ES2628056T3 - Estratificado de envasado, método de fabricación del estratificado de envasado y recipiente de envasado producido a partir de éste - Google Patents

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Abstract

Estratificado de envasado (10a; 10b) sin láminas que tiene propiedades de barrera adecuadas para envasado aséptico a largo plazo de un producto alimenticio líquido, que comprende una capa (11, 11 ') de núcleo de papel o cartón, una primera capa más exterior (16) de poliolefina estanca a los líquidos, que se puede sellar térmicamente, una segunda capa más interior (15) de poliolefina estanca a los líquidos, que se puede sellar térmicamente y, aplicada directamente sobre el lado interior de la capa de papel o de cartón y contigua a la misma, una capa (12) de barrera contra el oxígeno formada por un revestimiento de película líquida de una composición de barrera de gas líquida y secado ulterior, conteniendo la composición líquida un aglutinante de polímero, que proporciona propiedades de barrera contra los gases, seleccionado del grupo que consiste de alcohol polivinílico (PVOH), etilen-vinil-alcohol (EVOH) que se puede dispersar en agua, y polisacáridos tales como por ejemplo almidón o derivados de almidón, dispersados o disueltos en un medio acuoso o a base de disolvente, caracterizado por que también hay dispuestas partículas inorgánicas en el mismo medio, de tal modo que la capa (12) de barrera contra los gases contiene además por ello partículas inorgánicas laminares dispersadas dentro del aglutinante de polímero en combinación con las cuales el estratificado de envasado comprende además una capa (14) de barrera contra el vapor de agua, dispuesta entre dicha capa (12) de barrera contra el oxígeno gaseoso aplicada y dicha capa más interior (15) que se puede sellar térmicamente, cuya capa (14) de barrera contra el vapor de agua comprende un polímero de matriz a base de poliolefina y partículas de cargas inorgánicas laminares distribuidas dentro del polímero de matriz.

Description

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DESCRIPCION
Estratificado de envasado, metodo de fabricacion del estratificado de envasado y recipiente de envasado producido a partir de este
CAMPO TECNICO
La presente invencion se refiere a un estratificado de envasado sin laminas para envasado aseptico a largo plazo de alimento Kquido, que comprende una capa de nucleo de papel o carton, capas mas exteriores de poliolefina estancas a los lfquidos, que se pueden sellar termicamente y, directamente aplicadas sobre el lado interior de la capa de papel o de carton, una capa de barrera contra el oxfgeno formada por un revestimiento de pelfcula lfquida de una composicion de barrera Kquida contra los gases y secado posterior, conteniendo la composicion lfquida un aglutinante polnriero, seleccionado del grupo que consiste de alcohol de polivinilo (PVOH), etilen-vinil-alcohol (EVOH) que se pueden dispersar en agua, almidon, derivados del almidon y combinaciones de dos o mas de los mismos, dispersados o disueltos en un medio acuoso o a base de disolvente. La invencion tambien se refiere a un metodo para fabricar el estratificado de envasado y a un recipiente de envasado que esta hecho a partir del estratificado de envasado.
ANTECEDENTES DE LA INVENCION
Los recipientes de envasado del tipo desechable de un solo uso para alimentos lfquidos son producidos a menudo a partir de estratificado de envasado basado en carton o cartulina. Uno de tales recipientes de envasado que se encuentra comunmente es comercializado bajo la marca registrada Tetra Brik Aseptic® y es empleado principalmente para envasado aseptico de alimentos lfquidos tales como leche, zumos de frutas, etc., vendidos para almacenamiento ambiente a largo plazo. El material de envasado en este recipiente de envasado conocido es tfpicamente un estratificado que comprende una capa de nucleo a granel de papel o carton y capas exteriores de termoplastico, estancas a los lfquidos. Para hacer el recipiente de envasado hermetico a los gases, en particular hermetico al oxfgeno gaseoso, por ejemplo con el proposito de envasado aseptico y envasado de leche o zumo de fruta, el estratificado en estos recipientes de envasado comprende normalmente al menos una capa adicional, muy comunmente una lamina de aluminio.
En el interior del estratificado, es decir el lado destinado a enfrentarse al contenido alimenticio rellenado de un recipiente producido a partir del estratificado, hay una capa mas interior, aplicada sobre la lamina de aluminio, cuya capa interior, mas interior puede estar compuesta de una o varias capas parciales, que comprenden polfmeros y/o poliolefinas adhesivos que se pueden sellar por calor. Tambien en el exterior de la capa de nucleo, hay una capa de polfmero que se puede sellar termicamente mas exterior.
Los recipientes de envasado son producidos generalmente por medio de modernas maquinas de envasado de alta velocidad del tipo que forman, rellenan y sellan envases a partir de una banda o a partir de piezas elementales prefabricadas de material de envasado. Los recipientes de envasado pueden asf ser producidos volviendo a conformar una banda del material de envasado estratificado en un tubo siendo unidos los dos bordes longitudinales de la banda entre sf en una junta de solapamiento. Las capas mas interior y mas exterior de polfmero termoplastico que se puede sellar termicamente dentro de la junta de solapamiento son soldadas juntas aplicando calor. El tubo es rellenado con el producto alimenticio lfquido pretendido y despues de ello es dividido en envases individuales mediante sellados transversales repetidos del tubo a una distancia predeterminada uno de otro por debajo del nivel del contenido en el tubo. Los envases son separados del tubo mediante incisiones a lo largo de los sellados transversales y se les da la configuracion geometrica deseada, normalmente de un paralelepfpedo, mediante formacion por plegado a lo largo de lmeas de pliegue preparadas en el material de envasado.
Una capa de una lamina de aluminio en el estratificado de envasado proporciona propiedades de barrera contra los gases muy superiores a la mayor parte de los materiales polfmeros de barrera contra los gases. El estratificado de envasado convencional a base de lamina de aluminio para envasado aseptico de alimentos lfquidos es el material de envasado mas rentable, a su nivel de comportamiento, disponible en el mercado hoy dfa. Cualquier otro material para competir debe ser mas rentable con relacion a las materias primas, tener propiedades de preservacion de alimentos comparables y tener una complejidad relativamente baja en la conversion a un estratificado de envasado acabado.
Hasta la fecha, hay envases a base papel o de carton aseptico para almacenamiento ambiente a largo plazo del anterior tipo descrito disponibles en el mercado, desde un estratificado de envasado rentable, sin lamina, en comparacion a estratificados de lamina de aluminio, que tienen un nivel fiable de propiedades de barrera y propiedades de preservacion de alimentos durante mas de 3 meses. Hay algunos materiales polfmeros que proporcionan buenas propiedades de barrera, pero o bien tienen las propiedades mecanicas erroneas en el estratificado o son diffciles de procesar en la conversion a delgadas capas en estratificados, por ejemplo requiriendo capas de union co-extruidas caras, o, pueden, ademas, ser considerablemente mas caros a grosores factibles que el aluminio y por ello, no son rentables para envasado por ejemplo leche o zumos.
Hay un tipo de capas de polfmero de barrera de gas que podnan ser muy rentables, es decir polfmeros de barrera que son revestidos en forma de una dispersion o solucion en un lfquido o disolvente, sobre un sustrato, y secados a continuacion en delgados revestimientos de barrera. Es, sin embargo, muy importante que la dispersion o solucion sea
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homogenea y estable, para dar como resultado un revestimiento uniforme con propiedades de barrera uniformes. Ejemplos de poKmeros adecuados para composiciones acuosas son alcoholes polivimlicos (PVOH), de etilen-vinil- alcohol (EVOH) que se pueden dispensar en agua o poKmeros que se pueden dispersar en agua o solubles a base de polisacaridos. Tales capas revestidas por dispersion o asf llamadas revestidas con pelfcula Kquida (LFC) pueden hacerse muy delgadas, hasta decimas de gramo por m2, y pueden proporcionar capas homogeneas, de alta calidad siempre que la dispersion o solucion sea homogenea y estable, es decir bien preparada y mezclada. Se ha sabido durante muchos anos que por ejemplo el PVOH tiene excelentes propiedades de barrera contra el oxfgeno en condiciones secas. El PVOH tambien proporciona muy buenas propiedades de barrera contra el olor, es decir capacidad para impedir que sustancias olorosas entren en el recipiente de envasado desde el entorno circundante, por ejemplo, en un refrigerador o sala de almacenamiento, cuya capacidad resulta importante en el almacenamiento a largo plazo de envases. Ademas, tales capas de polfmero revestidas con pelfcula lfquida a partir de polfmeros que se pueden dispersar o disolver en agua a menudo proporcionan buena adhesion interna a capas adyacentes, lo que contribuye a una buena integridad del recipiente de envasado final. Por integridad de envasado se quiere decir en general la durabilidad del envase, es decir la resistencia a fugas de un recipiente de envasado. Tales polfmeros de barrera que se pueden dispersar en agua tienen un inconveniente principal, sin embargo, porque son generalmente sensibles a la humedad y porque las propiedades de barrera contra el oxfgeno gaseoso se deterioran rapidamente con un contenido de humedad relativa elevado en el estratificado de envasado. Consecuentemente, una delgada capa revestida por dispersion de PVOH o EVOH o de un polfmero similar, puede ser adecuada para envasar productos secos en un entorno seco, pero mucho menos adecuada para el envasado de productos lfquidos y humedos para un almacenamiento a largo plazo.
Se ha intentado previamente, por ello, dotar a la capa de polfmero sensible a la humedad con mejores propiedades iniciales de barrera contra el oxfgeno, asf como hacerla mas resistente a la humedad, modificando el polfmero o incluyendo otras sustancias en la composicion del polfmero, por ejemplo reticulando el polfmero. Tales modificaciones y adicion de sustancias, sin embargo, a menudo hacen el proceso de revestimiento con pelfcula lfquida mas diffcil de controlar y, lo que es mas importante, mas caras. Tales sustancias pueden tambien necesitar una seleccion cuidadosa con vistas a las legislaciones de seguridad alimentaria existentes para el envasado de alimentos. Se ha intentado tambien, por ejemplo, curar por calor una capa de PVOH revestida por dispersion en conexion con el secado de la misma, calentandola hasta por encima de 100 °C. Sin embargo, la exposicion al calor puede danar el sustrato de carton revestido e influir negativamente en la calidad del revestimiento, por ejemplo induciendo defectos, tales como ampollas y grietas en el revestimiento de barrera contra el oxfgeno. Ademas, se ha comprobado que tales intentos solos no proporcionan suficiente resistencia a la humedad y robustez para mantener un nivel suficiente de barrera contra el oxfgeno a lo largo de toda la vida del envase aseptico.
Se esperaba asf, que con el fin de alcanzar el nivel requerido de propiedades de barrera contra el oxfgeno en un recipiente de envasado final para almacenamiento aseptico, a largo plazo, el aglutinante del polfmero de la barrera de las que se puede revestir con pelfcula lfquida, por ejemplo PVOH, tendrfa que ser mejorado por nuevos medios o al menos por algunos de los metodos de modificacion conocidos caros, es decir la adicion de una sustancia de reticulacion.
Ademas, un estratificado de envasado para utilizar en recipientes de envasado para almacenamiento aseptico, a largo plazo, necesita tener en sf mismo propiedades de barrera contra el vapor de agua, es decir, para la proteccion del producto alimenticio envasado.
Es importante saber que hay una diferencia entre la barrera contra el vapor de agua y la resistencia de una capa al vapor de agua. Con la resistencia al vapor de agua o a la humedad se quiere indicar la capacidad de una capa de barrera para mantener sus propiedades de barrera tambien cuando este expuesta a la humedad, es decir resistir la influencia negativa de la humedad sobre las propiedades del polfmero.
Con propiedades de barrera contra el vapor de agua se quiere indicar la barrera contra la migracion lenta de moleculas de vapor de agua a traves del material, es decir no la capacidad para resistir el agua o la humedad con el fin de conservar las propiedades del material y no las propiedades de barrera a los lfquidos inmediatas, que son impedir que el material resulte humedecido en una perspectiva a corto plazo, es decir, inmediatamente o casi inmediatamente. Como ejemplo, las poliolefinas que se pueden sellar termicamente, tales como los polietilenos (LDPE o LLDPE) preferidos, son barreras de lfquidos y son adecuados como capas mas exteriores para proteger el carton dentro de un estratificado contra el producto lfquido rellenado o contra condiciones de humedad exteriores al envase, tales como en el almacenamiento con elevada humedad o refrigerado. El polietileno de baja densidad tiene, sin embargo, propiedades de barrera contra el vapor de agua relativamente bajas, es decir realmente una capacidad muy baja a grosores razonables, para resistir la migracion lenta, a largo plazo de vapor de agua a traves del estratificado durante el trasporte y el almacenamiento.
Las propiedades de barrera contra el vapor de agua son importantes durante el almacenamiento a largo plazo, tambien porque impiden que la humedad procedente de un producto alimenticio lfquido envasado escape fuera del recipiente de envasado, lo que podna dar como resultado un contenido inferior de producto alimenticio lfquido del esperado en cada recipiente de envasado, cuando finalmente es abierto por el consumidor. Posiblemente, tambien la composicion y el sabor del producto podnan ser alterados resultando mas concentrado. Ademas, impidiendo que el vapor de agua migre y escape fuera del producto alimenticio envasado a la capa de papel o de carton, el estratificado de envasado sera capaz de mantener sus propiedades de rigidez durante un tiempo mas largo. Asf, es importante que el material de envasado
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tenga suficientes propiedades de barrera contra el vapor de agua para ser adecuado para un envasado aseptico a largo plazo de productos Kquidos.
Los polfmeros de barrera que se pueden dispersar o disolver en agua adecuados para el revestimiento con pelfcula Kquida o revestimiento por dispersion, tienen generalmente una baja resistencia al agua y a la humedad. Pierden facilmente sus propiedades de barrera contra el oxfgeno cuando son expuestos a humedad. No se sabe que tengan resistencia al vapor de agua, a menos que esten reticulados o modificados de algun modo. Cuando son modificados para obtener resistencia a la humedad con el fin de mantener sus propiedades de barrera contra los gases, normalmente aun no obtienen ninguna propiedad de barrera contra el vapor de agua notable.
La lamina de aluminio convencional utilizada hoy en dfa en los recipientes de envasado comerciales para alimento lfquido, aseptico, tienen tanto propiedades de barrera contra el vapor de agua como propiedades de barrera contra el oxfgeno. Es muy diffcil cualesquiera alternativas de material rentable, adecuadas, que proporcionen tanto una barrera contra el oxfgeno fiable como una barrera contra el vapor de agua comparable con la lamina de aluminio. La lamina de aluminio de hecho, impide de manera efectiva que cualesquiera moleculas existentes en el entorno alrededor del envase o en el producto envasado migren en cualquier direccion a traves de la lamina, en tanto en cuanto la capa de lamina de aluminio este intacta y sin danar.
Existe una necesidad, sin embargo, de un material de envasado a base de lamina que no sea de aluminio, rentable y robusto, es decir fiable tambien a variaciones moderadas en las condiciones de fabricacion y manipulacion para el envasado aseptico de alimento lfquido, por ejemplo de leche o de otra bebida, cuyo material proporcione propiedades de barrera totales suficientes en recipientes de envasado para almacenamiento aseptico a largo plazo, en condiciones ambientes. Con el termino "almacenamiento a largo plazo" en conexion con la presente invencion, se quiere indicar que el recipiente de envasado debena ser capaz de preservar las cualidades producto alimenticio envasado, es decir valor nutricional, seguridad higienica y sabor, en condiciones ambientes durante al menos 3 meses, preferiblemente durante mas tiempo.
El documento WO00/76862 describe una estructura de estratificado de envasado que tiene buenas propiedades de barrera contra el oxfgeno y de aroma que comprende una capa de papel y una capa compuesta de poliamida/nano- arcilla. Se ha establecido generalmente que las capas mas interior y/o mas exterior que se pueden sellar termicamente del estratificado pueden tambien comprender nano-arcilla, y en una indicacion general separada que tambien la capa de retencion del aroma puede ser un compuesto del polnriero/nano-arcilla. El proposito de la capa de retencion del aroma es minimizar las actividades de cobertura del aroma de la capa de sellado por calor de poliolefinas, y debena ser asf colocada inmediatamente a continuacion de la capa de poliolefinas.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
Es, por ello, un objeto de la presente invencion resolver o aliviar los problemas antes descritos produciendo un estratificado de envasado de papel o de carton sin lamina para el envasado aseptico a largo plazo de alimento lfquido o humedo.
Es un objeto de la invencion proporcionar un estratificado de envasado a base de papel o de carton sin lamina, rentable que tenga buenas propiedades de barrera de los gases, buenas propiedades de barrera contra el vapor de agua y buenas propiedades de adhesion interna con el proposito de fabricar recipientes de envasado asepticos hermeticos a los gases y estancos al vapor de agua, que tenga una buena integridad de envasado. Con rentable se quiere significar, desde luego con relacion a estratificados de envasado a base de papel, que tienen una capa barrera de lamina de aluminio, pero tambien a otros intentos conocidos de proporcionar estratificados de envasado sin lamina.
Es otro objeto de la invencion proporcionar un estratificado de envasado a base de papel, carton, sin lamina, rentable y robusto y que se puede sellar termicamente, que tenga buenas propiedades de barrera de los gases, buenas propiedades de barrera contra el vapor de agua y buenas propiedades de adhesion interna con el proposito de fabricar recipientes de envasado asepticos para almacenamiento a largo plazo de alimentos lfquidos con calidad nutricional mantenida bajo condiciones ambientes.
Un objeto mas espedfico, de acuerdo con algunas de las realizaciones de la invencion, es proporcionar un recipiente de envasado de lfquidos a base de papel o de carton, sin lamina, rentable que tenga buenas propiedades de barrera de los gases y de vapor de agua, buenas propiedades de barrera contra el olor, y buena integridad para el envasado aseptico de leche, en almacenamiento a largo plazo bajo condiciones ambientes.
Estos objetos se consiguen asf de acuerdo con la presente invencion por el material de envasado estratificado, el recipiente de envasado y el metodo de fabricar el material de envasado, segun se ha definido en las reivindicaciones adjuntas.
De acuerdo con un primer aspecto de la invencion, los objetos generales son conseguidos mediante un estratificado de envasado sin lamina que comprende una capa de nucleo de papel o carton, una primera capa mas exterior de poliolefina que se puede sellar termicamente, estanca a los lfquidos, una segunda capa mas interior de poliolefina que se puede sellar termicamente, estanca a los lfquidos y, directamente aplicada sobre el lado interno de la capa de papel o carton,
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una capa de barrera contra el oxfgeno gaseoso mediante revestimiento por pelfcula Kquida de una composicion de barrera Ifquida contra los gases y un subsiguiente secado, cuya composicion de barrera Ifquida contra los gases comprende un aglutinante de polnriero, seleccionado del grupo que consiste de alcohol polivimlico (PVOH), etilen-vinil- alcohol (EVOH) que se puede dispersar en agua y polisacaridos, por ejemplo almidon o derivados del almidon, dispersados o disueltos en un medio acuoso o a base de disolvente en el que tambien hay dispersadas partfculas inorganicas laminares en el mismo medio, y en el que el estratificado de envasado comprende ademas una capa de barrera contra el vapor de agua, dispuesta entre la capa de barrera contra el oxfgeno gaseoso aplicada y la capa mas interior de poliolefina que se puede sellar termicamente, cuya capa de barrera contra el vapor de agua comprende una matriz de polfmero a base de poliolefina con partfculas de carga inorganicas distribuidas en ella.
El aglutinante de polnriero que se puede dispersar o disolver que ha de ser utilizado en la barrera revestida con pelfcula lfquida de acuerdo con la invencion, es asf un pol^ero que proporciona propiedades de barrera contra los gases cuando es formado en una capa revestida y secada homogeneamente.
El aglutinante polfmero que se puede dispersar o disolver es seleccionado del grupo que consiste de PVOH, EVOH que se puede dispersar en agua, y polisacaridos tales como por ejemplo almidon o derivados del almidon o combinaciones de dos o mas de ellos.
Mas preferiblemente, el aglutinante de polfmero es seleccionado del grupo que consiste de PVOH, EVOH que se puede dispersar en agua, almidon o derivados del almidon o combinaciones de dos o mas de ellos.
En comparacion con la lamina de aluminio, el PVOH como un polfmero de barrera de revestimiento con pelfcula lfquida disfruta de muchas propiedades deseables, con el resultado de que es el material de barrera mas preferido en muchos contextos. Entre otras cosas, podnan mencionarse las buenas propiedades de formacion de pelfcula, compatibilidad con alimentos y valor economico, junto con sus elevadas propiedades de barrera contra el oxfgeno gaseoso. En particular, el PVOH proporciona un estratificado de envasado con elevadas propiedades de barrera contra el olor, lo que es especialmente importante para el envasado de leche.
Como muchos otros polfmeros de barrera que se puede concebir tales como, por ejemplo, almidon o derivados de almidon, el alcohol polivimlico es aplicado de manera adecuada por medio de un proceso de revestimiento con pelfcula lfquida, es decir en forma de una dispersion o solucion acuosa o a base de disolvente que, a su aplicacion, es dispersada en una delgada capa, uniforme sobre el sustrato y despues de ello secada. Se ha encontrado que un inconveniente en este proceso es, sin embargo, que la dispersion de polfmero o la solucion de polfmero lfquida que es aplicada sobre una capa nucleo de papel o carton puede penetrar en las figuras que absorben lfquido de la capa de nucleo. Hay un riesgo de que se formen pequenas perforaciones, dependiendo de las caracterfsticas del carton, si la capa aplicada es demasiado delgada, en conexion con la eliminacion de agua o disolvente para secar la capa de barrera aplicada.
Los sistemas acuosos generalmente tienen ciertas ventajas medioambientales. Preferiblemente, la composicion de barrera lfquida contra los gases es a base de agua, debido a que tal composicion usualmente tiene un mejor comportamiento con el ambiente de trabajo en los sistemas a base de disolventes, tambien.
Como se ha mencionado brevemente, es conocido incluir un polfmero o compuesto con grupos de acido carboxflico funcional, con el fin de mejorar las propiedades de resistencia al agua y barrera contra el oxfgeno de un revestimiento de PVOH. De manera adecuada, el polfmero con grupos de acido carboxflico funcional es seleccionado de entre copolfmero de acido etilen-acrflico (EAA) y copolfmeros de acido etilen-metacrflico (EMAA) o mezclas de los mismos. Un copolfmero de EAA puede estar incluido en la capa de barrera contra el oxfgeno en una cantidad de aproximadamente 1-20 % en peso, basado en peso de revestimiento en seco.
Se cree que las propiedades de resistencia al oxfgeno y al agua mejoradas resultan de una reaccion de esterificacion entre el PVOH y el EAA a una temperatura de secado incrementada, por lo que el PVOH es reticulado por cadenas de polfmeros de EAA hidrofobos, que por ello son construidas en la estructura del PVOH. Tal mezcla es, sin embargo, considerablemente mas cara debido al coste de los aditivos. Ademas, no se prefiere el secado y el curado a elevadas temperaturas debido al riesgo de formacion de grietas y ampollas en un revestimiento de barrera sobre un sustrato de carton. La reticulacion puede tambien ser inducida por la presencia de compuestos polivalentes, por ejemplo compuestos metalicos tales como oxidos metalicos. Sin embargo, tales capas de barrera contra los gases revestidas con pelfcula lfquida mejoradas no son capaces por sf mismas de proporcionar un recipiente de envasado rentable y bien formado con suficientes propiedades de barrera para un envasado aseptico a largo plazo, fiable, en almacenamiento ambiente.
Alternativamente, se han desarrollado posteriormente tipos especiales de polfmeros de etilen-vinil-alcohol que se pueden dispersar en agua (EVOH) y pueden ser concebidos para una composicion de revestimiento lfquida de barrera contra el oxfgeno, de acuerdo con la invencion. Los polfmeros de EVOH convencionales, sin embargo, estan destinados normalmente a extrusion y no es posible dispersarlos/disolverlos en un medio acuoso con el fin de producir una pelfcula de barrera revestida con pelfcula lfquida delgada de 6 g/m2 o inferior, preferiblemente de 4 g/m2 o inferior. Se cree que el EVOH debena comprender una cantidad bastante elevada de unidades de monomero de alcohol de vinilo para poder ser dispersado o soluble en agua y que las propiedades debenan ser tan proximas a las de los grados de revestimiento con pelfcula lfquida de PVOH como sea posible. Una capa de EVOH extruido no es una alternativa al EVOH revestido con
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pelfcula Ifquida, debido a que inherentemente tiene menos propiedades similares al PVOH que los grados de EVOH destinados al revestimiento por extrusion, y debido a que no puede ser aplicado en una cantidad rentable por debajo de 5 g/m2 una unica capa por revestimiento por extrusion o estratificado por extrusion, es decir refiere capas de union co- extruidas, que generalmente son polnrieros muy caros. Ademas, las capas extruidas muy delgadas se enfnan demasiado rapidamente y no contienen suficiente energfa termica para sostener una union de estratificado suficiente a las capas adyacentes.
Otros ejemplos de aglutinantes de polfmero que proporcionan propiedades de barreras de oxfgeno, adecuadas para el revestimiento con pelfcula lfquida, son los polisacaridos, en particular del almidon o los derivados del almidon, tales como almidon preferiblemente oxidado, almidon cationico y almidon hidroxipropilado. Ejemplos de tales almidones modificados son el almidon de patata oxidado con hipoclorito (Raysamyl 306 de Ralsio), almidon de mafz hidroxipropilado (Cerestar 05773), etc. Sin embargo, tambien se conocen otras formas y derivados del almidon para proporcionar propiedades de barrera contra los gases en algun nivel.
Otros ejemplos de aglutinantes polfmeros son revestimientos de barrera contra los gases que comprende mezclas de polfmeros que contienen acido carboxflico, tales como polfmeros de acido acnlico o acido metacnlico, y polfmeros de polialcoholes, tales como PVOH o almidon, que estan descritos por ejemplo en los documentos EP-A-608808, EP-A- 1086981 y WO2005/037535. Se prefiere una reaccion de reticulacion de estos aglutinantes polfmeros, como se ha mencionado anteriormente, para resistencia a la humedad elevada.
Tambien mezclas con solamente una relacion de mezclado menor de uno de los componentes y composiciones uniformes a partir del unico de estos componentes proporcionan propiedades de barrera contra el oxfgeno en una composicion de revestimiento acuosa.
Mas preferiblemente, sin embargo, el polfmero de barrera contra los gases es el PVOH, debido a que tiene todas las propiedades buenas mencionadas anteriormente, es decir propiedades de formacion de pelfcula, propiedades de barrera contra los gases, rentabilidad, compatibilidad con los alimentos tambien, y de manera muy importante para el envasado de leche, propiedades de barrera contra el olor.
Una composicion de barrera contra los gases a base de PVOH se obtiene mejor cuando el PVOH tiene un grado de saponificacion de al menos 98%, preferiblemente de al menos 99%, aunque tambien el PVOH con grados de saponificacion menores proporcionar propiedades de barrera contra el oxfgeno.
Podna esperarse que, componiendo cargas minerales en las capas de polnriero termoplastico procesadas por fusion, por ejemplo de polfmeros a base de poliolefinas normalmente resistentes al agua, la lenta migracion de las moleculas de vapor de agua a traves de la capa puede ser reducida considerablemente. Sin embargo, las cargas minerales convencionales, tales como por ejemplo el talco o el carbonato de calcio, no proporcionan ninguna propiedad de barrera contra el oxfgeno significativa a tal capa.
Cuando se ha intentado proteger una delgada capa de barrera revestida con pelfcula lfquida de por ejemplo PVOH, estratificando con una capa de poliolefina extruida por fusion que tiene partfculas inorganicas distribuidas homogeneamente en ella, se habfa visto que no podnan ser mantenidos niveles suficientes de barrera contra el oxfgeno durante las condiciones de almacenamiento a largo plazo a grosores de capas razonables, aunque la capa de PVOH proporciona inicialmente muy buenas propiedades de barrera contra el oxfgeno a un estratificado. Por consiguiente, se ha concluido que ni las propiedades de barrera contra el oxfgeno ni las propiedades de barrera contra el vapor de agua eran suficientes y que senan necesarias otras capas y materiales en la estructura del estratificado, lo que a su vez conducina a un estratificado mas caro de lo que sena factible para competir con estratificados de envasado a base de laminas de aluminio correspondientes.
Muy sorprendentemente, sin embargo, cuando se producen recipientes de envasado estratificando una capa obtenida a partir de una composicion de barrera de PVOH revestida con pelfcula lfquida que tambien contiene partfculas inorganicas, con otra capa obtenida a partir del procesamiento por fusion de una matriz de polfmero a base de poliolefinas con partfculas inorganicas, se ha encontrado que no solamente se consiguieron propiedades de barrera contra el oxfgeno suficientes, sino que tambien las propiedades de barrera contra el vapor de agua del estratificado de envasado acabado e, incluso, del envase final se mejoraban sorprendentemente y estaban muy por encima de las suficientes. De hecho, se obtuvieron propiedades de barrera contra el vapor de agua sinergicas y sorprendentemente mejoradas incluyendo cargas en ambas capas. Aunque se obtuvo alguna contribucion a partir de la inclusion de una capa de poliolefina cargada sola a la barrera contra el vapor de agua total de un estratificado de envasado acabado, no se obtuvieron propiedades de barrera contra el vapor de agua suficientes y fiables hasta que tambien, sorprendentemente, la capa de PVOH comprendfa partfculas inorganicas. Entonces, de manera muy inesperada, la barrera contra el vapor de agua fue mejorada adicionalmente en un 40% sobre lo que se habfa obtenido a partir de la capa de poliolefina cargada sola.
La contribucion de la capa de poliolefina cargada a las propiedades totales de barrera contra el oxfgeno del estratificado de envasado acabado debenan haber sido cero, pero la transmision de oxfgeno total a largo plazo del estratificado se mejoro tambien de forma inesperada comparada con los valores completamente insuficientes de transmision de oxfgeno
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obtenidos y medidos sobre el material correspondiente que no comprendfa parffculas inorganicas en la capa de barrera contra el oxfgeno, revestida con peffcula Kquida.
Este efecto, sinergico inesperado es necesario para ser capaz de confiar en tal estratificado de envasado tambien en condiciones extremas, tales como en un clima muy seco, debido a que la migracion de humedad a traves de la pared del recipiente de envasado desde el producto envasado interior 100% humedo hacia el exterior de la pared del recipiente de envasado, sera mayor de la que hay en clima seco en el exterior del envase. Debido a la mayor diferencia en la humedad relativa (RH), las fuerzas de accionamiento para el transporte de humedad a traves del material de la pared del recipiente de envasado seran mucho mas elevadas en condiciones climatologicas deserticas secas y por ello las propiedades totales de barrera contra el vapor de agua del material de envasado necesitan ser mas elevadas.
Asf, de acuerdo con la invencion, un estratificado rentable que tiene todas las propiedades de preservacion de alimentos requeridas para el envasado aseptico a largo plazo de leche por ejemplo, se consigue combinando carton con una capa de barrera contra el oxfgeno revestida con peffcula ffquida y una capa a base de poliolefina cargada separada en el interior de la misma, en donde la composicion de barrera ffquida comprende tambien adicionalmente parffculas inorganicas.
El material aglutinante de poffmero de la dispersion o solucion que ha de ser revestido como una peffcula ffquida, es mezclado con un compuesto inorganico que preferiblemente es de forma laminar, o en forma de laminillas. Mediante la disposicion en capas de las parffculas inorganicas en forma de laminillas, una molecula de oxfgeno gaseoso ha de migrar un camino mas largo, a traves de un trayecto tortuoso, a traves de la capa de barrera contra el oxfgeno, que el trayecto recto normal a traves de una capa de barrera.
Preferiblemente, el compuesto laminar inorganico es un compuesto asf llamado de nanoparffculas o nano-arcilla dispersado a un estado exfoliado, es decir las laminillas del compuesto inorganico en capas estan separadas unas de otras mediante un medio ffquido. Asf el compuesto en capas preferiblemente puede ser hinchado o hendido por la dispersion o solucion de poffmero, que en dispersion ha penetrado en la estructura de capas del material inorganico. Puede tambien ser hinchado por un disolvente antes de ser anadido a la solucion de poffmero o dispersion de poffmero. Asf, el compuesto laminar inorganico es dispersado en un estado desestratificado en la composicion de barrera ffquida contra los gases y en la capa de barrera secada. El termino minerales de arcilla incluye minerales del tipo de caoffn, antigorita, esmectita, vermiculita, bentonita o mica, respectivamente. Espedficamente, laponita, caolm, dickita, nacrita, haloisita, antigorita, crisolita, pirofilita, montmorillonita, hectorita, saponita, sauconita, mica tetrasiffcica de sodio, taeniolita de sodio, mica comun, margarita, vermiculita, flogopita, xantofilita y similares puede ser mencionadas como minerales de arcilla adecuados. Especialmente las nanoparffculas preferidas son las de montmorillonita, mas preferida la montmorillonita purificada o la montmorillonita intercambiada con sodio (Na-MMT). El compuesto laminar inorganico o mineral de arcilla de nano-tamano tiene preferiblemente una relacion de aspecto de 50-5000 y un tamano de parffcula de hasta aproximadamente 5 pm en el estado exfoliado.
Preferiblemente, las parffculas inorganicas consisten fundamentalmente de tales parffculas de bentonita laminar que tiene una relacion de aspecto de desde 50 a 5000.
Preferiblemente, la capa de barrera contra el oxfgeno revestida con peffcula ffquida incluye desde aproximadamente 5 a aproximadamente 40% en peso, mas preferiblemente desde aproximadamente 10 a aproximadamente 40% en peso y mas preferiblemente desde aproximadamente 20 a aproximadamente 30% en peso, del compuesto laminar inorganico basado en el peso del revestimiento en seco. Si la cantidad es demasiado baja, las propiedades de barrera de la capa de barrera revestida y secada no seran mejoradas de forma marcada comparadas a cuando se ha utilizado compuesto laminar inorganico. Si la cantidad es demasiado elevada, la composicion ffquida resultara mas diffcil de aplicar como revestimiento y mas diffcil de manejar en depositos de almacenamiento y conductos del sistema de aplicacion. Preferiblemente, la capa de barrera incluye desde aproximadamente 99 a aproximadamente 60% en peso, mas preferiblemente desde aproximadamente 99 a aproximadamente 70% en peso y mas preferiblemente desde aproximadamente 95 a aproximadamente 80% en peso del poffmero basado en el peso de revestimiento en seco. Un aditivo, tal como un estabilizador de dispersion o similar, puede ser incluido en la composicion de barrera contra los gases, preferiblemente en una cantidad no mayor de aproximadamente 1% en peso basado en el revestimiento en seco. El contenido en seco total de la composicion es preferiblemente desde 5 a 15% en peso, mas preferiblemente desde 7 a 12% en peso.
De acuerdo con una realizacion preferida alternativamente, las parffculas inorganicas consisten fundamentalmente de parffculas de talco laminar que tienen una relacion de aspecto de desde 10 a 500. Preferiblemente, la composicion comprende una cantidad de desde 10 a 70% en peso, mas preferiblemente desde 20 a 60% en peso, mas preferiblemente desde 30-50% en peso, de las parffculas de talco, basado en peso en seco. Por debajo del 20% en peso, no hay un incremento significativo en las propiedades de barrera contra los gases, mientras que por encima del 70% en peso la capa revestida puede ser mas quebradiza y fragil debido a que hay menos cohesion interna entre las parffculas en la capa. El aglutinante de poffmero parece estar en una cantidad demasiado baja para rodear y dispersar las parffculas y estratificarlas entre sf dentro de la capa. El contenido en seco total de tal composicion de barrera de ffquidos a partir de PVOH y de parffculas de talco puede ser de entre 5 y 25% en peso.
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El aglutinante de poKmero preferido, tambien cuando se emplean partfculas inorganicas para proporcionar propiedades de barrera contra el oxfgeno, es el PVOH, debido parcialmente a sus ventajosas propiedades mencionadas anteriormente. Ademas, el PVOH es ventajoso desde un punto de vista de mezclado, es decir, que es generalmente facil dispersar o exfoliar partfculas inorganicas en una solucion acuosa de PVOH para formar una mezcla estable de PVOH y de partfculas, permitiendo asf una buena pelfcula revestida con una composicion y morfologfa homogeneas.
Preferiblemente, de acuerdo con la invencion, dicha capa de barreras de oxfgeno gaseoso es aplicada en una cantidad total de desde 0,5 a 6 g/m2, preferiblemente desde 3 a 5 g/m2, mas preferiblemente desde 3 a 4 g/m2, de peso en seco. Por debajo de 1 g/m2, se conseguiran propiedades de barrera contra los gases demasiado bajas, mientras que por encima de 6 g/m2, la capa revestida no aportara rentabilidad al estratificado de envasado, debido al elevado coste de los polfmeros de barrera en general y debido al elevado coste de energfa para evaporar el lfquido. Ademas, la capa revestida puede resultar demasiado quebradiza a un grosor mayor de 6 g/m2, dependiendo de cuantas de las partfculas inorganicas estan incluidas en la composicion de barrera contra los gases. Un nivel mas preferido de barrera contra el oxfgeno es conseguido a desde 3 a 5 g/m2 y un equilibrio mas preferido entre propiedades de barrera y costes es conseguido entre 3 y 4 g/m2.
De acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, la capa de barrera contra el oxfgeno gaseoso es aplicada en dos operaciones consecutivas con un secado intermedio, como dos capas parciales. Cuando se aplica como dos capas parciales, cada capa es aplicada de manera adecuada en cantidades desde 1,0 a 3,0 g/m2, preferiblemente desde 1,5 a 2,0 g/m2, y tambien una capa de mayor calidad total a partir de una cantidad inferior de composicion de barrera lfquida contra los gases.
Se prefiere de acuerdo con la invencion que la capa de barrera contra el oxfgeno gaseoso sea revestida y aplicada directamente sobre y junto a, es decir contigua a, la capa de nucleo de papel o carton. La capa de papel asegura que la unidad que migra hacia fuera a traves del material envasado estratificado no queda atrapada en la capa de barrera contra el oxfgeno gaseoso revestida con pelfcula lfquida sensible a la humedad, sino que ademas es transportada a traves de la capa de papel hacia el exterior del recipiente de envasado. La capa de papel respira lejos la humedad de la capa de barrera adyacente y mantiene el contenido de humedad dentro de la capa de barrera en un nivel bajo casi constante durante un largo penodo de tiempo.
Una capa de nucleo de papel o carton para utilizar en la invencion usualmente tiene un grosor de desde aproximadamente 100 pm hasta aproximadamente 600 pm, y un peso superficial de aproximadamente 100-500 g/m2, preferiblemente de aproximadamente 200-300 g/m2, y puede ser un papel o carton convencional de calidad de envasado adecuada.
Para el envasado aseptico de bajo coste, a largo plazo, de alimentos lfquidos, puede utilizarse un estratificado de envasado mas delgado, que tiene una capa de nucleo de papel mas delgada. Los recipientes de envasado hechos a partir de tales estratificados de envasado no son formados por plegado y son mas similares a las bolsas flexibles en forma de almohada. Un papel adecuado para tales envases-bolsas tiene un peso superficial de desde aproximadamente 50 a aproximadamente 140 g/m2, preferiblemente desde aproximadamente 70 a aproximadamente 120 g/m2, mas preferiblemente de desde 70 a aproximadamente 110 g/m2.
Polfmeros de matriz a base de poliolefina adecuados para la capa de barrera contra el vapor de agua de acuerdo con la invencion son los basados en, comprendiendo o preferiblemente consistiendo de polietileno de alta densidad (HDPE). Las propiedades de barrera contra el vapor de agua optimas en combinacion con otras propiedades de envasado requeridas se obtienen cuando se utiliza una composicion de matriz que consiste de HDPE y partfculas de carga inorganicas dispersadas homogeneamente dentro del polfmero de matriz. Sin embargo, tambien otras poliolefinas tales como polietileno (LDPE, MDPE) y polipropileno (PP), y copolfmeros o mezcla de los mismos, son polfmeros de matriz factibles dentro del marco de la invencion. Se prefiere sin embargo, de acuerdo con la invencion que el polfmero de matriz comprenda principalmente HDPE o este basado en HDPE. Mas preferiblemente, el polfmero de matriz consiste de HDPE.
La carga inorganica utilizada de acuerdo con la invencion es preferiblemente de forma y configuracion laminares, con el fin de proporcionar las mejores propiedades de barrera posibles de vapor de agua. Ejemplos de tales partfculas de carga laminares son el talco, la mica y las partfculas de arcilla de nano-tamano, por ejemplo montmorillonita, esmectita, bentonita, etc. Las mas preferidas son las partfculas de talco laminares. Sin embargo, tambien otras partfculas de cargas inorganicas, tales como caolm, carbonato de calcio, dolomita y otros, pueden trabajar suficientemente bien cuando son utilizadas en cantidades elevadas (preferiblemente mas del 50% en peso).
La capa de barrera contra el vapor de agua ventajosamente tiene un grosor de desde 15 a 30 pm, preferiblemente desde 15 a 25 pm, mas preferiblemente desde pm g/m2.
De acuerdo con una realizacion alternativa de la invencion, la capa de barrera contra el vapor de agua, que comprende un polfmero de matriz a base de poliolefina y partfculas de carga inorganicas, es co-extruida por medio de la tecnologfa de co-extrusion de micro multicapa, con un polnriero mas resistente o mas absorbente de choques, con relacion a la poliolefina cargada, tal que la capa de barrera contra el vapor de agua consiste de varias capas alternativas delgadas de
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poliolefina cargada y poKmero resistente o absorbente de choques. De este modo, ambas propiedades de barrera contra el vapor de agua de las capas de poliolefina cargada son mantenidas, mientras que las capas alternativas que absorben choques tambien proporcionan alguna resistencia a la pelfcula co-extruida. La fragilidad inherente de las capas de poliolefina cargada es asf compensada con las propiedades de absorcion de choques proporcionadas por las capas alternativas de polfmeros que absorben choques. Tales polfmeros mas resistentes pueden ser encontrados entre los polfmeros de lLdPE y polfmeros que absorben choques son seleccionados de un grupo que consiste de m-LLDPE (polietileno lineal de baja densidad con catalizador de metaloceno), VLDPE (polietileno de densidad muy baja), ULDPE (polietileno de densidad ultra baja) y de grados que se pueden extruir por fusion de elastomeros, plastomeros y TPE (Elastomeros termoplasticos).
En la tecnologfa de co-extrusion de micro-multicapa, se utiliza un asf llamado bloque de alimentacion multiplicador, que divide los flujos de los dos polfmeros diferentes en multiples capas alternativas de una delgadez de micra, formando asf una pelfcula de capas de polfmero alternativas delgadas. Al hacerlo asf, una pelfcula que comprende los polfmeros diferentes puede ser hecha a medida y optimizada con relacion a los grosores de capa y a las propiedades deseadas. De manera adecuada, la pelfcula de barrera contra el vapor de agua co-extruida de micro-multicapa tiene un grosor de desde 10 a 20 pm.
Con el fin de aumentar la barrera de luz del estratificado de envasado, si fuera necesario, pueden mezclarse pigmentos absorbentes de la luz, negros, en uno de los polfmeros, mientras que se mezclan pigmentos reflectantes de la luz, blancos, en otros polfmeros de las capas co-extruidas de micro-multicapa. La pelfcula de micro-multicapa previamente fabricada obtiene asf una apariencia grisacea.
Termoplasticos adecuados para las capas mas interior y mas interior, estancas a los lfquidos que se pueden sellar termicamente son las poliolefinas, preferiblemente polietilenos y mas preferiblemente polietileno de baja densidad tales como, por ejemplo LDPE, LDPE lineal (LLDPE) o polietileno de metaloceno catalizador de un unico lugar (m-LLDPE), o copolfmeros o mezclas de los mismos. El grosor de la capa mas interior de poliolefina que se puede sellar termicamente es desde 10 a 30 pm.
Preferiblemente, la capa de barrera contra el vapor de agua esta unida a la capa de papel o carton por una capa de polfmero termoplastico intermedia seleccionada de poliolefinas y polnmeros adhesivos a base de poliolefinas, especialmente LDPE o un polfmero adhesivo a base de polietileno. El grosor de la capa de union de termoplastico intermedia es preferiblemente desde 10 a 20, preferiblemente desde 12 a 15 pm
Con el fin de mejorar ademas la barrera de luz de un estratificado de envasado de acuerdo con la invencion, si fuera necesario, pueden ser mezcladas partfculas absorbentes de la luz o pigmentos en la capa de union de termoplastico intermedia. Un ejemplo preferido de tales partfculas absorbentes de la luz es el "negro de humo". El color negro de la capa de union intermedia es entonces oculta ventajosamente hacia el exterior por la capa de carton, y cubierta hacia el interior del estratificado, por la capa de barrera contra el vapor de agua.
De acuerdo con una realizacion alternativamente preferida, la capa de union de termoplastico intermedia comprende en lugar de o adicionalmente partfculas inorganicas en forma de pigmentos blancos, que reflejan la luz, para mejorar las propiedades de la barrera de luz del estratificado de envasado.
De acuerdo con otro aspecto de la invencion, se ha proporcionado un recipiente de envasado adecuado para un envasado aseptico a largo plazo, fabricado a partir del estratificado de envasado de la invencion, que tiene propiedades tales como tasas de permeabilidad al oxfgeno y al vapor de agua bajas, integridad de envasado y adhesion interna entre capas de estratificado, cuyas propiedades son comparables a las de los recipientes de envasado de lamina de aluminio convencionales, comercialmente disponibles, como se ha descrito en la reivindicacion 16 adjunta. De acuerdo aun con otro aspecto de la invencion, se ha proporcionado un metodo para fabricar el estratificado de envasado como se ha definido en las reivindicaciones 9-15.
Asf, el metodo comprende las operaciones de proporcionar una capa de papel o carton, que proporciona una composicion de barrera lfquida contra los gases que contiene un aglutinante de polfmero dispersado o disuelto en un medio lfquido, acuoso o a base de disolvente, y que contiene ademas partfculas inorganicas laminares dispersadas en la composicion, formando una delgada capa de barrera contra el oxfgeno gaseoso que comprende dicho aglutinante de polnriero y partfculas inorganicas por revestimiento de la composicion lfquida como una pelfcula sobre un primer lado de dicha capa de papel o carton y secando subsiguientemente para evaporar el lfquido, proporcionando una composicion de polfmero procesable por fusion que comprende una matriz de polfmero a base de poliolefina y partfculas de carga inorganica laminares distribuidas en ella, proporcionando una capa de barrera contra el vapor de agua a partir de la composicion de polfmero procesable por fusion por un metodo de extrusion por fusion, estratificando la capa de barrera contra el vapor de agua extruida al lado interior de la capa de barrera contra el oxfgeno gaseoso, proporcionando una capa mas interior de una poliolefina que se puede sellar termicamente en el interior de la capa de barrera contra el vapor de agua y proporcionando una capa mas exterior de una poliolefina que se puede sellar termicamente sobre el exterior de la capa de nucleo.
De acuerdo con el metodo de la invencion, la composicion de barrera de gas lfquida es revestida directamente sobre el
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lado interior de la capa de papel o de carton. Debido a que el producto alimenticio envasado es, o contiene, un Ifquido, hay un transporte constante de vapor de agua a traves del estratificado desde el interior al exterior, por lo que es mejor permitir que el vapor de agua escape hacia fuera a traves de la capa revestida con pelfcula lfquida y continue hacia fuera mas bien rapidamente a traves de la capa de papel. Si la capa de papel esta revestida con una capa de polfmero, el vapor de agua es conservado y atrapado durante un tiempo mas largo en el interior de la capa de papel y aumentando la humedad relativa en la capa de barrera revestida con pelfcula lfquida. Asf, la capa revestida con pelfcula lfquida es directamente adyacente a la capa de papel.
De acuerdo con un metodo preferido de la invencion, la capa de barrera contra el oxfgeno es aplicada en la cantidad total de desde 0,5 a 6 g/m2, preferiblemente de desde 3 a 5 g/m2, mas preferiblemente de desde 3 a 4 g/m2, de peso en seco. De acuerdo con otro metodo preferido de la invencion, la capa de barrera contra el oxfgeno gaseoso es aplicada como dos capas parciales en dos operaciones subsiguientes con un secado intermedio. Cuando es aplicada como dos capas parciales, cada capa es aplicada en cantidades de desde 1,0 a 3,0 g/m2, preferiblemente de desde 1,5 a 2 g/m2.
De acuerdo con una realizacion, la capa de barrera contra el vapor de agua de la composicion de polfmero procesable por fusion es proporcionada y estratificada al lado interior de la capa de barrera contra el oxfgeno gaseoso, por medio de revestimiento por extrusion o revestimiento por co-extrusion sobre el carton revestido.
De acuerdo con una realizacion alternativa de la invencion, la capa de barrera contra el vapor de agua de la composicion de polnriero procesable por fusion es proporcionada por colada o soplado por extrusion o co-extrusion de una pelfcula, que es estratificada posteriormente al lado interior de la capa de barrera contra el oxfgeno gaseoso, por medio de estratificado por extrusion con una capa de union de termoplastico intermedia.
De acuerdo con otra realizacion alternativa de la invencion, el metodo comprende ademas las operaciones de revestimiento con pelfcula lfquida de una capa de union de polfmero intermedia sobre la capa de barrera contra el oxfgeno gaseoso aplicada y secada evaporando el lfquido, proporcionando una pelfcula de barrera contra el vapor de agua a partir de la composicion de polfmero procesable por fusion por medio de colada o soplado por extrusion o coextrusion y a continuacion estratificando la pelfcula en el interior de la capa de barrera contra el oxfgeno gaseoso por medio de estratificado por calor-presion a la capa de union de polfmero intermedia. El polfmero de la capa de union intermedia puede ser un polfmero de union termoplastico o un polfmero adhesivo de curado, por ejemplo un polfmero adhesivo que se puede curar EB.
La pelfcula previamente fabricada puede ser producida alternativamente por medio de tecnologfa de co-extrusion de micro-multicapa, como se ha explicado anteriormente.
De acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, la capa o capas mas interiores de una poliolefina que se puede sellar termicamente es proporcionada en el interior de la capa de barrera contra el vapor de agua por medio de revestimiento por co-extrusion. El material que se puede sellar termicamente mas interior puede ser dividido en dos o mas capas parciales, comprendiendo cada una la misma poliolefina o poliolefinas diferentes, preferiblemente polietileno de baja densidad, con el fin de adecuarse al proceso de sellado termico pretendido. Alternativamente, la capa o capa mas interiores de una poliolefina que se puede sellar termicamente son proporcionadas en el interior de la capa de barrera contra el vapor de agua siendo formadas por co-extrusion en la misma operacion y juntas con la capa de barrera contra el vapor de agua.
De acuerdo con una realizacion racional, alternativa, todas las capas interiores de termoplastico, incluyendo la capa de union intermedia, la capa de barrera contra el vapor de agua y la capa o capas de sellado termico mas interiores, pueden ser revestidas por co-extrusion sobre el carton revestido con pelfcula lfquida.
Preferiblemente, la capa de barrera contra el vapor de agua es unida a la capa de papel o carton revestida de barrera por una capa de polnriero termoplastico intermedia seleccionada a partir de poliolefinas y polfmeros adhesivos a base de poliolefinas.
Para el metodo alternativo que implica la estratificacion por calor-presion, la capa de union revestida con pelfcula lfquida intermedia es ventajosamente un polfmero adhesivo, tal como copolfmeros a base de poliolefinas o copolfmeros de injerto con unidades monomeras de acido (meta)acnlico o de anhndrido maleico.
Asf, preferiblemente, el metodo de la invencion comprende ademas la operacion de estratificado por extrusion de la capa de barrera contra el vapor de agua al lado interior de la capa de barrera contra el oxfgeno gaseoso, por medio de una capa de union de termoplastico intermedia. El comportamiento de la barrera contra el oxfgeno de la capa de barrera contra el oxfgeno revestida con pelfcula lfquida es mejorado de manera significativa cuando es revestida o estratificada con una capa adyacente de pol^ero termoplastico, y tal capa tambien contribuye a una resistencia global al maltrato incrementado del estratificado de envasado. Preferiblemente, tales capas de union de termoplastico intermedias son seleccionadas de entre poliolefinas y polfmeros a base de poliolefinas. La capa de union de termoplastico intermedia es ventajosamente un LDPE convencional.
EJEMPLOS Y DESCRIPCION DE REALIZACIONES PREFERIDAS
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A continuacion se describiran realizaciones preferidas de la invencion con referencia a los dibujos, de los que:
Las figs. 1a, 1b, 1c y 1d muestran esquematicamente, en seccion transversal, cuatro realizaciones alternativas de estratificado de envasado producidas de acuerdo con la invencion.
Las figs. 2-1, 2a, 2b y 2c muestran metodos de fabricacion de los estratificados de envasado descritos en las figs. 1a, 1b, 1c y 1d, respectivamente.
Las figs. 3a y 3b muestran ejemplos de recipientes de envasado producidos a partir del estratificado de envasado de acuerdo con la invencion, y
La fig. 4 muestra el principio de como son fabricados tales recipientes de envasado a partir el estratificado de envasado en un proceso de forma continua, rellenados y sellados.
En la fig. 1a, se ha mostrado, en seccion transversal, una primera realizacion de un estratificado de envasado 10a para envasado aseptico y almacenamiento a largo plazo en condiciones ambientes, producido de acuerdo con la invencion. El estratificado comprende una capa de nucleo 11 de carton, que tiene una fuerza de plegado de 320 mN, y una delgada capa 12 de barrera contra el oxfgeno gaseoso formada con un revestimiento de pelfcula lfquida de una composicion de barrera de gas lfquida, y secado subsiguiente, sobre la capa 11 de carton. La composicion de barrera contra el oxfgeno gaseoso comprende una solucion acuosa de PVOH y una dispersion de partfculas laminares inorganicas, en particular arcilla de bentonita exfoliada al 30% en peso basado en peso en seco, y despues de secado, la capa revestida comprende asf PVOH con las partfculas en forma de laminillas o laminares distribuidas en forma de capas dentro de la fase continua de PVOH. El estratificado de envasado comprende ademas una capa 14 de barrera contra el vapor de agua, dispuesta entre dicha capa 12 de barrera contra el oxfgeno gaseoso y una capa mas interior 15 de poliolefinas que se puede sellar termicamente, cuya capa 14 de barrera contra el vapor de agua comprende un polfmero de matriz a base de poliolefina y partfculas de carga inorganicas distribuidas dentro del polfmero de matriz. La capa 14 de barrera contra el vapor de agua esta estratificada a la capa de nucleo 11-12 revestida con pelfcula lfquida, mediante de revestimiento por extrusion o co-extrusion directa de la composicion de la matriz de polfmero a base de poliolefina, siendo una composicion de polietileno de alta densidad (HDPE) con partfculas de cargas inorganicas. La capa 14 puede ser revestida por coextrusion sobre la capa de nucleo junto con una capa de union intermedia de un polfmero adhesivo a base de poliolefina (no mostrado). Una capa exterior 16 de poliolefina, estanca a los lfquidos y que se puede sellar termicamente, es aplicada sobre el exterior de la capa de nucleo 11, cuyo lado ha de ser dirigido hacia el exterior de un recipiente de envasado producido a partir del estratificado de envasado. La poliolefina de la capa exterior 16 es un polietileno convencional de baja densidad (LDPE) de una calidad que se puede sellar termicamente. Una capa mas interior 15, estanca a los lfquidos y que se puede sellar termicamente es dispuesta en el interior de la capa 14 de barrera contra el vapor de agua, que ha de ser dirigida hacia el interior de un recipiente de envasado producido a partir el estratificado de envasado, y la capa 15 estara en contacto con el producto envasado. La capa mas interior que se puede sellar termicamente puede comprender LDPE y un polietileno lineal de baja densidad (LLDPE), preferiblemente siendo un LLDPE producido por polimerizacion de un monomero C4-C8 de etileno con un monomero de alquileno de alfa-olefina, mas preferiblemente un C6-C8 en presencia de un catalizador de metaloceno, es decir un asf llamado LLDPE- metaloceno (m-LLDPE). La capa mas interior 15 que se puede sellar termicamente puede consistir de dos o varias capas parciales que comprende el mismo o diferentes tipos de LLDPE, (m-LLDPE) o mezclas de los mismos, y puede ser revestida por co-extrusion junto con la capa 14 de barrera contra el vapor de agua o revestida por extrusion sobre la capa 14 de barrera contra el vapor de agua en una operacion de revestimiento por extrusion subsiguiente. El grosor en gramaje de la capa 15 que se puede sellar termicamente es de aproximadamente 15 g/m2. El grosor de la capa de barrera contra el vapor de agua es preferiblemente de aproximadamente 20 g/m2. El grosor de la capa de union intermedia es preferiblemente de desde 10 a 15 g/m2.
La fig. 1b muestra un estratificado 10b de envasado similar al que se ha descrito en la fig. 1a, con la diferencia de que la capa 14 de barrera contra el vapor de agua, que comprende un polfmero de matriz a base de poliolefinas y partfculas de cargas inorganicas distribuidas dentro del polfmero de matriz, es parte de una pelfcula previamente fabricada, que ha sido estratificada a la capa de carton revestida con barrera contra el oxfgeno. La capa 14 de barrera contra el vapor de agua es prefabricada previamente junto con la capa mas interior 15 que se puede sellar termicamente, mediante un proceso de co-extrusion por fusion, tal como soplado de pelfcula de co-extrusion o colada de pelfcula de co-extrusion, dando como resultado una pelfcula 14-15 multicapa. La pelfcula 14-15 multicapa es a continuacion estratificada a la capa 12 de barrera revestida con pelfcula lfquida, mediante una capa intermedia 13 de un polnriero a base de poliolefina, preferiblemente un polietileno de baja densidad (LDPE). La capa 13 de union intermedia es asf formada por extrusion estratificando la capa de nucleo 11-12 revestida con barrera contra el oxfgeno y la pelfcula 14-15 de barrera contra el vapor de agua, que se puede sellar termicamente, entre sf. El grosor de la capa de union intermedia es preferiblemente de desde 10 a 20 pm y el grosor de la pelfcula que se puede sellar termicamente de barrera contra el vapor de agua, es de desde 15 a 35 pm.
La fig. 1c muestra un estratificado 10c de envasado similar al que se ha descrito en la fig. 1b, es decir la capa 14 de barrera de vapor, que comprende un polfmero de matriz a base de poliolefina y partfculas de cargas inorganicas distribuidas dentro del polfmero de matriz, es una pelfcula fabricada previamente, que es estratificada a la capa de carton revestida con barrera contra el oxfgeno. La diferencia comparada con la fig. 1b, es que la capa 14 de barrera contra el
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vapor de agua es fabricada previamente como una pelfcula de una sola capa, por un proceso de extrusion por fusion, tal como soplado de pelfcula por extrusion o colada de pelfcula por extrusion, dando como resultado una pelfcula 14. La pelfcula 14 es estratificada a la capa 12 de barrera revestida con pelfcula lfquida, por una capa intermedia 13 de un polfmero a base de poliolefina, preferiblemente un polietileno de baja densidad (LDPE). La capa de union intermedia 13 es asf formada estratificando por extrusion la capa de nucleo 11-12 revestida con barrera contra el oxfgeno y la pelfcula 14 de barrera contra el vapor de agua entre sf Una capa 15 de polnriero que se puede sellar termicamente es a continuacion revestida por extrusion sobre el lado interior de la capa 14 de barrera contra el vapor de agua.
El grosor de gramaje de la capa 15 que se puede sellar termicamente es de aproximadamente 15 g/m2 El grosor de la capa de barrera contra el vapor de agua es preferiblemente de aproximadamente 20 g/m2. El grosor de la capa de union intermedia es preferiblemente de desde 10 a 15 g/m2.
La fig. 1d muestra un estratificado 10d de envasado similar al que se ha descrito en la fig. 1c, pero con la pelfcula 14 previamente fabricada de capa de barrera de vapor, comprendiendo multiples capas alternativas de un espesor de micra, del polfmero de matriz a base de poliolefina con cargas inorganicas (14-1) y capas de un polfmero mas resistente o mas absorbente de choques (14-2), tal como por ejemplo LLDPE, m-LLDPE, VLDPE o ULDPE. La pelfcula 14 de micro- multicapa es estratificada a la capa 12 de barrera revestida con pelfcula lfquida, por una capa intermedia 13 de un polfmero a base de poliolefina, preferiblemente un polietileno de baja densidad (LDPE). La capa 13 de union intermedia es asf formada estratificando por extrusion la capa de nucleo 11-12 revestida con barrera contra el oxfgeno y la pelfcula 14 de barrera contra el vapor de agua entre sf En el interior de la pelfcula 14 de barrera contra el vapor de agua, es revestida por co-extrusion una capa mas interior 15 de un polfmero que se puede sellar termicamente, preferiblemente LDPE.
En la fig. 2-1, se ha mostrado esquematicamente el metodo de revestir con pelfcula lfquida la composicion de barrera contra el oxfgeno lfquido sobre la capa de papel o de carton, como se ha mostrado con las capas 11 y 12 en los estratificados de envasado de las figs. 1a, 1b, 1c y 1d. La capa de papel 21a es alimentada desde un carrete de almacenamiento hacia un puesto 22a de revestimiento de pelfcula lfquida, donde la composicion de barrera de gas lfquido es aplicada en una cantidad tal que la cantidad de capa revestida y secada es de aproximadamente 1-6 g/m2, cuando el papel revestido ha pasado por el puesto de secado 22b. De acuerdo con una realizacion preferida, la operacion de revestimiento de pelfcula lfquida es realizada en dos pasos, es decir revistiendo en primer lugar 1,0 - 3,0 g/m2, secando en un paso intermedio y a continuacion revistiendo una segunda vez en 1,0 -3,0 g/m2 y finalmente secando la capa total revestida con pelfcula lfquida para obtener una capa 21b de papel revestida con barrera contra el oxfgeno.
En la fig. 2a, se ha mostrado el proceso de estratificacion 20a, para la fabricacion del estratificado de envasado 10a de la fig. 1a, en donde la capa 21b revestida con barrera contra el oxfgeno es revestida por co-extrusion directamente por una pelfcula 24a fundida de multiples capas, que comprende una capa de union para unir a la capa 21b y una capa 14 de barrera contra el vapor de agua adyacentes entre sf, comprendiendo la capa 14 de barrera contra el vapor de agua un polfmero de matriz a base de poliolefina, que es HDPE, y partfculas de cargas inorganicas, que es talco, distribuidas dentro del polfmero de matriz. En un paso 26 de revestimiento por extrusion subsiguiente, se reviste por extrusion ademas una capa mas interior 15 estanca a los lfquidos y que se puede sellar termicamente de polietileno de baja densidad sobre la capa 14 de barrera contra el vapor de agua. La capa o capas mas interiores 15 son alimentadas a traves de un bloque de alimentacion 26-2 y aplicadas como una pelfcula 26-3 de cortina fundida sobre la capa 14 de barrera contra el vapor de agua en un puesto 26-1 de distancia de agarre de rodillos. Alternativamente el revestimiento por extrusion de la capa o capas mas interiores que se pueden sellar termicamente, es realizado junto con la capa 14 de barrera contra el vapor de agua, por lo que la pelfcula 24a fundida multicapa puede tambien comprender una capa 15 mas interior estanca a los lfquidos que se puede sellar termicamente co-extruida sobre el lado interior de la capa 14 de barrera contra el vapor de agua. Asf, el puesto 26-1 de revestimiento por extrusion mostrado puede ser omitido. Subsiguientemente, el papel y la pelfcula estratificados pasan a un segundo bloque de alimentacion 27-2 de extrusor y una distancia de agarre 27-1 de estratificacion, donde una capa mas exterior 16 que se puede sellar termicamente de LDPE es revestida sobre el dado exterior de la capa de papel. Finalmente, el estratificado 28a de envasado acabado es enrollado sobre un carrete de almacenamiento, no mostrado.
En la fig. 2b, se ha mostrado el proceso 20b de estratificado, para la fabricacion del estratificado de envasado 10b de la fig. 1b, en donde la capa de nucleo 21b revestida con barrera contra el oxfgeno es estratificada a una pelfcula 23b de polfmero multicapa fabricada previamente que comprende una capa 14 de barrera contra el vapor de agua de un polfmero a base de poliolefina, preferiblemente HDPE, con partfculas inorganicas distribuidas en el, extruyendo una capa de union intermedia 24b de LDPE desde un puesto de extrusion 24 y presionando juntos en una distancia de agarre 25 de rodillo. La pelfcula 23b de polnriero previamente fabricada comprende ademas una capa mas interior 15, estanca los lfquidos y que se puede sellar termicamente dispuesta en el lado interior de la capa 14 de barrera contra el vapor de agua, para ser dirigida hacia el interior de un recipiente de envasado acabado, habiendo sido procesadas juntas fundidas por co-extrusion la dos capas 14 y 15 en un metodo de soplado de pelfcula por co-extrusion o en un metodo de colada de pelfcula por co-extrusion. Subsiguientemente, el nucleo de papel 11-12 y la pelfcula 14-15 multicapa estratificados pasan a un segundo bloque de alimentacion 27-2 del extrusor y a una distancia de agarre 27-1 de estratificacion, donde una capa mas exterior 16 de LDPE que se puede sellar termicamente; 27-3 es revestida sobre el lado exterior de la capa
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de papel. Finalmente, el estratificado 28b de envasado acabado es enrollado sobre un carrete de almacenamiento, no mostrado.
En la fig. 2c, se ha mostrado el proceso 20c de estratificado, para la fabricacion del estratificado de envasado 10c de la fig. 1bc, que es el mismo que el proceso de estratificado de la fig. 2b anterior, excepto en que la capa o capas mas interiores 15, estancas a los lfquidos y que se pueden sellar termicamente son revestidas por co-extrusion sobre la pelfcula 23c de polnriero previamente fabricada y estratificada en un paso separado. Por consiguiente, la capa 21b revestida con barrera contra el oxfgeno es estratificada a una pelfcula de polfmero 23c que comprende una capa de un polfmero a base de poliolefina, preferiblemente HDPE, con partfculas inorganicas distribuidas en ella, extruyendo una capa de union intermedia de LDPE 24b (o 24c) desde un puesto de extrusion 24 y presionando juntas en una distancia de agarre 25 de rodillo. Subsiguientemente, el papel y la pelfcula estratificados pasan a un segundo bloque de alimentacion 26-2 del extrusor y a una distancia de agarre 26-1 de estratificacion, donde una capa mas interior 15 que se puede sellar termicamente; 26-3 es revestida sobre el lado 23 de la pelfcula del estratificado. Finalmente, el papel y la pelfcula estratificados pasan a un tercer bloque de alimentacion 27-2 del extrusor y a una distancia de agarre 27-1 de estratificacion, donde una capa mas exterior 16 de LDPE que se puede sellar termicamente; 27-3 es revestida sobre el lado exterior de la capa de papel. El estratificado 28b de envasado acabado es enrollado finalmente sobre un carrete de almacenamiento, no mostrado.
Para la fabricacion del estratificado de envasado 1d alternativo, se utiliza el mismo proceso de estratificado que se ha mostrado en la fig. 2c, siendo la diferencia que la pelfcula 14 fabricada previamente es una pelfcula hecha por tecnologfa de co-extrusion multicapa como se ha descrito anteriormente en conexion con la fig. 1d.
La fig. 3a muestra un ejemplo preferido de un recipiente de envasado 30a producido a partir del estratificado de envasado 10 (a,b,c) de acuerdo con la invencion. El recipiente de envasado es particularmente adecuado para bebidas, salsas, sopas o similares. Tfpicamente, tal envase tiene un volumen de aproximadamente 100 a 1000 ml. Puede ser de cualquier configuracion, pero preferiblemente tiene forma de "brik" (ladrillo), con cierres hermeticos longitudinal y transversal 31 y 32, respectivamente, y opcionalmente un dispositivo de apertura 33. En otra realizacion, no mostrada, el recipiente de envasado puede estar conformado como una cuna. Con el fin de obtener una "forma de cuna", solamente la parte inferior del envase es plegada formada de tal manera que el sellado termico transversal de la parte inferior queda oculto bajo las pestanas triangulares de esquina, que son plegadas y selladas contra la parte inferior del envase. El sellado transversal de la seccion superior es dejado sin plegar. De este modo el recipiente de envasado plegado a medias es aun facil de manejar y estable tridimensionalmente cuando es colocado en un estante en el almacen de alimentos o en una mesa o similar.
La fig. 3b muestra un ejemplo preferido, alternativo de un recipiente de envasado 30b producido a partir de un estratificado de envasado 10' (a,b,c) que tiene una capa de nucleo de papel mas delgada y que es de acuerdo con la invencion. Como el estratificado de envasado 10' es mas delgado al tener una capa de nucleo de papel mas delgada, no es lo bastante estable dimensionalmente para formar un recipiente de envasado paralelepipedico con forma de cuna, y no es conformado por plegado despues de sellado transversal 32b. Permanecera asf como un recipiente a modo de bolsa en forma de almohada y distribuido y vendido como esto.
La fig. 4 muestra el principio como se ha descrito en la introduccion de la presente solicitud, es decir una banda de material de envasado es conformada a un tubo 41 siendo unidos los bordes longitudinales 42, 42' de la banda entre sf en una junta 43 de solapamiento. El tubo es llenado 44 con el producto alimenticio lfquido pretendido y es dividido en envases individuales mediante sellados transversales repetidos 45 del tubo a una distancia predeterminada uno del otro por debajo del nivel del contenido rellenado en el tubo. Los envases 46 son separados por incisiones en los sellados transversales y se les da la configuracion geometrica deseada por conformado por plegado a lo largo de lmeas de pliegue preparadas en el material.
EJEMPLO 1
Se produjo un estratificado de envasado mediante revestimiento por pelfcula lfquida de 2 x 1 g/m2 de una composicion de barrera contra los gases acuosa de PVOH disuelto y dispersado y 30% en peso de arcilla de bentonita, calculada en materia en seco, en dos pasos consecutivos con secado entre ellos, sobre un carton de 320 mN CLC/C de Frovi.
Preparacion de la composicion de barrera de gas acuosa: Una dispersion acuosa de desde aproximadamente 5-15% en peso de partfculas de montmorillonita laminar exfoliadas (Kunipia F de Kunimine Kogyo C.) que tiene una relacion de aspecto de aproximadamente 50-5000, es mezclada con una solucion acuosa de aproximadamente 10% en peso de PVOH (Mowiol 15-99 que tiene un grado de saponificacion por encima del 99%) a 60-90 °C durante 1-8 horas. La dispersion de las partfculas minerales laminares exfoliadas puede ser estabilizada por medio de un aditivo estabilizador. Alternativamente, las partfculas minerales laminares son exfoliadas directamente en la solucion de PVOH a 60-90 °C durante 1-8 horas.
El revestimiento aplicado en humedo es secado a continuacion a una temperatura superficial de la banda de 100-150 °C. En el interior de la capa de barrera contra los gases asf aplicada es estratificada una capa de HDPE que comprende
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partfculas de talco que tienen una distribucion de tamano de partfculas tal que el 95% de las partfculas son menores de 5,5 m mientras que el 50% de las partfculas son menores de 2,2 m, en una cantidad de 30% en peso, siendo el grosor de la capa de HDPE aproximadamente de 20 g/m2 La capa de HDPE cargada es estratificada al carton revestido con barrera contra el oxfgeno por medio de co-extrusion junto con una capa de estratificado intermedia que consiste de LDPE convencional a un grosor de 15 g/m2.
Por comparacion, se preparo un estratificado correspondiente que no tiene capa de HDPE cargado, solamente con dos capas de LDPE convencional a un grosor de 15 g/m2 cada una.
Para otra comparacion, estratificados correspondientes con las mismas capas interiores de LDPE y HDPE cargado, respectivamente, pero sin la capa de barrera contra el oxfgeno revestida con pelfcula lfquida de PVOH.
Las propiedades de barrera contra el vapor de agua de cada estratificado respectivo, fueron determinadas midiendo la perdida en peso en un dispositivo Gravitest 6300 (de GINTRONIC en Suiza), mediante un sistema de pesado automatizado. Las mediciones fueron realizadas a 23 °C y una RH (humedad relativa) del 50%, de acuerdo con las normas DIN 53122 y ASTM E96/80, durante 6 semanas. Los valores obtenidos estan expresados en g/m2 por dfa.
La razon para no medir mediante metodos de transmision de vapor de agua convencionales, es que tales metodos no son suficientemente exactos y tambien, las muestras estratificadas tema que ser puestas en la direccion erronea en un equipo Permatran WVTR. La migracion de vapor de agua a traves del estratificado tiene lugar en la direccion opuesta a traves del estratificado, y por ello un metodo de medicion no refleja bien la realidad de un estratificado utilizado en un recipiente de envasado.
Por consiguiente, las medidas obtenidas mediante el metodo Gravitest 6300 fueron mas realistas y produjeron valores con una precision de+/- 0,1 mg.
Muestra
Estructura material (g/m2) Gravitest WL
4512-4A-C92
/LDPE 12/carton/PVOH+30 %b / LDPE 15/LDPE 15/ 0,49
4512-41
/LDPE 12/carton/LDPE 15/LDPE 15/ 1,88
4512-4a-C92
/LDPE 12/carton/PVOH+30 %b / LDPE 10/ HDPE 20 cargado / 0,23
4512-4j
/LDPE 12/carton/LDPE 10/ HDPE 20 cargado/ 0,55
Es sabido que cuando se calculan propiedades de barrera de una estructura estratificada, en capas, la contribucion de barrera por cada capa (Barr 1, Barr 2,...Barr i) al valor de barrera total (Barr I 1-i) del estratificado completo esta relacionada segun la siguiente formula:
1/Barr 11-i = 1/Barr 1 + 1/Barr 2 +..........+ 1/Barr i
Por consiguiente insertando el valor de la barrera contra el vapor de agua total para un estratificado que tiene una estructura con una capa de LFC de PVOH y partfculas inorganicas de bentonita y una capa de LDPE convencional hacia el interior, y el valor de una estructura que tiene la capa interior de LDPE sola, el resto del estratificado (es decir la capa de PVOH) tiene un valor de barrera WV calculado de 0,66.
1/Total WL = 1/PVOH+b WL + 1/2 x LDPE WL y
1/0,49 = 1/PVOHldpe + 1/1,88
^ PVOHldpe = 0,66
Cuando en lugar de insertar el valor de barrera contra el vapor de agua total para un estratificado que tiene una estructura con una capa de LFC de PVOH y partfculas inorganicas de bentonita y una capa de HDPE cargada hacia el interior, y el valor de una estructura que tiene la capa interior de HDPE cargada sola, el resto del estratificado (es decir la capa de PVOH) tiene un valor de barrera WV calculado de 0,39.
1/Total WL = 1/PVOH+b WL + 1/ (LDPE + HDPE cargado) WL
1/0,23 = 1/PVOHf-HDPE + 1/0,55
^ PVOHf -HDPE = 0,39
Este valor de barrera contra el vapor de agua es mucho menor del esperado, y de hecho es mejorado en un 40% comparado con la estructura con la capa interior de LDPE.
Tambien, sorprendentemente, las propiedades de barrera contra el oxfgeno son ahora mejoradas suficientemente bien por encima para el almacenamiento a largo plazo de envases llenados con producto alimenticio lfquido.
Es posible aumentar ademas las propiedades de barrera contra los gases un poco revistiendo capas mas gruesas de la composicion de barrera contra los gases, o cargando la capa de PVOH con cantidades de partfculas inorganicas
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mayores. Hay, tambien, una ganancia mas significativa en las propiedades de barrera contra el olor, revistiendo una composicion de capa de barrera contra los gases mas gruesa y cargada mas densamente. Un ejemplo excelente de la composicion de barrera comprende PVOH y entre 10 y 60% en peso, preferiblemente desde 20 a 55% en peso, mas preferiblemente desde 30 a 50% en peso de partfculas de talco.
La invencion no esta limitada por las realizaciones mostradas y descritas anteriormente, sino que puede ser variada dentro del marco de las reivindicaciones.
clAusulas
A) metodo para fabricar un estratificado de envasado (10a; 10b) segun la invencion, que comprende los pasos de
- proporcionar una capa (21a) de papel o carton,
- proporcionar una composicion de barrera de gas lfquida que contiene un aglutinante de polfmero dispersado o disuelto en un medio acuoso o lfquido a base de disolvente y que contiene ademas partfculas inorganicas dispersadas en la composicion,
- formar una delgada capa de barrera contra el oxfgeno gaseoso que comprende dicho aglutinante de polfmero y partfculas inorganicas revistiendo (22a) la composicion mtida como una pelfcula sobre un primer lado de dicha capa de papel o carton y secando subsiguientemente (22b) para evaporar el lfquido,
- proporcionar una composicion de polfmero procesable por fusion que comprende una matriz de polfmero a base de poliolefina y partfculas de carga inorganicas distribuidas en ella,
- proporcionar una capa (24a; 23b; 23c) de barrera contra el vapor de agua a partir de la composicion de polfmero procesable por fusion por un metodo de extrusion por fusion,
- estratificar la capa (24a; 23b; 23c) de barrera contra el vapor de agua extruida a partir de la composicion de polfmero procesable por fusion al lado interior de la capa (21b) de barrera contra el oxfgeno gaseoso,
- proporcionar una capa mas inferior (15) de una poliolefina que se puede sellar termicamente sobre el interior de la capa (24a; 23b; 23c) de barrera contra el vapor de agua, y
- proporcionar una capa mas exterior (16) de una poliolefina que se puede sellar termicamente sobre el exterior de la capa de nucleo (11).
B) Metodo segun la clausula A, en donde la capa (12) de barrera contra el oxfgeno es revestida directamente sobre el lado interior de la capa de nucleo (11) de papel o carton.
C) Metodo segun cualquiera de las clausulas A o B, en donde el polfmero de barrera contra el oxfgeno gaseoso contenido en la composicion lfquida es seleccionado de un grupo que consiste de PVOH, EVOH que se puede dispersar en agua, almidon, derivados del almidon y combinaciones de dos o mas de los mismos.
D) Metodo segun cualquiera de las clausulas A, B o C, en donde la capa (12) de barrera contra el oxfgeno gaseoso es aplicada como dos o mas capas parciales en dos o mas pasos subsiguientes con un secado intermedio, en una cantidad de desde 1 a 3 g/m2 cada una, preferiblemente de desde 1,5 a 2 g/irrcada una.
E) Metodo segun cualquiera de las clausulas A, B, C, o D, que comprende ademas los pasos de revestir con pelfcula lfquida una capa (13') de union de termoplastico intermedia sobre la capa (12) de barrera contra el oxfgeno gaseoso aplicada y secarla evaporando el lfquido, proporcionar una pelfcula (14, 14-15; 23b, 23c) de barrera contra el vapor de agua a partir de la composicion de polfmero procesable por fusion por medio de colada o soplado por extrusion o coextrusion y estratificar la pelfcula al lado interior de la capa (21b) de barrera contra el oxfgeno gaseoso por medio de estratificacion por calor-presion a la capa (13') de union de termoplastico intermedia.
F) Metodo segun cualquiera de las clausulas A, B, C, D, o E, en donde una capa o capas (15) mas interiores de una poliolefina que se puede sellar termicamente es proporcionada en el interior de la capa (24a; 23c) de barrera contra el vapor de agua por medio de revestimiento por co-extrusion.

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    REIVINDICACIONES
    1. Estratificado de envasado (10a; 10b) sin laminas que tiene propiedades de barrera adecuadas para envasado aseptico a largo plazo de un producto alimenticio Kquido, que comprende una capa (11, 11 ') de nucleo de papel o carton, una primera capa mas exterior (16) de poliolefina estanca a los lfquidos, que se puede sellar termicamente, una segunda capa mas interior (15) de poliolefina estanca a los lfquidos, que se puede sellar termicamente y, aplicada directamente sobre el lado interior de la capa de papel o de carton y contigua a la misma, una capa (12) de barrera contra el oxfgeno formada por un revestimiento de pelfcula lfquida de una composicion de barrera de gas lfquida y secado ulterior, conteniendo la composicion lfquida un aglutinante de polfmero, que proporciona propiedades de barrera contra los gases, seleccionado del grupo que consiste de alcohol polivimlico (PVOH), etilen-vinil-alcohol (EVOH) que se puede dispersar en agua, y polisacaridos tales como por ejemplo almidon o derivados de almidon, dispersados o disueltos en un medio acuoso o a base de disolvente, caracterizado por que tambien hay dispuestas partfculas inorganicas en el mismo medio, de tal modo que la capa (12) de barrera contra los gases contiene ademas por ello partfculas inorganicas laminares dispersadas dentro del aglutinante de polfmero en combinacion con las cuales el estratificado de envasado comprende ademas una capa (14) de barrera contra el vapor de agua, dispuesta entre dicha capa (12) de barrera contra el oxfgeno gaseoso aplicada y dicha capa mas interior (15) que se puede sellar termicamente, cuya capa (14) de barrera contra el vapor de agua comprende un polfmero de matriz a base de poliolefina y partfculas de cargas inorganicas laminares distribuidas dentro del polnriero de matriz.
  2. 2. Estratificado de envasado segun la reivindicacion 1, caracterizado por que las partfculas inorganicas comprendidas en la composicion de barrera de gas lfquida consisten principalmente en partfculas de arcilla de nano-tamano laminares que tienen una relacion de aspecto de desde 50 a 5000.
  3. 3. Estratificado de envasado segun la reivindicacion 1 caracterizado por que las partfculas inorganicas comprendidas en la composicion de barrera de gas lfquida consisten principalmente de partfcuias de talco laminares que tienen una relacion de aspecto de desde 10 a 500.
  4. 4. Estratificado de envasado segun cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado por que dicha capa (12) de barrera contra el oxfgeno gaseoso es aplicada en una cantidad total de desde 0,5 a 6 g/m2, preferiblemente de desde 3 a 5 g/m2, mas preferiblemente de desde 3 a 4 g/m2, de peso en seco.
  5. 5. Estratificado de envasado segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que el polfmero de matriz comprende principalmente polietileno de alta densidad (HDPE).
  6. 6. Estratificado de envasado segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que las partfculas de cargas inorganicas comprendidas en el polfmero de matriz a base de poliolefina son seleccionadas del talco, mica y partfculas de nano-tamano exfoliadas.
  7. 7. Estratificado de envasado segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que dicha capa (14) de barrera contra el vapor de agua comprende multiples capas delgadas alternativas del tamano de una micra de polfmero de matriz a base de poliolefina con partfculas inorganicas (14-1 y capas de un polfmero resistente, absorbente de choques (14-2) seleccionado del grupo que consiste de LLDPE, m-LLDPE, vLdPE, ULDPE, elastomeros y plastomeros.
  8. 8. Estratificado de envasado segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que dicha capa (14) de barrera contra el vapor de agua es unida a la capa de papel o carton revestida con barrera por una capa (13) de polfmero termoplastico intermedia seleccionado de poliolefinas y polfmeros adhesivos a base de poliolefinas.
  9. 9. Metodo de fabricacion de un estratificado de envasado (10a; 10b) segun cualquiera de las reivindicaciones 1-8, que comprende los pasos de
    - proporcionar una capa (21a) de papel o carton,
    - proporcionar una composicion de barrera de gas lfquida que contiene un aglutinante de polfmero, seleccionado del grupo que consiste de alcohol polivimlico (PVOH), etilen-vinil-alcohol (EVOH) que se puede dispersar en agua, almidon, derivados del almidon y combinaciones de dos o mas de ellos, dispersado o disueltos en un medio acuoso o lfquido a base de disolvente y que contiene ademas partfculas inorganicas, laminares dispersadas en la composicion,
    - formar una delgada capa de barrera contra el oxfgeno gaseoso que comprende dicho aglutinante de polnriero y partfculas inorganicas, revistiendo (22a) la composicion lfquida directamente sobre un primer lado de dicha capa de papel o carton y secando subsiguientemente (22b) para evaporar el lfquido,
    - proporcionar una composicion de polfmero procesable por fusion que comprende una matriz de polfmero a base de poliolefina y partfculas de carga inorganicas distribuidas en ella,
    - proporcionar una capa (24a; 23b; 23c) de barrera contra el vapor de agua a partir de la composicion de
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    poKmero procesable por fusion por un metodo de extrusion por fusion,
    - estratificar la capa (24a; 23b; 23c) de barrera contra el vapor de agua extruida a partir de la composicion de polnmero procesable por fusion al lado interior de la capa (21b) de barrera contra el oxfgeno gaseoso,
    - proporcionar una capa mas interior (15) de una poliolefina que se puede sellar termicamente sobre el interior de la capa (24a; 23b; 23c) de barrera contra el vapor de agua, y
    - proporcionar una capa mas exterior (16) de una poliolefina que se puede sellar termicamente sobre el exterior de la capa de nucleo (11).
  10. 10. Metodo segun la reivindicacion 9, en donde la capa (12) de barrera contra el oxfgeno es aplicada en una cantidad total de desde 0,5 a 6 g/m2, preferiblemente de desde 3 a 5 g/m2, mas preferiblemente de desde 3 a 4 g/m2, de peso en seco.
  11. 11. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 9-10 caracterizado por que la capa (24a) de barrera contra el vapor de agua de la composicion de polnriero procesable por fusion es proporcionada y estratificada a la capa (21b) de barrera contra el oxfgeno gaseoso, por medio de revestimiento por extrusion o revestimiento por co-extrusion sobre el carton revestido.
  12. 12. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 9-11, caracterizado por que la capa (23b; 23c) de barrera contra el vapor de agua de la composicion de polfmero procesable por fusion es proporcionada por colada o soplado por extrusion o co-extrusion de una pelfcula, que es estratificada posteriormente al lado interior de la capa (21b) de barrera contra el oxfgeno gaseoso, por medio de estratificado por extrusion con una capa (13; 24b; 24c) de union de termoplastico intermedia.
  13. 13. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 11 o 12, caracterizado por que una capa o capas mas interiores (15) de una poliolefina que se puede sellar termicamente es proporcionada en el interior de la capa (24a) de barrera contra el vapor de agua siendo formada por co-extrusion en el mismo paso y junto con la capa (24a; 23b; 23c) de barrera contra el vapor de agua.
  14. 14. Metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 9-13, caracterizado por que dicha capa de barrera contra el vapor de agua es unida a la capa (24a; 23b; 23c) de papel o carton revestida con barrera por una capa (13) de polnriero termoplastico intermedia seleccionada de poliolefinas y polfmeros adhesivos a base de poliolefinas.
  15. 15. Recipiente de envasado (30a; 30b) fabricado a partir del estratificado de envasado (10a; 10b; 10c) como se ha especificado en cualquiera de las reivindicaciones 1-8.
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