ES2284758T3 - Laminado multicapa termoplastico imprimible para aplicaciopnmes de envasado al vacio por revestimiento a modo de piel. - Google Patents

Abstract

Un laminado multicapa moldeado por coextrusión idóneo para emplearse a modo de membrana superior en un proceso de envasado al vacío a modo de piel VSP, caracterizándose el mencionado laminado multicapa por un módulo a temperatura ambiente de (23ºC) como mínimo de 4, 000 kg/cm2 y compuesto, como mínimo de una capa a) sellante de poliolefina, una capa b) barrera contra gas y una capa c) a base de un material resinoso que presenta una temperatura de transición vítrea Tg entre 70ºC y 100ºC y un módulo a tracción (evaluado según la Norma ASTM D882 sobre una lámina de 250 µm) cómo mínimo de 1, 900 Mpa.

Description

Laminado multicapa termoplástico imprimible para aplicaciones de envasado al vacío por revestimiento a modo de piel.

El presente invento se refiere a una nueva membrana termoplástica moldeable idónea para emplearse como membrana superior en aplicaciones de envasado al vacío (VSP) por revestimiento a modo de piel.

La nueva membrana termoplástica está especialmente indicada para emplearse como estructura superior impresa encuadrable para el envasado al vacío VSP, dado que combina una especial capacidad de moldeo con una resistencia implícita en ausencia de un alargamiento longitudinal significativo bajo condiciones convencionales de envasado al vacío a modo de piel.

Fundamento del invento

El envasado de artículos tales como los productos alimentarios en láminas o laminados termoplásticos, es una práctica común para proteger el producto a envasar, contra solicitaciones abusivas y de la contaminación exterior, proporcionando a su vez un envasado idóneo y duradero para poder ser transportado y finalmente distribuido al usuario final.

El envasado al vacío a modo de piel, es un proceso bien conocido en la tecnología consistente en utilizar un material termoplástico para envasado, para envolver productos alimenticios tales como la carne, la carne manipulada, o el pescado.

Este proceso de envasado, al vacío a modo de piel, consiste en cierto modo en un tipo de proceso de termoconformado en el cual un artículo a envasar sirve como de molde para a la membrana a moldear. Cualquiera de estos artículos puede situarse sobre un elemento soporte, una cartulina, bien sea rígida o semirígida o bien sobre otra membrana de base, que puede ser lisa o presentar una forma, p.e. forma de bandeja en la que el artículo contenido a continuación, se pasa a una cámara en la que una membrana termoplástica superior, se estira situándola sobre una cúpula recalentada de modo que la membrana superior reblandecida pase entonces a recubrir el artículo formando una envoltura ajustada alrededor del producto que sellará completamente con la membrana base, todo el conjunto. El movimiento de la membrana superior se controla mediante vacío y/o presión neumática, y en un dispositivo para envasado al vacío a modo de piel, el interior del envase se somete a vacío antes de la envoltura final de la membrana superior alrededor de la membrana soporte.

En las patentes americanas referencia Nos.3,835,618, 3,950,919, y en la Ref. 30,009, todas editadas por Perdue se describen varios aparatos idóneos para el envasado al vacío a modo de piel, así como varios procesos para esta tecnología.

En la bibliografía libre y en la recogida en patentes, (véase p.e. la referencia EP-A-243.510 y EP-A-343,877), se han descrito varias estructuras multicapa, especialmente indicadas para utilizarse en esta aplicación de envasado. Una condición común para los materiales de envasado del tipo de la membrana superior para el proceso VSP de envasado al vacío a modo de piel, consiste en ofrecer por parte del propio material, un considerable grado de moldeabilidad bajo condiciones térmicas, como suelen aplicase en las máquinas para envasado al vacío a modo de piel, dado que el material precisa ser ablandado por calor a tal temperatura que también pueda ser admitida por el producto a envasar, de modo que tiene que ser suficientemente elástico en la cámara de vacío para adaptarse a la cúpula sometida al calor y capaz de rodear ajustadamente el producto incluso en caso de presentar formas de producto irregulares.

En una aplicación de moldeo al vacío a modo de piel VSP, la temperatura de la cúpula, es decir la temperatura de la parte superior de la cámara en donde se ha estirado la lámina VSP y calentada para reblandecerla, se alcanza generalmente un valor que oscila desde aprox. los 180 a los 220ºC. El contacto entre la superficie recalentada de la cúpula y la lámina, dura algunos segundos. Esta temperatura es suficiente para recalentar la membrana hasta un grado en el que su estructura se convierte en altamente moldeable pero que no es suficiente para provocar el pegamento o la fusión de la misma, que como es conocido suele ser generalmente de base polimérica, es decir, de ionómeros, polietilenos, EVA y polímeros similares, con una temperatura de fusión inferior a la temperatura a ajustar para calentar la superficie de la cúpula.

En general, los laminados para emplearse a modo de membranas superiores en los procesos de envasado al vacío, son lisos, es decir, no están impresos o como mínimo no han sido impresos con encuadre, como de hecho sucede con las membranas usualmente disponibles o conocidas, la tensión ejercida al desenrollar la membrana durante el proceso de envasado al vacío, podría provocar una más o menos pronunciada tensión sobre la estructura pelicular, en dirección longitudinal, impidiendo mantener la desead longitud de repetición entre las subsiguientes imágenes impresas. En algunas aplicaciones de envasado al vacío, se emplean membranas superiores impresas encuadrables tales como las descritas en EP-B-874,766 por Techy International S.A. que se obtienen por impresión encuadrable sobre un material termofijado y orientado biaxialmente, cuya superficie impresa posteriormente se lamina con una lámina sellable mono o multicapa. Sin embargo, dado que los substratos termofijados y orientados biaxialmente de estos laminados no son suficientemente moldeables, en tales casos no es posible conseguir un efecto auténtico de piel.

Estas estructuras, cuando se utilizan en procesos de envasado al vacío a modo de piel, se recomiendan consecuentemente solo para el envasado de artículos con perfiles poco marcados y por lo mismo, cuando se utilizan para el envasado de productos alimenticios, no proporcionan resultados satisfactorios dado que el efecto piel no será el deseado y que cualquier liquido chorreante por parte del producto alimenticio, se esparcirá entre las membranas superior e inferior, confiriendo un aspecto no deseado al envase y poniendo en evidencia la debilidad del sellado.

Así pues, ciertamente existe la necesidad de disponer de un laminado que pueda emplearse satisfactoriamente a modo de membrana superior impresa de forma encuadrable en un proceso de envasado al vacío a modo de piel mediante revestimiento con film, es decir un laminado que sea altamente moldeable bajo las condiciones que se aplican normalmente en los procesos de envasado al vacío, si bien, al mismo tiempo bajo estas mismas condiciones no deberá presentar un excesivo alargamiento en dirección longitudinal, de modo que pueda emplearse como membrana para impresión encuadrable, sin ningún problema.

Resumen del invento

Ahora se ha descubierto que incluyendo otro tipo de estructura de membrana superior convencional en una capa de envasado al vacío de un material resinoso que presenta un módulo a tracción (evaluado según la Norma ASTM D882 sobre una lámina de 250 \mum) de cómo mínimo 1,900 Mpa y una temperatura de transición vítrea Tg comprendida entre 70 y 100ºC, en donde el espesor de la mencionada capa es tal que proporciona un laminado en su totalidad con un módulo a tracción a temperatura ambiente (23ºC) según la (Norma ASTM D882)de cómo mínimo 4,000 kg/cm^{2}, el laminado así obtenido, será suficientemente moldeable pero no se alargará significativamente a la temperatura que se alcanza durante el proceso de envasado al vacío a modo de piel (VSP) de modo que puede ser utilizado como membrana superior, imprimible y encuadrable para envasado al vacío.

Un primer objetivo del presente invento consiste en moldear por coextrusión una membrana para emplearse como capa superior de un laminado multicapa y en particular, como una membrana superior impresa para el procedimiento de envasado al vacío a modo de piel, caracterizándose dicho laminado multicapa por un módulo a temperatura ambiente de (23ºC) cómo mínimo de 4,000 kg/cm^{2} y comprendiendo como mínimo:

una capa a) sellante de poliolefina,

una capa b) barrera contra gas y

una capa c) de un material resinoso que presenta una temperatura de transición vítrea Tg comprendida entre 70 y 100ºC, y un módulo a tracción (evaluado según la Norma ASTM D882 sobre una lámina de 250 \mum) cómo mínimo de 1,900 MPa.

En una forma de ejecución preferente de este primer objetivo, la membrana se imprime y en otra forma de ejecución todavía más preferente, se imprime de forma encuadrable.

Un segundo objetivo del presente invento consiste en un proceso de envasado al vacío a modo de piel en donde una lámina multicapa coextrusionada del primer objetivo mencionado, se utiliza como membrana superior.

Un tercer objetivo consiste en un envase para envasado el vacío, compuesto por un elemento soporte, un producto situado sobre el mencionado elemento soporte y una lámina multicapa coextrusionada de acuerdo con el primer objetivo del presente invento que recubrirá el producto, se adaptará substancialmente a su forma y se sellará al elemento soporte en toda la periferia del producto.

Breve descripción de los planos

Fig. 1 representa una vista esquemática en sección transversal de una lámina compuesta según una forma de ejecución preferente del presente invento.

Fig. 2 es una vista en perspectiva de una forma de ejecución del envase al vacío a modo de piel que puede ser efectuado empleando una lámina de este invento como membrana superior y que además ilustra un dispositivo opcional con lengüeta para retirar la membrana superior del envase para su abertura final.

Definiciones

Tal como aquí se emplea el término "core" (= núcleo) y la frase "capa nuclear" que aplicado a una lámina multicapa se refiere a cualquier capa laminar interior que tiene como función primordial la de servir de adhesivo para pegar dos capas entre si.

Tal como se emplea aquí el término "capa de enlace" se refiere a cualquier capa interior que tiene como propósito primario la de adherir dos capas entre si.

Tal como se emplea aquí la frase "capa exterior" en relación con una lámina multicapa, se refiere a una capa que tiene solamente una de sus principales caras directamente adherida a otra capa de la lámina. Tal como se emplea aquí "capa sellante" o "capa de estanqueidad" se trata de una capa externa de lámina multicapa que en el proceso de envasado al vacío estará en contacto con el producto alimenticio y que se sellará al soporte, mientras que "capa expuesta a solicitaciones abusivas" corresponderá a la capa exterior que en el proceso de envasado al vacío estará en contacto con la cúpula recalentada. Tal como se emplea aquí el término "directamente adherido" tal como se aplica a las capas de un laminado multicapa, se refiere a la adhesión de un primer elemento a un segundo elemento, sin intermediar un producto adhesivo, una capa de enlace o cualquier otra capa intermedia. En contraste a como se utiliza en este contexto, la palabra "adherida" cuando se usa sin el adverbio "directamente" se refiere explícitamente a la adhesión de un primer elemento a un segundo elemento ya sea con un producto adhesivo o sin un producto adhesivo, una capa de unión o cualquier otra capa intermedia.

Tal como se usa en este contexto el término "poliolefina" se refiere a cualquier olefina polimerizada o copolimerizada que puede ser lineal, ramificada o cíclica, sustituida o sin sustituir, y posiblemente modificada. Las resinas tales como el polietileno, los copolímeros de etileno-\alpha-(C_{4}-C_{8})olefina, los copolímeros de etileno-propileno, los terpolímeros de etileno-propileno-\alpha-(C_{4}-C_{8})olefina, los copolímeros de propileno-buteno, el polibuteno, el poli(4-metil-penteno-1), el caucho metileno-propileno, el caucho butilo, así como también los copolímeros de etileno (o una olefina superior) con un comonómero que no sea una olefina y en el cual predomine el monómero de etileno (o olefina superior) tal como los copolímeros de etileno-acetato de vinilo, los copolímeros de etileno-ácido acrílico, los copolímeros de etileno-acrilato de alquilo, los copolímeros del etileno del ácido-metacrílico, los copolímeros de etileno metacrilato-alquilo, los copolímeros del anhídrido maleico, etileno-alquilo acrilato, los ionómeros, así como las mezclas de ellos en cualquier proporción, también quedan todas incluidas. Así mismo se incluyen también las poliolefinas modificadas, en donde el térmico "modificada" se emplea para referirse a la presencia de grupos polares en la rama principal polimérica. Las resinas de poliolefina de arriba, pueden ser heterogéneas u homogéneas, en donde estos términos se refieren a las condiciones catalíticas empleadas y a consecuencia de ello a la distribución particular del peso molecular, tamaño de las cadenas ramificadas y distribución a lo largo de la rama principal polimérica, tal como se conoce en esta tecnología.

Tal como se utiliza aquí el término "copolímeros de etileno-\alpha-C_{4}-C_{8})olefinas" se pretende hacer referencia tanto a los materiales heterogéneos como a los homogéneos (p.e. "emplazamiento único", o "metaloceno") materiales con densidades aprox. desde 0,87 a aprox. 0,940 g/cm^{3}. Tal como se utiliza en este contexto el término "ionómero" sirve para designar a las sales metálicas de los copolímeros acídicos, tales como las sales metálicas de los copolímeros del ácido etileno-acrílico o las sales metálicas de los copolímeros del ácido etileno-metacrílico. Éstos pueden adquirirse a la firma Du Pont bajo la marca comercial Surlyn^{TM}.

Según se utiliza en este contexto el término "PVDC" sirve para referirse a un copolímero de cloruro de vinilideno en donde una considerable cantidad de copolímero consiste en cloruro de vinilideno y una pequeña cantidad de copolímero corresponde a uno o varios monómeros no saturados copolimerizables de donde se encuentra el típico cloruro de vinilo, y los metacrilatos o acrilatos de alquilo (p.e. el acrilato o el metacrilato de metilo) o a una mezcla de los mismos en diferentes proporciones. Por lo general, el mencionado cloruro de polivinilideno (PVDC) contiene plastificantes y/o estabilizantes tal como se conoce en esta tecnología.

Según se emplea en este contexto, el término "EVOH" comprende los copolímeros saponificados o hidrolizados de etileno acetato de vinilo y se refiere a los copolímeros de alcohol vinílico que presentan un contenido de comonómero de etileno, preferentemente comprendido aprox. desde 28 a aprox. 48 mols %, y más preferentemente, conteniendo aprox. desde 32 a aprox. 44 mols % de etileno, e incluso todavía más preferible si contiene aprox. desde 36 a aprox. 42 mols % de etileno, y un grado de saponificación mínimo del 85%, o mejor hasta un mínimo del 90%.

Según se emplea en este contexto el término "poliamida" se refiere a polímeros de alto peso molecular que tienen ramificaciones amida a lo largo de su cadena molecular, y se refiere más específicamente a poliamidas sintéticas tales como los nylons. Tal término comprende tanto las homo-poliamidas como las co-(o ter-)poliamidas. Éste también incluye específicamente las poliamidas o copoliamidas alifáticas, las poliamidas o copoliamidas aromáticas y las poliamidas o copoliamidas parcialmente aromáticas, las modificaciones de las mismas y también sus mezclas. Las homo-poliamidas se derivan de la polimerización de un solo tipo de monómero comprendiendo tanto las funciones químicas que son típicas de las poliamidas, esto es, los grupos ácidos y aminos, tales como los monómeros entre los que figuran típicamente las lactamas o los aminoácidos, o bien los derivados de policondensación de dos tipos de monómeros polifuncionales, p.e. las poliamidas con ácidos polibásicos. Las co-,ter-, y multi-poliamidas son derivados de la copolimerización de monómeros precursores de cómo mínimo dos (tres o más) diferentes poliamidas.

Como ejemplo en la preparación de las co-poliamidas, pueden emplearse dos diferentes lactamas, o dos tipos de poliaminas y poliácidos, o bien una lactama en uno de los lados y poliamina y poliácido en el otro lado.

Descripción detallada del invento

El laminado según el primer objetivo del presente invento, comprende como mínimo tres capas: una capa a) sellante, una capa b) barrera contra el gas, y una capa c) de un material resinoso que presenta una temperatura de transición vítrea Tg comprendida entre 70 y 100ºC, y un módulo a tracción (evaluado según la Norma ASTM D882 sobre una lámina de 250 \mum) cómo mínimo de 1,900 Mpa.

\newpage

Resinas idóneas para la capa sellante a) son típicamente poliolefinas caracterizadas por un valor muy bajo de transición vítrea Tg, tales como los homo- y co- o terpolímeros de polietileno, y co- o terpolímeros de polipropileno. Las resinas preferentes para utilizarse como capa sellante a) son los polietilenos, tales como el polietileno de baja densidad (LDPE), el polietileno de media densidad (MDPE), el polietileno de alta densidad (HDPE), los polietilenos lineales, tales como el polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), el polietileno lineal de muy baja densidad (VLDPE), y el acetato de etileno-vinilo, los acrilatos de etileno-alquilo, los metacrilatos de etileno-alquilo, los ionómeros, los copolímeros de etileno-propileno, los copolímeros de etile-propileno-buteno y sus mezclas en cualquier proporción.

El espesor de la capa sellante es generalmente cómo mínimo de 5 \mum. Capas sellantes de mayor espesor p.e. de 10,20,30 \mum e incluso superiores, serán todavía más preferidas.

Ejemplos no limitativos de polímeros barrera contra gas que pueden ser especialmente indicados para su empleo como capa b) de barrera contra gas, son EVOH, PVDC las poliamidas y mezclas de EVOH con poliamidas.

La capa b) para barrera es preferible que contenga EVOH, poliamidas o mezclas de los mismos.

El espesor de la capa b)barrera contra gas, se ajustará a fin de proporcionar al conjunto multicapa unas velocidad de transmisión de oxígeno (OTR) (evaluado siguiendo el Método descrito en ASTM D-3985 y usando un instrumento OX-TRAN de Mocon) inferior a 10, prefiriéndose inferior a 5 cm^{3}/m^{2}.d.atm, midiendo a 23ºC y 0% de humedad relativa.

Típicamente, cuando se emplea EVOH a modo de material barrera contra gas, el efecto se consigue con una capa barrera de 2-3 \mum de espesor. Si se desea pueden emplearse capas de espesor todavía más grueso o bien si se requiere, aún menor OTR o velocidad de transmisión de oxígeno, empleando un polímero con propiedades barrera más bajas, tales como una poliamida.

Las resinas termoplásticas caracterizadas por un módulo a tracción cómo mínimo de 1,900 Mpa y una temperatura de transición vítrea Tg comprendida entre 70ºC y 100ºC, para la capa c) son p.e. los copoliésteres de etileno amorfos, determinadas poliamidas y determinados copolímeros de olefinas cíclicas (COC).

Las resinas de copoliester amorfas, son poliésteres caracterizados por la presencia de irregularidades en las cadenas poliméricas que se introducen por llevar a cabo la reacción de polimerización en presencia de una pluralidad de diácidos, dioles o bien de ambos. Entre los ejemplos de los monómeros idóneos que pueden ser empleados en combinación para proporcionar las resinas de copoliester, figuran p.e. el ácido tereftálico, el ácido isoeftálico, el etilenglicol, el 1,4 butanodiol, el 1,6 hexanodiol, el 1,4 butanodiol 2,3-dialquilo, el ciclohexanodimetanol y el 1,3 propanodiol.2,2 dialquilo.

Los copolímeros de cicloolefina que presenten el módulo a tracción y el valor Tg exigidos, se obtienen típicamente empleando un catalizador de metaloceno. Estos son nuevos tipos de polímeros amorfos ahora disponibles comercialmente cuya temperatura de transición vítrea Tg puede variar dentro de una amplia gama en función de la cantidad de olefina cíclica incorporada en el copolímero. Desde luego existe la posibilidad de obtener copolímeros a medida para este uso específico. Los copolímeros de etileno/biciclo[2.2.1] hepta-2-ene (mejor conocidos por su nombre trivial de copolímeros de etileno/noborneno) son los más interesantes debido a la fácil disponibilidad de los comonómeros de partida, si bien realmente el COC puede obtenerse por copolimerización no solo del etileno, sino también de \alpha-olefinas superiores con olefinas, mono o policíclicas.

El espesor de la capa c) o el espesor combinado de las distintas capas c) se seleccionará convenientemente de forma que proporcionen un laminado multicapa total con un módulo global a temperatura ambiente de (23ºC), cómo mínimo de 4,000 kg/cm^{2}.

La capa c) corresponde preferentemente a la capa más exterior expuesta a solicitaciones abusivas del laminado al que se refiere el invento.

Alternativamente la mencionada capa c) puede ser una capa interior en cuyo caso tendrá que existir una capa separada exterior contra solicitaciones abusivas d) siendo típicamente de una poliolefina con un punto de fusión relativamente elevado, como pudiera ser el caso de polietileno de alta densidad, o de copolímeros de polipropileno.

Capas adicionales, tales como p.e. capas para conferir "volumen" o "relieve" (capas f), esto es, capas generalmente de polímeros que son económicos con relación a otros polímeros que forman parte del laminado y pueden utilizarse para mejorar la resistencia ante malos tratos o al punzamiento del laminado o simplemente para proporcionar el espesor deseado, con lo que de este modo justifican su presencia. Los polímeros idóneos para estas capas con típicamente los copolímeros y homopolímeros de etileno, p.e. el polietileno de baja densidad, los copolímeros de acetato de etileno-vinilo, los polietilenos lineales de baja densidad y los polietilenos lineales de muy baja densidad. El espesor de las capas para conferir volumen que pueden estar presentes en el conjunto de la estructura, dependerán principalmente del espesor general deseado del laminado.

Otras capas que pueden también estar presentes en el laminado multicapa al que se refiere el invento son capas de unión o adhesivas que se emplean para mejorar la adherencia de una capa con otra en la estructura general. Particularmente el laminado puede incluir una capa de unión e) directamente adherida (esto es, directamente adyacente) a una o ambas caras de una capa b) barrera de protección interna y/o a una o a ambas caras de una capa c) y si la capa c) es una capa interior y la estructura no contiene una capa exterior separada contra solicitaciones abusivas, existe la posibilidad de adherir directamente, también una capa de unión para la superficie interior de la mencionada capa exterior contra solicitaciones abusivas. Las capas e) de unión, pueden así mismo utilizarse con las capas que confieran volumen, para adherir mejor las mencionadas capas a la adyacente, con la capa a) de sellado, la capa b) de barrera contra gas, a la capa c) exterior contra solicitaciones abusivas, o con la capa c) y la capa d) exterior contra solicitaciones abusivas.

Las capas pueden haberse elaborado partiendo de polímeros que tengan grupos polares injertados de modo que el polímero sea capaz de proporcionar un enlace covalente con polímeros polares tales como el EVOH. Entre los polímeros idóneos para capas de unión, figuran los copolímeros del ácido insaturado de etileno, los copolímeros de éster insaturado de etileno, las poliolefinas de anhídridos modificadas, los poliuretanos y las mezclas de los mismos. Entre los polímeros preferentes para las capas de unión figuran uno o varios polímeros termoplásticos tales como los copolímeros de acetato etileno vinilo con alto contenido de acetato de vinilo (p.e. 18-28% en peso o incluso con más contenido), los copolímeros del ácido etileno-(met)acrílico, los homopolímeros o copolímeros de etileno tales como el polietileno de baja densidad, el polietileno lineal de baja densidad o el acetato de etileno-vinilo modificado con anhídrido o con funcionalidades ácido carboxílicas, las mezclas de estas resinas mencionadas anteriormente con copolímeros u homopolímeros de etileno, y otras similares resinas conocidas.

Las capas de unión presentarán el suficiente espesor para proporcionar la función de adherencia, tal como se conoce en esta tecnología. Su espesor, sin embargo, se mantiene generalmente tan bajo como sea posible, teniendo en cuenta el elevado coste de este tipo de resinas. Típicamente se confeccionarán con un espesor aproximado de 1, prefiriéndose de aprox. 2, 8 ó hasta 10 \mum. Mientras que las capas más finas de 1 \mum no bastan por lo general, para proporcionar la deseada adherencia, las capas de unión de espesor superior a 10 \mum pueden ser empleadas perfectamente si bien sin proporcionar un incremento añadido a las propiedades de unión.

Cada capa de unión puede ser substancialmente similar o de una composición y/o espesor diferentes.

Para poder emplear como membrana superior en un procedimiento de envasado al vacío, a modo de piel, el laminado precisará ser moldeable, y por ello las resinas empleadas con esta finalidad, necesitarán presentar una temperatura de transición vítrea Tg inferior a la temperatura alcanzada por la correspondiente capa en el laminado completamente configurado durante la fase de precalentamiento y/o en la cúpula térmica. Preferentemente, el valor de la transición vítrea Tg de una resina empleada en el laminado, es como mínimo de 3ºC, prefiriéndose como mínimo de 5ºC e incluso mejor si fuese como mínimo 8ºC inferior a la temperatura que corresponde a la capa que contiene la mencionada resina durante la fase de precalentamiento y/o en la cúpula del envasado al vacío justo cuando es estirada contra la cúpula superior.

El laminado multicapa al que se refiere el presente invento, puede presentar un espesor total de tal magnitud que permita a la lámina, proporcionar las característica exigidas (como p.e. moldeabilidad, resistencia contra solicitaciones abusivas y al pinchado, resistencia de sellado) para las aplicaciones especiales destinadas a envasado. El laminado para emplearse como membrana superior para envasado al vacío, presentará preferentemente un espesor total (en orden ascendente de preferencia) aprox. desde 40 a aprox. 200 \mum, desde aprox. 50 a aprox. 180 \mum, desde aprox. 60 a aprox. 150 \mum, desde aprox. 70 a aprox. 120 \mum. Concretamente para el envasado al vacío a modo de piel, se emplearán laminados gruesos para el envasado de productos de acusado perfil, mientras que los laminados finos serán suficientes y se preferirán para el envasado al vacío a modo de piel de aquellos productos que presenten un perfil poco marcado.

El laminado al que se refiere el invento, puede comprender cualquier número de capas desde 3 hasta 20. Preferentemente comprenderá de 4 a 12 capas si bien será preferible que contenga de 5 a 9 capas.

Una o varias de cualquiera de las capas de la lámina multicapa a las que se refiere el presente invento, pueden contener cantidades apropiadas de aditivos típicos que forman parte de las estructura destinadas al envasado de alimentos para el efecto que se desea, según es conocido por aquellos expertos en la tecnología de las láminas para envasado. Así por ejemplo, una capa puede contener aditivos tales como agentes lubricantes (p.e. como el talco), agentes antibloqueantes, antioxidantes, cargas, colorantes y pigmentos, promotores de la reticulación, inhibidores de reticulación, estabilizantes contra la radiación, eliminadores de oxígeno, agentes antiestáticos y agentes similares.

A continuación se relacionan algunos ejemplos de laminados según el presente invento en los cuales los símbolos alfabéticos designan las capas de resina. Si la representación de los laminados multicapa que se relacionan a continuación, incluye la misma letra en más de una ocasión, cada intervención de la letra puede representar la misma composición o una composición diferente, dentro de la clase que desarrolla una función similar.

a/b/c,a/b/c/d,a/c/b/d,a/b/c/e/d/,a/b/e/c/d/,a/c/b/e/d,a/c/b/d,a/e/b/d/c,a/e/c/b/d,a/c/b/c/d,a/e/b/c/e/d,a/e/b/e/c/d,a/e/b/e/
c/d,a/e/b/c/e/d,a/e/b/e/c,a/e/f/e/b/e/c,a/f/e/b/c,a/f/e/b/e/c,a/f/e/b/c/e/d,a/e/c/b/c/e/d,a/f/e/c/b/e/c,a/f/e/c/b/e/d,a/f/e/c/e/b/
c,a/f/e/b/e/c/e/d,a/f/e/b/e/f/e/d,a/e/c/b/e/d,a/e/f/e/b/e/f/e/c,a/e/c/e/b/e/d,a/e/c/e/b/e/c,a/e/c/e/b/e/f/e/c,a/e/c/e/b/e/f/e/d.

"a" es la capa sellante externa, que según se comentó arriba puede confeccionarse a base de una o más de las poliolefinas (p.e. homopolímeros de etileno, tales como el polietileno de baja densidad ("LDPE") y el polietileno de alta densidad ("HDPE"), copolímeros de etileno, tales como los copolímeros de etileno-\alpha-olefina, tales como los copolímeros heterogéneos u homogéneos lineales de baja densidad de etileno-\alpha-olefina (LLDPE), los copolímeros lineales de muy baja densidad de etileno-\alpha-olefina (VLDPE), los copolímeros de acetato de vinilo-etileno (EVA), los ionómeros, los copolímeros de polipropileno-etileno (EPC),los terpolímeros de etileno-propileno-buteno (EPBT), y resinas similares.

"b" es la barrera contra gas según se ha definido anteriormente,

"c" es una capa de un material resinoso que presenta una temperatura de transición vítrea Tg comprendida entre 70 y 150ºC, y preferentemente entre 70 y 135ºC, y con un módulo a tracción (evaluado según la Norma ASTM D882 sobre una lámina de 250 \mum de espesor) cómo mínimo de 1,900 Mpa.

"d" es una capa externa resistente contra solicitaciones abusivas (si la capa c) es una capa interior, la cual como se discutió anteriormente, puede incluir una o más poliolefinas, preferentemente una o más poliolefinas de punto de fusión relativamente elevado, tal como serían el polietileno de alta densidad y los copolímeros de polipropileno.

"e" es una capa de unión, que según se ha comentado arriba, puede comprender uno o más copolímeros ácidos de etileno no saturado, polímeros de éster de etileno no saturado, poliolefinas anhídrido modificadas y poliuretanos.

"f" es una capa para proporcionar volumen, que como se comento anteriormente, puede incluir uno o más polímeros relativamente económicos tales como los típicos homo- y copolímeros de etileno, p.e. el polietileno de baja densidad, los copolímeros de acetato de etileno-vinilo, los, polietilenos lineales de baja densidad y los polietilenos lineales de muy baja densidad.

Los laminados a los que se refiere el invento, pueden elaborarse por un proceso de moldeo por coextrusión según se describe en la Patenta Americana Nº 4,287,151 que comprende la coextrusión a través de una boquilla extrusora redonda, si bien preferentemente se elaboran mediante un proceso de moldeo por coextrusión a través de una boquilla de extrusión plana, dado que este proceso proporciona un mejor control del espesor parcial o general. Las boquillas para coextrusión de láminas multicapa planas o redondas idóneas para la coextrusión de las láminas a las que se refiere la invención, son bien conocidas en esta tecnología.

El laminado al que se refiere el invento, es preferentemente reticulado.

El método preferido de reticulación es el de irradiación por chorro electrónico que también es perfectamente conocido en esta tecnología. Un experto en esta técnica, puede determinar fácilmente el nivel de exposición de radiación idóneo para cada aplicación en particular. Sin embargo, generalmente, las dosificaciones de radiación hasta de 2150 kGy se aplican por lo general aprox. entre unos 80 y 240 kGy, prefiriéndose una dosificación del orden entre 90 y 220 kGy, y en el mejor de los casos, una dosificación entre 110 y 200 kGy.

La irradiación se lleva a cabo óptimamente, a temperatura ambiente, si bien pueden aplicarse temperaturas superiores e inferiores, por ejemplo, desde 0 a 60ºC.

Los agentes para la reticulación química pueden emplearse así mismo para proporcionar la necesaria reticulación cómo mínimo de uno de los componentes peliculares del laminado. Tales agentes se agregan típicamente a la resina de forma directa o mediante un master batch, esto es, mezcla previa a la extrusión del compuesto.

El laminado al que se refiere el presente invento, puede imprimirse de forma encuadrable a fin de imprimir sobre la cara del envase al vacío a modo de piel, proporcionando de este modo indicaciones tales como marcas registradas, informaciones relativas al producto, especificaciones del contenido, o bien logotipos.

Los métodos para la impresión del laminado al que se refiere el presente invento, comprenden cualquier método convencional de impresión para los materiales plásticos.

Los procedimientos especialmente ventajosos son la impresión por relieve (tal como la impresión flexográfica o de texto impreso) y la impresión por incisión o grabado (ocasionalmente denominado rotograbado). La impresión por relieve consiste en la elevación de las áreas a imprimir por encima de las áreas que no han de ser impresas. La tinta se aplica sobre la superficie repujada que es puesta en contacto con el substrato sobre el que aparecerá la impresión. Esto significa que los rodillos de tinta tocan solo la superficie superior de las áreas repujadas. La tinta se transfiere a un transportador de imagen y es aplicada a la membrana en el momento de pasar entre el transportador de imagen y el cilindro impresor. En flexografía esto es el proceso de impresión por relieve principalmente utilizado para imprimir materiales para envasado, las tintas de secado rápido (usualmente basadas en nitrocelulosa o poliamida disuelta en disolventes de bajo punto de ebullición tales como alcoholes) se imprimen desde tambores giratorios recubiertos con placas con relieve que se confeccionan con un material flexible, elastomérico, tal como el
caucho.

La impresión por incisión frecuentemente denominada impresión por grabado o rotograbado, es otro método usual de impresión. La impresión por incisión se refiere al estampado directo desde un cilindro giratorio grabado. El cilindro grabado gira en un recipiente de tinta y mientras gira el cilindro, una rasqueta retira el exceso de tinta de las zonas a las que no se pretende transmitir la imagen. La tinta es transferida desde el cilindro grabador en el momento en que la membrana pasa entre el cilindro grabador y el cilindro de impresión.

En ambos sistemas, antes de enrollar la lámina impresa formando un rollo, la tinta se seca haciendo pasar la lámina pelicular a través de horno.

Mientras que los laminados convencionales encuadrables no pueden utilizarse en el proceso de envasado al vacío a modo de piel VSP dado que la tensión aplicada a la lámina durante el ciclo de envasado al vacío provocaría un considerable estiramiento de la membrana, en dirección longitudinal que podría hacer imposible el mantener siempre la misma distancia entre las imágenes impresas repetidas secuencialmente, con el laminado del presente invento, por el contrario, no tiene lugar ningún estiramiento significativo sobre la lámina impresa y por ello es posible obtener envases realizados al vacío a modo de piel VSP en donde la misma imagen se repite exactamente en la misma posición en cada envase.

A fin de incrementar la receptividad de la tinta por parte de la superficie del laminado, en algunos casos puede ser útil someter la superficie del material termoplástico a imprimir a un tratamiento corona o de descarga corona. El tratamiento corona que se ha descrito p.e. en el documento US-A-4,120,716, comprende la ionización de un gas, como el aire, en estrecha proximidad a una superficie de la lámina, iniciando la mencionada ionización por un alto voltaje pasando a través de un electrodo próximo, provocando la oxidación y otros cambios en la superficie de la lámina, tal como la rugosidad superficial, con lo cual se incrementa la receptividad de la tinta. Adicionalmente o como alternativa, también sería posible incrementar la adhesión de la tinta al material termoplástico revistiendo la superficie a imprimir con una imprimación, tal como se conoce en la tecnología de la imprenta.

En una forma de ejecución preferente, que se ilustra en la Fig. 1, la lámina a la que se refiere el presente invento, está formada por una capa sellante de polietileno lineal de baja densidad (densidad 0,917 g/cm^{3}, índice de fusión 3,3 g/10 min, Dowlex^{TM} SC 2101 distribuido por la compañía Dow - de 12 \mum), indicado con la referencia numérica 1, una segunda capa para proporcionar volumen a base de un copolímero de acetato etileno-vinilo (18% VA, índice de fusión 0.7 g/10 min, Elvax^{TM} 3165 distribuido por Du Pont - de 26 \mum) indicado con la referencia numérica 2, una tercera capa de unión a base de polietileno de anhídrido maleico (densidad 0,917 g/cm^{3}, índice de fusión 2.3 g/min, Orevac® 18303, distribuido por la compañía Elf Atochem - de 5 \mum), indicado con la referencia numérica 3, una cuarta capa barrera contra gas de un copolímero de alcohol etileno-vinilo (con un contenido de etileno de 38% por mol, con una densidad de 1.17 g/cc, índice de fusión 3.3 g/min, Soarnol® ET3803 distribuido por Nipón Gohsei- de 9 \mum) indicado con la referencia numérica 4, una quinta capa de unión de polietileno modificado con anhídrido maleico (densidad 0,917 g/cm^{3}, índice de fusión 2.3 g/min, Orevac® 18303, distribuido por Elf Atochem - de 5 \mum), indicado con la referencia numérica 5, una sexta capa para proporcionar volumen a base de copolímero de acetato de etileno-vinilo (18% de acetato de vinilo, con un índice de fusión de 0,7 g/10 min, Elvax^{TM} 3165 distribuido por Du Pont - de 26 \mum), indicado con la referencia numérica 6, una séptima capa de unión de un EVA modificado con anhídrido maleico (26% de acetato de vinilo, densidad 0.95 g/cc, índice de fusión 3.5 g/min, Orevac® 18211 distribuido por la compañía Elf Atochem - de 7 \mum), indicado por la referencia numérica 7, y una octava capa exterior contra solicitaciones abusivas de un copoliéster PETG (temperatura de transición vítrea 81ºC y un módulo a tracción de 1,900 MPA - copoliester Eastar PETG 6763 - de 10 \mum), indicado con la referencia numérica 8. Las capas se disponen en el orden relacionado, es decir, la primera capa es la adyacente y adherida a la segunda capa, etc. tal como se indica en la Fig.1. La primera capa sirve como capa sellante capaz de formar con el soporte para envasado al vacío VSP un termosellado y quedar en contacto con el producto envasado. La octava capa sirve como capa resistente contra solicitaciones abusivas y forma la superficie exterior del envase al vacío a modo de piel VSP que entrará en contacto con la superficie de la cúpula en caliente durante el proceso de envasado.

En otra forma de realización el laminado al que se refiere el presente invento, presenta las mismas siete primeras capas como se ha indicado anteriormente (las mismas capas indicadas con las referencias numéricas de 1 a 7 en la Fig.1) y la octava la capa exterior contra solicitaciones abusivas, consistente en un copolímero de etileno-norborneno (temperatura de transición vítrea Tg de 85ºC y un módulo a tracción de 2600 Mpa. Topas^{TM} 8007 distribuido por Ticona - de 10 \mum).

Todavía en otra forma de realización, el laminado al que se refiere el invento, está compuesto por las mismas capas, desde la segunda a la octava, como en la primera forma de realización (las mismas capas indicadas por las referencias numéricas 2 a 8 en la Fig. 1) y presenta una capa sellante de ionómero (a base de una sal parcial un ácido metacrílico-etileno - índice de fusión 1.8 g/10 min. - Surlyn^{TM} 1650 distribuida por Du Pont - de 12 \mum).

Para emplearse en el método de envasado al vacío en forma de piel VSP, el laminado al que se refiere el presente invento, ya sea impreso, liso o idóneo para ser encuadrado, se alimenta al tramo superior de una cámara de vacío recalentada que comprende un tramo superior y otro inferior, a los que se aplica el vacío desde el exterior, para lo cual se tira del laminado hacia el interior de una forma cóncava, contra las paredes que se deslizan hacia el interior del tramo superior de la cámara y contra las aberturas contenidas en la sección de pared horizontal de ésta (la parte superior de la cúpula).

Cualquier bomba de vacío convencional puede utilizarse para aplicar el vacío y preferentemente el laminado será conveniente precalentarlo antes de la posterior operación para hacerlo más moldeable y con ello más susceptible de asumir una forma cóncava en el tramo superior de la cámara de vacío. A continuación el producto a envasar se sitúa sobre un elemento soporte, que puede ser liso o presentar una forma, típica de bandeja, situándose sobre una plataforma desde la que es transportado a la cámara de vacío, en el tramo más bajo de ésta, justo debajo de la cúpula. Entonces la cámara de vacío se cierra desplazando la sección superior hacia abajo sobre el tramo inferior, aplicándose durante esta secuencia completa de operaciones, constantemente el vacío para retener la forma cóncava del laminado. Una vez que la cámara de vacío se ha cerrado, se aplica vacío también en la sección inferior de la cámara de vacío a fin de evacuar el espacio entre el elemento soporte y el laminado de la membrana superior. El vacío en el tramo superior de la cámara de vacío, continúa siendo aplicado para obtener la, forma cóncava del laminado hasta que el área entre el elemento soporte de laminado se ha evacuado, entonces se interrumpe y la presión atmosférica vuelve a admitirse. Esto provocará el desmoronamiento de la parte superior ablandada de laminado sobre el producto y el elemento soporte, dado que la atmósfera empujando al laminado desde arriba y el vacío tirando desde abajo, cooperarán en la tarea de dar forma básica al laminado, según la forma del producto a envasar con el elemento soporte. El resultado final es un producto envasado al vacío a modo de piel VSP tal como se muestra en la Fig. 2 en la que 10 es el elemento soporte, 20 es el producto a envasar, 30 es la membrana superior que se adapta al producto envasado y al elemento soporte y 40 es la lengüeta opcional que es asida por los dedos del consumidor final y que tira de ella cuando el envase tiene que ser abierto. En algunos casos, las barras para sellado térmico u otros medios de sellado, pueden intervenir en la cámara de vacío para conseguir un sellado térmico perimetral del laminado con el elemento soporte.

En una forma preferente de ejecución, el laminado superior empleado en este proceso, lleva una impresión encuadrable.

Claims (10)

1. Un laminado multicapa moldeado por coextrusión idóneo para emplearse a modo de membrana superior en un proceso de envasado al vacío a modo de piel VSP, caracterizándose el mencionado laminado multicapa por un módulo a temperatura ambiente de (23ºC) como mínimo de 4,000 kg/cm^{2} y compuesto, como mínimo de

una capa a) sellante de poliolefina,

una capa b) barrera contra gas y

una capa c) a base de un material resinoso que presenta una temperatura de transición vítrea Tg entre 70ºC y 100ºC y un módulo a tracción (evaluado según la Norma ASTM D882 sobre una lámina de 250 \mum) cómo mínimo de 1,900 Mpa.

2. El laminado de la reivindicación 1 en donde la capa a) de sellado, de poliolefina, se selecciona a partir de una grupo en el que figuran los poletilenos, tales como el LDPE, MDPE, HDPE, los polietilenos lineales tales como el LLDPE y VLDPE, los acetatos etileno-vinilo, los acrilatos etileno-alquilo, los metacrilatos etileno-alquilo los ionómeros, los copolímeros de etileno-propileno, los copolímeros de etileno-propileno-buteno y sus mezclas en cualquier proporción.

3. El laminado al que hace referencia la reivindicación 1, en el que la capa b) de resina barrera contra gas, se selecciona de entre un grupo en el que figuran el EVOH, las poliamidas y mezclas de los mismos.

4. El laminado de la reivindicación 1 en donde el material resinoso de la capa c) es un copoliester amorfo, o un copolímero de cicloolefina.

5. El laminado correspondiente a la reivindicación 4 en donde el material de resinoso de la capa c) es un copoliester amorfo.

6. El laminado correspondiente a la reivindicación 1 en el que la capa c) es la capa exterior contra solicitaciones abusivas.

7. El laminado de cualquiera de las reivindicaciones precedentes de 1 a la 6 en donde el laminado puede imprimirse encuadrándose.

8. Un proceso para envasado al vacío a modo de piel, en donde un laminado de cualquiera de las reivindicaciones precedentes de 1 a 7, se emplea como membrana superior a modo de piel.

9. Un envase para el vacío a modo de piel, formado por un elemento soporte, un producto situado sobre dicho elemento soporte y un laminado multicapa coextrusionado como el que se hace referencia en las reivindicaciones anteriores de 1 a 7, recubriendo el producto, tomando básicamente su forma y sellándose al elemento soporte siguiendo alrededor de todo el contorno del producto.

10. El envase al vacío a modo de piel al que se refiere la reivindicación 9 en donde el laminado que recubre el producto, se ha impreso de forma encuadrable sobre toda su superficie exterior.