ES2642799T3 - Estratificado de envasado sin lámina, método para la fabricación del estratificado de envasado y recipiente de envasado producido a partir del mismo - Google Patents

Estratificado de envasado sin lámina, método para la fabricación del estratificado de envasado y recipiente de envasado producido a partir del mismo Download PDF

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ES2642799T3
ES2642799T3 ES10757389.1T ES10757389T ES2642799T3 ES 2642799 T3 ES2642799 T3 ES 2642799T3 ES 10757389 T ES10757389 T ES 10757389T ES 2642799 T3 ES2642799 T3 ES 2642799T3
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Nils Toft
Magnus Wijk
Magnus RÅBE
Eva Ehrenberg
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Tetra Laval Holdings and Finance SA
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Description

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DESCRIPCION
Estratificado de envasado sin lamina, metodo para la fabricacion del estratificado de envasado y recipiente de envasado producido a partir del mismo
CAMPO TECNICO
La presente invencion se refiere a un estratificado de envasado sin lamina para sellar termicamente por induccion en envases para alimentos lfquidos o bebidas. La invencion tambien se refiere a un metodo para la fabricacion del estratificado de envasado y a un recipiente de envasado hecho a partir del estratificado de envasado, empleando asf un metodo para sellar termicamente por induccion el estratificado de envasado sin lamina.
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 un estratificado de envasado a base de cartulina o de carton. Uno de tales recipientes de envasado de uso comun es comercializado bajo la marca registrada Tetra Brik Aseptic® y es empleado principalmente para el 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 tipicamente un estratificado que comprende una capa central de papel o de cartulina y capas de termoplastico, exteriores estancas a los lfquidos. Con el fin de hacer el recipiente de envasado hermetico a los gases, en particular hermetico al oxfgeno gaseoso, por ejemplo para el proposito de envasado aseptico y de envasado de leche o de zumo de frutas, el estratificado en estos recipientes de envasado comprende normalmente al menos una capa adicional, mas comunmente una lamina de aluminio.
En el interior del estratificado, es decir el lado destinado a enfrentarse a los contenidos de alimentos llenados 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 de varias capas parciales, que comprenden polfmeros y/o poliolefinas adhesivos que se pueden sellar termicamente. Tambien en el exterior de la capa central, hay una capa de polfmero, mas exterior, que se puede sellar termicamente.
La lamina de aluminio hace ademas que el material de envasado se pueda sellar termicamente mediante sellado termico por induccion que es una tecnica de sellado rapida y eficiente para obtener juntas o costuras de sellado estancas a los ifquidos y hermeticas a los gases, mecanicamente resistentes durante la produccion de los recipientes.
Los recipientes de envasado son producidos generalmente por medio de maquinas de envasado de alta velocidad, modernas del tipo que forman, llenan 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 reformando una banda del material de envasado estratificado en un tubo por ambos de los bordes longitudinales de la banda que son unidos entre sf en una junta de solapamiento soldando juntas las capas de polfmero termoplastico interior y mas exterior que se pueden sellar termicamente. El tubo es llenado con el producto alimenticio lfquido deseado y es dividido a partir de ah en envases individuales por sellados transversales repetidos del tubo a una distancia predeterminada entre sf por debajo del nivel del contenido en el tubo. Los envases son separados a partir del tubo por incisiones a lo largo de los sellados transversales y se les da una configuracion geometrica deseada, normalmente paralelepipedica, mediante la formacion de pliegues a lo largo de lmeas de plegado preparadas en el material de envasado.
La ventaja principal de este concepto de metodo de envasado continuo de formacion, llenado y sellado de tubo es que la banda puede ser esterilizada continuamente justo antes de formar el tubo, proporcionando asf la posibilidad de un metodo de envasado aseptico, es decir un metodo en el que el contenido lfquido que ha de ser llenado asf como el propio material de envasado son reducidos de bacterias y el recipiente de envasado llenado es producido bajo circunstancias de limpieza de tal manera que el envase llenado puede ser almacenado durante mucho tiempo incluso a temperatura ambiente, sin el riesgo de crecimiento de microorganismos en el producto llenado. Otra ventaja importante del metodo de envasado continuo del tipo Tetra Brik® es, como se ha indicado anteriormente, la posibilidad de envasado de alta velocidad continuo, que tiene un impacto considerable sobre la rentabilidad.
Una capa de una lamina de aluminio en el estratificado de envasado proporciona excelentes propiedades de barrera de gas en comparacion con la mayona de los materiales polimericos de barrera de gas. El estratificado de envasado convencional basado en lamina de aluminio para envasado aseptico de alimentos lfquidos es el material de envasado mas rentable, en su nivel de rendimiento, disponible en el mercado hoy en dfa. Cualquier otro material para competir debe ser mas rentable en relacion con materas primas, tener propiedades de conservacion de alimentos comparables y tener una complejidad comparativamente baja en la conversion a un estratificado de envasado acabado.
Existe ahora una tendencia creciente hacia el desarrollo de tales materiales de envasado que no tienen lamina de aluminio en la estructura estratificada, buscando mejorar el perfil medioambiental del material resultante. Es entonces por supuesto deseable reducir los costes para la fabricacion del material de envasado y mantener las propiedades necesarias para el almacenamiento aseptico a largo plazo de los recipientes de envasado producidos a partir del estratificado de envasado.
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Al mismo tiempo, serfa ideal si el estratificado de envasado fuera directamente adecuado para utilizar en la base ya instalada de maquinas de llenado y de envasado actualmente en funcionamiento en las vaquerfas y lugares de llenado en todo el mundo. La ausencia de lamina de aluminio de un estratificado de envasado ha presentado, sin embargo, un problema tecnico que ha de ser solucionado en relacion con el sellado termico de las capas termoplasticas mas exteriores, dado que ya no hay un material en el estratificado que sea susceptible de inducir una corriente para generar calor, que emana de un campo magnetico de la manera que se ha hecho con lamina de aluminio. En su lugar, se han tratado y desarrollado tecnologfas alternativas tales como la generacion de calor por medio de vibraciones ultrasonicas o viejos metodos convencionales de sellado por conveccion y por aire caliente. La implementacion de tales tecnologfas de sellado alternativas conduce a la necesidad de reconstruir completamente la parte de sellado de las maquinas de envasado ya instaladas en vaquerfas y lugares de llenado.
Se ha evolucionado de modo que los estratificados de envasado que implican dos o mas capas de barrera, una de las cuales es una capa metalizada, pueden presentar alternativas factibles a estratificados basados en lamina, sin embargo, con la complicacion mencionada anteriormente de que no se puede utilizar el presente equipo de sellado termico por induccion.
Sin embargo, se ha visto ahora que contrariamente a toda la creencia anterior, serfa posible generar realmente suficiente calor para fundir por calor una capa termoplastica adyacente por medio de una capa metalizada, por medio de tecnologfa de sellado por induccion, siempre que se hicieran adaptaciones menos revolucionarias en las maquinas existentes. Las capas metalizadas probadas en primer lugar fueron revestidas principalmente sobre sustratos orientados de pelfcula de PET.
En conexion con el trabajo continuado sobre adaptar la tecnologfa de sellado por induccion para capas metalizadas, se ha observado, sin embargo, que diferentes sustratos varfan en la aptitud para la metalizacion y el sellado termico por induccion posterior. Con el fin de que funcione bien, parece que la capa metalizada debe tener una cierta combinacion de grosor, o densidad optica, con calidad de capa. Por calidad se entiende principalmente que la capa debe ser homogenea y tener sustancialmente el mismo grosor a lo largo de toda la anchura y longitud del material de envasado estratificado.
Los sustratos de pelfcula de PET son generalmente bastante costosos para lo que proporcionan en un estratificado de envasado del tipo descrito anteriormente. Realmente, la unica contribucion significativa que tiene al estratificado de envasado es la de actuar como un portador para la capa metalizada. Si bien se cree que la tecnologfa de sellado por induccion es factible y posible de adaptar tambien a otros sustratos de polfmero, menos costosos, se ha visto que el proceso de sellado necesitara probablemente mas calibracion y vigilancia con el fin de funcionar de forma eficiente y fiable. Tambien se ha visto que la eleccion de sustrato puede influir en la calidad y durabilidad de la capa metalizada durante el proceso de sellado termico.
El documento EP-A-1584464 se refiere a una lamina de un material de envasado estratificado para alimentos vendidos sueltos por peso, en la que una pelfcula de polnriero metalizado es estratificada por un adhesivo intermedio de almidon a una capa de papel.
El documento EP-A-1598176 se refiere a un material de envasado estratificado para el envasado de alimentos lfquidos y el sellado de envases mediante sellado termico por induccion a traves del revestimiento por deposicion con vapor metalizado de una pelfcula de polfmero metalizada.
Por consiguiente, existe aun una necesidad de un material de envasado sin lamina de aluminio rentable y robusto, es decir fiable tambien ante variaciones moderadas en las condiciones de fabricacion y de manipulacion, para el envasado aseptico de alimentos lfquidos, por ejemplo de leche o de otras bebidas, cuyo material proporciona suficientes propiedades de barrera en recipientes de envasado para almacenamiento aseptico a largo plazo, bajo condiciones ambientales, y cuyo material de envasado sin lamina se puede sellar por medio de sellado por induccion en la base instalada del equipo de llenado y sellado.
DESCRIPCION DE LA INVENCION
Por lo tanto, es un objeto de la presente invencion superar o aliviar los problemas descritos anteriormente en la produccion de un estratificado de envasado de papel o de cartulina que se puede sellar termicamente por induccion sin lamina.
Es otro objeto de la invencion proporcionar un estratificado de envasado de papel o de cartulina, sin lamina, adecuado para el envasado aseptico, a largo plazo de alimentos lfquidos o humedos, que puede ser sellado termicamente en recipientes de envasado con buena estanquidad a los lfquidos y hermeticidad a los gases, por medio de sellado termico por induccion.
Es un objeto adicional de la invencion proporcionar un estratificado de envasado de papel o de cartulina, sin lamina rentable, adecuado para el envasado aseptico, a largo plazo de alimentos lfquidos o humedos, que puede ser sellado termicamente en recipientes de envasado con buena estanquidad a los lfquidos y hermeticidad a los gases, por medio de sellado termico por induccion, cuyos recipientes de envasado tienen buenas propiedades de barrera no solo contra los gases y el vapor de agua, sino tambien hacia la luz y sustancias olorosas.
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Estos objetos son asf alcanzados de acuerdo con la presente invencion por el material de envasado estratificado, el recipiente de envasado y el metodo de fabricacion del material de envasado, como se ha definido en las reivindicaciones adjuntas.
De acuerdo con un primer aspecto de la invencion, los objetos generales son alcanzados por un estratificado de envasado sin lamina para sellado termico por induccion a envases para alimentos lfquidos o bebidas, comprendiendo el estratificado de envasado al menos una, primera, capa de papel o de otro material a base de celulosa, cuya primera capa de papel esta situada en el lado interior del estratificado de envasado y esta revestida previamente para recibir y soportar una capa depositada con vapor metalico, que esta adaptada para inducir el sellado termico en una capa de polnriero termoplastico adyacente, comprendiendo ademas el estratificado de envasado tal capa depositada con vapor metalico aplicada o vapor depositado directamente sobre y adyacente al lado interior de dicha primera capa revestida previamente de papel o de material a base de celulosa, y comprendiendo ademas una o mas capas de material de polnriero termoplastico que se pueden sellar termicamente, estancas a los lfquidos aplicadas sobre el lado interior del revestimiento por deposicion con vapor metalico. Tambien se aplica una capa mas exterior de material de pol^ero termoplastico que se puede sellar termicamente, estanca a los lfquidos sobre el lado opuesto del estratificado de envasado.
Con el fin de proporcionar una superficie de recepcion lisa para el revestimiento por deposicion con vapor metalico y para preparar el papel para soportar dicho revestimiento metalico de una forma adecuada durante una operacion de sellado termico posterior, la primera capa de papel o de otro material a base de celulosa esta revestida sobre su lado interior con una capa de revestimiento duradero de sellado por induccion que tiene un punto de fusion mas elevado que la capa mas interior de material que se puede sellar termicamente. Posteriormente, se aplica adicionalmente sobre el lado interior de la capa de revestimiento duradero de sellado termico por induccion dicha capa de un revestimiento por deposicion con vapor metalico susceptible al calor por induccion, que esta adaptada para inducir el sellado termico en una capa de polfmero termoplastico adyacente.
La forma mas rentable de proporcionar tal revestimiento sobre la capa de papel, con el fin de prepararla para el revestimiento por deposicion con vapor metalico, es aplicarla por medio de un metodo de revestimiento de pelfcula lfquida, a menudo tambien denominado generalmente como revestimiento por dispersion, de una composicion lfquida sobre la capa de papel y posteriormente secandola, conteniendo la composicion lfquida un aglutinante de pol^ero duradero de sellado por induccion dispersado o disuelto en un medio acuoso o disolvente.
De acuerdo con algunos ejemplos que funcionan bien, la capa de revestimiento duradero de sellado por induccion esta formada a partir de una composicion que comprende principalmente un pol^ero seleccionado a partir del grupo que consiste en alcohol polivimlico (PVOH), alcohol etilen vimlico (EVOH) que se puede dispersar en agua, poli(cloruro de vinilideno) (PVDC), poliamida (PA) que se puede dispersar en agua, polisacarido, derivados de polisacarido, incluyendo almidon y derivados de almidon y combinaciones de dos o mas de los mismos. De manera importante, la capa asf revestida tiene un punto de fusion mas elevado que la capa mas interior de material termoplastico, por lo que esta destinada a sellar termicamente el estratificado de envasado a envases llenados y sellados. Preferiblemente, el material termoplastico que se puede sellar termicamente esta basado en poliolefinas, mas preferiblemente basado en polietileno y lo mas preferiblemente basado en polietileno de baja densidad, tales como por ejemplo LDPE, LLDPE, o m-LLDPE.
Donde es deseable utilizar un polfmero que tenga un perfil medioambiental mas rentable y positivo, la capa de revestimiento duradero de sellado por induccion esta formada a partir de una composicion que comprende principalmente PVOH, EVOH que se puede dispersar en agua o almidon. Un EVOH que se puede dispersar en agua tiene una cantidad mas elevada de unidades de alcohol vimlico en comparacion con un EVOH procesable por fusion, y son mas es en naturaleza al PVOH que al EVOH. Los polfmeros de PVOH puro y basados en almidon pueden ser mas o menos degradables bilogicamente, por lo que tales polfmeros pueden ser mas deseables para algunas aplicaciones de envasado.
Ademas, algunos aglutinantes de pol^ero adecuados para revestimiento de pelfcula lfquida, tambien tienen propiedades de barrera de gas, que los hacen incluso mas deseables en un estratificado de envasado. Por consiguiente, puede ser preferible que la capa de revestimiento duradero de sellado por induccion se forme a partir de una composicion que comprende principalmente un polfmero seleccionado a partir del grupo que consiste en (PVOH), (EVOH) que se puede dispersar en agua, (PVDC), poliamida (PA) que se puede dispersar en agua, almidon, derivados de almidon, y combinaciones de dos o mas de los mismos.
En comparacion con la lamina de aluminio, el PVOH como un pol^ero de barrera de revestimiento de pelfcula lfquida goza de muchas propiedades deseables, con el resultado de que es el material de barrera mas preferido en muchos contextos. Entre estas, se puede hacer mencion de las buenas propiedades de formacion de pelfcula, compatibilidad con alimentos y valor economico, junto con sus elevadas propiedades de barrera de oxfgeno gaseoso. En particular, el PVOH proporciona un estratificado de envasado con elevadas propiedades de barrera al olor, lo que es especialmente importante para el envasado de leche.
Como muchos otros concebibles tales polfmeros de fusion de temperatura elevada tales como, por ejemplo almidon o derivados de almidon, el alcohol polivimlico se aplica de forma adecuada por medio de un proceso de revestimiento de
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pelfcula Ifquida, es decir en la forma de una dispersion o solucion acuosa o basada en disolvente que, en aplicacion, es dispersada hacia una capa uniforme, delgada sobre el sustrato y despues secada.
Los sistemas acuosos tienen generalmente ciertas ventajas medioambientales. Preferiblemente, la composicion de barrera de gas lfquido esta basada en agua porque tal composicion tiene normalmente un respeto al medioambiente que funciona mejor que los sistemas basados en disolvente, tambien.
Con el fin de mejorar las propiedades de barrera al vapor de agua y al oxfgeno de un revestimiento de PVOH, se puede incluir en la composicion un polfmero o compuesto con grupos de acido carboxflico funcionales. De forma adecuada, el polfmero con grupos de acido carboxflico funcionales es seleccionado de entre los copolfmeros de acido etilen acnlico (EAA) y los copolfmeros de acido etilen metacnlico (EMAA) o mezclas de los mismos. Una mezcla conocida tal como la de capa de barrera particularmente preferida consiste en PVOH, EAA y un compuesto laminar inorganico. El copolfmero EAA es entonces incluido en la capa de barrera en una cantidad de aproximadamente 1-20 % en peso, basado en peso de revestimiento en seco.
Se cree que las propiedades de barrera de oxfgeno y de agua mejoradas resultan de una reaccion de esterificacion entre el PVOH y el eAa a una temperatura de secado aumentada, por lo que el PVOH es reticulado por cadenas de polnriero de EAA hidrofobas, que son construidas de este modo en la estructura del PVOH. Tal mezcla es, sin embargo, mas costosa debido al coste de los aditivos. Ademas, las composiciones pueden hacerse mas duraderas secando y curando a temperaturas elevadas. La reticulacion puede ser inducida por la presencia de compuestos polivalentes, por ejemplo compuestos metalicos tales como oxidos metalicos, aunque tales compuestos son menos preferidos en las composiciones de revestimiento para este proposito.
Se han desarrollado ultimamente tipos especiales de polnriero de alcohol etilen vinflico (EVOH) que se puede dispersar en agua y pueden ser concebibles para una composicion de revestimiento lfquido de barrera de oxfgeno. Los polfmeros de EVOH convencionales, sin embargo, estan normalmente destinados a la 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 5 g/m2 o menos, preferiblemente 3,5 g/m2 o menos. Se cree que el EVOH debe comprender una cantidad bastante alta de unidades de monomero de alcohol vimlico para poderse dispersar o disolver en agua y que las propiedades deben ser tan proximas a las de los grados de revestimiento de pelfcula lfquida de PVOH como sea posible. Una capa de EVOH extruida no es una alternativa al EVOH revestido con pelfcula lfquida, porque tiene inherentemente menos propiedades es al PVOH que los grados de EVOH para revestimiento por extrusion, y porque no puede ser aplicada a una cantidad rentable por debajo de 5 g/m2 como una sola capa mediante revestimiento por extrusion o estratificado por extrusion, es decir requiere capas de union co-extruidas, que son generalmente polfmeros muy costosos. Ademas, las capas extruidas muy delgadas se enfnan demasiado rapido y no contienen bastante energfa termica para sostener suficiente union de estratificacion a las capas adyacentes.
Otros ejemplos de aglutinantes de polfmero, adecuados para el revestimiento de pelfcula lfquida, son los polisacaridos, en particular almidon o derivados de almidon, tales como almidon preferiblemente oxidado, almidon cationico y almidon hidroxipropilado. Ejemplos de tales almidones modificados son almidon de patata oxidado con hipoclorito (Raisamyl 306 de Raiso), almidon de mafz hidroxipropilado (Cerestar 05773). Sin embargo, tambien otras formas y derivados de almidon pueden ser aglutinantes de revestimiento de pelfcula lfquida factibles.
Ejemplos adicionales de aglutinantes de polfmero son los revestimientos que comprenden mezclas de polfmeros que contienen acido carboxflico, tales como pol^eras de acido acnlico o de acido metacnlico, y pol^eras polialcoholicos, tales como PVOH o almidon. Una reaccion de reticulacion de estos aglutinantes de polfmero es preferida, como se ha mencionado anteriormente, para la resistencia a humedad elevada.
Mas preferiblemente, sin embargo, el polfmero aglutinante es PVOH, porque tiene todas las buenas propiedades mencionadas anteriormente, es decir ademas de buena resistencia al sellado termico por induccion, tambien buenas propiedades de formacion de pelfcula, propiedades de barrera de gas, rentabilidad, compatibilidad con alimentos y propiedades de barrera al olor.
Una composicion de barrera de gas basada en PVOH rinde mejor cuando el PVOH tiene un grado de saponificacion de al menos el 98%, preferiblemente al menos el 99%, aunque tambien el PVOH con menores grados de saponificacion proporcionara buenas propiedades.
De acuerdo con una realizacion, la composicion lfquida comprende adicionalmente partfculas inorganicas con el fin de mejorar adicionalmente las propiedades de barrera de oxfgeno.
El material aglutinante de polfmero puede por ejemplo ser mezclado con un compuesto inorganico que es de forma laminar, o tiene forma de copo. Mediante la disposicion en capas de las partfculas inorganicas en forma de copo, una molecula de oxfgeno gaseoso tiene que migrar de una forma mas larga, pasando por un trayecto tortuoso, a traves de la capa de barrera de oxfgeno, que la trayectoria recta normal a traves de una capa de barrera.
De acuerdo con una realizacion, el compuesto laminar inorganico es un llamado compuesto de nano-partfculas dispersado a un estado exfoliado, es decir las laminillas del compuesto inorganico en capas estan separadas entre sf por
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medio de un medio Kquido. Asf el compuesto en capas puede ser preferiblemente hinchado o hendido por la dispersion o solucion de pol^ero, que en la dispersion ha penetrado la estructura en capas del material inorganico. Tambien puede ser hinchado por un disolvente antes anadido a la solucion de polfmero o a la dispersion de polnriero. Asf, el compuesto laminar inorganico es dispersado a un estado desestratificado en la composicion de barrera de gas lfquido y en la capa de barrera seca. El termino minerales de arcilla incluye minerales del tipo de kaolinita, antigorita, esmectita, vermiculita, bentonita o mica, respectivamente. Espedficamente, laponita, kaolinita, dickita, nacrita, halosita, antigorita, crisolita, piropilita, montmorillonita, hectorita, saponita, sauconita, mica tetrasilfcica de sodio, taeniolita de sodio, mica comun, margarita, vermiculita, flogopita, xantofilita y es pueden ser mencionados como minerales de arcilla adecuados. Las nano-partfculas preferidas son las de montmorillonita, las mas preferidas montmorillonita purificada o montmorillonita intercambiada con sodio (Na-MMT). El compuesto laminar inorganico nano-dimensionado o mineral de arcilla tiene preferiblemente una relacion de aspecto de 50-5000 y un tamano de partfcula de hasta aproximadamente 5 pm en el estado exfoliado.
Preferiblemente, las partfculas inorganicas consisten principalmente en tales partfculas de bentonita laminar que tienen una relacion de aspecto de desde 50 a 5000.
De forma adecuada, la capa de barrera incluye desde aproximadamente 1 a aproximadamente 40% en peso, mas preferiblemente desde aproximadamente 1 a aproximadamente 30% en peso y lo mas preferiblemente desde aproximadamente 5 a aproximadamente 20% en peso, del compuesto laminar inorganico basado en peso de revestimiento seco. Si la cantidad es demasiado baja, las propiedades de barrera de gas de la capa de barrera revestida y secada no seran notablemente mejoradas en comparacion con cuando no se utiliza compuesto laminar inorganico. Si la cantidad es demasiado alta, la composicion lfquida resultara mas diffcil de aplicar como un revestimiento y mas diffcil de manejar en depositos de almacenamiento y conductos del sistema aplicador. 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 lo mas preferiblemente desde aproximadamente 95 a aproximadamente 80% en peso del polnriero basado en el peso de revestimiento seco. Se puede incluir un aditivo, tal como un estabilizador de dispersion o similar, en la composicion de barrera de gas, preferiblemente en una cantidad de no mas de aproximadamente 1% en peso basado en el revestimiento seco.
De acuerdo con otra realizacion, las parffculas inorganicas consisten principalmente en parffculas de talco laminar que tiene una relacion de aspecto de desde 10 a 500. La composicion comprende normalmente una cantidad de desde 10 a 50% en peso, mas preferiblemente desde 20 a 40% en peso de las parffculas de talco, basada en el peso seco. Por debajo del 20% en peso, no hay aumento significativo en propiedades de barrera de gas, mientras que por encima del 50% en peso, la capa revestida puede ser mas fragil o quebradiza porque hay menos cohesion interna entre las parffculas en la capa. Por encima del 50% en peso, 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.
Alternativamente, se pueden conseguir propiedades de barrera de oxfgeno sorprendentemente buenas cuando se hace uso de parffculas de sflice coloidal, que exhiben un tamano de parffcula de 3-150 nm, preferiblemente de 4-100 nm e incluso mas preferiblemente de 5-70 nm, cuyas parffculas son preferiblemente amorfas y esfericas. La utilizacion de parffculas de sflice coloidal tiene ademas la ventaja de que la composicion de barrera ffquida se puede aplicar a un contenido seco de 15-40% en peso, preferiblemente de 20-35% en peso e incluso mas preferiblemente de 24-31% en peso, por lo que la demanda de secado a la fuerza disminuye.
Otras alternativas de parffculas inorganicas que pueden ser utilizadas son parffculas de caolm, mica, carbonato de calcio, etc.
El aglutinante de polfmero preferido, tambien cuando se emplean parffculas inorganicas para proporcionar propiedades de barrera de oxfgeno, es PVOH, parcialmente debido a sus propiedades ventajosas mencionadas anteriormente. Ademas, el PVOH es ventajoso desde un punto de vista de mezclado, es decir es generalmente facil dispersar o exfoliar parffculas inorganicas en una solucion acuosa de PVOH para formar una mezcla estable de PVOH y parffculas, permitiendo asf una pelfcula bien revestida con una composicion y una morfologfa homogeneas.
Preferiblemente, de acuerdo con la invencion, la citada capa duradera de sellado termico por induccion se aplica en una cantidad total de desde 0,5 a 7 g/m2, preferiblemente desde 0,5 a 5 g/m2, mas preferiblemente 0,5 a 3 g/m2, de peso en seco. Por debajo de 0,5 g/m2, habra un efecto demasiado bajo de durabilidad de sellado por induccion, y existe un riesgo de que se formen agujeritos, dependiendo de las caracteffsticas del papel o sustrato, en conexion con la retirada de agua o disolvente para secar la capa de barrera aplicada, si la capa de barrera aplicada es demasiado delgada. Por otra parte, por encima de 7 g/m2, la capa revestida no aportara rentabilidad al estratificado de envasado, debido al elevado coste de polfmeros en general y debido al elevado coste energetico para evaporar el ffquido de dispersion.
Adicionalmente, se consigue un nivel reconocible de barrera de oxfgeno por PVOH a 0,5 g/m2 y superior, y se consigue un buen equilibrio entre las propiedades de barrera y los costes entre 0,5 y 3,5 g/m2.
De acuerdo con una realizacion de la invencion, la capa de barrera de oxfgeno gaseoso se aplica en dos operaciones consecutivas con secado intermedio, como dos capas parciales. Si es asf aplicada como dos capas parciales, cada capa
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se aplica de forma adecuada en cantidades de desde 0,3 a 3,5 g/m2, preferiblemente de desde 0,5 a 2,5 g/m2, y permite una capa total de calidad superior a partir de una cantidad inferior de composicion de barrera de gas Ifquido. Mas preferiblemente, las dos capas parciales se aplican en una cantidad de desde 0,5 a 2 g/sm2 cada una, preferiblemente desde 0,5 a 1,5 g/m2 cada una.
La capa de revestimiento por deposicion con vapor metalico se aplica por medio de deposicion ffsica con vapor (PVD) sobre el sustrato de papel con revestimiento delgado. Los revestimientos por deposicion con vapor metalico delgados de acuerdo con la invencion son de grosor nanometrico, por ejemplo de desde 5 a 500 nm (50 a 5000 A), preferiblemente desde 5 a 200 nm, mas preferiblemente desde 5 a 100 nm y lo mas preferiblemente desde 5 a 50 nm.
Generalmente, por debajo de 5 nm las propiedades duraderas de sellado termico por induccion pueden ser demasiado bajas para ser utiles y por encima de 200 nm, el revestimiento puede ser menos flexible y, por consiguiente, menos propenso a agrietarse cuando se aplica sobre un sustrato flexible.
Comunmente, tal revestimiento por deposicion con vapor que tiene durabilidad de calor por induccion esta hecho de un compuesto metalico, y preferiblemente un sellado termico por induccion que induce una capa de revestimiento por deposicion con vapor metalico es una capa que consiste sustancialmente en aluminio. Normalmente, una capa metalizada de aluminio tiene inherentemente una parte superficial delgada que consiste en oxido de aluminio debido a la naturaleza del proceso de revestimiento de metalizacion utilizado.
De forma adecuada, la capa de revestimiento por deposicion con vapor metalico tiene una densidad optica (OD) de desde 1 a 5, preferiblemente de desde 1,5 a 3,5, mas preferiblemente desde 2 a 3.
Una capa delgada con vapor depositada a base de aluminio tiene preferiblemente un grosor de desde 5 a 100 nm, mas preferiblemente desde 5-50 nm, que corresponde a menos del 1% de material metalico de aluminio presente en una lamina de aluminio de grosor convencional, es decir 6,3 pm.
Con el fin de mejorar la adhesion del revestimiento al sustrato, se puede llevar a cabo una operacion de tratamiento superficial de la pelfcula de sustrato antes de revestir por deposicion con vapor, especialmente metalizar, el sustrato.
El metal mas preferido de acuerdo con la presente invencion es aluminio, aunque cualquier otro metal capaz de ser depositado al vado en un revestimiento homogeneo, puede ser utilizado de acuerdo con la invencion. Asf, tambien son concebibles metales menos preferidos y menos comunes tales como Au, Ag, Cr, Zn, Ti o Cu. Generalmente, revestimientos delgados de metal o una mezcla de metal y oxido metalico proporcionan propiedades de barrera contra vapor de agua y tambien son utilizados cuando la funcion deseada es impedir que el vapor de agua migre a y a traves de la pelfcula multicapa o del estratificado de envasado. Sin embargo mas comunmente, el metal en un revestimiento de metalizacion es aluminio (Al).
Con el fin de hacer un proceso de revestimiento por deposicion con vapor metalico rentable, el sustrato, es decir, la primera capa (11) de papel u otro material a base de celulosa, situada mas en el interior, debe ser tan delgada como sea posible, de modo que tantos metros como sea posible puedan ser enrollados sobre un rodillo de papel revestido. Preferiblemente, la primera capa de papel tiene un peso superficial de desde 20 a 100 g/m2, preferiblemente desde 20 a 70 g/m2, mas preferiblemente desde 30-60 g/m2. Cuando el papel es demasiado delgado, sera naturalmente mas diffcil de manejar en procesos de revestimiento y estratificacion posteriores. Por otra parte, cuando mas delgado sea el papel, mas rentable puede ser en el proceso de revestimiento por deposicion con vapor metalico. Visto desde una perspectiva de rigidez, una primera capa de papel mas gruesa tambien contribuye a una rigidez y capacidad de agarre superiores de la estructura de estratificado de envasado total.
Una segunda capa de papel o de cartulina, para utilizar como una capa estabilizadora del nucleo, en un envase de carton comun para envasar lfquidos, normalmente tiene un grosor de desde aproximadamente 100 pm hasta aproximadamente 600 pm, y un peso superficial de aproximadamente 100-500 g/m2, de forma preferible aproximadamente 200-400 g/m2, mas preferiblemente desde 200 a 300 g/m2 y puede ser un papel o cartulina convencional de calidad de envasado adecuada.
Por otra parte, para el envasado a largo plazo, aseptico de bajo coste de alimentos lfquidos, se puede utilizar 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 bolsas flexibles en forma de almohada. Una sola capa de papel adecuada para tales envases-bolsa tiene normalmente entonces un peso superficial de desde aproximadamente 30 a aproximadamente 140 g/m2, preferiblemente desde aproximadamente 50 a aproximadamente 120 g/m2, mas preferiblemente desde 50 a aproximadamente 110 g/m2, lo mas preferiblemente desde 50 a 70 g/m2.
De acuerdo con una realizacion, tal estratificado de envasado de bajo coste puede comprender alternativamente dos o mas capas de papel delgadas, de las cuales la primera, capa de papel interior es revestida por deposicion con vapor con un material susceptible al calor por induccion, de acuerdo con la presente invencion. Cuando hay dos papeles en la estructura de estratificado de envasado, la segunda capa de papel exterior tiene de forma adecuada un peso superficial de desde 20 a 100 g/m2, preferiblemente desde 20 a 70 g/m2, mas preferiblemente desde 20-50 g/m2.
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Los termoplasticos adecuados para las capas estancas a los Kquidos mas exteriores y mas interiores que se pueden sellar termicamente estan basados en poliolefinas, tales como por ejemplo polietilenos o polipropilenos, preferiblemente polietilenos y mas preferiblemente polietilenos de baja densidad tales como, por ejemplo LDPe, LDPE lineal (LLDPE) o polietilenos de metaloceno de catalizador de sitio unico (m-LLDPE) o mezclas de dos o mas de los mismos.
Ejemplos alternativos de poliolefinas adecuadas para capas de union o capas de polfmero adhesivas, para capas de estratificado por extrusion o incluso capas que se pueden sellar termicamente son las poliolefinas modificadas basadas en copolfmeros de LDPE o de LLDPE o, preferiblemente, copolfmeros de injerto con unidades de monomero que contienen grupos funcionales, tales como grupos funcionales carboxflico o glicidilo, por ejemplo monomeros de acido (met)acrflico o monomeros de anfndrido maleico (MAH), (es decir, copolfmero de acido etilen acrflico (EAA) o copolfmeros de acido etilen metacnlico (EMAA)), copolfmero de etileno-glicidilomet(acrilato) (EG(M)A) o polietileno con mAh injertado (MAH-g-PE). Otro ejemplo de tales polfmeros modificados o polfmeros adhesivos son los asf llamados ionomeros o polnrieros de ionomero. Preferiblemente, la poliolefina modificada es un copolfmero de acido etilen acnlico (EAA) o un copolfmero de acido etilen metacnlico (EMAA).
La primera capa de papel revestida por deposicion con vapor puede estar unida a una segunda capa de papel o de cartulina por una capa de polfmero intermedia, preferiblemente una capa de polfmero termoplastico y mas preferiblemente una capa de un polfmero seleccionado a partir de poliolefinas y de copolnrieros basados en poliolefinas, conocidos a menudo como polfmeros modificados o adhesivos, especialmente polfmeros de LDPE o basados en polietileno o copolfmeros, o polnrieros adhesivos, como se ha descrito en el parrafo anterior.
Con el fin de mejorar adicionalmente la barrera a la luz de un estratificado de envasado de acuerdo con la invencion, si es necesario, las partfculas o pigmentos que proporcionan propiedades de barrera a la luz pueden ser mezcladas en una o mas capas del estratificado. Un ejemplo son las partfculas que absorben luz tales como negro de humo. El color negro de una capa intermedia es entonces ocultado ventajosamente hacia el exterior por una capa de papel o de cartulina, y hacia el lado interior del estratificado, por una capa, por ejemplo de aluminio, metalizada. Otro ejemplo son las partfculas que reflejan la luz tales como dioxido de titanio. Tales partfculas se pueden anadir adicionalmente para una apariencia mas blanca del estratificado de envasado.
Para estratificados de envasado de segmento de bajo coste mas delgados, que tienen una capa central de papel mas delgada, tales pigmentos blancos, inorganicos que reflejan la luz pueden mejorar las propiedades de barrera a la luz del estratificado de envasado asf como mejorar la apariencia del material de envasado hacia el exterior.
Para estratificados de envasado de rendimiento superior, por ejemplo que requieren una vida util aseptica mas larga para productos mas sensibles, es por supuesto posible anadir capas de barrera adicionales. Una forma simple de, por ejemplo, aumentar adicionalmente las propiedades de barrera de oxfgeno del estratificado de envasado puede ser utilizar una capa de union termoplastica que incluye una capa de capa de barrera que se puede extruir por fusion, para la union de la primera capa de papel revestida interiormente por deposicion con vapor a una segunda capa, adicional de papel o de cartulina. De acuerdo con esta realizacion, la unica cosa a cambiar con el fin de producir un estratificado de envasado de rendimiento superior, sena incluir una o varias capas de polfmero de extrusion por fusion adicionales en el proceso de conversion en la etapa de estratificado (por ejemplo, una capa de barrera adicional y posiblemente una o dos capas de union de co-extrusion por fusion). De acuerdo con otra realizacion, mas preferida, una capa delgada de una capa de polfmero de barrera puede ser revestida por co-extrusion junto con una o varias capas de union opcionales y la capa o capas mas interiores que se pueden sellar termicamente sobre el lado interior revestido con metal de la primera capa de papel. Tal capa de barrera interior co-extruida tendna que mantenerse delgada, con el fin de transferir facilmente el calor inducido a traves del revestimiento por deposicion con vapor metalico a la capa que se puede sellar termicamente.
Alternativamente, se puede revestir una capa de revestimiento de barrera de oxfgeno de pelfcula liquida sobre el otro, lado exterior de la primera, capa de papel mas interior. Alternativa, o adicionalmente, se puede aplicar una capa de revestimiento de barrera de oxfgeno de pelfcula lfquida sobre el lado interior de cualquier capa de papel adicional en la estructura de estratificado de envasado.
De acuerdo con otro aspecto de la invencion, se ha proporcionado un recipiente de envasado fabricado a partir del estratificado de envasado sin lamina de la invencion. El recipiente de envasado es adecuado para el envasado aseptico, a largo plazo de alimentos lfquidos o humedos, y tiene una buena integridad de envasado con sellados duraderos, resistentes, a partir del sellado termico por induccion.
De acuerdo aun con otro aspecto de la invencion, se ha proporcionado un metodo para la fabricacion del estratificado de envasado como se ha definido en la reivindicacion independiente 11.
Asf, el metodo comprende las operaciones de proporcionar una primera capa de papel o de otro material a base de celulosa, revestir previamente la capa de papel o de otro material a base de celulosa para recibir y soportar un revestimiento por deposicion con vapor metalico susceptible al calor por induccion, revistiendo en primer lugar una capa duradera de sellado por induccion sobre el lado interior de la capa de papel o de material a base de celulosa, y aplicando o depositando con vapor despues una capa metalica susceptible al calor por induccion sobre el lado interior de la capa de papel asf revestida, proporcionar una capa mas interior de un material de polfmero termoplastico que se puede sellar
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termicamente, y estratificar la capa mas interior a la capa de papel revestido con metal mediante revestimiento por extrusion, o estratificando la capa mas interior a la capa de papel en la forma de una pelfcula prefabricada.
En cualquier etapa del metodo, una capa mas exterior de un material de polfmero termoplastico que se puede sellar termicamente puede ser provista y estratificada sobre el lado opuesto, mas exterior, del estratificado de envasado. En los casos en los que la estructura de estratificado de envasado contiene una segunda capa de papel posicionada hacia el exterior del estratificado de envasado, la capa de polnriero mas exterior que se puede sellar termicamente es entonces estratificada sobre el lado exterior de la segunda capa de papel.
Una capa metalica susceptible al calor por induccion es suficientemente homogenea y de naturaleza continua, para ser capaz de transmitir una corriente electrica como un resultado de un campo magnetico inducido, y para calentarse de tal manera que se calentara y se fundira una capa de polfmero termoplastico adyacente para proporcionar el sellado por fusion de dicho polnriero. Si la capa metalica es discontinua debido a un revestimiento irregular o debido a grietas, no se proporcionara calor en el area de sellado.
En el revestimiento previo de la capa receptora de metal. El metodo comprende ademas las operaciones para proporcionar una composicion lfquida que contiene un aglutinante de polfmero dispersado o disuelto en un medio acuoso o lfquido basado en disolvente y formar una capa duradera de sellado por induccion delgada, que comprende dicho aglutinante de polfmero, contiguo al lado interior de la primera capa de papel, revistiendo la composicion lfquida sobre el lado interior de dicha capa de papel o de otro material a base de celulosa y posteriormente secando para evaporar el lfquido, teniendo dicho aglutinante de polfmero un punto de fusion mas elevado que el material de pol^ero termoplastico de la capa mas interior que se puede sellar termicamente.
Preferiblemente, el polfmero duradero de sellado por induccion contenido en la composicion lfquida es seleccionado a partir de un grupo que consiste en alcohol polivimlico (PVOH), alcohol etilen vimlico (EVOH) que se puede dispersar en agua, poli(cloruro de vinilideno) (PVDC), poliamida (PA) que se puede dispersar en agua, almidon, derivados de almidon y combinaciones de dos o mas de los mismos.
De acuerdo con u2na realizacion, la capa (12) durade2ra de sellado p°r induccion es apNcada 2en una cantidad total de desde 0,5 a 7 g/m , preferiblemente desde 0,5 a 5 g/m , mas preferiblemente desde 0,5 a 3 g/m , de peso en seco.
Si se aplica como dos capas parciales, cada capa puede ser aplicada de forma adecuada en cantidades de desde 0,3 a 3,5 g/m2, preferiblemente de desde 0,5 a 2,5 g/m2, lo que permite una capa total de calidad superior a partir de una cantidad inferior de composicion de polfmero lfquido. Mas preferiblemente, las dos capas parciales pueden ser aplicadas en una cantidad de desde 0,5 a 2 g/sm2 cada una, preferiblemente desde 0,5 a 1,5 g/m2 cada una.
Con el fin de reducir la cantidad de humedad liberada desde la capa de papel a la camara de vado durante el proceso de metalizacion, la primera capa de papel que ha de ser revestida por deposicion con vapor metalico tambien puede ser revestida sobre el otro, lado exterior por una composicion de pelfcula lfquida de un polfmero en dispersion o disolucion acuosa o basada en disolvente, antes de la operacion del proceso de metalizacion. Es deseable evitar la humedad en la camara de vado para metalizacion, porque puede reducir la velocidad a la que se puede llevar a cabo el proceso de metalizacion.
Ademas, se puede impedir cualquier transferencia en sentido inverso de polvo de papel en la manipulacion posterior de bandas de papel revestidas sobre carretes por tal revestimiento sobre el lado posterior.
Para productos alimenticios que requieren mejores propiedades de barrera contra el oxfgeno gaseoso, se puede revestir una capa de revestimiento de barrera de gas sobre el lado exterior de la primera capa de papel.
En los casos en los que la estructura de estratificado de envasado contiene una segunda capa de papel posicionada hacia el exterior del estratificado de envasado, se puede revestir una capa de revestimiento de barrera de gas tambien sobre el interior de dicha segunda capa de papel.
En el caso en el que la estructura de estratificado de envasado contiene una segunda capa de papel posicionada hacia el exterior del estratificado de envasado, el metodo de la invencion comprende ademas la operacion de estratificar por extrusion el sustrato de papel delgado depositado como vapor al lado interior de la segunda capa de papel, por medio de una capa de union de polfmero intermedia, preferiblemente una capa de union de polfmero termoplastico.
Otro aspecto de la invencion es un metodo para el sellado termico de un estratificado de envasado sin lamina, que comprende las operaciones de proporcionar un estratificado de envasado sin lamina como se ha definido previamente, en la forma de una banda continua, formar el estratificado de envasado en forma de banda a una forma tubular continua y aplicar un sellado longitudinal en la direccion longitudinal, llenar el tubo de estratificado de envasado con un producto alimenticio lfquido, formar zonas de sellado termico por medio de calentamiento por induccion, en intervalos predeterminados en la direccion transversal del tubo llenado, y cortar a traves del centro de cada zona de sellado transversal, formando de este modo recipientes individuales.
EJEMPLOS Y DESCRIPCION DETALLADA
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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, la primera, segunda, tercera y cuarta realizaciones de un estratificado de envasado producido de acuerdo con la invencion,
La fig. 2 muestra gramaticalmente un metodo de revestimiento con pelfcula Kquida de una composicion de polnriero sobre una capa de sustrato de papel,
La fig. 3 muestra una vista diagramatica de una planta para deposicion con vapor de una capa metalica preferida sobre un sustrato,
Las figs. 4a, 4b y 4c muestran esquematicamente metodos ejemplares de fabricacion de los estratificados de envasado descritos en la fig. 1.
Las figs. 5a y 5b muestran ejemplos de recipientes de envasado producidos a partir del estratificado de envasado de acuerdo con la invencion, y
La fig. 6 muestra el principio de como tales recipientes de envasado son fabricados a partir del estratificado de envasado en un proceso de llenado y sellado, de forma continua.
EJEMPLO 1
La preparacion de una composicion de revestimiento acuosa para la capa duradera de sellado termico por induccion: Una dispersion acuosa de partfculas de montmorillonita laminar exfoliada (Kunipia F de Kunimine Kogyo Co.) que tiene una relacion de aspecto de aproximadamente 50-5000, es mezclada con una solucion acusa de aproximadamente 30% en peso de PVOH (Mowiol 15-99, que tiene un grado de saponificacion superior al 99%) a 60-90 °C durante 1-8 horas. Se puede estabilizar la dispersion de partfculas minerales laminares exfoliadas por medio de un aditivo estabilizador. Alternativamente, se exfolian las partfculas minerales laminares directamente en la solucion de PVOH a 60-90 °C durante 1-8 horas.
Una composicion acuosa de PVOH acuoso disuelto y dispersado y el 30% en peso de arcilla de bentonita exfoliada, fue asf revestida por medio de revestimiento de pelfcula lfquida, en dos operaciones consecutivas con secado entre ellas, sobre una banda de papel delgada que tiene un peso superficial de 50 g/m2, con 3 g/m2 de revestimiento de PVOH en total. El revestimiento aplicado en humedo es secado por aire caliente para evaporar el agua.
En una operacion posterior, se revisito el papel revestido con PVOH con un revestimiento metalico de aluminio por medio de un proceso de deposicion con vapor hasta la densidad optica 3, sobre la capa de PVOH.
Se estratifico el papel revestido con PVOH, asf metalizado a una cartulina gruesa de 260 mN (aproximadamente 270 g/m2) por medio de una capa de union termoplastica de estratificado por extrusion de polietileno de baja densidad (LDPE), y se revistio posteriormente el sandwich de papel asf estratificado con capas termoplasticas que se pueden sellar termicamente (LDPE) sobre ambos lados y se probo para determinar la calidad de sellado termico en una maquina de llenado convencional de Tetra Brik Aseptic ®, empleando sellado termico por induccion adaptado de los recipientes de envasado producidos. Se ha visto, por ejemplo, que para alcanzar una eficiencia de calentamiento suficiente mediante una capa metalizada muy delgada, la frecuencia utilizada en el proceso de sellado por induccion necesita ser aumentada significativamente.
Se estudiaron la apariencia y las caracterfsticas de los sellados de los recipientes de envasado asf sellados y llenados, abriendo los sellados nuevamente por rasgado. Se observo la apariencia y se comparo entre las muestras. Se determino la anchura de sellado y la uniformidad en alineacion y se compararon mediante una prueba adicional, en la se disolvio todo el material de envasado alrededor del sellado, excepto para los termoplasticos de sellado termico. Finalmente, se probo la integridad del envase de un recipiente de envasado llenado y sellado utilizando la prueba de tinta roja. Todas estas pruebas son bien conocidas por las lechenas y lugares de llenado para envases Tetra Brik Aseptic ®, para el control de calidad de sellado de los recipientes de envasado llenados, producidos diariamente.
Se evaluaron las propiedades y las calidades sopesadas de las muestras de recipientes de envasado sellados basandose en la experiencia de muchos anos del control de calidad de estratificados de envasado convencionales para recipientes de envasado Tetra Brik Aseptic ®.
La calidad de sellado termico y la integridad de los envases producidos fue muy buena, y a la par con la calidad de sellado de los envases basados en lamina de aluminio, Tetra Brik Aseptic actuales, de acuerdo con evaluaciones realizadas por el panel de prueba. En la prueba de tinta roja, la totalidad de los 300 envases llenados y sellados, eran estancos a los lfquidos, sin puntos de fuga.
EJEMPLO 2
Se preparo una composicion acuosa de PVOH disuelto y dispersado en agua, que tiene un grado de saponificacion
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superior al 99%, y el 10% en peso de arcilla de bentonita exfoliada, de una manera similar al Ejemplo 1 y se revistio por medio de revestimiento de pelfcula Kquida, en dos operaciones consecutivas con secado entre ellas, sobre una banda de papel delgada que tiene un peso superficial de 50 g/m2, con 3 g/m2 de revestimiento de PVOH en total. El revestimiento aplicado en humedo es secado por aire caliente para evaporar el agua.
En una operacion posterior, el papel revestido con PVOH se revisito con un revestimiento metalico de aluminio por medio de un proceso de deposicion con vapor hasta la densidad optica 3, sobre la capa de PVOH.
Se estratifico el papel revestido con PVOH, asf metalizado a un papel delgado de 50 g/m2 por medio de una capa de union termoplastica de estratificado por extrusion de polietileno de baja densidad (LDPE), y se revistio posteriormente el sandwich de papel asf estratificado con capas termoplasticas que se pueden sellar termicamente (LDPE) sobre ambos lados y se probo para determinar la calidad de sellado termico en una maquina de llenado convencional de Tetra Brik Aseptic ®, empleando sellado termico por induccion adaptado de los recipientes de envasado producidos.
Alternativamente, serfa tecnicamente posible metalizar una capa de papel mas gruesa, por ejemplo de aproximadamente 100 g/m2, y no estratificarla a cualesquiera capas de papel adicionales sino manteniendola como un unico estratificado de capa de papel, revestido con capas termoplasticas que se pueden sellar termicamente. Actualmente, sin embargo, no serfa rentable revestir por deposicion con vapor una capa metalizada sobre tal sustrato de papel grueso, por lo que el estratificado de sandwich superior se realizo con el fin de proporcionar un estratificado con un grosor y una rigidez requeridos correspondientes.
La calidad de sellado termico y la integridad de los envases producidos fue igualmente muy buena, de acuerdo con la misma evaluacion por el mismo panel de prueba. Fuera de los 300 envases probados, ninguno tema ningun punto de fuga relacionado con la calidad de los sellados.
EJEMPLO COMPARATIVO 1
Se revistio una pelfcula de sustrato de 12 pm de un PET orientado (tereftalato de polietileno), con un revestimiento metalico de aluminio por medio de un proceso de deposicion con vapor a una densidad optica de aproximadamente 3.
Se estratifico el papel revestido con PET, asf metalizado a una carton grueso de aproximadamente 260 mN (o aproximadamente 270 g/m2) por medio de una capa de union termoplastica de estratificado por extrusion de polietileno de baja densidad (LDPE), y se revistio posteriormente con capas termoplasticas que se pueden sellar termicamente (LDPE) sobre ambos lados y se probo para determinar la calidad de sellado termico en una maquina de llenado convencional de Tetra Brik Aseptic ®, empleando sellado termico por induccion adaptado de los recipientes de envasado producidos.
La calidad de sellado termico y la integridad de los envases producidos fue aceptable de acuerdo con la evaluacion por un panel de prueba de las propiedades de desgarro de los sellados y de la integridad del envase utilizando la prueba de tinta roja, en comparacion con los ejemplos anteriores. Sin embargo, los resultados del sellado de prueba de funcionamiento a prueba de funcionamiento no fueron tan consistentes y fiables como para el material estratificado con sustratos de papel delgados.
EJEMPLO COMPARATIVO 2
Se revisito por co-extrusion una banda de papel delgada que tiene un peso superficial de 50 g/m2 por una primera capa de LDPE a 10 g/m2 y una segunda capa de EAA (copolfmero de acido etilen acnlico) a 5 g/m2.
En una operacion posterior, se revistio adicionalmente el papel revestido por extrusion con un revestimiento metalico de aluminio por medio de un proceso de deposicion con vapor, sobre la capa de EAA.
Se estratifico el papel revestido con LDPE/EAA, asf metalizado con capas termoplasticas que se pueden sellar termicamente sobre ambos lados y se probo para la calidad de sellado termico en una plataforma de prueba, simulando las condiciones reales en una maquina de llenado convencional del tipo Tetra Brik Aseptic ®, que emplea el sellado termico por induccion adaptado de los recipientes de envasado producidos. Ademas, se probo el papel estratificado en la maquina de llenado convencional del tipo Tetra Brik Aseptic ®, que emplea el sellado termico por induccion adaptado de los recipientes de envasado producidos.
Se evaluaron las propiedades y las calidades sopesadas de las muestras de material y recipientes de envasado sellados basandose en la experiencia de muchos anos del control de calidad de estratificados de envasado convencionales para recipientes de envasado Tetra Brik Aseptic ®, y se vio que no se podnan formar envases sellados apropiadamente en la maquina de llenado TBA, por lo que era innecesaria cualquier prueba adicional de integridad del envase. Ademas, los resultados de la evaluacion de desgarro de las muestras de sellado desde la plataforma de prueba mostro que los sellados no eran suficientemente buenos.
Asf, la calidad de sellado termico y la integridad de los envases producidos no fueron buenas, y no estaban del todo a la par con la calidad de sellado de los envases basados en lamina de aluminio actuales, Tetra Brik Aseptic, de acuerdo con
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evaluaciones por el mismo panel de prueba.
EJEMPLO 3
Se revistieron bandas de papel delgadas de diferentes pesos superficiales por medio de revestimiento de pelfcula Kquida en dos operaciones consecutivas, con secado entre ellas, con una composicion acuosa de PVOH disuelto y dispersado en agua, que tiene un grado de saponificacion superior al 99%, y el 10% en peso de arcilla de bentonita exfoliada, como se expone en la Tabla 1. Los revestimientos aplicados en humedo se secaron por aire caliente para evaporar el agua.
En una operacion posterior, se revistieron las bandas de papel revestidas con PVOH con un revestimiento metalico de aluminio por medio de un proceso de deposicion con vapor, sobre la capa de PVOH.
Se estratificaron los papeles revestidos con PVOH, asf metalizados con capas termoplasticas que se pueden sellar termicamente sobre ambos lados y se probaron para determinar la calidad de sellado termico en una plataforma de prueba, simulando las condiciones reales en una maquina de llenado convencional del tipo Tetra Brik Aseptic ®, que emplea el sellado termico por induccion adaptado de los recipientes de envasado producidos.
Los resultados se han mostrado en la Tabla 1, como una lista de clasificacion de las diferentes muestras probadas de materiales de envasado basados en papel delgado. Se realizo la evaluacion por un panel de prueba para la evaluacion de la calidad de sellado. A partir de los resultados se puede ver que un papel mas grueso proporciona mejores resultados de sellado, que un papel mas delgado. Tambien se puede ver que el revestimiento por deposicion con vapor metalico de una densidad optica (OD) superior proporciona un resultado de sellado algo mejor que un revestimiento por deposicion con vapor metalico de una OD inferior. Ademas, se puede ver que capas mas gruesas de PVOH proporcionan resultados de sellado algo mejores que las capas mas delgadas. Todas las muestras de la Tabla 1, proporcionaron muy buena calidad de sellado en las pruebas de plataforma, y debenan proporcionar igualmente buenos resultados de integridad del envase en pruebas de maquina de llenado, de manera similar a lo que se ha mostrado en el ejemplo 1. Aunque, se percibieron los mejores resultados de sellado por los sustratos de papel mas gruesos de 70 g/m2, los sustratos mas delgados de 50 g/m2 se han utilizado generalmente en las pruebas, porque los mas gruesos resultan mucho mas caros.
TABLA 1
N° de Muestra
g/m2 de Papel g/m2 de PVOH OD Clasificacion
1
50 2 x 0,7 3 6
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50 2 x 1,5 1,5 5
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50 2 x 1,5 3 4
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70 2 x 1,5 3 1
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70 2 x 0,7 3 2
Por supuesto, existen aun posibilidades de aumentar adicionalmente un poco las propiedades de barrera de gas revistiendo capas mas gruesas u otras de la composicion de PVOH, o de llenar la capa de PVOH con una cantidad superior de partfculas inorganicas. Sin embargo, existe un aumento mas significativo en las propiedades de barrera al olor, revistiendo una composicion de capa de barrera de gas mas gruesa y llenada mas densamente. Un ejemplo excelente de tal composicion de barrera comprende PVOH y desde 10 a 50, preferiblemente desde 20 a 40% en peso de partfculas de talco.
En la fig. 1a, se ha mostrado, en seccion transversal, una primera realizacion de un estratificado 10a de envasado para envasado aseptico y almacenamiento a largo plazo bajo condiciones ambientales, producido de acuerdo con la invencion. El estratificado comprende una primera capa 11 de papel, que tiene un peso superficial de 50 g/m2,
El papel es preparado para recibir un revestimiento 12 por deposicion con vapor metalico, que puede funcionar como un material susceptible al calor por induccion y transmitir calor para realizar el sellado termico en la capa 14 mas interior que se puede sellar termicamente.
El papel delgado, posteriormente a ser revestido por deposicion con vapor metalico, puede ser preparado por medio de revestimiento o por medio de la impregnacion de la capa de papel o por medio de la mezcla de productos qmmicos en la pulpa de papel en la etapa de fabricacion de la banda de papel, o por cualquier combinacion de estos medios u otros medios, para la preparacion.
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La banda de papel delgada preparada es posteriormente metalizada por deposicion con vapor a una densidad optica (OD) de aproximadamente 3.
Una capa exterior 15 estanca a los lfquidos y que se puede sellar termicamente es aplicada sobre el exterior de la capa 11 de nucleo, 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 15 puede ser un polietileno de baja densidad (LDPE) convencional de una calidad de sellado termico. Una capa 14 mas interior estanca a los lfquidos y que se puede sellar termicamente esta dispuesta sobre el interior de la capa 12 depositada con vapor, que ha de ser dirigida hacia el interior de un recipiente de envasado producido a partir del estratificado de envasado, y la capa 14 estara en contacto con el producto envasado. La capa mas interior que se puede sellar termicamente comprende un polfmero basado en polietileno de baja densidad, que incluye preferiblemente tambien un LLDPE producido polimerizando un monomero de etileno con un monomero de alfa-olefina alquileno C4-C8, mas preferiblemente C6-C8, en presencia de un catalizador de metaloceno, es decir un asf llamado metaloceno-LLDPE (m-LLDPE). La capa 14 mas interior que se puede sellar termicamente puede consistir en dos o varias capas parciales del mismo o de diferentes tipos de polfmeros y puede constituir alternativamente una pelfcula de polfmero 14.
De acuerdo con una realizacion preferida de la invencion, la capa 14 mas interior que se puede sellar termicamente esta unida a la capa por deposicion con vapor metalico de una capa de union, preferiblemente un copolfmero de acido etilen acrflico. Alternativamente, se pueden utilizar otras capas de union. Ejemplos alternativos de poliolefinas adecuadas como capas de union, para unir la capa mas interior que se puede sellar termicamente a la capa de papel revestida con metal, son poliolefinas modificadas basadas en copolfmeros de LDPE o de LLDPE o, preferiblemente, copolfmeros de injerto con unidades monomeras que contienen grupos funcionales, tales como grupos funcionales carboxflico o glicidilo, por ejemplo monomeros de acido (met)acrflico o monomeros de anfrfdrido maleico (MAH), (es decir, copolfmero de acido etilen acrflico (EAA) o copolfmeros de acido etilen metacrflico (EMAA)), copolfmero de etileno-glicidil(met)acrilato (EG(M)A) o polietileno con MAH injertado (MAH-g-PE). Otro ejemplo de tales polfmeros modificados o polfmeros adhesivos son los asf llamados ionomeros o polfmeros de ionomeros. Preferiblemente, la poliolefina modificada es un copolfmero de acido etilen acrflico (EAA) o un copolfmero de acido etilen metacrflico (EMAA).
En casos especiales, en los que se necesita una capa mas gruesa que se puede sellar termicamente, es por supuesto posible, aunque no preferido desde una perspectiva de coste, aplicar una capa de polietileno que se puede sellar termicamente adicional sobre el interior de la capa 14 mas interior.
En la fig. 1b, se ha mostrado, en seccion transversal, una segunda realizacion de un estratificado 10b de envasado para envasado aseptico y almacenamiento a largo plazo bajo condiciones ambientales, producido de acuerdo con la invencion. El estratificado comprende una primera capa 11 de papel, que tiene un peso superficial de 50 g/m2, y una capa 13 duradera de sellado por induccion delgada formada por revestimiento de pelfcula lfquida de una composicion de polfmero lfquido, y el secado posterior, sobre la capa 11 de papel. La composicion comprende una solucion acuosa de PVOH y el 10% en peso de bentonita, y despues del secado, la capa revestida comprende asf PVOH y parrfculas de bentonita exfoliada distribuidas homogeneamente de una manera laminar dentro de la capa de PVOH. Preferiblemente, el PVOH tiene un grado de saponificacion de al menos el 99%.
La banda de papel delgada revestida es metalizada posteriormente por deposicion con vapor sobre su lado revestido a una densidad optica (OD) de aproximadamente 3. El estratificado de envasado resultante comprende asf un sustrato 11 de papel delgado, revestido en primer lugar con PVOH con bentonita y luego una capa 12 de revestimiento por deposicion con vapor delgada de metal de aluminio a un grosor de aproximadamente 50 nm.
Una capa exterior 15 estanca a los lfquidos y que se puede sellar termicamente de poliolefina es aplicada sobre el exterior de la capa 11 de nucleo, 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 15 puede ser un polietileno de baja densidad (LDPE) convencional de una calidad que se puede sellar termicamente. Una capa 14 mas interior estanca a los lfquidos y que se puede sellar termicamente esta dispuesta sobre el interior de la capa 12 depositada con vapor, que ha de ser dirigida hacia el interior de un recipiente de envasado producido a partir del estratificado de envasado, y la capa 14 estara en contacto con el producto envasado. La capa mas interior que se puede sellar termicamente comprende polietileno de baja densidad, que incluye preferiblemente un LLDPE producido polimerizando un monomero de etileno con un monomero de alfa-olefina alquileno C4-C8, mas preferiblemente un C6-C8, en la presencia de un catalizador de metaloceno, es decir un metaloceno asf llamado -LLDPE (m-LLDPE). La capa 14 mas interior que se puede sellar termicamente puede consistir en dos o en varias capas parciales del mismo tipo o de diferentes tipos de polfmero y puede constituir alternativamente una pelfcula de polfmero 14.
En casos especiales, en los que se necesita una capa mas gruesa que se puede sellar termicamente, es por supuesto posible, aunque no preferido desde una perspectiva de coste, aplicar una capa de polietileno que se puede sellar termicamente adicional sobre el interior de la capa 14 mas interior.
En la fig. 1c, se ha mostrado, en seccion transversal, una tercera realizacion de un estratificado 10c de envasado para envasado aseptico y almacenamiento a largo plazo bajo condiciones ambientales, producido de acuerdo con la invencion. El estratificado comprende una primera capa 11 de papel, que tiene un peso superficial de 50 g/m2, y una
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capa 13 duradera de sellado por induccion delgada formada por revestimiento de pelfcula Ifquida de una composicion de poKmero Kquido, y el secado posterior, sobre la capa 11 de papel. La composicion comprende una solucion acuosa de PVOH y el 30% en peso de partfculas de bentonita, y despues del secado, la capa revestida comprende asf PVOH y partfculas de bentonita exfoliada distribuidas homogeneamente de una manera laminar dentro de la capa de PVOH. Preferiblemente, el PVOH tiene un grado de saponificacion de al menos el 99%.
La banda de papel delgada preparada es metalizada posteriormente por deposicion con vapor a una densidad optica (OD) de aproximadamente 3.
El estratificado de envasado comprende asf un sustrato 11 de papel delgado, revestido en primer lugar con PVOH y luego revestido con una capa 12 de revestimiento por deposicion con vapor delgada de metal de aluminio a un grosor de aproximadamente 50 nm.
Ademas, el estratificado de envasado comprende una segunda capa 16 de cartulina, de nucleo que tiene un peso superficial de al menos 200 g/m2 o, preferiblemente de aproximadamente 300 g/m2 La primera y segunda capas de papel estan unidas entre sf de forma adecuada por medio de una capa intermedia 17 de un polnriero basado en poliolefina, preferiblemente un polietileno de baja densidad (LDPE). La capa 16 de union intermedia es formada preferiblemente por medio de estratificado por extrusion de la primera capa de papel revestida con metal y de la segunda capa de cartulina entre sf
Las capas exteriores 14 y 15 estancas a los lfquidos y que se pueden sellar termicamente se han definido como en las figs. 1a y 1b.
En la fig. 1d, se ha mostrado, en seccion transversal, una cuarta realizacion de un estratificado 10d de envasado, que es similar al estratificado de envasado de la fig. 1c, sin embargo con una capa adicional 18 de la composicion de PVOH revestida con pelfcula lfquida con bentonita, sobre el otro lado, exterior de la primera capa 11 de papel, y, o alternativamente, con una capa adicional de la composicion de PVOH revestida con pelfcula lfquida con bentonita, 19, sobre el lado interior de la segunda capa 16 de cartulina. Las capas 18, 19 de PVOh proporcionan propiedades de barrera de gas al estratificado de envasado.
Con el fin de reducir la cantidad de humedad liberada desde la capa de papel a la camara de vado durante el proceso de metalizacion, la primera capa de papel, que ha de ser revestida por deposicion con vapor metalico, puede ser revestida sobre el otro lado, exterior por una composicion de pelfcula lfquida de un polfmero en una dispersion o disolucion basada en agua o en disolvente, antes de la operacion del proceso de metalizacion. Es deseable evitar la humedad en la camara de vado para metalizacion, porque puede reducir la velocidad a la que se puede llevar a cabo el proceso de metalizacion. Ademas, se puede impedir cualquier transferencia inversa de polvo de papel en el manejo posterior de bandas de papel revestidas sobre carretes.
De acuerdo con la fig. 1a y la fig. 1b, la primera capa 11 de papel puede ser una capa de papel delgada de aproximadamente 50 g/m2 o incluso menos. Dado que la capa de papel es muy delgada, puede necesitar una barrera a la luz adicional mediante pigmentos anadidos en una o mas de las capas del estratificado. Pueden ser, por ejemplo, pigmentos blancos que reflejan la luz, tal como por ejemplo dioxido de titanio (TO2), y/o pigmentos que absorben la luz, tal como por ejemplo negro de humo, anadidos a la capa 13 duradera de sellado termico por induccion revestida con pelfcula lfquida. Tales pigmentos se ocultan ventajosamente hacia el interior por el revestimiento 12 por deposicion con vapor metalico, y al menos en cierta medida por la capa 11 de papel, hacia el exterior.
En la fig. 2, se ha mostrado gramaticalmente el metodo de revestimiento de pelfcula lfquida de una composicion de polfmero sobre una capa de papel o de cartulina. La capa de papel 21a es alimentada desde un carrete de almacenamiento hacia un puesto 22a de revestimiento de pelfcula lfquida, en la que se aplica la composicion de polfmero lfquido en una cantidad de tal manera que la cantidad de papel revestido y secado es aproximadamente de 1-3 g/m2, cuando el papel revestido ha pasado el puesto 22b de secado. Preferiblemente, la operacion de revestimiento de pelfcula lfquida es llevada a cabo en dos etapas, es decir, revistiendo en primer lugar 0,5-1,5 g/m2, secando en una operacion intermedia y despues revistiendo una segunda vez a 0,5-1,5 glm2 y finalmente secando la capa revestida con pelfcula lfquida total para obtener una capa de papel revestida 21b.
La fig. 3 es una vista diagramatica de un ejemplo de una planta de revestimiento por deposicion con vapor de una capa metalica 12 sobre la primera capa de papel delgada revestida producida en la fig. 2. La banda de papel delgada 21b de la fig. 2 es sometida, sobre el lado que recibe el revestimiento, a deposicion 30 por evaporacion continua, de una capa metalizada de aluminio, posiblemente en una mezcla con oxido de aluminio, y el revestimiento da un grosor de 5-100 nm, preferiblemente 5-50 nm, de modo que se forma el papel 34a revestido con metal de la invencion. El vapor de aluminio proviene de una fuente 31 de evaporacion de pieza solida.
En la fig. 4a, se ha mostrado el proceso de revestimiento 40a, en el que la capa 21b de papel revestida con barrera de oxfgeno y/o duradera de sellado termico por induccion, revestida ademas con un revestimiento 34a depositado con vapor metalico delgado, es estratificada por extrusion a una pelfcula 43 de polfmero interior, que tiene una capa adhesiva 43a sobre el lado que mira hacia la capa de papel, extruyendo una capa de union intermedia de LDPE 44 desde un puesto
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44a de extrusion y presionando juntas en una distancia de agarre entre rodillos 45. Posteriormente, el papel estratificado y la pelfcula pasan un segundo extrusor 47 y una pasada de estratificacion 48, donde una capa mas exterior que se puede sellar termicamente de LDPE 46 es revestida sobre el lado exterior de la capa de papel. Finalmente, el estratificado 49a de envasado acabado es enrollado sobre un carrete de almacenamiento, no mostrado.
En la fig. 4b, se ha mostrado una realizacion alternativa, en la que la capa 34a de papel revestida con metal es revestida directamente por extrusion con las capas 14; 43b de polfmero mas interiores, en un primer puesto 44b de revestimiento por extrusion, y presionadas juntas en una distancia de agarre entre rodillos 45b, similar al extrusor 47 y a la pasada de estratificacion 48. Finalmente, el estratificado 49b de envasado acabado es enrollado sobre un carrete de almacenamiento, no mostrado.
Cuando el estratificado de envasado comprende una segunda capa 16 de cartulina, adicional como se ha mostrado en la fig. 1c, hay otra operacion de estratificacion en la que el papel revestido con metal es estratificado por extrusion a la capa 43c; 16 de cartulina. Las capas de polfmero mas exterior y mas interior que se pueden sellar termicamente de polietilenos de baja densidad pueden ser revestidas posteriormente, en cualquier orden, por medio de revestimiento por extrusion como en la fig. 4b anterior, o alternativamente, por medio de estratificar por extrusion una pelfcula mas interior que se puede sellar termicamente, como se ha mostrado en la fig. 4a anterior.
La fig. 5a muestra un ejemplo de un recipiente 50 de envasado producido a partir del estratificado 10c de envasado 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 cualquier configuracion, pero es preferiblemente en forma de ladrillo, que tiene sellados longitudinal y transversal 51 y 52, respectivamente, y opcionalmente un dispositivo de apertura 53. En otra realizacion, no mostrada, el recipiente de envasado puede estar conformado como una cuna. Con el fin de obtener tal “forma de cuna”, solo la parte inferior del envase es formada por plegado de tal manera que el sellado termico transversal de la parte inferior se oculta bajo las solapas de esquina triangulares, que son plegadas y selladas contra la parte inferior del envase. El sellado transversal de la seccion superior es dejado desplegado. De esta manera el recipiente de envasado semi-plegado es aun facil de manejar y dimensionalmente estable cuando se coloca sobre un estante en el almacen de alimentos o sobre una tabla o similar.
La fig. 5b muestra un ejemplo, alternativo de un recipiente 50b de envasado producido a partir del estratificado 10b de envasado de acuerdo con la invencion. Dado que el estratificado 10b de envasado es mas delgado teniendo una capa de nucleo de papel mas delgada, no es lo suficientemente estable dimensionalmente para formar un recipiente de envasado paralelepipedico o en forma de cuna, y no esta formado por plegado despues del sellado transversal 52b. Asf, seguira siendo un recipiente similar a una bolsa en forma de almohada y distribuido y vendido de esta manera.
La fig. 6 muestra el principio como se ha descrito en la introduccion de la presente solicitud, es decir se forma una banda de material de envasado en un tubo 61 por los bordes longitudinales 62, 62' de la banda que estan unidos entre sf en una junta 63 longitudinal de solapamiento. El tubo es llenado 64 con el producto alimenticio lfquido deseado y es dividido en envases individuales mediante sellados transversales 65 repetidos del tubo a una distancia predeterminada entre sf por debajo del nivel de los contenidos llenados en el tubo. Los envases 66 estan separados por incisiones en los sellados transversales y proporcionan la configuracion geometrica deseada mediante formacion por plegado a lo largo de lmeas de arrugas preparadas en el material.
La invencion no esta limitada por las realizaciones mostradas y descritas anteriormente, sino que puede ser variada dentro del marco de las reivindicaciones.

Claims (16)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    REIVINDICACIONES
    1. Un estratificado (10) de envasado sin lamina para sellar termicamente por induccion en envases para alimentos Kquidos o bebidas, comprendiendo el estratificado de envasado al menos una, primera, capa (11) de papel u otro material a base de celulosa, cuya primera capa (11) de papel esta situada en el lado interior del estratificado de envasado, es decir el lado destinado a enfrentarse al contenido de alimentos llenados de un recipiente producido a partir del estratificado de envasado, y esta revestido previamente, con una capa (13) de revestimiento duradero de sellado por induccion, contigua al lado interior de la primera capa de papel y que esta formado por un revestimiento de pelfcula lfquida de una composicion lfquida sobre la primera capa de papel y secado posterior, conteniendo la composicion lfquida un aglutinante de polfmero dispersado o disuelto en un medio acuoso o disolvente, para recibir y soportar una capa (12) depositada con vapor metalico susceptible al calor por induccion, con el fin de permitir inducir al sellado termico en una capa de polfmero termoplastico adyacente, comprendiendo ademas el estratificado de envasado tal capa (12) depositada con vapor metalico aplicada por medio de deposicion con vapor, sobre el lado interior de dicha primera capa (11) de papel o de material a base de celulosa revestida previamente, y que comprende ademas una capa de polfmero termoplastico adyacente, a partir de una o mas capas (14) de material de polnriero termoplastico que se puede sellar termicamente, estancas a los lfquidos a base de poliolefinas, aplicadas sobre el lado interior del revestimiento (12) por deposicion con vapor metalico, aplicandose tambien una capa mas exterior (15) de material de polfmero termoplastico que se puede sellar termicamente, estanca a los lfquidos sobre el lado opuesto del estratificado de envasado, y teniendo la capa (13) de revestimiento duradera de sellado por induccion un punto de fusion mas elevado que la capa (14) mas interior de material que se puede sellar termicamente.
  2. 2. Un estratificado de envasado sin lamina segun la reivindicacion 1, caracterizado por que la capa (13) de revestimiento duradera de sellado por induccion esta formada a partir de una composicion que comprende principalmente un polfmero seleccionado a partir del grupo que consiste en alcohol polivimlico (PVOH), alcohol etilen vimlico (EVOH) que se puede dispersar en agua, poli(cloruro de vinilideno) (PVDC), poliamida (PA) que se puede dispersar en agua, polisacarido, derivados de polisacarido, almidon, derivados de almidon y combinaciones de dos o mas de los mismos.
  3. 3. Un estratificado de envasado sin lamina segun cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizado por que la capa (13) de revestimiento duradero de sellado por induccion esta formada a partir de una composicion que comprende principalmente un polfmero seleccionado a partir del grupo que consiste en PVOH, EVOH que se puede dispersar en agua o almidon.
  4. 4. Un estratificado de envasado sin lamina segun cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado por que dicha composicion lfquida comprende ademas partfculas inorganicas.
  5. 5. Un estratificado de envasado sin lamina segun cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado por que dicha capa (13) de revestimiento duradero de sellado por induccion es aplicada a una cantidad total de desde 0,5 a 7 g/m2, preferiblemente desde 0,5 a 5 g/m2, mas preferiblemente 0,5 a 3 g/m2, de peso en seco.
  6. 6. Un estratificado de envasado sin lamina segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la capa (14) de revestimiento por deposicion con vapor metalico susceptible al calor por induccion es una capa que consiste sustancialmente en aluminio.
  7. 7. Un estratificado de envasado sin lamina segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la capa (14) de revestimiento por deposicion con vapor metalico tiene una densidad optica (OD) de desde 1 a 5, preferiblemente de desde 1,5 a 3,5, mas preferiblemente desde 2 a 3.
  8. 8. Un estratificado de envasado sin lamina segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que la primera capa (11) de papel u otro material a base de celulosa, situada mas interior, tiene un peso superficial de desde 20 a 100 g/m2, preferiblemente desde 20 a 70 g/m2, mas preferiblemente desde 30-60 g/m2.
  9. 9. Un estratificado de envasado sin lamina segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que comprende ademas una segunda capa de papel o carton estratificado en el exterior de la primera capa de papel, cuya segunda capa de papel tiene un peso por superficie de desde 50 a 500 g/m2, preferiblemente desde 200 a 400 g/m2, lo mas preferiblemente desde 200 a 300 g/m2.
  10. 10. El metodo de fabricacion de un estratificado (10) de envasado segun cualquiera de las reivindicaciones 1-9, que comprende las operaciones de
    - proporcionar una primera capa de papel u otro material a base de celulosa (21),
    - revestir previamente la capa de papel o de material a base de celulosa para recibir y soportar un revestimiento por deposicion con vapor metalico susceptible al calor por induccion, mediante una capa duradera de sellado por induccion sobre el lado interior de la capa de papel o de material a base de celulosa,
    - aplicar, por medio de deposicion con vapor, dicha capa (12) de metal susceptible al calor por induccion sobre el lado interior de la capa de papel asf revestida,
    5
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    - proporcionar una capa mas interior (15) de un material de poKmero termoplastico que se puede sellar termicamente,
    - estratificar la capa mas interior (15) a la capa (11) de papel revestida con metal (12) mediante revestimiento por extrusion, o estratificando la capa mas interior (15) a la capa de papel en la forma de una pelfcula prefabricada.
  11. 11. El metodo de fabricacion de un estratificado (10) de envasado segun la reivindicacion 10, para revestir previamente dicha capa receptora de metal, que comprende ademas las operaciones de
    - proporcionar una composicion lfquida que contiene un aglutinante de polfmero dispersado o disuelto en un medio lfquido acuoso o basado en disolvente,
    - formar una capa duradera de sellado por induccion delgada, que comprende dicho aglutinante de polnriero, contiguo al lado interior de la primera capa de papel revistiendo (22a) la composicion lfquida sobre el lado interior de dicha capa de papel u otro material a base de celulosa y posteriormente secando (22b) para evaporar el lfquido, teniendo dicho aglutinante de polfmero un punto de fusion mas elevado que el material de polfmero termoplastico de la capa mas interior que se puede sellar termicamente.
  12. 12. El metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 10-11 en el que el polfmero duradero sellado por induccion contenido en la composicion lfquida es seleccionado a partir del grupo que consiste en alcohol polivimlico (PVOH), alcohol etilen vimlico (EVOH) que se puede dispersar en agua, poli(cloruro de vinilideno) (PVDC), poliamida (PA) que se puede dispersar en agua, almidon, derivados de almidon y combinaciones de dos o mas de los mismos.
  13. 13. El metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 10-12, en el que la capa (12) duradera de sellado por induccion es aplicada en una cantidad total de desde 0,5 a 7 g/m2, preferiblemente desde 0,5 a 5 g/m2, mas preferiblemente desde 0,5 a 3 g/m2, de peso en seco.
  14. 14. El metodo segun cualquiera de las reivindicaciones 10-13, en el que una capa de revestimiento es revestida tambien sobre el lado exterior de la primera capa de papel.
  15. 15. El recipiente de envasado (50a; 50b) fabricado a partir del estratificado (10a; 10b) de envasado como se ha especificado en cualquiera de las reivindicaciones 1-9.
  16. 16. El metodo de sellado termico de un estratificado de envasado sin lamina, que comprende las operaciones de
    - proporcionar un estratificado de envasado sin lamina como se ha definido en cualquiera de las reivindicaciones 1-9 en la forma de una banda continua,
    - formar el estratificado de envasado en forma de banda a una forma tubular continua y aplicar un sellado longitudinal en la direccion longitudinal,
    - llenar el tubo de estratificado de envasado con un producto alimenticio lfquido,
    - formar zonas de sellado termico por medio de calentamiento por induccion, en intervalos predeterminados en la direccion transversal del tubo lleno, y
    - cortar a traves del centro de cada zona de sellado transversal, formando de este modo recipientes individuales.
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