada del agua oxigenada, la máquina se paraba
con la película impresa reposando en el tanque de agua oxigenada
hasta un tiempo de media
hora.
hora.
Al final del día, se permitía que la solución de
agua oxigenada regresase al tanque del suelo. Se apagaba el
calentador del agua oxigenada y se utilizaba un detector de
temperatura de resistencia para medir la temperatura del agua
oxigenada durante varias horas. Si la temperatura disminuía de
manera continua, el calentador se volvía a encender en preparación
para el siguiente día del experimento. Si la temperatura subía, se
descargaba esa carga de agua oxigenada. Se limpiaban a fondo la
película y los tanques del suelo y se añadía una nueva carga de agua
oxigenada.
(Control)
En una tirada de control, se hicieron bolsas de
1 litro de 1 rollo de película de polietileno transparente sin
imprimir durante 3 horas, luego 1 rollo de película de polietileno
blanco sin imprimir durante media hora, en un cabezal del llenador
de bolsas asépticas ENHANCE™. La concentración medida del agua
oxigenada al comienzo del día fue de 34,0%, y al comienzo del
siguiente día fue de 34,1%. El trazado de la temperatura que se
registró durante la noche mostró que la temperatura del agua
oxigenada disminuyó de forma continua desde 55ºC hasta 42ºC durante
un periodo de 12 horas. El agua oxigenada no aparentaba estar
contaminada.
Se hicieron bolsas en un cabezal del llenador de
bolsas asépticas ENHANCE™ a partir de 2 rollos de película de
polietileno A impresos con tintas Sun RB-30 (azul,
rojo, negro y barniz protector transparente como en el Ejemplo 12).
Se fabricaron bolsas de un litro durante un tiempo total de 6 horas
y 35 minutos. Cuando se devolvió el agua oxigenada al tanque del
suelo y se apagó el calentador, la temperatura aumentó
exponencialmente durante un periodo de tiempo de 5 horas hasta que
hervía a 100ºC. Obviamente la solución de agua oxigenada estaba
altamente contaminada y tuvo que ser descartada.
Se imprimieron 3 lotes de película de
polietileno B con las tintas mostradas en las Tablas 1 y 2. Los
componentes de las tintas utilizados para imprimir los distintos
lotes están resumidos en la tabla a continuación. Las tintas se
aplicaron a la película en bandas rectangulares que eran de 2,54 cm
(1'') de anchura y de 22,23 cm (8,75'') de longitud. Las bandas
individuales estaban separadas entre sí por otros 2,54 cm (1'') de
película sin imprimir, y el par de bandas estaban separadas del
siguiente por un espacio de 2,54 cm (1'').
El lote de película 19B tenía una capa
transparente de barniz protector aplicada encima de las tintas. Se
añadió la capa transparente de barniz protector como un único bloque
a lo largo de todas las parejas de bandas impresas, extendiéndose
más allá de las más extremas y 2 mm por encima y por debajo de las
mismas.
Ejemplo | Pigmento | Capa protectora de barniz |
19A | Diarylide orange | No |
(Anaranjado bencidina) | ||
Permanent red | ||
(Rojo permanente) | ||
Red shade yellow | ||
(Amarillo con tonalidades rojizas) | ||
White 2 | ||
(Blanco 2) | ||
19B | Igual que el 19A | Sí |
19C | Green shade yellow | No |
(Amarillo con tonalidades verdes) | ||
Phthalo blue | ||
(Azul ftalo) | ||
Phthalo green | ||
(Verde ftalo) | ||
Violet 2 | ||
(Violeta 2) |
Los rollos de película con superficie impresa se
convirtieron en bolsas de 1 litro llenas de agua en la máquina de
bolsas asépticas ENHANCE™. En los primeros dos días, se usaron 5
rollos de película del lote 19A (21.900 impresiones). El día 3, se
usaron 4 rollos del lote 19B (2 rollos y 2 medios rollos, 18.000
impresiones). Esta película tenía una cubierta transparente de
barniz que cubría las bandas coloreadas de tinta. El día 4, se
usaron 6 rollos del 19C (4 rollos y dos partes de rollos, 29.400
impresiones).
Se pudieron realizar las siguientes
observaciones.
- 1.
- La película de superficie impresa no se desgastaba, palidecía, decoloraba ni perdía de cualquier otra forma su aspecto original en la presencia de una solución del 35% de agua oxigenada caliente. En el modo de producción, la película solo estaba expuesta al agua oxigenada durante aproximadamente 30 segundos; sin embargo, se incluyeron paradas de más de media hora en la prueba.
- 2.
- Las tintas de la presente invención no causaron una descomposición acelerada del agua oxigenada. De hecho, el conjunto de las medidas que se tomaron indicaron que la concentración de agua oxigenada no cambió de una manera medible a lo largo de la prueba de 4 días. El sistema de tinta no contaminó el tanque de agua oxigenada ni el llenador de bolsas asépticas ENHANCE™ de forma observable.
- 3.
- La impresión sobre la superficie fue bastante duradera incluso sin una capa de laca.
Se imprimió un lote de película de polietileno C
con tintas mostradas en las Tablas 1 y 2. Las tintas incluyeron los
siguientes pigmentos: Black 3 (Negro 3), Phthalo blue (Azul ftalo),
Phthalo green (Verde ftalo), Permanent red (Rojo permanente),
Diarylide orange (Anaranjado bencidina) y Green shade yellow
(Amarillo con tonalidades verdes). Las tintas se aplicaron a la
película con la forma de un logotipo de un cliente que cubría
aproximadamente 1/3 de la superficie de la película.
Dos rollos de película de superficie impresa se
convirtieron en bolsas llenas de agua de 900 mililitros en la
máquina de bolsas asépticas ENHANCE™. Se utilizaron ambos rollos de
película por completo. Se incluyeron paradas de 20 minutos y de 1
hora en la prueba. Durante las paradas, una porción de la película
descansaba en el baño esterilizante caliente de agua oxigenada.
Se realizaron las siguientes observaciones.
- 1.
- La película de superficie impresa no se desgastaba, palidecía, corría, ni perdía de cualquier otra forma su aspecto original en presencia de una solución del 35% de agua oxigenada caliente.
- 2.
- Las tintas de la presente invención no causaron una descomposición acelerada del agua oxigenada.
- 3.
- La impresión sobre la superficie fue bastante duradera incluso sin una capa de laca.
Claims (22)
1. Una formulación de revestimiento no acuoso
compatible con procesos de envasado aséptico que consta de los
siguientes componentes:
- 1)
- un barniz para mezcla que consta de una resina poliamídica de tipo codisolvente modificada fenólicamente, aditivos especializados escogidos de entre plastificantes y promotores de adherencia, y una mezcla disolvente no acuosa; y
- 2)
- una base de barniz de compuesto nitrocelulósico, y una mezcla disolvente no acuosa; y
donde todos los componentes presentes en la
formulación son estables en la presencia de un agente oxidante.
2. Una formulación de revestimiento, como se
reivindica en la reivindicación 1, donde el barniz para mezcla forma
desde aproximadamente el 40 hasta aproximadamente el 50% en peso; la
base de compuesto nitrocelulósico forma desde aproximadamente el 30
hasta aproximadamente el 40% en peso; la mezcla disolvente no acuosa
forma desde aproximadamente el 10 hasta aproximadamente el 30% en
peso; y los aditivos especializados forman el resto de la
formulación hasta el 100% en peso.
3. Una formulación de tinta no acuosa compatible
con procesos de envasado aséptico que consta de los siguientes
componentes:
- 1)
- un barniz para mezcla que consta de una resina poliamídica de tipo codisolvente modificada fenólicamente y de una mezcla disolvente no acuosa;
- 2)
- una base de barniz de compuesto nitrocelulósico que incluye al menos un pigmento no blanco y una mezcla disolvente no acuosa;
- 3)
- una solución de una sal metálica de ácido propiónico; y
- 4)
- aditivos especializados escogidos entre plastificantes y promotores de adherencia,
donde todos los componentes presentes en la
formulación son estables en presencia de un agente oxidante.
4. Una formulación de tinta, como se reivindica
en la reivindicación 3, donde el barniz para mezcla forma desde
aproximadamente el 45% hasta aproximadamente el 55% en peso; la base
de barniz de compuesto nitrocelulósico forma desde aproximadamente
el 10% hasta aproximadamente el 55% en peso; y la solución de la sal
metálica de ácido propiónico forma desde aproximadamente el 1 al 2%
en peso.
5. Una formulación de tinta no acuosa compatible
con procesos de envasado aséptico que consta de los siguientes
componentes:
- 1)
- barniz para mezcla que consta de una resina poliamídica de tipo codisolvente modificada fenólicamente, aditivos especializados escogidos de entre plastificantes y promotores de adherencia, y una mezcla disolvente no acuosa;
- 2)
- una base de barniz de compuesto nitrocelulósico y una mezcla disolvente no acuosa;
- 3)
- un concentrado de pigmento blanco;
- 4)
- un barniz poliamídico; y
- 5)
- una solución de una sal metálica de ácido propiónico; y
donde todos los componentes presentes en la
formulación son estables en la presencia de un agente oxidante.
6. Una formulación de tinta, como se reivindica
en la reivindicación 5, donde el concentrado de pigmento blanco
forma el 25,00% en peso, el barniz poliamídico forma el 15,00% en
peso, la solución de una sal metálica de ácido propiónico forma el
1,0% en peso y los componentes restantes forman el 59,0% en
peso.
7. Un proceso para fabricar una formulación de
revestimiento que es estable cuando se aplica a una superficie de un
material de envase y sigue siéndolo cuando se utiliza la película
para envasar productos alimenticios bajo condiciones de envasado
asépticas, que constan de los pasos de disolver al menos una resina
poliamídica de tipo codisolvente, modificada fenólicamente en al
menos un disolvente no acuoso, y combinar la mezcla anterior con los
siguientes componentes adicionales: al menos una cera sintética, al
menos un agente deslizante y liberador, al menos un tipo de
nitrocelulosa, y uno o más aditivos especializados escogidos de
entre plastificantes y promotores de adherencia.
8. Un proceso para fabricar una formulación de
tinta que es estable cuando se aplica a una superficie de un
material de envasado y que sigue siéndolo cuando el material se
utiliza para envasar productos alimenticios bajo condiciones de
envasado asépticas, que constan de los pasos de disolver al menos
una resina poliamídica de tipo codisolvente, modificada
fenólicamente en al menos un disolvente no acuoso, y combinar la
mezcla anterior con un tipo de nitrocelulosa, al menos un pigmento y
una solución no acuosa de sal metálica de ácido propiónico, y al
menos una cera sintética, al menos un agente deslizante y liberador,
y uno o más aditivos especializados escogidos de entre
plastificantes y promotores de adherencia.
9. Un proceso para producir una película
flexible de envasado, estando una de sus superficies impresas y
estando dicha película destinada a su uso en la fabricación de
productos alimenticios envasados asépticamente que consta de los
pasos de formar una película flexible de al menos una resina o una o
más capas de película hechas a partir de resinas seleccionadas de
entre polímeros de etileno, polímeros de poliéster, polímeros de
acetato de etileno-vinilo, polímeros de
hidroxietileno vinilo y polímeros de nilón solos o combinados; y
aplicar la formulación de tinta como se define en cualesquiera de
las reivindicaciones 3 a 6 a una superficie de la película con un
patrón deseado.
10. Un proceso, como se reivindica en la
reivindicación 9, donde, antes de aplicar la tinta, la película se
trata por descarga de corona o es tratada por llama para mejorar su
humectabilidad.
11. Un proceso, como se reivindica en la
reivindicación 9, donde la película impresa se recubre con una capa
transparente después de aplicar la tinta pigmentada de
impresión.
12. Un proceso para producir un material
laminado de envasado a base de papel, una de cuyas superficies está
impresa, material que se usa en la fabricación de productos
alimenticios envasados asépticamente, proceso que consta de los
pasos de formar un material laminado de envasado a base de papel y
aplicar a una superficie exterior del mismo, utilizando los indicios
una formulación de tinta como se reivindica en cualesquiera de las
reivindicaciones 3 a 6.
13. Un proceso, como se reivindica en la
reivindicación 12, donde el material de envasado impreso está
revestido con una capa transparente después de aplicar la tinta
pigmentada de impresión.
14. Un proceso de envasado alimenticio aséptico,
que consta de los pasos de imprimir la superficie de una película
flexible de envasado con al menos una tinta de impresión que tiene
una formulación como se reivindica en cualesquiera de las
reivindicaciones 3 a 6, sometiendo a la película flexible de
envasado impresa a un proceso de esterilización para estar en
contacto con alimentos que incluye llevar la película flexible
impresa y esterilizada hasta una zona estéril donde se forma un
envase que es llenado con un producto alimenticio, sellado
herméticamente y cortado, y descargar el producto alimenticio
envasado y sellado.
15. El proceso, como se reivindica en la
reivindicación 14, donde el producto alimenticio está
esterilizado.
16. El proceso, como se reivindica en la
reivindicación 15, donde el producto alimenticio es esterilizado
mediante un proceso escogido de entre autoclave por vapor, ozono,
gas de óxido de etileno, productos químicos reactivos producidos por
radiación, baño de agua oxigenada, y combinaciones de los
mismos.
17. El proceso, como se reivindica en la
reivindicación 14, donde el producto alimenticio es una sustancia
fluida y el envase es una bolsa de película flexible.
18. Un proceso de envasado de alimentos donde el
material de envase consta de un material laminado de envasado a base
de papel que tiene una superficie exterior impresa, donde la tinta
que se aplica a la superficie del material del envase consiste en
una formulación de tinta como se reivindica en la reivindicación 3,
proceso que consiste en someter al material de envasado impreso a
condiciones asépticas de envasado de alimentos donde un envase se
construye con material laminado de envasado a base de papel, y donde
el proceso incluye pasar el material impreso a través de una zona
estéril donde el alimento se coloca en el envase y el envase se
sella herméticamente.
19. Un envase de un producto alimenticio que
contiene un producto alimenticio y está formado a partir de un
material de envase durante el envasado del producto alimenticio,
estando la superficie del material de envasado impresa con la
formulación de tinta como se reivindica en cualesquiera de las
reivindicaciones 3 a 6 y permaneciendo estable después de su
aplicación sobre el material de envasado, y estando sometidos el
material y/o la película impresa y el envase a condiciones de
envasado asépticas y siendo resistentes a la abrasión durante el
envasado, la distribución y la venta.
20. El envase de un producto alimenticio, como
se reivindica en la reivindicación 19, donde el producto alimenticio
está esterilizado.
21. El envase de un producto alimenticio, como
se reivindica en la reivindicación 19, donde el producto alimenticio
es una sustancia fluida y el envase es una bolsa de película
flexible.
22. El envase de un producto alimenticio, como
se reivindica en la reivindicación 19, donde el producto alimenticio
es una sustancia fluida y el envase es un envase rígido laminado a
base de papel.
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