ES2297847T3 - Laminado plastico. - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENCION SE REFIERE A LAMINADOS PLASTICOS QUE SE UTILIZAN PARA EMBALAJE Y EN LOS CUALES UNA CAPA EXTERNA (1), QUE COMPRENDE UNA CAPA DE POLIESTER ESPUMADO Y, OPCIONALMENTE, NO ESPUMADO, SE LAMINA O COEXTRUYE O SE UNE DE CUALQUIER OTRA FORMA, SI SE DESEA A TRAVES DE UNA CAPA INTERMEDIA (3), A UNA CAPA INTERNA (2), QUE COMPRENDE UNA O MAS PELICULAS PLASTICAS COEXTRUIDAS. LOS LAMINADOS PLASTICOS SEGUN LA INVENCION SON ESPECIALMENTE ADECUADOS PARA EMBALAJES ALIMENTARIOS, PREVISTOS PARA PRESENTAR BUENAS PROPIEDADES DE BARRERA FRENTE AL GAS Y LA HUMEDAD, FACILES DE SELLAR Y, SI FUESE NECESARIO, FACILES DE ABRIR, POR EJEMPLO, MEDIANTE PELADO.
Description
Laminado plástico.
La presente invención se refiere a laminados que
se producen de material plástico que tienen altas propiedades de
barrera y se usan para envasado, comprendiendo los laminados una
capa de poliéster espumado como una parte de la estructura del
laminado. Los laminados plásticos de acuerdo con la invención son
particularmente adecuados para envases de alimentos que se espera
que queden bien sellados y, cuando sea necesario, puedan abrirse por
ejemplo por desgarro, así como que tengan altas propiedades de
barrera para gas y humedad. En la práctica, se espera que estos
envases conocidos como envases de atmósfera modificada (MAP) tengan
una permeabilidad a oxígeno de menos de 15 cm^{3}/m^{2},
preferiblemente de 4,0 a 9,0 cm^{3}/m^{2} (24 h, 23ºC, HR
50%).
En la producción de envases MAP, se usan
materiales de película flexibles como tales o en combinación con
películas formables gruesas, semi-rígidas o láminas
usadas como parte del envase, dependiendo de los requisitos
establecidos por el uso del envase en cuestión. Pueden conseguirse
unas propiedades de barrera suficientes con mono películas, aunque
la película es entonces demasiado gruesa por lo que la solución no
es práctica.
Cuando se usan películas o láminas rígidas como
producto final, el envase es fácil de manipular, tiene buenas
propiedades de trasporte y almacenamiento y es visualmente
agradable. Se sabe que los envases MAP rígidos se producen usando
láminas termoplásticas a las que se adhieren una o más capas de
película cuando es necesario. Las capas adhesivas y/o de enlace
pueden usarse también entre estas capas. Las láminas se producen por
ejemplo de láminas de poliéster/polietileno, cloruro de
polivinilo/polietileno o poliestireno/EVOH/polietileno. Las resinas
de poliéster termoplásticas tales como polietilentereftalato (PET),
polietilentereftalato amorfo (APET), polietilentereftalato
modificado con glicol, polibutilentereftalato,
ciclohexilenmetilentereftalato o isoftalato o mezclas de los
mismos, son particularmente útiles en la industria de envasado
debido a sus excelentes propiedades mecánicas, resistencia al calor
en forma cristalizada, estabilidad dimensional y propiedades
termoplásticas. Las estructuras de lámina como estas, sin embargo,
tienen una alta densidad y por lo que la materia prima, el
transporte y los costes residuales son altos. Además, se necesitan
equipos especiales caros, tales como un medio para precalentar la
lámina anterior y posterior y un equipo de pistón o "pisiforme"
para termoformar las láminas. Adicionalmente, se necesitan
herramientas especiales tales como cuchillos de perforación para
separar unos envases de otros, cortando. Los envases rígidos tales
como éstos no son fáciles de comprimir a mano, por lo que utilizan
mucho espacio en el procesado de residuos.
Para producir envases más ligeros pueden
utilizarse materiales plásticos espumados por separado como parte
de la estructura laminada. En envases para alimentos se usan
típicamente poliestireno espumado (PS) y poliolefina, tales como
polipropileno (PP). El grado de espumación usado es muy alto, por lo
que la densidad puede caer a 0,1 a
0,3 g/m^{3}. Estos envases, que se usan por ejemplo para envasar carne y carne procesada para supermercados son agradables de manipular. Un problema con dichos envases de baja densidad es que su rigidez, y por lo tanto su resistencia, se ven afectadas considerablemente. Debido a esto, el espesor de la capa de material de envasado debe ser notable para proporcionar una rigidez suficiente. El notable espesor de la capa y la estructura "aireada", sin embargo, provocan problemas en el termoformado, ya que el calor se transfiere al material lentamente. Por consiguiente, el termoformado requiere moldes hechos de forma especial y calentar a ambos lados en diversas etapas de manera que las inversiones necesarias en la maquinaria de envasado son altas. El notable espesor de la capa da como resultado también menor número de metros cuadrados de material por unidad de venta, de manera es necesario que se vendan muchas más unidades por unidad de bienes, que a su vez eleva los costes de transporte, almacenamiento y envasado elevando el número de cambios de rodillo necesarios, reduciendo la producción.
0,3 g/m^{3}. Estos envases, que se usan por ejemplo para envasar carne y carne procesada para supermercados son agradables de manipular. Un problema con dichos envases de baja densidad es que su rigidez, y por lo tanto su resistencia, se ven afectadas considerablemente. Debido a esto, el espesor de la capa de material de envasado debe ser notable para proporcionar una rigidez suficiente. El notable espesor de la capa y la estructura "aireada", sin embargo, provocan problemas en el termoformado, ya que el calor se transfiere al material lentamente. Por consiguiente, el termoformado requiere moldes hechos de forma especial y calentar a ambos lados en diversas etapas de manera que las inversiones necesarias en la maquinaria de envasado son altas. El notable espesor de la capa da como resultado también menor número de metros cuadrados de material por unidad de venta, de manera es necesario que se vendan muchas más unidades por unidad de bienes, que a su vez eleva los costes de transporte, almacenamiento y envasado elevando el número de cambios de rodillo necesarios, reduciendo la producción.
La Solicitud de Patente Europea 440.713 muestra
un laminado flexible que comprende una capa de espuma, destinada en
particular para envases de alimentos, y más particularmente para
alimentos que contienen por ejemplo material duro tal como huesos.
En la estructura descrita en el documento, la capa más cerca del
material a envasar es una capa de espuma y la siguiente capa es una
capa que no es de espuma del mismo material. Al laminado se une
también una capa externa mediante capas adhesivas, siendo
típicamente la capa externa de poliamida o poliéster. La capa de
espuma se indica que es de poliolefina espumada, preferiblemente
polietileno. La capa de espuma más cerca del material a envasar
tiene que funcionar como "tampón", es decir, para proteger las
capas externas, por ejemplo contra la carga que se pone sobre ellas,
por ejemplo mediante huesos.
Además de poliestireno y poliolefinas, se sabe
cómo usar poliéster espumado, tal como PET, como material de
envasado. Como resultado se obtiene una lámina que es fácil de
termoformar y que puede cristalizarse, con lo que las capas
formadas tendrán una alta resistencia al calor. Los platos, copas,
etc., hechos de poliéster espumado por termoformado se usan
habitualmente, por ejemplo en la producción de envases resistentes a
microondas para alimentos procesados. En ellos, las láminas de
espuma deben ser bastante gruesas de manera que se consiga una
rigidez suficiente. La superficie de los materiales plásticos
espumados, y por lo tanto también la del poliéster, no es uniforme,
y no puede conseguirse una resistencia suficiente al laminado por
métodos de laminado habituales a un coste razonable. Además, el
sellado térmico del poliéster espumado es difícil, debido a la baja
resistencia a enlace provocada por la baja adhesión de la superficie
de la espuma. El sellado requiere un largo tiempo de sellado o una
alta presión de sellado, que a menudo confiere la resistencia del
envase. Además, el largo tiempo de sellado eleva los costes de
envasado. Además, las películas mono-capa espumadas
no son suficientemente herméticas a oxígeno, por ejemplo para
alimentos o productos fácilmente perecederos que necesitan un
periodo de validez largo.
Las Solicitudes de Patente Europea 372.846,
547.032, y 547.033 (Sekisui Kasehin Kogyo) describen envases para
alimentos producidos laminado al menos un lado de una capa de espuma
de poliéster espumado, una capa de plástico no espumada tal como
polipropileno recubierto con una película de EVA, polipropileno,
poliéster o poliestireno. En el documento, la capa de espuma tiene
una densidad de como máximo 0,7 g/cm^{3}, preferiblemente menor
de 0,5 g /cm^{3}. Debido a la baja densidad, el espesor de la capa
de espuma en este documento está también por encima de 1,5 mm,
incluso aproximadamente 5,0 mm. Los materiales de envasado descritos
en el documento están destinados a usarse particularmente como
envases resistentes al calor, especialmente como envases resistentes
al microondas. Este documento no menciona nada sobre las
propiedades de barrera de la estructura.
La Solicitud de Patente Europea mencionada
anteriormente 372.846 describe también el laminado de capas mediante
un método de termolaminado. En el método, los polímeros con un alto
punto de fusión, por ejemplo polipropileno y poliéster se usan como
componentes no espumados (como el lado de sellado) en la capa
interna, y se usa vinilacetato de etileno como la capa laminada
contra el poliéster espumado. Las temperaturas de laminado son por
ejemplo de aproximadamente 125ºC para polipropileno y 155ºC para
PET en el lado no espumado, y la temperatura ambiente en el lado
del poliéster espumado. Las temperaturas de sellado de los laminados
de PP y PET en el método descrito en el documento son bastante
altas, de hasta 160 a 200ºC. Se sabe habitualmente que los alimentos
fácilmente perecederos tales como carne, pescado, y queso
normalmente no soportan las temperaturas de sellado que son tan
altas. Los enva-
ses descritos en el documento no son suficientemente impermeables a oxígeno para productos fácilmente perecederos.
ses descritos en el documento no son suficientemente impermeables a oxígeno para productos fácilmente perecederos.
El documento
WO-A-9515257 se refiere a un
laminado que comprende dos o tres capas, que están conectadas
directamente entre sí. Cuando dicho material comprende tres capas,
dichas capas son una capa de núcleo polimérico (1) compuesta por un
termoplástico espumado y capas protectoras (2) y (3) compuestas por
termoplástico no espumado y la capa de núcleo (1) está entre las
capas protectoras (2) y (3). Todas estas tres capas pueden estar
basadas en el mismo termoplástico, tal como poliéster.
El documento
EP-A-626255 describe una lámina de
laminado de resina termoplástica espumada separable que comprende
una lámina de resina termoplástica espumada y una película de resina
termoplástica, en la que la resistencia a desgarro entre la lámina
de resina termoplástica espumada y la película de reina
termoplástica es de 5 a 400 g/ 25 mm de anchura. Dicha película de
resina termoplástica puede ser una película de barrera para gases
que comprende por ejemplo poliamida o poliéster. Una capa adhesiva
puede estar entre la lámina de resina termoplástica espumada y la
película de reina termoplástica.
Adicionalmente, las máquinas de termoformado, es
decir, las máquinas denominadas de Formar, Llenar y Sellar (FFS)
que producen envases de lámina semi-rígida con forma
de rollo típicamente usan una temperatura de sellado de 100 a 150ºC
en el envasado de alimentos frescos, por lo que no pueden usarse
homopolipropileno y poliéster como capas de sellado. Por otro lado,
estos polímeros no proporcionan una barrera para gas suficiente con
el espesor de capa típicamente usado por ejemplo en los envases
MAP.
En la técnica anterior, los envases MAP rígidos
se producían por lo tanto de un material no espumado
semi-rígido. Los problemas encontrados en los
envases como este incluyen la cantidad de material necesario, el
peso de los envases y la cantidad de espacio que requieren en forma
no comprimida en el procesado de residuos. El uso de los materiales
espumados como parte del laminado hace que el envase sea más ligero,
aunque para hacer que el envase sea lo suficientemente rígido, se
necesitan capas de espuma gruesa. Es problemático también
proporcionar el envase con propiedades de barrera suficientes de
manera que el material a envasar no se daña por calor, por ejemplo
durante el sellado.
Un objeto de la presente invención es
proporcionar un material de envasado que sea fácil de termoformar y
tenga buenas propiedades de barrera para gas y humedad.
Otro objeto de la invención es proporcionar
material de envasado ligero con capas finas y también con buena
rigidez y otras propiedades mecánicas.
Otro objeto más de la invención es proporcionar
un material de envasado que sea fácil de sellar, es decir, que
pueda sellarse a bajas temperaturas en un corto tiempo de
sellado.
Otro objeto más de la invención es proporcionar
un material que pueda forzarse hacia un pequeño espacio después del
uso y que sea fácil de manejar como residuo y requiera poco
espacio.
Otro objeto más de la invención es reducir la
cantidad de poliéster usado y de esta manera proporcionar un
material de envasado más económico.
Otro objeto de la invención es proporcionar
métodos para producir los materiales de envasado descritos
anteriormente.
Otro objeto más de la invención es proporcionar
un método para usar un material con las propiedades anteriores como
envase con altas propiedades de barrera, particularmente para
productos fácilmente perecederos o productos que necesitan un largo
periodo de validez. La presente invención puede usarse también por
ejemplo en envases para productos médicos, donde puede sustituir a
otros materiales de envasado semi-rígidos.
La práctica ha demostrado que la permeabilidad
al oxígeno del laminado en un envase MAP tiene que estar por debajo
de 15 cm^{3}/m^{2}, preferiblemente de 4,0 a 9,0
cm^{3}/m^{2} (24 h, 23ºC, HR 50%). Además, particularmente
cuando se envasan productos frescos, el envase tiene que poder
cerrarse herméticamente, es decir tiene que ser fácil de sellar a
bajas temperaturas, es decir, a 100 o 140ºC, preferiblemente a 110 a
125ºC, en un corto tiempo de sellado, en aproximadamente 0,5 a 1,5
segundos y la unión tiene que ser suficientemente fuerte.
Sorprendentemente, se ha descubierto ahora que
las propiedades anteriores pueden conseguirse con una estructura
laminada que se caracteriza por lo que se indica en la
reivindicación 1.
El laminado de acuerdo con la invención se
describirá con mayor detalle con referencia a las figuras adjuntas.
La invención, sin embargo no debe limitarse a las soluciones
ilustradas en las figuras, aunque debe considerarse que las
soluciones ilustran realizaciones típicas o preferidas de un
laminado de acuerdo con la invención.
La Figura 1 muestra una vista esquemática de una
estructura básica de un laminado de acuerdo con la invención.
La Figura 2 muestra una vista esquemática de una
realización preferida de un laminado de acuerdo con la
invención.
La Figura 3 muestra una vista esquemática de un
laminado que no está dentro del alcance de la presente
invención.
La Figura 4 muestra una vista esquemática de un
laminado que no está dentro del alcance de la presente
invención.
Las Figuras 5a y 5b respectivamente muestran una
vista lateral esquemática y una vista superior de un envase
producido del laminado de acuerdo con la invención.
La Figura 1 muestra una estructura potencial de
un laminado de acuerdo con la invención. El laminado comprende una
capa interna 2 que comprende una o más capas de película
coextruidas, que en la Figura 1 son las capas 2.1 a 2.7, siendo la
capa interna la capa más cercana al material a envasar; y una capa
externa 1 que comprende una estructura formada por una capa de
poliestireno espumado 1.1 y una capa de poliestireno no espumado 1.2
por coextrusión. Entre la capa interna 2 y la capa externa 1 puede
disponerse una capa intermedia 3 que funciona como capa adhesiva o
de enlace.
La capa interna 2 comprende varias capas
dependiendo de para qué se requiera el laminado: se espera
fundamentalmente que tenga una barrera para gas excelente, una baja
temperatura de sellado, una unión "de desgarro" que sea fácil
de abrir, y alta resistencia a pinchado o posiblemente todas estas
al mismo tiempo. Las propiedades deseadas pueden conseguirse
modificando la superficie a sellar y las capas intermedias. El
espesor de la capa interna normalmente varía entre 0,05 y 0,1
mm.
La función de la capa 2.4 en la solución de la
Figura 1 es hacer que el laminado sea suficientemente hermético a
gas. Las propiedades protectoras deseadas se consiguen seleccionando
el polímero adecuadamente. Los polímeros que típicamente hacen al
envase suficientemente herméticos a gas, incluyen poliamida (PA) y
un copolímero de etileno y alcohol vinílico (EVOH). Las capas 2.3 y
2.5 funcionan como capas de enlace entre la capa protectora 2.4 y
las otras capas de la capa interna 2. La función de la capa más
externa 2.7 de la capa interna 2 es dar a las otras capas de la
estructura las características de enlace deseadas. Las capas 2.2 y
2.6, por ejemplo son capas de polio-
lefina.
lefina.
La capa externa 1 del laminado de acuerdo con la
invención comprende una capa de poliéster no espumado 1.2 con una
superficie uniforme. La capa de poliéster no espumado es siempre la
más cercana a la capa interna 2, unida a ella directamente o
mediante la capa intermedia 3. Debido a la capa uniforme 1.2, la
adhesión entre la capa de espuma y la capa interior o intermedia es
buena.
La Figura 2 ilustra una realización de la
estructura laminada de la invención en la que hay también una capa
de poliéster no espumado 1.3 fuera de la capa de poliéster espumado
1.1. Esta es una solución preferida cuando una superficie uniforme
y brillante externa tiene que proporcionarse por ejemplo para
imprimir o para formar una marca o código de identificación. La
función principal de la capa externa 1 comprende una capa espumada
o una capa no espumada para dar al envase acabado una forma y
resistencia mecánica.
Las Figuras 3 y 4 son para propósitos
ilustrativos y describen únicamente algunos aspectos de la
invención. El asunto de las Figuras 3 y 4 no está dentro del
alcance de las presentes reivindicaciones.
La Figura 3 muestra un laminado en el que la
capa interna 2 no comprende una capa protectora separada que
proporciona una barrera para gas, aunque la capa interna comprende
una capa 2.1 a sellar y/o varias capas de poliolefina coextruidas
tales como la capa 2.2.
La Figura 4 muestra un laminado en el que la
capa exterior comprende solo la capa de poliéster espumado 1.1 al
que se une la capa interna mediante la capa intermedia 3 que
funciona como una capa de enlace o adhesiva. El laminado se produce
usando un método de coextrusión.
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La Figura 5 muestra un recipiente 4 hecho de una
película de laminado de acuerdo con la invención por termoformando,
uniéndose el recipiente a una cubierta 5 por encima del mismo por
sellado, siendo por ejemplo la cubierta de un laminado de película
adecuado.
La capa externa 1 del laminado de acuerdo con la
invención con altas propiedades de barrera y que se usa para
envasado comprende de esta manera una capa de poliéster espumado y
una capa de poliéster no espumado. El poliéster usado puede ser por
ejemplo polietilentereftalato (PET), polietilentereftalato amorfo
(APET), polietilentereftalato modificado con glicol,
polibutilentereftalato, ciclohexilenmetilentereftalato o isoftalato
o mezclas de los mismos. Para producir un poliéster espumado, se
usan agentes espumantes disponibles en el mercado, preferiblemente
agentes espumantes que reaccionan endotérmicamente durante el
procesado. Mediante la acción del calor, las partículas espumantes
se evaporan y forman poros en el material. Típicamente los agentes
disponibles en el mercado, tales como Safoam RPC 40 (Reedy
International, EE.UU.), Supercell EN-3 (Americhem,
U. K), 100209 MB (Ampacet Corporation, EE.UU.) y Hydrocerol HK40B
(Boehringer Ingelheim KG; Alemania) se usan en una cantidad del 0,5
al 3% en peso, preferiblemente del 1 al 2,5% en peso del poliéster a
espumar. Con estas cantidades, se produce una lámina espumada que
es suficientemente rígida debido a los poros microscópicos de la
estructura de espuma. Si se usa una cantidad demasiado grande de
agente espumante, la estructura celular se rompe y el espumado no
es uniforme. Una cantidad demasiado pequeña de un agente espumante,
por otro lado, no espuma suficientemente el material plástico. La
densidad de la capa externa 1 del laminado de acuerdo con la
invención, es decir, la densidad de la capa contenida en el
poliéster espumado final y poliéster no espumado está por encima de
0,7 g/cm^{3}, aunque por debajo de 1,0 g/cm^{3}, con lo que el
espesor de la capa externa puede ser bajo, es decir de 0,15 a 1,5
mm, siendo el espesor de la capa preferiblemente de 0,20 a 1,0 mm.
La proporción de la capa de poliéster no espumado a espesor total
de la capa externa es del 5 al 40%, preferiblemente del 10% al 25%.
La capa externa que comprende una capa espumada y una capa no
espumada puede comprender también otros aditivos habituales tales
como colorantes, agentes antiadhesivos, agentes de nucleación,
aditivos de deslizamientos y/o cargas, etc.
El laminado fino, ligero de acuerdo con la
invención con altas propiedades de barrera, sustituye a los envases
MAP rígidos o semi-rígidos no espumados producidos
por ejemplo de poliéster y usados anteriormente en este campo. Con
la solución de la invención, se ahorra una notable cantidad de
material. Por ejemplo, el PET amorfo no espumado usado
habitualmente tiene una densidad de 1,34 g/cm^{3} mientras que la
densidad de la capa externa 1 en el laminado de la invención es de
0,7 a 1,0 g/cm^{3} de manera que la materia prima puede usarse
mucho más eficazmente en el laminado de la invención que comprende
una capa espumada. Como un envase acabado puede hacerse
suficientemente fuerte usando una capa que es más fina que los
productos espumados conocidos anteriormente, es decir, tiene un
espesor de capa de 0,15 a 1,5 mm, el laminado de la invención es
ventajoso respecto a la cantidad de material necesario que a su vez
reduce los costes resultantes de la pérdida de transporte,
almacenamiento, residuos, etc. Naturalmente, un envase que necesita
menos materia prima, es también ecológicamente más preferible. Otra
característica particularmente importante es que el laminado fino y
ligero de la invención con una estructura fina de poliéster es
fácil de sellar y puede formarse fácilmente en un envase con las
propiedades deseadas de barrera para gas y humedad sin que el
producto a envasar se vea afectado. Además, las propiedades
mecánicas del laminado son tales que el laminado satisface los otros
requisitos indicados por los diferentes usos.
El laminado semi-rígido de
acuerdo con la invención es fácil y sencillo de usar en las máquinas
de envasado conocidas de por sí. No se necesita un equipo especial
caro, tal como estaciones de precalentamiento en ambos lados,
sistemas de formación de pistón o "pisiformes" o cuchillos de
corte especiales para separar unos envases de otros por corte en
las máquinas de envasado. Como el material es fácil de moldear,
sellar y cortar, aumenta la producción de la sala de envasado.
El envase de la invención es fácil de comprimir
a mano después del uso, y mantiene la forma comprimida. Además, el
envase es fácil de desgarrar en trozos, lo que significa que puede
forzarse en un espacio más pequeño que los materiales espumados o
no espumados habituales, por ejemplo, en receptáculos para
residuos.
Un laminado de la invención que comprende una
capa espumada se produce de las maneras descritas a
continuación.
Un poliéster usado como materia prima básica,
preferiblemente polietilentereftalato (PET), polietilentereftalato
amorfo (APET), polietilentereftalato modificado con glicol,
polibutilentereftalato, ciclohexilenmetilentereftalato o isoftalato
o mezclas de los mismos se suministra a una secadora en la que el
punto de rocío del aire de secado está por debajo de -30ºC. La
temperatura del aire de secado es del al menos 165ºC y el poliéster
se seca en la secadora durante de 5 a 7 horas, es decir, hasta que
el contenido de humedad del poliéster secado está por debajo del
0,005%, preferiblemente por debajo del 0,002%. El poliéster secado
se suministra a una extrusora con cualquier aditivo necesario.
Además del poliéster, a la entrada de la extrusora de la capa 1.1 a
espumar se suministra del 0,5 al 3% en peso, preferiblemente del 1
al 2,5% en peso de un agente espumante y cualquier otro aditivo
necesario tal como colorantes, agentes
anti-adhesivos, aditivos de deslizamiento, cargas,
agentes de nucleación, etc. Por acción de la gravedad, fluyen hacia
la extrusora donde se funden y mezclan por la acción de presión y
calor, es decir, una temperatura de aproximadamente 230 a 300ºC,
preferiblemente de aproximadamente 250 a 290ºC. La capa de fusión
no espumada y espumada se combinan y se suministran a un troquel
plano a lo largo de conductos de fusión. Para generar una presión de
suministro uniforme y minimizar la variación de espesor en el
producto final, las bombas de masa se disponen preferiblemente
después de las extrusoras. Después de una bomba de masa, la presión
se mantiene por encima de 5000 kPa (50 bar), preferiblemente por
encima de 6000 kPa (60 bar), para evitar la espumación prematura en
el troquel. La temperatura se mantiene entre 230 y 300ºC en el
troquel, preferiblemente entre 250 y 290ºC. La masa fundida se
enfría mediante un sistema de rodillos que pueden refrigerarse y
después se enrolla. El espesor del producto final puede regularse
ajustando la presión de bombeo, la abertura del labio del troquel,
la velocidad de enrollado y la eficacia de refrigeración de manera
que el espesor de la lámina final es de 0,15 a 1,5 mm y la densidad
está por encima de 0,7 g/cm^{3}, aunque por debajo de 1,0
g/cm^{3}. El espesor de la capa no espumada es de aproximadamente
el 5 al 40%, preferiblemente de aproximadamente el 10 al 25% del
espesor total de la lámina.
De la capa externa 1 producida de la manera
descrita anteriormente y la capa interna 2 producida de una o más
de capas de películas coextruidas se produce un laminado por
adhesión: una capa de adhesivo funciona como capa intermedia que se
aplica sobre la capa externa o interna, y las capas se combinan
entre rodillos de prensado en un proceso continuo. Una vez que el
adhesivo se ha curado, el laminado puede cortarse en piezas que
tienen la anchura requerida, por ejemplo mediante la máquina de
envasado usada. También es posible unir las capas entre sí por
energía térmica de comprensión o por otros métodos de unión
conocidos.
El laminado de la invención puede producirse
también mediante un método de coextrusión. En este método la capa
interna 2 puede unirse a la capa de poliéster no espumado 1.2 de la
capa externa 1 mediante la capa intermedia 3 que funciona como capa
de enlace o adhesiva. La capa externa puede comprender opcionalmente
una capa de poliéster no espumado 1.3 como capa más externa. La
capa de poliéster espumado 1.1 y la capa de poliéster no espumado
1.2 se extruyen como se ha descrito anteriormente y la capa
intermedia 3 se extruye junto con la capa interna 2 a la capa
exterior. La capa más interna de la capa interior se hace
preferiblemente de poliolefina, preferiblemente de un homopolímero
o copolímero de etileno, un copolímero de etileno y acetato de
vinilo o etileno o ácido metacrílico, o un polímero modificado con
iones metálicos. Si se usa polietileno, entonces es posible usar
como capa de polímero adhesiva por ejemplo polímeros típicamente
usados entre poliéster y polietileno, tales como un copolímero de
etileno y ácido metacrílico modificado con anhídrido. En la
invención, la capa interna 2 puede comprender un gran número de
capas para proporcionar las propiedades de barrera deseadas para el
laminado acabado.
Los siguientes ejemplos describen con gran
detalle la presente invención.
Ejemplo
1
La lámina espumada se coextruyó a partir de
polietilentereftalato amorfo junto con una capa no espumada de la
manera descrita anteriormente (punto A). El espesor total de la
lámina coextruida era de 0,45 mm y la densidad 0,82 g/cm^{3} y el
espesor de la parte no espumada era de aproximadamente 0,08 mm. La
lámina se laminó por laminado adhesivo con una película de
polietileno de 0,05 mm de espesor que contenía una capa protectora.
El espesor total del laminado era de 0,5 mm.
Del laminado, se preparó un envase por
termoformado usando una máquina de termoformado Tiromat 3000 con los
siguientes valores fijados:
- Profundidad de formación
- 50 mm
Temperatura de formación inicial
- Lado superior
- 105ºC
- Lado inferior
- 105ºC
- Periodo de calentamiento
- 3,5 s
- Temperatura de sellado
- 125ºC
- Tiempo de sellado
- 1,5 s
La formación se realizó por la acción de una
subpresión sin ninguna ayuda mecánica del pistón. El laminado
producido era suficientemente termoplástico y se selló
herméticamente.
\newpage
Ejemplo
2
Del polietilentereftalato amorfo se produjo una
lámina con un espesor total de 0,26 mm, una densidad de 0,86
g/cm^{3}, de la manera descrita en el Ejemplo 1. El espesor de la
parte no espumada era de 0,04 mm. Se produjo también un laminado de
0,03 mm espesor de acuerdo con el Ejemplo 1. Una copa de 20 mm de
profundidad se formó mediante una máquina de termoformado y una
película superior se unió a ella por sellado usando los mismos
valores fijados que en Ejemplo 1.
Ejemplo
3
Del polietilentereftalato amorfo se produjo una
lámina con un espesor total de 0,8 mm, una densidad de 0,81
g/cm^{3}, de la manera descrita en el Ejemplo 1. El espesor de la
parte no espumada era de 0,13 mm. Un laminado de 0,85 mm espesor se
produjo también de acuerdo con el Ejemplo 1. Una copa de 60 mm de
profundidad se formó mediante una máquina de termoformado y una
película superior se unió a ella por sellado usando los mismos
valores fijados que en Ejemplo 1.
Ejemplo
4
(Que no está dentro del alcance de
las
reivindicaciones)
Del polietilentereftalato amorfo se coextruyó
una capa espumada junto con una capa de polietileno. Un copolímero
modificado con anhídrido de etileno y ácido metacrílico se usó entre
la capa espumada y la capa de polietileno como una capa de
adhesivo. El espesor total de la lámina coextruida era de 0,5 mm y
la densidad 0,82 g/cm^{3}. Se formó una copa con una profundidad
de 50 mm mediante una máquina de termoformado y una película
superior se unió a ella por sellado usando los mismos valores
fijados que en el Ejemplo 1.
Los laminados de acuerdo con la invención que
contenían una capa de espuma de poliéster se compararon con los
laminados transparentes correspondientes (no espumados) y con los
laminados espumados en los que el material espumado era
polipropileno. En la Tabla 1 se presentan los valores mecánicos,
resistencia final, alargamiento final y resistencia a desgarro
medidos de los laminados.
De los laminados se forman también copas de una
profundidad idéntica que tenían un tamaño de 114 x 223 mm y una
profundidad de 25 mm. La fuerza necesaria para comprimir una copa
como esta se determinó comprimiendo una copa formada en la
dirección de formación entre dos láminas que se extienden pasados
los bordes de la copa durante un periodo predefinido. La velocidad
de compresión era de 50 mm/min y la fuerza máxima conseguida se
determinó mediante una máquina de ensayo de tracción INSTRON a una
distancia de comprensión de 1 cm. El resultado indica la fuerza
necesaria para comprimir un producto formado, describiendo la fuerza
la rigidez y resistencia mecánica del producto.
Las muestras ensayadas fueron las
siguientes:
- 1.
- un laminado de acuerdo con el Ejemplo 1
- 2.
- un laminado de PET/PE no espumado transparente.
- 3.
- un laminado de PET/PE no espumado transparente.
- 4.
- un laminado de acuerdo con el Ejemplo 2.
- 5.
- un laminado de PP/PE espumado
- 6.
- un laminado de acuerdo con el Ejemplo 3.
\newpage
En base a los resultados, puede decirse que el
recipiente espumado de acuerdo con la invención es al menos
igualmente rígido o incluso más rígido que un laminado de PET/PE no
espumado del mismo o casi del mismo espesor, y mucho más rígido que
un laminado de PP/PE espumado.
El alargamiento final y la resistencia a
desgarro describen la dureza y fragilidad del material. Cuando se
comparan los resultados, se observa que el material espumado de
acuerdo con la invención tiene un menor alargamiento final, es
decir el material se romperá a una menor tensión y por lo tanto es
más fácil de cortar en una máquina de envasado. Por otro lado, una
menor resistencia a desgarro indica que el material es fácil de
desgarrar, por ejemplo a mano, y por lo tanto más fácil de
desechar.
Las muestras de laminado se midieron también
para permeabilidad de oxígeno (cm^{3}/m^{2}/24h/50%HR) mediante
el método Oxtran. En los laminados de la invención (muestras 1, 4 y
6), la medida se realizó en la capa interna 2 usada en el
laminado.
Los resultados se muestran en la Tabla 2.
Claims (18)
1. Un laminado plástico que comprende una capa
espumada, usándose dicho laminado para envasado y comprende una
capa externa (1) de un material plástico, una capa interna (2)
compuesta por más de una capa de película plástica y opcionalmente
una capa intermedia (3) entre la capa interna (2) y la capa externa
(1) que funcionan como capa de enlace o capa adhesiva
caracterizado porque
la capa externa (1) comprende una capa externa
(1.1) de poliéster espumado y una capa interna (1.2) de poliéster
no espumado, y opcionalmente una segunda capa más externa (1.3) de
poliéster no espumado en el lado opuesto de la capa externa (1.1),
y
la capa interna (2) comprende una capa de
película plástica que proporciona una barrera para gas, estando la
capa de poliéster no espumado (1.2) más cerca de la capa interna (2)
unida a ella directamente o mediante la capa intermedia (3), y
porque
la densidad de la capa externa (1) en el
laminado es mayor de 0,7 g/cm^{3} aunque menor de 1,0
g/cm^{3},
el espesor de la capa externa (1) en el laminado
es de 0,15 a 1,5 mm, preferiblemente 0,2 a 1,0 mm y
el laminado tiene una permeabilidad a oxígeno
menor de 15 cm^{3}/m^{2}, preferiblemente de 4,0 a 9,0
cm^{3}/m^{2}.
2. Un laminado plástico de acuerdo con la
reivindicación 1, caracterizado porque la capa interna (2) se
une a la capa externa (1) mediante la capa intermedia (3).
3. Un laminado plástico de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque
la capa de película contenida en la capa interna (2) y que
proporciona una barrera para gas es de poliamida o un copolímero de
etileno y alcohol vinílico.
4. Un laminado plástico de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque la capa de la capa interna (2) que proporciona una barrera
para gas se une a cualquier otra de las capas de la capa interna
(2) mediante capas de enlace.
5. Un laminado plástico de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque la capa interna (2) comprende una capa de sellado (2.1) como
capa más interna.
6. Un laminado plástico de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado porque la capa de sellado
(2.1) es una capa de película denominada de desprendimiento que es
fácil de abrir.
7. Un laminado plástico de acuerdo con la
reivindicación 5 caracterizado porque la capa de sellado
(2.1) es de poliolefina, preferiblemente de un homopolímero o
copolímero de etileno.
8. Un laminado plástico de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque el poliéster usado en la capa externa (1) es
polietilentereftalato (PET), polietilentereftalato amorfo (APET),
polietilentereftalato modificado con glicol, polibutilentereftalato,
ciclohexilenmetilentereftalato o isoftalato o una mezcla de los
mismos, preferiblemente polietilentereftalato o
polietilentereftalato amorfo.
9. Un laminado plástico de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque la capa externa (1) comprende un agente espumante y
opcionalmente otros aditivos tales como colorantes, agentes
antiadhesivos, aditivos de deslizamiento, agentes de nucleación y/o
cargas.
10. Un laminado plástico de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque el espesor del laminado es de 0,2 a 1,6 mm, preferiblemente
de 0,2 a 1,1 mm.
11. Un laminado plástico de acuerdo con una
cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado
porque el espesor total de las capas no espumadas (1.2 o 1.2 y 1.3)
de la capa exterior es del 5 al 40%, preferiblemente del 10 al 25%
del espesor total de la capa externa (1).
12. Un método de producción de un laminado
plástico de acuerdo con la reivindicación 1 que comprende una capa
espumada, usándose dicho laminado espumado para envasado y comprende
una capa externa (1) de un material plástico, una capa interna (2)
compuesta de más de una capa de película plástica y opcionalmente
una capa intermedia (3) entre la capa interna (2) y la capa externa
(1) que funcionan como capa de unión o capa adhesiva
caracterizado porque la capa externa (1) está formada
coextruyendo a través de un troquel plano una capa externa (1.1) de
material espumado y una capa interior (1.2) de poliéster no espumado
y opcionalmente una segunda capa más externa (1.3) de poliéster no
espumado en el lado opuesto de la capa externa (1.1) como capa
externa (1) y porque la capa interna (2) se une a la capa no
espumada interna (1.2) de la capa exterior directamente o mediante
la capa inter-
media (3).
media (3).
13. Un método de acuerdo con la reivindicación
12 caracterizado porque la capa externa (1) se une a la capa
interna (2) usando laminado por adhesión.
14. Un método de producción de un laminado
plástico de acuerdo con la reivindicación 2, usado para envasado,
comprendiendo el laminado una capa externa (1) de un material
plástico, una capa interna (2) compuesta por más de una capa de
película plástica y una capa intermedia (3) entre la capa interna
(2) y la capa externa (1), que funcionan como capa de enlace o capa
adhesiva caracterizado porque la capa externa (1) se
coextruye con la capa interna (2) y la capa intermedia (3).
15. Un método de acuerdo con la reivindicación
14, caracterizado porque la capa de película más interna
(2.1) en la capa interna es una capa de sellado hecha de un
homopolímero o copolímero de etileno, y porque la capa intermedia
(3) está hecha de un copolímero de etileno y ácido metacrílico,
modificado con anhídrido.
16. Uso de un laminado plástico de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 como material de
envasado para alimentos, particularmente para alimentos fácilmente
perecederos.
17. Uso de un laminado plástico de acuerdo con
una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 como material de
envasado para productos médicos.
18. Un envase particularmente para envasar
alimentos, caracterizado porque un recipiente (4) de una
forma deseada se ha hecho de un laminado plástico como se ha
definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 por
termoformado, y porque el recipiente se ha unido a una cubierta
superior (5) por sellado.
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