ES2300572T3 - Laminado para envasado, petodo para su fabricacion y recipiente de envasado fabricado a partir del laminado para envasado. - Google Patents
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Abstract
Laminado de envasado (10) que comprende una capa de núcleo de papel o cartón (11), teniendo la capa de núcleo unos agujeros, aberturas o hendiduras pasantes, una capa de material termoplástico (12) aplicada sobre un lado externo de la capa de núcleo, una hoja de aluminio (13) aplicada sobre el otro lado, interno, de la capa de núcleo, que se extiende a través del laminado, y pegado a la capa de núcleo por medio de una capa intermedia de material termoplástico (14), extendiéndose ambas capas de material termoplástico (12, 14) a través del laminado y siendo selladas la una a la otra dentro de las regiones de los agujeros para formar una membrana de hoja de aluminio (13) y materiales termoplásticos (l2, 14), y una o varias capas de materiales termoplásticos aplicadas sobre el otro lado, interno, de la hoja de aluminio, caracterizado porque la(s) una o varias capa(s) de materiales termoplásticos incluyen al menos una capa parcial adhesiva (15-1) aplicada adyacente a la hoja de aluminio, una capa parcial intermedia (15-2) que comprende un material que proporciona propiedades de barrera a la migración de ácidos grasos libres, y una capa parcial más interior (15-3) que comprende mayormente un así llamado polietileno de metaloceno (m-PE), es decir un copolímero de etileno a-olefina, polimerizado en presencia de un catalizador de metaloceno, contribuyendo la capa parcial intermedia con un grado de fragilidad al laminado más alto que la capa parcial más interior que comprende el m-PE.
Description
Laminado para envasado, método para su
fabricación y recipiente de envasado fabricado a partir del laminado
para envasado.
La presente invención se refiere a un laminado
para envasado que comprende una capa de núcleo de papel o cartón
con unos agujeros, aberturas o hendiduras pasantes, una capa de
material termoplástico aplicada sobre un lado externo de la capa de
núcleo, una hoja de aluminio aplicada sobre el otro lado, interno,
de la capa de núcleo, que se extiende a través del laminado, y
pegada a la capa de núcleo por medio de una capa intermedia de
material termoplástico, extendiéndose ambas capas de material
termoplástico a través del laminado y estando selladas la una a la
otra dentro de las regiones de los agujeros para formar una membrana
de hoja de aluminio y material termoplástico, y estando una o más
capas de material termoplástico aplicadas sobre el otro lado,
interno, de la hoja de aluminio.
Los envases del tipo desechable de un solo uso
para los alimentos líquidos se producen a menudo a partir de un
material de envasado del tipo mencionado arriba. Uno de tales
recipientes de envase que se presenta comúnmente se comercializa
bajo la marca registrada Tetra Brik Aseptic® y se emplea
principalmente para alimentos líquidos tales como leche, zumo de
frutas, etc. El material de envasado en este recipiente de envase
conocido comprende típicamente una capa de núcleo de papel o
cartulina y unas capas externas, herméticas, de material
termoplástico. Para hacer el recipiente de envase impenetrable a la
luz y a los gases, en particular estanco al oxígeno, por ejemplo
con la finalidad de un acondicionamiento y envasado aséptico de los
zumos de frutas, el material en estos recipientes de envase es
dotado normalmente de al menos una capa adicional, lo más comúnmente
una hoja de aluminio, que por otra parte hace el material de
envasado termosellable por sellado térmico inductivo, que es una
técnica rápida y eficiente de sellado hermético, para obtener unas
juntas o soldaduras mecánicamente fuertes, herméticas a los
líquidos y a los gases durante la producción de los recipientes.
Los recipientes de envase se producen
generalmente por medio de máquinas de envasado modernas del tipo de
las que conforman, llenan y sellan los envases a partir de una banda
o de formatos previos prefabricados de material de envasado. Por
ejemplo, a partir de una banda, los recipientes de envase se
producen de manera que la banda es conformada nuevamente en un
tubo, haciendo que ambos bordes longitudinales de la banda se unan
entre sí en una junta con solape. El tubo se llena del producto
alimenticio líquido previsto y es dividido en envases individuales
por sellos transversales repetidos del tubo a una distancia entre
uno y otro por debajo del nivel del contenido en el tubo. Los
envases son separados del tubo por incisiones en los sellos
transversales y se les da la configuración geométrica deseada,
normalmente paralelepipédica, por la formación de un doblez a lo
largo de unas líneas de pliegue preparadas en el material de
envasado.
En una de las solicitudes del demandante
pendiente conjuntamente, el documento
EP-A-1342567, se describe un
laminado de envasado que entre otros aspectos tiene la misma
configuración de capas, sin embargo, sin la característica de un
agujero previamente perforado en la capa de núcleo de cartulina y
sin describir el problema complejo de la susceptibilidad de
apertura frente a la adhesión y de la resistencia mecánica interna
de la membrana llena (incluyendo también la hoja de aluminio) en el
agujero. Esa solicitud fue registrada antes de la presente
solicitud, pero no fue publicada hasta una fecha posterior a la
fecha de registro de la presente solicitud.
En la técnica anterior, los laminados de
envasado para esta clase de envases tienen generalmente una capa de
material termoplástico más interior, una capa de sellado térmico de
material termoplástico interna, lo más comúnmente de un polietileno
de baja densidad (LDPE), la cual tiene normalmente propiedades
adecuadas para el sellado térmico y para la función de barrera
contra la humedad hacia el contenido líquido que llena el
envase.
Se entiende por capa más interior o interna una
capa que se aplica en el lado del laminado de envasado que está de
cara hacia el interior de un recipiente de envase formado a partir
del laminado, y que estará en contacto con el contenido que llena
un recipiente de envase llenado.
Desde el punto de vista del consumidor, es
deseable que el recipiente de envase sea fácil de manejar y fácil
de abrir cuando sea el momento de vaciar el envase de su contenido,
y para satisfacer esta necesidad, el recipiente de envase se dota a
menudo de un cierto tipo de disposición de apertura, con la ayuda de
la cual puede ser abierto fácilmente sin necesidad de emplear
tijeras u otros instrumentos.
Una disposición de apertura que se presenta
comúnmente en tales recipientes de envase incluye un agujero
perforado en la capa de núcleo de la pared del envase, estando el
agujero cubierto, tanto en el interior como en el exterior de la
pared del envase, por las capas externas respectivas de la pared del
envase que se sellan una a otra en la región del contorno de la
abertura del agujero pasante, formando así una membrana de las capas
que no son cartulina. Un ejemplo de un disposición de apertura de
la técnica anterior es una lengüeta de tirar separada o una tira de
apertura que se aplica sobre el agujero y que se sella de manera que
se puede romper a la capa externa del exterior de la pared del
envase a lo largo de una junta de sellado alrededor de todo el
contorno de la abertura del agujero y al mismo tiempo es sellado
permanentemente a la capa externa en la región interior del
contorno de la abertura del agujero.
En disposiciones de abertura más avanzadas, se
aplica un dispositivo de apertura, habitualmente de plásticos
moldeados, que tiene un canalón de vertido y una rosca de remate
para volver a cerrar, sobre la región del agujero y alrededor del
mismo, cuyo dispositivo de apertura está diseñado para hacer que
penetre o se retire la membrana mediante un movimiento de apretar
hacia abajo o de enroscar hacia abajo o alternativamente para
quitar la membrana por un movimiento de enroscado hacia arriba o de
tirar hacia arriba del dispositivo de apertura. En esta última
clase de dispositivo de apertura, el interior de una pieza que se
puede enroscar del dispositivo de apertura se adhiere a la membrana
del agujero, de manera tal que cuando se desenrosca hacia arriba
apartándolo de la pared del envase, se levanta la membrana junto con
la pieza que se puede enroscar y se rasga apartándose de los bordes
del agujero, dejando un orificio prácticamente limpio para verter el
contenido llenado del envase.
En particular, la última clase de disposición de
apertura puede funcionar de manera semejante a un tapón roscado de
una botella y es a menudo deseable, puesto que evita empujar los
residuos de la membrana hacia abajo a través del agujero al
interior del envase y al producto llenado.
Una condición previa para que tal disposición de
apertura funcione eficientemente y de manera oportuna es que haya
una adhesión adecuada entre las diferentes capas de la membrana de
tal modo que no se separen las láminas cuando se apliquen fuerzas
para desenroscar y/o para tirar hacia arriba y/o fuerzas de enroscar
y/o de empujar hacia abajo a la misma durante la operación de
apertura.
Es generalmente difícil obtener tal adhesión
adecuada dentro de las regiones de los agujeros, debido a la
diferencia en el espesor total del laminado entre las regiones de
los agujeros y las regiones fuera de los agujeros cuando se laminan
juntas la hoja de aluminio y las capas de material termoplástico de
la membrana. Al pasar una banda de capas laminadas a través de una
ranura de prensa en puesto de laminación, las capas se presionan
para adherirse entre sí por medio de un rodillo de presión y de un
cilindro refrigerado. En las regiones definidas por el agujero o la
hendidura, la ranura de la prensa no puede presionar la hoja de
aluminio y las capas de polímero juntas suficientemente para
alcanzar la adhesión requerida.
Así pues, las variaciones del espesor de la capa
de núcleo pueden causar que la hoja de aluminio, que es
relativamente fina, no sea presionada contra las capas circundantes
de material termoplástico y que no se adhiera suficientemente bien
a las mismas dentro del conjunto de la región definida por el
agujero, lo cual significa que se puede atrapar aire adyacente a
los bordes de los agujeros. Esto a su vez significa que puede haber
formaciones de fractura en la hoja de aluminio, que pueden conducir
a que la estanqueidad frente a los gases del recipiente de envase
se deteriore y por tanto también el color, el gusto y los valores
nutricionales del producto alimenticio envasado. Además, puede ser
deteriorada la integridad del envase, lo cual a su vez puede
perturbar el funcionamiento aséptico del
envase.
envase.
Las inclusiones de aire también dan lugar a que
sea difícil desgarrar o penetrar la membrana que consiste en la
hoja de aluminio y las películas poliméricas en el agujero o la
hendidura, siendo restringida la capacidad de abrir el envase y/o
no siendo posible con ello hacer un corte limpio al penetrar, lo
cual da como resultado la formación de bordes deshilachados.
Estos problemas se han eliminado o se han
reducido al menos a un nivel aceptable hasta ahora, por medio de un
rodillo de prensa que comprime un núcleo de metal con una superficie
de camisa circular cilíndrica, cuya superficie de camisa se coloca
de cara a una capa situada frente al interior consistente en un
material elástico, que tiene una primera dureza y un primer
espesor, y dispuesta en el exterior de la capa frente al interior,
una capa de cara al exterior consistente en un material elástico,
que tiene una segunda dureza y un segundo espesor, siendo la
primera dureza mayor que la segunda dureza y siendo el primer
espesor mayor que el segundo espesor. Preferiblemente, la primera
dureza es al menos un 15%, más preferiblemente un 20% y todavía más
preferiblemente un 25% mayor que la segunda dureza, calculada como
Shore A, presentando la capa de cara al exterior una dureza de
50-80 Shore A, preferiblemente 60-75
Shore A. Preferiblemente, el segundo espesor constituye un
5-25%, más preferiblemente un 7-20%
y todavía más preferiblemente un 8-15%, del total
del primer espesor más el segundo espesor. Preferiblemente, el
segundo espesor es de 1-10 mm, más preferiblemente
de 1-5 mm y todavía más preferiblemente de
1-3 mm.
Un rodillo de prensa de este tipo se ha descrito
en una solicitud pendiente separada, documento WO 01/02751, que
también pertenece al demandante de la presente solicitud.
Debido a la capa de cara al exterior de dureza
más baja, se alcanza en las regiones del agujero una penetración
deseada en la capa de núcleo, cuando la capa de núcleo, la hoja de
aluminio y las capas poliméricas pasan a través de la ranura de la
prensa, al mismo tiempo que el espesor bajo de la capa de cara al
exterior más externa, más blanda da lugar a que la longitud de la
ranura de la prensa no se extienda apreciablemente, lo cual
significa que se puede mantener una presión deseada en la ranura de
la prensa mientras que todavía se conserva una carga de línea alta.
Las capas de cara al interior y al exterior se pueden hacer del
mismo material o de diferentes materiales elastómeros, tales como,
por ejemplo, materiales de goma o de poliuretano.
El rodillo de prensa descrito se debería
utilizar en al menos uno del puesto de laminación para las capas
interiores y/o del puesto de laminación para la hoja de aluminio y
la capa intermedia de pegado. Puede también ser utilizado en la
laminación de la capa de material termoplástico en el exterior de la
capa de cartulina de núcleo.
Con el fin de obtener una disposición de
apertura según lo descrito anteriormente, en particular la que
funciona por un movimiento de enroscar o tirar, se pega una capa
más interior de sellado térmico de LDPE habitualmente a la hoja de
aluminio por medio de una capa de pegado de un polímero adhesivo,
tal como, por ejemplo, una poliolefina modificada por injerto o un
copolímero de etileno y (ácido meta)acrílico o un
ionómero.
Durante los últimos años, ha habido un interés
creciente en el uso de capas más interiores en laminados para
envasado que comprenden la clase de copolímeros de etileno
alfa-olefinas que se polimerizan en presencia de un
catalizador de metaloceno, es decir polietileno de metaloceno (en lo
sucesivo denominados m-PE), que son normalmente un
tipo de polietilenos lineales de baja densidad
(m-LLDPE).
Los polietilenos polimerizados con metaloceno
tienen generalmente propiedades deseables como una resistencia
mejorada al desgarramiento y al pinchado, tenacidad, resistencia al
impacto, claridad, propiedades antibloqueo y funcionamiento en
cuanto al sellado térmico en comparación con las del LDPE ordinario.
En la fabricación de recipientes de envase sería por tanto
altamente deseable poder utilizar m-PE en la capa
más interna de sellado para mejorar las propiedades de integridad y
del envase y susceptibilidad de sellado.
Por integridad de envase se entiende
generalmente la durabilidad del envase, es decir, resistencia a la
fuga del recipiente de envase. Esto se prueba en una primera etapa
midiendo la conductividad eléctrica a través del laminado del
recipiente de envase para indicar si hay cualquier clase de agujero
o grieta en la(s) capa(s) termoplástica(s) del
interior. En una segunda etapa, se estudia el tamaño y la forma del
agujero o de la grieta adicionalmente sumergiendo el laminado de
envasado del envase en una disolución de tinta roja, con lo cual la
capa de núcleo de cartulina se colorea de rojo en el agujero o la
grieta y alrededor del mismo. Se informa del resultado en número de
envases con fugas por cada 3000 envases ensayados. Sin embargo, el
resultado de ensayo no significa automáticamente que los envases
presentarían realmente fugas al exterior del contenido llenado,
porque el método de ensayo es más severo y muestra grietas y
agujeros muy finos que quizás no causarían normalmente problemas en
el almacenaje y en el uso reales, cotidianos. En general, se ha
visto, que usando m-PE en la capa más interior de
sellado en vez de LDPE, la integridad del envase es al menos
igualmente confiable incluso cuando se emplean capas más finas de
m-PE que de LDPE.
Se entiende por propiedades de susceptibilidad
de sellado la susceptibilidad para sellar térmicamente de manera
apropiada dentro de un intervalo de temperatura o de un intervalo de
alimentación de potencia. Por ejemplo, existen tres sellos térmicos
en un recipiente de envase paralelepipédico normal del tipo Tetra
Brik Aseptic®, es decir el sello transversal al tubo, el sello
longitudinal con solape a lo largo del tubo y el sello de la tira
longitudinal sobre el sello longitudinal y a lo largo del mismo en
el interior del tubo. El sello transversal implica un espesor doble
del laminado de envasado y exige una energía de sellado más alta.
Generalmente, se ha visto que la "ventana" o intervalo de
temperaturas y de alimentación de dentro de potencia las cuales se
realiza un sellado adecuado es mayor para sellar térmicamente las
capas interiores del m-PE que para el LDPE normal.
Por ejemplo, en una máquina de llenado Tetra Brik Aseptic®, (tal
como la TBA/8), que sella los envases por sellado inductivo, la
alimentación de potencia a la unidad de calentamiento inductivo, es
medida en unidades de escala. Se informa del resultado de la prueba
así como de la gama de unidades de escala, dentro de las cuales se
realiza un sellado adecuado. Así, para un material interior de
m-PE que es comparable a un material interior
equivalente de LDPE, la gama referida de unidades de escala para el
sello transversal es mucho más amplia. Esto significa que será
menos crítico establecer exactamente los ajustes de temperatura de
la pieza de sellado de las máquinas de llenado, las cuales son
operadas mayormente por el personal de centrales lecheras y plantas
de envasado, y que la operación de sellado será más fiable y menos
sensible a las fluctuaciones de la temperatura de los utillajes de
sellado.
Así, intercambiando la capa más interior de
material termoplástico en el laminado de envasado descrito
anteriormente del LDPE tradicional a una capa que comprende un
m-PE en la mayoría, se puede mejorar las propiedades
de susceptibilidad de sellado térmico así como de integridad del
envase o alternativamente, mantenerlas con cantidades más bajas de
polímero que se puede sellar térmicamente.
Sin embargo, cuando se emplea
m-PE en la capa más interior de un laminado de
envasado convencional, en vez del LDPE normal, aparece un deterioro
considerable en la susceptibilidad de apertura del dispositivo de
apertura. La membrana se rompe repentinamente entre la hoja de
aluminio y la capa más interior de material termoplástico, es decir
entre la hoja de aluminio y la capa que comprende un polímero
adhesivo, debido al movimiento de desenroscado y/o tirado de la
membrana al abrir el dispositivo de apertura, de tal manera que
parte de la membrana permanece, cubriendo el agujero, e impidiendo
verter hacia fuera el contenido del envase. Este problema parece ser
causado por una adhesión insuficiente entre la hoja de aluminio y
la capa adyacente de polímero adhesivo en el interior de la hoja de
aluminio.
El problema se ha solucionado en una solicitud
de patente pendiente conjuntamente, que también pertenece al
demandante de la presente solicitud; por un laminado de envasado que
comprende una capa de núcleo de papel o cartón con unos agujeros
aberturas o hendiduras pasantes, una capa de material termoplástico
aplicada sobre un lado externo de la capa de núcleo, una hoja de
aluminio aplicada sobre el otro lado, interno, de la capa de
núcleo, que se extienden a través del laminado, y pegada a la capa
de núcleo por medio de una capa intermedia de material
termoplástico, extendiéndose ambas capas de material termoplástico a
través del laminado y estando selladas la una a la otra dentro de
las regiones de los agujeros para formar una membrana de hoja de
aluminio y de material termoplástico, y una capa de uno o varios
materiales termoplásticos aplicadas la una sobre la otra, interno,
por el lado interior de la hoja de aluminio, donde la capa de uno o
varios materiales termoplásticos consiste en tres capas parciales,
estando aplicada una primera capa adhesiva parcial sobre la hoja de
aluminio, una segunda capa parcial intermedia de polietileno de
baja densidad (LDPE), y una tercera capa parcial más interior que
comprende en su mayor parte un copolímero de etileno
\alpha-olefina, polimerizado en presencia de un
catalizador de metaloceno, así llamado polietileno de metaloceno
(m-PE).
Mediante un laminado de envasado de este tipo,
que tiene una estructura interior que comprende tres capas
parciales que comprenden respectivamente un polímero adhesivo, LDPE
y m-PE en este orden, se obtiene una mejora en las
cualidades de susceptibilidad de sellado y de integridad de envase
así como las propiedades requeridas de susceptibilidad de apertura,
con el fin de lograr un recipiente de envase que tiene un
disposición de abertura, la cual, en la apertura, quita la membrana
de capas laminadas de hoja de aluminio y de material termoplástico
de la región de un agujero en la capa de núcleo, hecho anteriormente
a la laminación.
Un laminado de envasado de este tipo es
especialmente conveniente para el envasado aséptico de la leche y
de otros comestibles.
Se esperaba una mejora en las propiedades de
sellado y de integridad de envase del uso de un m-PE
en vez de un LDPE en la capa más interior de un envase en general,
puesto que se conocen estos efectos de las cualidades del
m-PE por parte de los expertos en la técnica. Se
entiende también por mejora que se pueda reducir la cantidad de
polímero que se puede sellar térmicamente manteniendo las
propiedades de sellado y de integridad del envase.
Sin embargo, usando m-PE en la
capa interior, la susceptibilidad de apertura arriba definida se
deterioró considerablemente comparada con la de usar LDPE, y se
cree que la resistencia del m-PE llegó a ser
demasiado alta en la abertura, de tal manera que el punto más débil
de la abertura estaría en la interfaz entre la hoja de aluminio y
la capa del polímero adhesivo, por lo cual se produciría la pérdida
de laminación entre estas capas en vez de la retirada completa de
la membrana del agujero.
Según un ejemplo comparativo, en el cual la
estructura de material termoplástico dentro de la hoja de aluminio
consiste en una primera capa de un polímero adhesivo y una segunda
capa más interior de LDPE o de m-PE, la variante de
m-PE dejó claramente más residuos de membrana dentro
de la región del agujero, mientras que la variante de LDPE dio
lugar a un agujero abierto con un buen corte limpio.
Gradualmente, los inventores desarrollaron así
una teoría que es importante para asegurar que el punto más débil
de la membrana en la abertura no esté en un interfaz entre las capas
de la membrana. La fuerza que se necesita para romper la membrana
de forma que se suelte del laminado de envasado alrededor de los
bordes del agujero, no debería ser más alta que la fuerza de la
adhesión entre las capas, especialmente entre la capa adhesiva y la
hoja de aluminio, puesto que éste ha demostrado ser a menudo el
punto más débil durante el trabajo de desarrollo relacionado con la
invención. A fin de desplazar el punto más débil lejos de esta
interfaz entre las capas, se cree principalmente que son
importantes dos consideraciones.
En primer lugar, la fuerza de adhesión entre la
hoja de aluminio y la capa de polímero adhesivo debería estar por
encima de cierto nivel, porque, por ejemplo, también se ha visto que
es necesario emplear una capa de un polímero adhesivo para el
contacto con la hoja de aluminio, cuya disposición, sin embargo, no
es suficiente por sí misma. La opción del polímero adhesivo puede
desempeñar un papel por supuesto, además de otras maneras de
aumentar la adhesión.
En segundo lugar, la fuerza que se necesita para
rasgar la membrana desprendiéndola del laminado de envasado
alrededor de los bordes del agujero debería ser equilibrada por la
fuerza de adhesión antes indicada, es decir, la resistencia de la
capa de sellado (el LDPE/m-PE), a lo largo del plano
de la capa en el laminado de envasado alrededor de los bordes del
agujero, debería estar por debajo de cierto nivel con respecto a la
fuerza de adhesión entre la hoja de aluminio y la capa
adhesiva.
Además, estas dos consideraciones en cuanto a la
susceptibilidad de apertura se deberían equilibrar para hacer
coincidir los requisitos sobre propiedades mejoradas de sellado y de
integridad de envase derivadas del uso de m-PE en
la(s) capa(s) de sellado.
Mientras que se investigaba esta teoría, se
encontró inesperadamente que una combinación revestida por
coextrusión de una capa más interior que comprendía
m-PE con una capa intermedia de LDPE y una capa de
un polímero adhesivo aplicada hacia la hoja de aluminio, permitía
obtener unas propiedades adecuadas de susceptibilidad de apertura
según lo arriba descrito, al mismo tiempo que una susceptibilidad de
sellado mejorada y unas propiedades mejoradas o mantenidas de
integridad de envase.
En una serie de ensayos un laminado de envasado
que tenía una estructura interna de dos capas resultó comparable a
un laminado de envasado que tenía una estructura interna de tres
capas.
Los laminados de envasado tenían la estructura
de una capa externa de LDPE de 16 g/m^{2}, una capa de núcleo de
cartulina, una capa intermedia de pegado de 23 g/m^{2} de un LDPE,
una hoja de aluminio, y la estructura interna. La estructura
interna de dos capas tenía una capa de 6 g/m^{2} de un copolímero
de etileno-ácido acrílico adhesivo aplicada sobre la hoja de
aluminio, y una capa más interior que comprendía
m-PE en una cantidad de 20 g/m^{2} aplicada junto
a la capa adhesiva. La estructura interna de tres capas tenía una
capa de 6 g/m^{2} de un copolímero de etileno-ácido acrílico
adhesivo aplicada sobre la hoja de aluminio, una capa intermedia de
10 g/m^{2} de LDPE y una capa más interior que comprendía
m-PE en una cantidad de 10 g/m^{2} aplicada junto
a la capa intermedia. Los resultados mostraron una notable mejora
para la variante de tres capas en cuanto a susceptibilidad de
apertura de un dispositivo de apertura de rosca superior del tipo
que quita la membrana por un movimiento combinado de desenroscar y
tirar hacia arriba. A partir del laminado de envasado interior de
dos capas, casi todos los envases que se abrieron a la temperatura
ambiente mostraron pérdidas de laminación entre la hoja de aluminio
y la capa adhesiva. El resultado era casi igual a la temperatura
del frigorífico. Sin embargo, a partir del laminado de envasado
interior de tres capas, significativamente pocos envases mostraron
pérdidas de laminación entre la hoja de aluminio y la capa adhesiva
(8 de 50, tanto a la temperatura ambiente como a la del
frigorífico). Los resultados de esto serie de prueba temprana han
sido mejorados desde entonces adicionalmente optimizando la
estructura del laminado y el proceso de laminación.
Sin embargo, el problema que la presente
invención se prepone solucionar es que, para el envasado y el
almacenamiento durante largo tiempo de comestibles más agresivos o
más ácidos, como por ejemplo los zumos de frutas, la adhesión entre
las capas se reducirá a lo largo del tiempo, debido a la migración
de los ácidos grasos libres a través de las capas interiores de
material termoplástico procedentes del producto llenado en la
interfaz entre la hoja de aluminio y la capa adyacente de polímero
adhesivo. Aunque la adhesión será alta inicialmente cuando el
recipiente de envase se hace y se llena inicialmente, la adhesión
entre la hoja de aluminio y la capa adyacente de polímero adhesivo
así como la susceptibilidad de apertura del recipiente de envase
será reducida considerablemente al cabo de un período más largo,
tal como unos meses o un año. Por la expresión almacenamiento de
larga duración se entiende un periodo de tiempo tan largo como un
recipiente de envase aséptico llenado con zumo de fruta debería
poder ser almacenado normalmente a la temperatura ambiente, antes de
que el zumo de fruta hubiera perdido su valor nutricional y gusto.
Este periodo es normalmente de al menos 6 meses, preferiblemente al
menos un año.
\vskip1.000000\baselineskip
Es, por tanto, un objeto de la presente
invención superar o aliviar los problemas descritos
anteriormente.
Un objeto de la invención es proporcionar un
laminado de envasado susceptible de susceptibilidad de sellado
mejorada, que tiene una capa de núcleo con agujeros, aberturas o
hendiduras perforados, el cual proporciona una buena
susceptibilidad de apertura de un recipiente de envase usado para el
almacenamiento de larga duración de zumo de fruta, y que sea
adecuado para un dispositivo de apertura, el cual deba ser dispuesto
para quitar la membrana de capas laminadas de hoja de aluminio y de
material termoplástico de la región del agujero perforado en la
capa de núcleo en la operación de la apertura.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
laminado de envasado, que tenga propiedades de susceptibilidad de
sellado mejoradas, con el fin de fabricar un recipiente de envase,
aséptico, estanco a los gases, para el almacenamiento de larga
duración de zumo de fruta, que tenga integridad de envase mejorada o
mantenida, y adecuado para un dispositivo de apertura, que se
coloca para quitar la membrana de capas laminadas de hoja de
aluminio y de material termoplástico de la región del agujero
perforado en la capa de núcleo en la operación de apertura.
Un objeto particular de la invención es
proporcionar un laminado de envasado, el cual, cuando se utiliza
para envasar zumos de fruta o similares, tenga una retención
mejorada de la adhesión entre la hoja de aluminio y la capa
adyacente de polímero adhesivo aplicada en el lado interno de la
hoja de aluminio.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
laminado de envasado, que presente una barrera a la migración de
los ácidos grasos libres del contenido llenado del envase en el
laminado de envasado y en la interfaz entre la hoja de aluminio y
la capa adyacente de polímero adhesivo.
Estos objetos se logran según la presente
invención por el laminado de envasado como se define en la
reivindicación 1 anexa. A las realizaciones preferidas y ventajosas
del laminado de envasado según la presente invención se les han
dado adicionalmente las propiedades características establecidas en
las reivindicaciones secundarias anexas 2-9.
Estos objetos se logran por tanto según la
presente invención por un laminado de envasado que comprende una
capa de núcleo de papel o cartón con agujeros, aberturas o
hendiduras pasantes, una capa de material termoplástico aplicada
sobre un lado externo de la capa de núcleo, una hoja de aluminio
aplicada sobre el otro lado, interno, de la capa de núcleo,
extendiéndose a través del laminado, y pegada a la capa de núcleo
por medio de una capa intermedia de material termoplástico
extendiéndose ambas capas de material termoplástico a través del
laminado y estando selladas la una a la otra dentro de las regiones
de los agujeros para formar una membrana de hoja de aluminio y
material termoplástico, y de una o más capas de materiales
termoplásticos aplicadas la una sobre el otro lado, interno, de la
hoja de aluminio, donde la una o más capas de materiales
termoplásticos incluyen al menos una capa parcial adhesiva aplicada
adyacente a la hoja de aluminio, una capa parcial intermedia que
comprende un material que proporciona unas propiedades de barrera a
la migración de ácidos grasos libres, y una capa parcial más
interior que comprende mayormente un denominado polietileno de
metaloceno (m-PE), es decir, un copolímero de
etileno \alpha-olefina, polimerizado en la
presencia de un catalizador de metaloceno.
Según una realización preferida, la capa parcial
intermedia comprende un copolímero de ciclo-olefina
(COC), preferiblemente una mezcla de COC y un polietileno.
Según otra realización preferida, la capa
parcial intermedia comprende una mezcla de un polietileno y un
agregado finamente disperso.
El copolímero de etileno
alfa-olefina de la capa parcial más interna ha sido
polimerizado en presencia de un catalizador de un único sitio, que
contiene un compuesto de la transición de metaloceno. El copolímero
de etileno alfa- olefina (m-PE) es comúnmente un
polietileno lineal de baja densidad, es decir un
m-LLDPE. El m-PE útil para la
invención tiene una densidad desde 0,865 a 0,935, preferiblemente
desde 0,890 a 0,925, más preferiblemente desde 0,900 a 0,915
g/cm^{3} y un índice de derretimiento (fluencia) (MI) desde 1 a
20, preferiblemente desde 10 a 20 g/10 min a 190ºC, 2,16 kg (ASTM
1278). la alfa-olefina copolimerizada tiene
4-8, átomos de carbono, y se selecciona del grupo de
1-buteno,
1-metil-1-penteno,
1-hexeno 1-hepteno, o
1-octeno, y es habitualmente copolimerizada en una
cantidad de 15% en peso o inferior.
Preferiblemente, en el caso de que el material
proporcione propiedades de barrera a la migración de ácidos grasos
libres a través del laminado de envasado sea un polímero COC, el
m-PE usado en la capa parcial más interior es un
m-LLDPE por razones de compatibilidad entre la capa
parcial intermedia y la capa parcial más interior.
Preferiblemente, y en particular en el caso de
que el m-PE sea un polietileno lineal, es ventajoso
mezclar el m-PE con un LDPE para obtener las
propiedades requeridas de susceptibilidad de ser procesado, tales
como propiedades de elasticidad de derretimiento, dureza por
deformación y adelgazamiento por esfuerzo cortante.
Preferiblemente, la capa más interior comprende una mezcla de un
m-PE con LDPE en un 20% hasta menos de un 50% en
peso, preferiblemente de 30% a 40% en peso de LDPE. En general, una
mezcla de m-PE y LDPE debería estar dentro de estos
intervalos, porque una mezcla que comprenda más de un 80% en peso de
m-PE tiende a hacerse más difícil de manejar en el
proceso de extrusión por fusión mientras que una mezcla que
comprenda menos de un 50% en peso de m-PE tiende a
perder las propiedades ventajosas que están relacionadas con el uso
del m-PE. Una mezcla que funciona de manera óptima
para los fines del laminado de envasado de la invención tiene una
cantidad de un 30% a un 40% en peso de LDPE.
Preferiblemente, la capa parcial adhesiva que
comprende un polímero adhesivo, según la invención comprende una
poliolefina modificada por injerto de anhídrido maleico, más
preferiblemente un polietileno lineal de baja densidad modificado
por injerto de anhídrido maleico
(MAH-g-LLDPE). Se comercializan
ejemplos de tales poliolefinas modificadas por injerto bajo los
nombres de Bynel o Admer. También son factibles otras poliolefinas
modificadas como polímeros adhesivos para la invención, tal como
copolímeros de etileno y (ácido met)acrílico (EAA o EMAA).
Se comercializan ejemplos de tales polímeros bajo el nombre de
Primacor, Escor y similares, pero son menos preferidos. El tipo
MAH-g de polietilenos lineales modificados parece
dar los mejores resultados de adhesión en el laminado de envasado
particular para los fines de la invención. Una posible alternativa
sería adhesivos de ionómero del tipo comercializado bajo el nombre
de Surlyn.
Preferiblemente, la capa exterior de material
termoplástico y la capa intermedia de pegado de material
termoplástico comprenden principalmente un polietileno de baja
densidad (LDPE), aunque puede ser posible utilizar una mezcla de
una poliolefina diferente o modificada con propiedades similares en
estas capas, para preparar un laminado de envasado según la
invención. Preferiblemente, los polietilenos usados en estas capas
son no lineales, excluyendo por tanto el LLDPE y el
m-LLDPE.
Los LDPE usados según la invención tienen una
densidad superior a 0,910 g/cm3, preferiblemente de 0,912 a 0,925 y
más preferiblemente de 0,915-0,920, un índice de
derretimiento (fluencia) (MI) de aproximadamente
1-25 g/10 min (ASTM 1278).
El polietileno comprendido en la capa parcial
intermedia puede ser igual o de una clase diferente que el
polietileno usado en la capa externa en el otro lado de la capa de
núcleo y en la capa de pegado intermedia entre la capa de núcleo y
la hoja de aluminio.
En algunos casos, se puede preferir que el
polietileno comprendido en la capa parcial intermedia sea un
polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) o un polietileno lineal
del metaloceno (m-LLDPE).
El copolímero de ciclo-olefina
(COC) a que se hace referencia en la presente invención, según una
realización preferida, puede ser cualquier copolímero de un
monómero de ciclo-olefina y un monómero de una
\alpha-olefina, tales como copolímeros
aleatorios, copolímeros de injerto, copolímeros de apertura de
anillo y diversos copolímeros de este tipo sustituidos.
Preferiblemente, el COC es un copolímero de un monómero de
ciclo-olefina y etileno. También pueden ser útiles
según la invención copolímeros de
ciclo-olefina-etileno que incluyan
además una cantidad menor de otro monómero adicional de
\alpha-olefina. El monómero de ciclo- olefina
puede ser un monómero policíclico o monocíclico. Preferiblemente,
el COC es un copolímero de un monómero policíclico y etileno. Más
preferiblemente, el COC comprendido en el laminado de envasado según
la invención es un copolímero de un monómero de tipo norborneno y
monómero de etileno. Tales copolímeros de
etileno-norborneno pueden ser, por ejemplo,
copolímeros aleatorios o copolímeros de unidades de etileno
injertadas en un tronco de una cadena de polímero de norborneno.
Más preferiblemente, el monómero de tipo norborneno es norborneno,
tetraciclododeceno, vinilnorborneno o norbornadieno.
Preferiblemente, el monómero de
ciclo-olefina se incluye en el copolímero de COC en
una cantidad de un 3% molar hasta un 80% molar.
En el documento
EP-A-0968816, en la página 2, línea
56 a la página 6, línea 54, se describen diversos copolímeros de
ciclo-olefina útiles para la invención.
La capa parcial intermedia según la invención
puede consistir en un copolímero de ciclo-olefina
solo o comprender una mezcla de COC con un polietileno.
Preferiblemente, la capa parcial intermedia comprende una mezcla de
LDPE o LLDPE y al menos un 40% en peso de COC, donde el COC
constituya la fase continua de la mezcla. Sin embargo, dependiendo
del tipo de COC utilizado, también se pueden utilizar otras
proporciones de mezcla.
Según una segunda realización preferida, el
material que proporciona propiedades de barrera a los ácidos grasos
libres es un agregado finamente disperso en una matriz de
polietileno. Según otra realización preferida, tal agregado se
dispersa en una matriz de polímero de COC o una mezcla de COC con un
polietileno según lo descrito arriba.
Preferiblemente, el agregado comprendido en un
laminado de envasado según la invención es un agregado de
nano-escala o arcilla mineral, el cual tiene la
capacidad de formar una barrera a las sustancias de migración dentro
de una matriz de polímero. Son agregados típico tales los
compuestos laminares inorgánicos que tengan una relación de aspecto
de 50-5000, preferiblemente de
50-2000, un espesor comprendido entre 0,9 y 100
manómetros una y una anchura de 1 \mum a 5 \mum. Sin embargo,
también son alternativas posibles para la invención otros agregados
con una capacidad de ser dispersos con finura semejantemente en una
matriz de polímero termoplástico, tales como, por ejemplo, la mica,
el talco, el sulfato de calcio o el carbonato de calcio. Los
ejemplos típicos de arcillas minera1es adecuadas incluyen
caolinita, antigorita, esmectita, vermiculita, mica, laponita,
dickita, nacrita, haloisita, crisolita, pirofilita, montmorilonita,
hectorita, mica tetrasilícica de sodio, tateniolita de sodio, mica
común, margarita, flogopita, xantofilita, bentonita, saponita,
beidelita, nontronita etc.
Las partículas de agregado se dispersan en una
matriz de LDPE en una cantidad preferiblemente de un 0,1% a un 20%
en peso, preferiblemente de un 0,1% a un 10% en peso.
Con la expresión "finamente disperso" se
indica que las partículas del agregado deben tener un tamaño
conveniente y distribuirse dentro de la matriz de polímero de una
manera tal que la composición del polímero-agregado
pueda ser extrusionada a las altas velocidades de línea usadas
convencionalmente en la fabricación de los materiales de envasado
descritos, sin riesgo de problemas de susceptibilidad de
procesamiento.
Los materiales mencionados de COC y/o agregados
proporcionan así propiedades de barrera a la migración de ácidos
grasos libres a través de las capas parciales interiores de material
termoplástico. Además, los materiales agregan una cierta cantidad
de fragilidad a la capa parcial intermedia, lo cual afecta a la
susceptibilidad de apertura según lo descrito anterior en sentido
positivo.
Las calidades de la cartulina destinada para el
laminado de envasado de la invención tienen generalmente una
rigidez de 200 mN a 400 mN.
Según otro aspecto de la invención, se
proporciona un método para fabricar el laminado de envasado según lo
especificado en la reivindicación independiente 10, donde la capa
interna de material termoplástico es revestida por extrusión como
capas parciales, aplicando al menos una capa parcial adhesiva sobre
la hoja de aluminio, una capa parcial intermedia que comprende un
material que proporciona propiedades de barrera a la migración de
ácidos grasos libres y una capa parcial más interior que comprende
mayormente un m-PE. Las realizaciones preferidas y
ventajosas del método según la invención tienen las propiedades
características establecidas en las reivindicaciones secundarias
anexas 11 a 15.
Más preferiblemente, las capas parciales de la
estructura interior arriba descritas, se aplican sobre el otro
lado, interno, de la hoja de aluminio por medio del revestimiento
por coextrusión de las capas en un etapa de proceso. Probablemente
también sería posible extrusionar las capas parciales adhesivas e
intermedias juntas, mientras que la capa parcial delgada más
interior es revestida por extrusión sobre la capa parcial intermedia
en una etapa separada. Sin embargo, hay algunas ventajas
importantes en el revestimiento por coextrusión de las tres capas
simultáneamente. Además de las ventajas obvias de la simplicidad del
proceso, es decir, una etapa de proceso de revestimiento por
coextrusión en vez de dos, y una estabilidad aumentada de la
película fundida extrusionada porque las respectivas capas
parciales se apoyan entre sí, hay también una ventaja importante en
que la temperatura de las fusiones de extrusión se mantendrá más
alta hasta que la película fundida alcance la hoja de aluminio del
substrato, lo cual a su vez parece mejorar la adhesión entre la capa
parcial adhesiva y la hoja. Se cree que el calor de la película
fundida de la capa parcial intermedia se transfiere a la capa
parcial adhesiva, o el calor de la capa parcial adhesiva se preserva
mejor durante su transporte por el hueco de aire debido a la
temperatura más alta de fusión de la capa parcial intermedia. Era
previamente sabido que una capa de polietileno que es revestida por
extrusión sobre una hoja de aluminio obtendría una adhesión tanto
mejor a la hoja cuanto más alta fuera la temperatura de la
extrusión. Sin embargo, no se sabía ni incluso se esperaba, que
este efecto apareciera también a través de una capa de polímero
adhesivo, el cual por sí mismo no puede ser extrusionado a una
temperatura demasiado de alta debido al riesgo de degradación y de
una pérdida de las propiedades adhesivas en ese caso. Al
coextrusionar las capa parciales todas juntas, este efecto de
retención de calor en la capa parcial adhesiva será tan alto como
sea posible y por lo tanto ese método resulta más preferible.
Preferiblemente, la capa parcial intermedia se
extrusiona a una temperatura más alta que la capa parcial adhesiva
y la capa parcial más interior. Haciendo esto, el calor será
transferido de la capa parcial intermedia a la primera capa parcial
adhesiva y se aumentará adicionalmente el efecto anterior. Aplicando
una capa parcial intermedia más gruesa, se transferirá el calor a
una temperatura aún más alta a la primera capa parcial adhesiva.
Preferiblemente, la capa parcial más interior se debe extrusionar a
una temperatura tan baja como sea posible para evitar que
eventuales sustancias en trazas procedentes de la degradación del
polímero, debido a la influencia de la alta temperatura en la
fusión del polímero, sean emitidas y migren al contenido llenado en
el envase, es decir para evitar los problemas denominados de
"pérdida de gusto" del producto alimenticio llenado.
Más preferiblemente, la capa parcial adhesiva
que comprende un polímero adhesivo así como la capa parcial más
interior que comprende mayormente un m-PE, se
extrusiona a la temperatura más baja de 260-280ºC,
que es la temperatura de fusión en el extrusor. Esta temperatura no
degrada las fusiones respectivas de polímero y ha demostrado ser
una temperatura óptima para obtener todavía una buena adhesión de
ión inmóvil a las capas circundantes. La capa parcial intermedia
que comprende un material que proporciona propiedades de barrera a
la migración de ácidos grasos libres, es coextrusionada con la capa
parcial adhesiva y la capa parcial más interior que están a una
temperatura más alta de 285-300ºC, preferiblemente a
300ºC. A estos valores de temperatura, se puede observar una
adhesión mejorada entre la hoja de aluminio y la capa adhesiva así
como una susceptibilidad de apertura mejorada.
Según otra realización preferida, la hoja de
aluminio se somete a un tratamiento de activación superficial por
medio de un tratamiento a la llama antes de que esté cubierta con
las capas parciales internas. Tal tratamiento con llamas de gas
contra la superficie de la hoja de aluminio, ha demostrado aumentar
todavía más la adhesión entre la hoja de aluminio y la capa parcial
adhesiva, y contribuye por tanto a mejorar las propiedades de
susceptibilidad de apertura de la membrana en el agujero de
apertura.
Según un aspecto más de la invención, se
proporciona un recipiente de envase para el almacenamiento de larga
duración de zumo de fruta, fabricado a partir del laminado de
envasado de la invención, que tiene un equilibrio optimizado de
propiedades de susceptibilidad de apertura respecto a integridad de
envase y calidad de cierre hermético, según lo especificado en las
reivindicaciones 16-18.
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Las ventajas adicionales y las propiedades
características favorables de la presente invención, serán evidentes
a partir de la descripción detallada siguiente, que hace referencia
a las figuras anexas, en las cuales:
La figura 1 es una vista en corte transversal de
un material de envasado laminado según la presente invención;
la figura 2 ilustra esquemáticamente un método
de fabricación del material de envasado laminado descrito
conjuntamente con la figura 1;
la figura 3 ilustra esquemáticamente una
disposición de apertura para la cual el laminado de envasado de la
invención resulta particularmente adecuado; y
la figura 4 es un alzado lateral en perspectiva
de un recipiente de envase de configuración estable y duradera,
equipado con una disposición de apertura según el ejemplo de la
figura 3, cuyo recipiente de envase se produce de un material de
envasado laminado según la presente invención.
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Haciendo referencia a la Fig. 1, el laminado de
envasado de la invención 10 incluye una capa l1 de núcleo, que es
una cartulina o un cartón de configuración rígida pero plegable. La
capa de núcleo está dotada de agujeros, aberturas o hendiduras
pasantes, con el fin de aplicar disposiciones de apertura en los
envases fabricados del laminado de envasado. En un lado, que es el
lado externo de un envase producido a partir del laminado, es decir
el lado de cara al exterior apartado del producto alimenticio
llenado, de la capa 11 de núcleo, se aplica una capa de material
termoplástico 12 que se puede sellar térmicamente, que también
proporciona una barrera al líquido y a la humedad en ese lado de la
capa de núcleo. La capa de material termoplástico externa se aplica
preferiblemente en una cantidad de 10-17 g/m^{2},
preferiblemente 12 g/m^{2}, y es en particular un polietileno,
tal como un polietileno de baja densidad (LDPE).
En el otro lado, interno, de la capa de núcleo,
situado de cara al interior de un envase producido a partir del
laminado, se aplica una capa de barrera a los gases constituida por
una hoja de aluminio 13 por medio de una capa intermedia de pegado
de material termoplástico 14, en particular un polietileno, tal como
el LDPE. La capa intermedia de pegado se aplica en una cantidad de
23 a 27 g/m^{2}, preferiblemente 25 g/m^{2}.
En el lado interno de la hoja de aluminio, es
decir el lado no pegado a la capa de núcleo, se aplica una
estructura 15 termoplástica de capas parciales. Una primera capa
parcial adhesiva 15-1, que comprende un polímero
adhesivo, se dispone para entrar en contacto con la hoja de
aluminio y para proporcionar la suficiente adhesión entre la hoja
de aluminio y una segunda capa parcial intermedia
15-2, que comprenden un material que proporciona
propiedades de barrera a la migración de ácidos grasos libres, y una
tercera capa parcial más interior 15-3, que
comprende mayormente una
etileno-alfa-olefina, polimerizada
en presencia de un catalizador de metaloceno en un único sitio,
(m-PE), se aplica al lado de la capa parcial
intermedia.
Todas las capas 12, 13, 14 y
15-1, 2, 3 se extienden a través del laminado y
cubren así también las regiones de los agujeros, en ambos lados de
la capa de núcleo.
El polímero adhesivo es preferiblemente un
polietileno lineal de baja densidad modificado por injerto de
anhídrido maleico (MAH-g-LLDPE). La
capa parcial más interior consiste preferiblemente en una mezcla de
un 60-70% en peso de m-LLDPE y un
30-40% en peso de LDPE.
En una realización alternativa según la
invención (no representada) se puede utilizar dos capas parciales
15-1 de diferentes polímeros adhesivos para una
adhesión optimizada tanto a la hoja de aluminio como a la capa
parcial intermedia.
Haciendo referencia a la Fig. 2, en un método 20
de fabricación del laminado de envasado de la invención, una banda
de una capa 21 de núcleo de cartulina es impulsada hacia adelante a
través de un puesto de perforación 22, en el que se proporciona a
la cartulina unos agujeros con el fin aplicar posteriormente unas
disposiciones de apertura en los envases. La banda 21 agujereada es
impulsada adicionalmente hacia adelante a un puesto 25 de
laminación donde se lamina una banda de hoja de aluminio 23 a un
lado de la cartulina por extrusionado desde un extrusor 24, una
capa intermedia de pegado que comprende un material con propiedades
de establecimiento de barrera a la migración de ácidos grasos
libres, entre la banda de cartulina y la banda de hoja de aluminio.
La capa de núcleo y la hoja de aluminio se presionan juntas en una
ranura de rodillos, convirtiéndose así en un laminado 26 de
cartulina y aluminio. El laminado 26 es impulsado hacia adelante al
puesto 28 siguiente de laminación, donde se aplica la estructura
más interior de capas parciales de material termoplástico 15 por
medio de un revestimiento por coextrusión sobre el lado de aluminio
del laminado 26.
Las capas parciales 15-1,
15-2 y 15-3, se alimentan desde un
extrusor respectivo a una disposición de coextrusión,
preferiblemente un bloque 27 de alimentación, para ser conformadas
por medio de una matriz en una película de múltiples capas de
fusión que se revestirá sobre el substrato, es decir, el lado del
aluminio del laminado 26, presionadas y refrigeradas en una ranura
28 de rodillos, formando así el laminado revestido con el material
termoplástico que se puede sellar térmicamente en el lado interno.
La banda agujereada 21' de núcleo de cartulina se puede cubrir con
una capa externa de material termoplástico en su otro lado, externo,
por un revestimiento de extrusión (no mostrado) antes de la etapa
de laminación a la hoja de aluminio en 25, o después de la etapa de
extrusión 28 de las capa parciales laterales más interiores, o entre
estas etapas de proceso.
Se puede utilizar un rodillo de presión de doble
acción en todos los puestos de laminación 25, 28 y en la laminación
de la capa externa en el exterior de la capa de núcleo,
conjuntamente con una presión bastante alta en la ranura, para
lograr la adhesión óptima entre las capas laminadas de las membranas
dentro de las regiones de los agujeros y evitar que quede aire
atrapado entre las capas próximas a los bordes situados alrededor
de los agujeros.
Según una realización preferida de la invención,
la superficie de la hoja de aluminio se activa por medio de un
tratamiento 29 a la llama, antes de que sea cubierta por las capas
interiores de material termoplástico 15, en 27.
En un ejemplo comparativo, se produjo un
laminado de envasado con una estructura más interior de tres capas
parciales que tiene 7 g/m^{2} del polímero adhesivo, 18 g/m^{2}
del LDPE intermedio y 10 g/m^{2} de la capa parcial más interior
que comprende el m-PE mayormente, por revestimiento
por extrusión con, el tratamiento precedente a la llama de la hoja
de aluminio interior y sin el mismo. Con el tratamiento precedente a
la llama, la fuerza de adhesión entre la hoja de aluminio y la
primera capa parcial adhesiva fue más alto que sin el tratamiento a
la llama. En los envases fabricados a partir del laminado y
equipados con las disposiciones de apertura del tipo de desenroscar
hacia arriba y tirar, hubo muy pocas observaciones sobre la
susceptibilidad de apertura, que además fueron simplemente
estéticas. Sin el tratamiento precedente a la llama, hubo más
residuos de membrana observados en el agujero. Por lo tanto, se
llegó a la conclusión de que es preferible un tratamiento a la
llama de la hoja de aluminio cuando se lleva a cabo la
invención.
Al menos en el caso en que el polímero adhesivo
de la capa parcial adhesiva 15-1 es un
MAH-g-LLDPE, es preferible que la
capa adhesiva sea tratada superficialmente con un tratamiento por
ozono antes de entrar en contacto con la hoja de aluminio, en el
puesto 28 de laminación de la estructura interior.
Haciendo referencia a la Fig. 3, en un ejemplo
de una disposición de apertura 30 prevista, la membrana laminada
31, que comprende capas del papel de materiales termoplásticos y
aluminio, se sella a un tapón superior 32 roscado, que es parte de
un dispositivo de apertura aplicado al recipiente de envase, en una
interfaz 33. Cuando se abre desenroscando el tapón roscado superior
32 hacia arriba, por medio de una disposición de rosca con las
piezas circundantes del dispositivo 34 de apertura, la membrana es
cortada a lo largo de los bordes circundantes del agujero 35 al
mismo tiempo que se tira hacia arriba junto con el tapón
superior.
Haciendo referencia a la Fig. 4, un envase
aséptico típico del tipo Tetra Brik Aseptic® está dotado de una
disposición de apertura según lo descrito en Fig. 3. El agujero con
la membrana está dispuesto en la parte superior del recipiente de
envase y se une allí a un dispositivo de apertura de plásticos
moldeados en la membrana sobre el agujero, cuyo dispositivo de
apertura consiste en un marco y un tapón superior roscado sobre el
mismo. El dispositivo de apertura puede ser dotado adicionalmente de
una denominada evidencia de forzado, cuya posición indica si se ha
abierto el recipiente de envase o no.
A modo de conclusión debería observarse que la
presente invención que se ha descrito anteriormente haciendo
referencia en particular a las figuras anexas, no está restringida a
estas realizaciones descritas y mostradas exclusivamente a modo de
ejemplo, y que son posibles modificaciones y alteraciones obvias
para una persona experta en la técnica sin apartarse del concepto
inventivo tal como se describe en las reivindicaciones anexas.
Claims (18)
1. Laminado de envasado (10) que comprende una
capa de núcleo de papel o cartón (11), teniendo la capa de núcleo
unos agujeros, aberturas o hendiduras pasantes, una capa de material
termoplástico (12) aplicada sobre un lado externo de la capa de
núcleo, una hoja de aluminio (13) aplicada sobre el otro lado,
interno, de la capa de núcleo, que se extiende a través del
laminado, y pegado a la capa de núcleo por medio de una capa
intermedia de material termoplástico (14), extendiéndose ambas capas
de material termoplástico (12, 14) a través del laminado y siendo
selladas la una a la otra dentro de las regiones de los agujeros
para formar una membrana de hoja de aluminio (13) y materiales
termoplásticos (l2, 14), y una o varias capas de materiales
termoplásticos aplicadas sobre el otro lado, interno, de la hoja de
aluminio, caracterizado porque la(s) una o varias
capa(s) de materiales termoplásticos incluyen al menos una
capa parcial adhesiva (15-1) aplicada adyacente a
la hoja de aluminio, una capa parcial intermedia
(15-2) que comprende un material que proporciona
propiedades de barrera a la migración de ácidos grasos libres, y una
capa parcial más interior (15-3) que comprende
mayormente un así llamado polietileno de metaloceno
(m-PE), es decir un copolímero de etileno
\alpha-olefina, polimerizado en presencia de un
catalizador de metaloceno, contribuyendo la capa parcial intermedia
con un grado de fragilidad al laminado más alto que la capa parcial
más interior que comprende el m-PE.
2. Laminado de envasado según la reivindicación
1, caracterizado porque la capa parcial intermedia
(15-2) comprende un copolímero de
ciclo-olefina (COC) como material que proporciona la
barrera.
3. Laminado de envasado según cualquiera de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque la capa parcial
intermedia (15-2) comprende una mezcla de COC y
polietileno, constituyendo el COC la fase continua de la mezcla.
4. Laminado de envasado según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa
parcial intermedia (15-2) comprende una mezcla de
una matriz de polietileno y un agregado finamente disperso.
5. Laminado de envasado según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa
parcial intermedia (15-2) comprende una mezcla de
una matriz de polímero que comprende el COC y un agregado finamente
disperso.
6. Laminado de envasado según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa
parcial más interior (15-3) es una mezcla de un
m-PE con un 20% hasta un 50% en peso de LDPE.
7. Laminado de envasado según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa
parcial más interior (15-3) es una mezcla de
m-PE con aproximadamente un 30% a aproximadamente un
40% en peso de LDPE.
8. Laminado de envasado según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa
parcial adhesiva (15-1) comprende un polietileno
lineal de baja densidad modificado por injerto de anhídrido maleico
(MAH-g-LLDPE).
9. Laminado de envasado según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
material termoplástico usado en la capa externa (12) y la capa de
pegado intermedia (14) es un LDPE con las mismas cualidades u otras
diferentes.
10. Método para fabricar el material de envasado
laminado (10) según lo definido en cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, que comprende las etapas de
proporcionar una banda (21') de una capa de núcleo con agujeros,
aberturas o hendiduras (35), revestir (24) un lado externo de la
capa de núcleo con una capa de material termoplástico (12), también
cubriendo de este modo los agujeros y laminar (25) el otro lado,
interno, de la capa de núcleo a una hoja de aluminio (23) aplicando
una capa intermedia de material termoplástico (24), de una manera
tal que las dos capas de material termoplástico queden selladas la
una a la otra dentro de las regiones de los agujeros de tal modo
que formen una membrana (3l) de hoja de aluminio y material
termoplástico dentro de las regiones de los agujeros (35), y
revestir por extrusión (27, 28) el otro lado, interno, de la hoja de
aluminio con una o varias capas internas de material termoplástico,
caracterizado porque las capas internas de material
termoplástico son revestidas por extrusión (27) como capas
parciales, aplicando al menos una capa parcial adhesiva
(15-1) adyacente a la hoja de aluminio, una capa
parcial intermedia (15-2) que comprende un material
que proporciona propiedades de barrera a la migración de ácidos
grasos libres y una capa parcial más interior
(15-3) que comprende mayormente un
m-PE, contribuyendo la capa parcial
intermedia con un grado más alto de fragilidad al laminado que la capa parcial más interior que comprende el m-PE.
intermedia con un grado más alto de fragilidad al laminado que la capa parcial más interior que comprende el m-PE.
11. Método según la reivindicación 10,
caracterizado porque la capa parcial intermedia
(15-2) comprende un copolímero de
ciclo-olefina (COC) como material de aportación de
barrera.
12. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 10-11, caracterizado porque
la capa parcial intermedia (15-2) comprende una
mezcla de COC y polietileno, constituyendo el COC la fase continua
de la mezcla.
13. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 10-12, caracterizado porque
la capa parcial intermedia (15-2) comprende una
mezcla de una matriz de polietileno y un agregado finamente
disperso.
14. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 10-13, caracterizado porque
las capas parciales (15-1, 2, 3) se aplican sobre
el otro lado, interno, de la hoja de aluminio (23) por medio de un
revestimiento de coextrusión (27, 28) de todas las capas en una
etapa de proceso.
15. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 10-14, caracterizado porque
la hoja de aluminio (23) se somete a un tratamiento (29) de
activación superficial, por medio de un tratamiento a la llama antes
de que sea cubierta por las capas parciales internas
(15-1, 2, 3).
16. Recipiente de envase (40) fabricado a partir
del laminado (10) como se especifica en cualesquiera de las
reivindicaciones 1-9.
17. Recipiente de envase (40) según la
reivindicación 16, caracterizado en que está dotado de una
disposición de apertura (30; 32, 34) aplicada sobre la región de la
membrana y del agujero (35) y alrededor de la misma.
18. Recipiente de envase (40) según cualquiera
de las reivindicaciones 16-17, caracterizado
porque la disposición de apertura (30) comprende un tapón superior
de rosca (32) que abre el envase quitando la membrana (31) de la
región del agujero (35) por un movimiento combinado de desenroscado
y tirar hacia arriba.
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