ES2719580T3 - Producto compuesto de tipo laminar, especial para recipientes, con una capa promotora de adhesión caracterizada por diferentes máximos de absorción del grupo C=O - Google Patents
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Abstract
Un material compuesto laminado (100), formado por una secuencia capas que comprende: a) una capa externa de polímero (101), b) una capa soporte (102) tras la capa externa de polímero (101), c) una capa de barrera (104) tras la capa soporte (102), d) una capa promotora de adhesión (105) tras la capa de barrera (104), y e) una capa interna de polímero (106) tras la capa promotora de adhesión (105); donde la capa promotora de adhesión (105) tiene una superficie externa (107) de la capa promotora de adhesión y una superficie interna (108) de la capa promotora de adhesión; de modo que la superficie externa (107) de la capa promotora de adhesión i) es adyacente a la capa de barrera (104), y ii) se caracteriza por un primer máximo de absorción del grupo C=O; de modo que la superficie interna (108) de la capa de la capa promotora de adhesión A) es adyacente a la capa interna de polímero (106), B) se caracteriza por un segundo máximo de absorción del grupo C=O, y C) tiene una primera distancia (109) a la superficie externa (107) de la capa promotora de adhesión, donde el primer máximo de absorción del grupo C=O es mayor que el segundo máximo de absorción del grupo C=O.
Description
DESCRIPCIÓN
Producto compuesto de tipo laminar, especial para recipientes, con una capa promotora de adhesión caracterizada por diferentes máximos de absorción del grupo C=O
La presente invención se refiere a un material compuesto en forma de lámina que comprende una capa promotora de adhesión en la superficie externa y una capa promotora de adhesión en la superficie interna, en el cual la capa promotora de adhesión en la superficie externa se caracteriza por un primer máximo de absorción del grupo C=O, en el cual la capa promotora de adhesión en la superficie interna se caracteriza por un segundo máximo de absorción del grupo C=O, en el cual el primer máximo de absorción del grupo C=O es mayor que el segundo máximo de absorción del grupo C=O; a un proceso para producir un compuesto en forma de lámina; a un precursor de recipiente; a un proceso para producir un precursor de recipiente; a un recipiente; a un uso del compuesto en forma de lámina; y a un uso del recipiente.
La conservación de los alimentos se ha venido realizando desde hace mucho tiempo, ya sea de productos alimenticios para consumo humano o de productos alimenticios para animales, almacenándolos en una lata o en un tarro de vidrio sellado con una tapa. En este caso la durabilidad, tanto de los productos alimenticios como del recipiente, ya sea un tarro de vidrio o una lata, se puede incrementar esterilizando el recipiente lo mejor posible e introduciendo después el producto alimenticio en el recipiente, que por último se sella. Se ha comprobado que estos procedimientos aumentan la durabilidad de los productos alimenticios durante mucho tiempo, pero también tienen una serie de desventajas; por ejemplo, la necesidad de una esterilización posterior. Las latas y los tarros de vidrio tienen el inconveniente de que su forma esencialmente cilíndrica no permite almacenarlos de manera muy densa, con ahorro de espacio. Además, las latas y los tarros de vidrio tienen un peso neto considerable, lo cual implica un mayor gasto de energía durante el transporte. Asimismo, se requiere una cantidad bastante grande de energía para la producción de vidrio, estaño o aluminio, aunque las materias primas empleadas para ello provengan de fuentes recicladas. En el caso de los tarros de vidrio representa un problema adicional el aumento de los costes de transporte. En general los tarros de vidrio se fabrican previamente en cristalerías y luego deben transportarse en grandes volúmenes a la planta de envasado de productos alimenticios. Además, los tarros de vidrio y las latas solo se pueden abrir haciendo bastante fuerza o con la ayuda de herramientas, en una manipulación bastante incómoda. En el caso de las latas hay además un alto riesgo de lesiones debido a los bordes afilados producidos durante la maniobra de apertura. En el caso de los tarros de vidrio ocurre a menudo que durante el proceso de llenado o apertura de los envases pueden llegar fragmentos de vidrio al producto alimenticio, que en el peor de los casos pueden causar lesiones internas al consumirlo. Además, tanto sobre las latas como sobre los tarros de vidrio hay que pegar etiquetas para identificar y anunciar el producto alimenticio que contienen. La información y las ilustraciones publicitarias no se pueden imprimir directamente sobre los tarros de vidrio y las latas. Por lo tanto, además del propio proceso de impresión, también se necesita un substrato para este propósito, es decir, un papel o un film adecuado, así como un fijador, un adhesivo o un sellador.
Del estado técnico también son bien conocidos otros sistemas de envasado para almacenar productos alimenticios durante el mayor tiempo posible y sin efectos adversos, que consisten en recipientes fabricados a partir de materiales compuestos de tipo laminar, conocidos a menudo como laminados. Estos materiales compuestos laminados suelen estar constituidos por una capa termoplástica, una capa soporte formada principalmente por cartón o papel, una capa promotora de adhesión, una capa de barrera y una capa adicional de plástico, tal como se revela, entre otras, en la patente WO 90/09926 A2.
Estos recipientes laminados tienen ya muchas ventajas en comparación con los tarros de vidrio y las latas corrientes. No obstante, también hay oportunidades para mejorar estos sistemas de envasado. En laminados del estado técnico se coloca una capa adicional promotora de adhesión entre la capa de barrera y la capa adicional de plástico. Según la patente DE 102010033466 B4, la capa adicional promotora de adhesión está pensada para establecer una unión fija con la capa de barrera, por ejemplo formando enlaces químicos, y sirve para evitar la deslaminación entre la capa adicional de plástico y la capa de barrera. Esto es especialmente crítico porque la capa adicional de plástico entra en contacto con el producto alimenticio envasado en el recipiente laminado, y por lo tanto se debe garantizar que la capa adicional de plástico tenga un alto grado de impermeabilidad y sea lo más estéril posible. Con el fin de conseguir la mejor adherencia posible de la capa adicional promotora de adhesión a la capa de barrera, en la patente DE 102010 033466 B4 la capa adicional adhesiva contiene poliolefinas funcionalizadas, obtenidas por copolimerización de etileno con ácido acrílico, acrilatos, derivados de acrilatos o anhídridos carboxílicos provistos de dobles enlaces. En la patente WO 98/26994 A1, la capa adicional promotora de adhesión incluye un copolímero de etileno con ácido acrílico. Esto encarece y complica relativamente la fabricación del plástico de la capa adicional promotora de adhesión, lo cual tiene una repercusión particular, en el sentido de que la capa adicional promotora de adhesión debería tener un espesor suficiente y, preferiblemente, debería ser más gruesa que la capa adicional de plástico.
En términos generales, el objetivo de la presente invención es el de superar, al menos parcialmente, una desventaja que presenta la tecnología del estado técnico anterior. Otro objetivo de la presente invención es el de proporcionar un recipiente para productos alimenticios, elaborado a partir de un laminado que sea menos y al mismo tiempo mantenga las mismas propiedades adhesivas entre la capa de barrera y la capa interna de polímero. Otro objetivo de la presente invención es el de proporcionar un recipiente para productos alimenticios hecho de un laminado, en el cual mejore la durabilidad de los caldos de carne no emulsionados, en particular de los caldos de jamón o de los zumos de anacardo,
o de ambos. Asimismo, un objetivo de la presente invención es el de facilitar un recipiente para productos alimenticios hecho de un laminado que tenga un peso inferior. Otro objetivo de la presente invención es el de facilitar un recipiente para productos alimenticios, hecho de un laminado que sea muy estable o estanco, sobre todo para el almacenamiento de alimentos grasos y/o ácidos, o ambos. Otro objetivo de la presente invención es el de proporcionar un recipiente para productos alimentos, hecho de un laminado, que se pueda configurar plegando fácilmente el laminado y que al mismo tiempo tenga una gran estanqueidad. Por consiguiente, el recipiente debe ser especialmente adecuado para el almacenamiento duradero de productos alimenticios sensibles, en particular grasos y/o ácidos. Otro objetivo de la presente invención es el de facilitar un recipiente para productos alimenticios, hecho de un laminado que no sea caro o que pueda fabricarse mediante un proceso con el menor número posible de etapas, o ambas cosas. Otro objetivo de la presente invención es el de proporcionar un recipiente para productos alimenticios, hecho de un laminado que reúna dos o más de dichas ventajas, preferiblemente todas las indicadas anteriormente. Otro objetivo de la presente invención es el de alcanzar uno de los objetivos mencionados anteriormente, o una combinación de al menos dos de ellos, sin afectar a ninguna otra propiedad del recipiente de productos alimenticios.
La contribución al cumplimiento, al menos parcial, de al menos uno de los objetivos anteriores se alcanza según las reivindicaciones independientes. Las reivindicaciones dependientes proporcionan formas de ejecución preferibles que contribuyen al cumplimiento, al menos parcial, de al menos uno de los objetivos.
Una contribución al cumplimiento de al menos uno de los objetivos de la presente invención proporciona una forma de ejecución 1 de un material compuesto laminado 1, formado por una secuencia capas que comprende:
a) una capa externa de polímero,
b) una capa soporte tras la capa externa de polímero,
c) una capa de barrera tras la capa soporte,
d) una capa promotora de adhesión tras la capa de barrera, y
e) una capa interna de polímero tras la capa promotora de adhesión;
donde la capa promotora de adhesión tiene una superficie externa de la capa promotora de adhesión y una superficie interna de la capa promotora de adhesión;
de modo que la superficie externa de la capa promotora de adhesión
i) es adyacente a la capa de barrera, y
ii) se caracteriza por un primer máximo de absorción del grupo C=O;
de modo que la superficie interna de la capa de la capa promotora de adhesión
A) es adyacente a la capa interna de polímero,
B) se caracteriza por un segundo máximo de absorción del grupo C=O, y
C) tiene una primera distancia a la superficie externa de la capa promotora de adhesión,
donde el primer máximo de absorción del grupo C=O es mayor que el segundo máximo de absorción del grupo C=O.
Una forma de ejecución 2 del material compuesto laminado 1 según la presente invención está configurada de acuerdo con la forma de ejecución 1, de modo que la capa promotora de adhesión, en un primer nivel a una segunda distancia de la superficie externa de la capa promotora de adhesión, tiene un tercer máximo de absorción del grupo C=O; donde la segunda distancia es el 5 hasta el 95%, preferiblemente, de la primera distancia; donde el tercer máximo de absorción del grupo C=O
a) es menor que el primer máximo de absorción del grupo C=O, y
b) es mayor que el segundo máximo de absorción del grupo C=O.
Una forma de ejecución 3 del material compuesto laminado 1 según la presente invención está configurada de acuerdo con las formas de ejecución 1 o 2, de manera que el primer máximo de absorción del grupo C=O está comprendido en un intervalo de 0,1 a 5, preferiblemente de 0,2 a 4, con mayor preferencia de 0,3 a 3, con mayor preferencia de 0,35 a 2,8, con mayor preferencia de 0,4 a 2,6, con mayor preferencia de 0,45 a 2,4, sobre todo de 0,5 a 2,2.
Una forma de ejecución 4 del material compuesto laminado 1 según la presente invención está configurada de acuerdo con una de las formas de ejecución 1 hasta 3, de manera que el segundo máximo de absorción del grupo C=O está comprendido en un intervalo de más de 0 a 1, preferiblemente de 0,01 a 1, con mayor preferencia de 0,02 a 1, con mayor preferencia de 0,04 a 1, con mayor preferencia de 0,06 a 1, con mayor preferencia de 0,08 a 1, sobre todo de 0,1 a 0,9.
Una forma de ejecución 5 del material compuesto laminado 1 según la presente invención está configurada conforme a una de las formas de ejecución 2 a 4, de modo que el tercer máximo de absorción del grupo C=O está comprendido en un intervalo de 0,015 a 4,5, preferiblemente de 0,02 a 3,5, preferiblemente de 0,05 a 2,5, preferiblemente de 0,1 a 2, con mayor preferencia de 0,15 a 1,7, con mayor preferencia de 0,15 a 1,3, sobre todo de 0,2 a 1.
Una forma de ejecución 6 del material compuesto laminado 1 según la presente invención está configurada de acuerdo con una de las formas de ejecución 2 hasta 5, de manera que la segunda distancia es el 5 hasta el 15%, con mayor preferencia el 5 hasta el 12% de la primera distancia; de manera que el tercer máximo de absorción del grupo C=O está comprendido en un intervalo de 0,05 a 4,5, preferiblemente de 0,1 a 4, con mayor preferencia de 0,2 a 3, con mayor preferencia de 0,3 a 2,5, con mayor preferencia de 0,35 a 2,2, con mayor preferencia de 0,4 a 2,2, sobre todo de 0,4 a 2.
Una forma de ejecución 7 del material compuesto laminado 1 según la presente invención está configurada conforme a una de las formas de ejecución 2 hasta 5, de manera que la segunda distancia es el 50 hasta el 95%, preferiblemente el 60 hasta el 95%, con mayor preferencia el 70 hasta el 95%, con mayor preferencia el 80 hasta el 95%, con mayor preferencia el 90 hasta el 95% de la primera distancia; de manera que el tercer máximo de absorción del grupo C=O está comprendido en un intervalo de 0,015 a 1,2, preferiblemente de 0,02 a 1,2, preferiblemente de 0,04 a 1,1, con mayor preferencia de 0,07 a 1,1, con mayor preferencia de 0,1 a 1,1, con mayor preferencia de 0,15 a 1,1, sobre todo de 0,15 a 1.
Una forma de ejecución 8 del material compuesto laminado 1 según la presente invención está configurada conforme a una de las formas de ejecución 2 hasta 7, de manera que la capa promotora de adhesión, en otro nivel a una tercera distancia de la superficie externa de la capa promotora de adhesión, tiene un cuarto máximo de absorción del grupo C=O; donde la tercera distancia es mayor que la segunda distancia; donde el cuarto máximo de absorción del grupo C=O
a) es menor que el tercer máximo de absorción del grupo C=O, y
b) es mayor que el segundo máximo de absorción del grupo C=O.
Una forma de ejecución 9 del material compuesto laminado 1 según la presente invención está configurada de acuerdo con una de las formas de ejecución precedentes, de manera que un máximo de absorción del grupo C=O de la capa promotora de adhesión disminuye al menos 2, preferiblemente al menos 3, con mayor preferencia al menos 4, con mayor preferencia al menos 5 niveles, a lo largo de una línea recta desde la superficie externa de la capa promotora de adhesión hasta la superficie interna de la capa promotora de adhesión.
Una forma de ejecución 10 del material compuesto laminado 1 según la presente invención está configurada conforme a una de las formas de ejecución precedentes, de modo que un elemento seleccionado del grupo formado por el primer máximo de absorción del grupo C=O, el segundo máximo de absorción del grupo C=O, el tercer máximo de absorción del tercer grupo C=O y el cuarto máximo de absorción del grupo C=O, o una combinación de al menos dos de ellos, es un máximo de absorción de los grupos C=O, y los grupos C=O incluidos son grupos funcionales escogidos del grupo constituido por grupos de ácido carboxílico, una sal de los grupos de ácido carboxílico, grupos de anhídrido carboxílico o una combinación de al menos dos de los mismos.
Una forma de ejecución 11 del material compuesto laminado 1 según la presente invención está configurada conforme a una de las formas de ejecución 1 a 9, de manera que un elemento seleccionado del grupo formado por el primer máximo de absorción del grupo C=O, el segundo máximo de absorción del grupo C=O, el tercer máximo de absorción del tercer grupo C=O y el cuarto máximo de absorción del grupo C=O, o una combinación de al menos dos de ellos, es un máximo de absorción de un grupo funcional, el cual es una unidad repetida basada en un monómero escogido del grupo formado por ácido acrílico, una sal de ácido acrílico, ácido metacrílico, una sal de ácido metacrílico, un éster de ácido acrílico, ácido maleico y anhídrido maleico o una combinación de al menos dos de ellos.
Los monómeros anteriores se usan preferiblemente como comonómeros con un monómero principal, preferiblemente con un hidrocarburo insaturado, preferiblemente con una alfa-olefina, sobre todo una alfa-olefina escogida del grupo formado por etileno, propileno, 1-butileno, 1- penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-noneno, o una combinación de al menos dos de ellos, siendo el etileno o el propileno particularmente preferidos, sobre todo el etileno. Además, se prefiere que el polímero conste del 50% en peso o más, preferiblemente del 70% en peso o más y con especial preferencia del 85% en peso o más del monómero principal, referido respectivamente al polímero, y de menos del 50% en peso, preferiblemente menos del 30% en peso y con especial preferencia menos del 15% en peso del comonómero, referido respectivamente al polímero.
Una forma de ejecución 12 del material compuesto laminado 1 según la presente invención está diseñada conforme a una de las formas de ejecución precedentes, de manera que la capa interna de polímero contenga al menos un 30% en peso, preferiblemente al menos un 40% en peso, con mayor preferencia al menos un 50% en peso, con mayor preferencia al menos un 60% en peso, con mayor preferencia al menos un 70% en peso, sobre todo al menos un 75% en peso respecto al peso total de la capa interna de polímero, de un polímero producido con el uso de un catalizador metalocénico.
Una forma de ejecución 13 del material compuesto laminado 1 está diseñada de acuerdo con una de las formas de ejecución precedentes, donde la capa interna de polímero se compone de una mezcla constituida por un polímero producido con el empleo de un catalizador metalocénico y por otro polímero. Como polímero adicional se prefiere un polietileno (PE). Como PE se prefiere un LDPE. El contenido del otro polímero en la mezcla es preferiblemente del 1 al 70% en peso, preferiblemente del 1 al 50% en peso, con mayor preferencia del 1 al 40% en peso, con mayor preferencia del 10 al 30% en peso, referido respectivamente al peso total de la mezcla.
Una forma de ejecución 14 del material compuesto laminado 1 está diseñada de acuerdo con una de las formas de ejecución precedentes, donde la capa soporte se compone preferiblemente de un material escogido del grupo formado por cartón, cartulina y papel o una combinación de al menos dos de ellos.
Una forma de ejecución 15 del material compuesto laminado 1 está diseñada de acuerdo con una de las formas de ejecución precedentes, donde la capa de barrera se compone preferiblemente de un material escogido del grupo formado por un plástico, un metal y un óxido metálico o una combinación de al menos dos de ellos. Un metal preferible es el aluminio. Un plástico preferible es EVOH, una poliamida o una combinación de ambos.
Una forma de ejecución 16 del material compuesto laminado 1 está diseñada de acuerdo con una de las formas de ejecución precedentes, donde la capa soporte tiene al menos un orificio que está cubierto por al menos la capa soporte y al menos la capa interna de polímero, como capas de cobertura de orificios. Además, el orificio se también cubre con la capa promotora de adhesión o con la capa externa de polímero, o con ambas.
Una forma de ejecución 17 del material compuesto laminado 1 está diseñada de acuerdo con una de las formas de ejecución precedentes, de manera que la primera distancia sea superior al espesor de la capa interna de polímero, preferiblemente por un factor comprendido en el intervalo de 1,1 a 5, con mayor preferencia en el intervalo de 1,2 a 4, con mayor preferencia en el intervalo de 1,3 a 3,5. La primera distancia es preferiblemente el espesor de capa de la capa promotora de adhesión.
Una forma de ejecución 18 del material compuesto laminado 1 está diseñada de acuerdo con una de las formas de ejecución precedentes, de manera que el material compuesto laminado se enrolla formando una bobina que tiene al menos 2, preferiblemente al menos 3, con mayor preferencia al menos 4, con mayor preferencia al menos 5, con mayor preferencia al menos 10, con mayor preferencia al menos 15 capas del material compuesto laminado. Durante el proceso, el material compuesto laminado se conforma preferiblemente en una sola pieza. El material compuesto laminado se enrolla preferiblemente a lo largo de la sección transversal de la bobina siguiendo un patrón en espiral.
Una contribución al cumplimiento de al menos uno de los objetivos de la presente invención proporciona una forma de ejecución 1 de un método 1 que comprende las siguientes etapas de proceso:
a) preparar un precursor del material compuesto, formado por las siguientes capas:
i) una capa externa de polímero,
ii) una capa soporte tras la capa externa de polímero, y
iii) una capa de barrera tras la capa soporte;
b) superponer una capa promotora de adhesión sobre la capa de barrera, por el lado opuesto a la capa soporte; c) superponer una capa interna de polímero sobre la capa promotora de adhesión, por el lado opuesto a la capa de barrera;
donde la capa promotora de adhesión tiene una superficie externa de la capa promotora de adhesión y una superficie interna de la capa promotora de adhesión;
donde la superficie externa de la capa promotora de adhesión
A) es adyacente a la capa de barrera, y
B) se caracteriza por un primer máximo de absorción del grupo C=O;
donde la superficie interna de la capa promotora de adhesión
I) es adyacente a la capa interna de polímero,
II) se caracteriza por un segundo máximo de absorción del grupo C=O, y
NI) tiene una primera distancia a la superficie externa de la capa promotora de adhesión;
donde el primer máximo de absorción del grupo C=O es mayor que el segundo máximo de absorción del grupo C=O. Una capa externa de polímero preferible se forma o se dispone, o ambas cosas, según una forma de ejecución del compuesto laminado 1. Una capa soporte preferible se forma o se dispone, o ambas cosas, según una forma de forma de ejecución del compuesto laminado 1. Una capa de barrera preferible se forma o se dispone, o ambas cosas, según una forma de ejecución del compuesto laminado 1. Una capa promotora de adhesión preferible se forma o se dispone, o ambas cosas, según una forma de ejecución del compuesto laminado 1. Una capa interna de polímero preferible se forma o se dispone, o ambas cosas, según una forma de forma de ejecución del compuesto laminado 1.
Una forma de ejecución 2 del proceso 1 según la presente invención se configura conforme a la forma de ejecución 1, de manera que la capa promotora de adhesión, en un primer nivel a una segunda distancia de la superficie externa de la capa promotora de adhesión, tiene un tercer máximo de absorción del grupo C=O; donde la segunda distancia es el 5 hasta el 95% de la primera distancia; donde el tercer máximo de absorción del grupo C=O
a) es menor que el primer máximo de absorción del grupo C=O, y
b) es mayor que el segundo máximo de absorción del grupo C=O.
Una forma de ejecución 3 del proceso 1 según la presente invención se configura conforme a la forma de ejecución 1 o 2, de manera que en la etapa de proceso b) o en la etapa de proceso c), o en ambas, la superposición consiste en una extrusión.
Una forma de ejecución 4 del proceso 1 según la presente invención se configura conforme a la forma de ejecución 1 a 3, de manera que la extrusión de la etapa de proceso b) consiste en una coextrusión de al menos un primer polímero fundido, un segundo polímero fundido y un tercer polímero fundido; de manera que antes de la etapa de proceso b) el primer polímero fundido se produce a partir de un primer conjunto de partículas poliméricas, el segundo polímero fundido se produce a partir de un segundo conjunto de partículas poliméricas y el tercer polímero fundido se produce a partir de un tercer conjunto de partículas poliméricas; donde un máximo de absorción del grupo C=O del primer
conjunto de partículas poliméricas es mayor que un máximo de absorción del grupo C=O del tercer conjunto de partículas poliméricas; donde el máximo de absorción del grupo C=O del tercer conjunto de partículas poliméricas es mayor que un máximo de absorción del grupo C=O del segundo conjunto de partículas poliméricas. Un conjunto preferible de partículas poliméricas es un granulado. Todos los conjuntos de partículas poliméricas son preferiblemente granulados. El primer, el segundo y el tercer conjunto de partículas poliméricas están basados preferiblemente en poliolefinas funcionalizadas, obtenidas por copolimerización de al menos un hidrocarburo insaturado como monómero principal, preferiblemente de al menos una alfa-olefina, con especial preferencia de al menos una alfa-olefina elegida del grupo formado por al menos dos de ellas, con especial preferencia etileno o propileno, sobre todo etileno, y al menos un comonómero que lleva un heteroátomo, preferiblemente al menos un monómero etilénicamente insaturado que lleva al menos un grupo funcional elegido entre un grupo ácido carboxílico, una sal de un grupo ácido carboxílico, un grupo anhídrido de carboxílico y una combinación de al menos dos de ellos, con mayor preferencia al menos un comonómero seleccionado entre ácidos acrílicos tales como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico, acrilatos, derivados de acrilatos o anhídridos carboxílicos con dobles enlaces, como el anhídrido maleico, y una combinación de al menos dos de ellos. En este contexto es preferible que los polímeros del primer polímero fundido, del segundo polímero fundido y del tercer polímero fundido difieran entre sí en cuanto al contenido del comonómero respecto al monómero principal. En este contexto, se prefiere además que en la etapa de proceso b) el primer polímero fundido se aplique sobre la capa de barrera, el tercer polímero fundido sobre la capa del primer polímero fundido y el segundo polímero fundido sobre la capa del tercer polímero fundido, y el contenido de comonómero en el polímero respecto al monómero principal disminuye del primer polímero fundido al tercer polímero fundido y al segundo polímero fundido.
Una contribución al cumplimiento de al menos uno de los objetivos de la presente invención proporciona una forma de ejecución 1 de un precursor de recipiente 1 que incluye un material compuesto laminado 1 según una de sus formas de ejecución 1 a 17, o un material compuesto laminado 2 según su forma de ejecución 1, donde el material compuesto laminado incluye al menos un pliegue con al menos dos superficies contiguas plegadas, de modo que al menos una porción de al menos dichas dos superficies plegadas está unida mediante un sellado con la otra subsección respectiva.
Una contribución al cumplimiento de al menos uno de los objetivos de la presente invención proporciona una forma de ejecución 1 de un método 1 que consta de las siguientes etapas de proceso:
a) aportación del compuesto laminado 1 según una de sus formas de ejecución 1 a 18, o del compuesto laminado 2 según su forma de ejecución 1;
b) plegado del compuesto laminado para formar un pliegue con al menos dos superficies contiguas plegadas; y c) unir por sellado al menos una subsección de al menos dichas dos superficies plegadas con la otra subsección respectiva.
Una forma de ejecución 2 del proceso 2 según la presente invención se configura según la forma de ejecución 1, en la cual al menos una parte del material compuesto laminado tiene una temperatura comprendida en un intervalo de 10 hasta 50°C, preferiblemente de 15 hasta 45°C, con mayor preferencia de 20 hasta 40°C, durante el plegado. Un método de plegado preferible es el plegado en frío o el plegado en caliente, o ambos.
Una forma de ejecución 3 del proceso 2 según la presente invención se configura según la forma de ejecución 1 o 2, en la cual el sellado se realiza eligiendo una de las opciones entre irradiación, contacto con un material sólido caliente, inducción de una vibración mecánica y contacto con un gas caliente, o una combinación de al menos dos de ellas. Un material sólido caliente tiene preferiblemente una temperatura por encima de la temperatura de fusión de un agente de sellado.
Una forma de ejecución 4 del proceso 2 según la presente invención se diseña según las formas de ejecución 1 a 3, en la cual el material compuesto laminado en la etapa a) del proceso tiene al menos un pliegue y en la etapa b) del proceso el plegado se efectúa a lo largo del pliegue. Preferiblemente, el material compuesto laminado tiene al menos 2, preferiblemente al menos 3, con mayor preferencia al menos 4, sobre todo al menos 10 pliegues.
Una contribución al cumplimiento de al menos uno de los objetivos de la presente invención proporciona una forma de ejecución 1 de un recipiente cerrado 1, en la cual el recipiente está formado por el compuesto laminado 1 según una de sus formas de ejecución 1 a 17, o por el compuesto laminado 2 según su forma de ejecución plegada 1.
Una contribución al cumplimiento de al menos uno de los objetivos de la presente invención proporciona una forma de ejecución 1 de un proceso 3 que consta de las siguientes etapas de proceso:
a) aportación del precursor de recipiente 1 según su forma de ejecución 1, o del precursor de recipiente 2 según su forma de ejecución 1; y
b) cierre del precursor del recipiente con una herramienta de cierre.
Una forma de ejecución 2 del proceso 3 según la presente invención se diseña según la forma de ejecución 1, en la cual el precursor del recipiente se llena con un producto alimenticio antes de cerrarlo. Es preferible que el precursor del recipiente sea una estructura tubular que tenga una costura longitudinal fija. Esta estructura tubular se comprime lateralmente, se fija y se separa, y se conforma como un recipiente abierto por plegado y sellado o pegado. El producto alimenticio ya puede estar introducido en el recipiente antes de la fijación, y antes de la separación y de la formación del fondo por plegado.
Una contribución al cumplimiento de al menos uno de los objetivos de la presente invención proporciona una forma de ejecución 1 para un uso 1 del compuesto laminado 1 según una de sus formas de ejecución 1 a 18, o del compuesto laminado 2 según su forma de ejecución 1, con el fin de confeccionar un recipiente.
Una contribución al cumplimiento de al menos uno de los objetivos de la presente invención proporciona una forma de ejecución 1 para un uso 2 del recipiente 1 según su forma de ejecución 1, o del recipiente 2 según su forma de ejecución 1, con el fin de introducir un producto alimenticio en el recipiente.
Secuencia de capas
Las capas de la secuencia unen entre sí. El término “unido” o “compuesto” empleado aquí incluye la adhesión de dos objetos, más allá de las fuerzas de atracción de Van der Waals. A no ser que se indique otra cosa, las capas de la secuencia pueden sucederse una tras otra de manera indirecta, es decir, con una o al menos dos capas intermedias, o directa, es decir, sin una capa intermedia. Sin embargo, cuando las capas o las superficies son adyacentes entre sí no hay más capas entre estas capas o superficies. En el caso del material compuesto laminado significa, por ejemplo, que la capa de barrera es directamente adyacente, y por tanto va directamente unida, a la capa promotora de adhesión. Además la capa externa puede unirse directamente a la capa soporte, pero también puede haber más elementos entre ellas, por ejemplo en forma de capas de polímero adicionales, preferiblemente por unión yuxtapuesta. La frase “que comprende una secuencia de capas”, empleada anteriormente, significa que las capas especificadas se encuentran al menos en el compuesto de la presente invención según el orden descrito. Esta frase no significa necesariamente que estas capas sean directamente adyacentes entre sí.
Capas de polímero
Seguidamente, el término “capa de polímero” se refiere a la capa externa de polímero y a la capa interna de polímero. Un polímero preferible para la capa externa o interna de polímero es una poliolefina. Las capas de polímero pueden incluir componentes adicionales. Las capas de polímero se incorporan o aplican preferiblemente al material compuesto laminado en un proceso de extrusión. Los componentes adicionales de las capas de polímero son preferiblemente de un tipo que no afecta adversamente al comportamiento del polímero fundido cuando se aplica formando una capa. Los componentes adicionales pueden ser, por ejemplo, compuestos inorgánicos tales como sales metálicas u otros plásticos, como por ejemplo otros materiales termoplásticos. No obstante, también es posible que los componentes adicionales sean cargas o pigmentos tales como negro de humo u óxidos metálicos. Los materiales termoplásticos adecuados para los componentes adicionales son en particular aquellos que son fáciles de aplicar gracias a su buen comportamiento de extrusión. Entre ellos son aptos los polímeros obtenidos por polimerización en cadena, en concreto poliésteres o poliolefinas, con especial preferencia los copolímeros de olefinas cíclicas (COC), los copolímeros de olefinas policíclicas (POC), en particular el polietileno y el polipropileno y sobre todo el polietileno. Entre los polietilenos, se prefieren HDPE, MDPE, LDPE, LLDPE, VLDPE y PE, así como mezclas de al menos dos de los mismos. También se pueden emplear mezclas de al menos dos materiales termoplásticos. Las capas de polímero adecuadas tienen un índice de fluidez (MFR - índice de flujo del polímero fundido) comprendido en un intervalo de 1 hasta 25 g/10 min, preferiblemente en un intervalo de 2 hasta 20 g/10 min y con especial preferencia en un intervalo de 2,5 a 15 g/10 min, y una densidad comprendida en un intervalo de 0,890 g/cm3 hasta 0,980 g/cm3, preferiblemente en un intervalo de 0,895 g/cm3 hasta 0,975 g/cm3, y sobre todo en un intervalo de 0,900 g/cm3 a 0,970 g/cm3. Las capas de polímero tienen preferiblemente una temperatura de fusión comprendida en un intervalo de al menos 80 a 155°C, con especial preferencia en un intervalo de 90 a 145°C y sobre todo en un intervalo de 95 a 135°C. El material compuesto laminado entre la capa de barrera y la capa soporte consiste preferiblemente en una capa de polímero, preferiblemente una capa de poliolefina, preferiblemente una capa de polietileno. Con mayor preferencia, el precursor del compuesto consta de una capa de polímero intercalada entre la capa barrera y la capa soporte, preferiblemente una capa de poliolefina, preferiblemente una capa de polietileno. Las especificaciones anteriores relativas a las capas de polímero también son aplicables a estas capas de polímero del compuesto y del precursor del compuesto.
Capa externa de polímero
Como capa externa de polímero se puede utilizar cualquier polímero que un especialista en la materia considere apto para el material compuesto laminado. La capa externa de polímero, cuyo espesor está comprendido en un intervalo de 5 hasta 25 pm, con especial preferencia en un intervalo de 8 hasta 20 pm y sobre todo en un intervalo de 10 hasta 18 pm, consta en particular de materiales termoplásticos. En este sentido, los polímeros termoplásticos preferidos son en particular aquellos cuya temperatura de fusión está comprendida en un intervalo de 80 hasta 155°C, preferiblemente en un intervalo de 90 hasta 145°C y especialmente preferible en un intervalo de 95 hasta 135°C.
Opcionalmente, además del polímero termoplástico, la capa externa de polímero también puede contener una carga inorgánica. Como carga inorgánica se puede usar cualquier material sólido que un especialista en la materia considere adecuado, preferiblemente particulado, para mejorar, entre otras cosas, la distribución del calor dentro del plástico y, por lo tanto, facilitar el sellado del plástico. Los tamaños medios de partícula de los sólidos inorgánicos, determinados por análisis granulométrico (D50), están comprendidos preferiblemente en un intervalo de 0,1 a 10 pm, preferiblemente en un intervalo de 0,5 a 5 pm y sobre todo en un intervalo de 1 a 3 pm. Las sales o los óxidos de metales bivalentes
0 tetravalentes deben considerarse preferiblemente como sólidos inorgánicos. Como ejemplos de ellos pueden citarse los sulfatos o carbonatos de calcio, bario o magnesio o el dióxido de titanio, preferiblemente el carbonato cálcico. Sin embargo, en este caso es preferible que la capa externa de polímero lleve al menos un 60% en volumen, con mayor preferencia al menos un 80% en volumen y sobre todo al menos un 95% en volumen de polímero termoplástico, respecto a la capa externa de polímero.
Los polímeros obtenidos por polimerización en cadena, en particular las poliolefinas y entre ellas los copolímeros de olefinas cíclicas (COC), los copolímeros de olefinas policíclicas (POC) y preferiblemente el polietileno y el polipropileno, son especialmente aptos como polímeros termoplásticos para la capa externa de polímero. Con mayor preferencia la capa de polímero exterior se compone de polietileno. Los índices de fluidez (MFR - índice de flujo del polímero fundido) de los polímeros, que también pueden encontrarse en forma de una mezcla de al menos dos polímeros termoplásticos, determinados conforme a la norma DIN 1133 (190°C/2,16 kg), están comprendidos preferiblemente en un intervalo de 1 hasta 25 g/10 min, con mayor preferencia en un intervalo de 2 hasta 9 g/10 min y sobre todo en un intervalo de 3,5 hasta 8 g/10 min.
Entre los polietilenos, para el material compuesto según la presente invención se prefieren los HDPE, MDPE, LDPE, LLDPE y PE, así como mezclas de al menos dos de ellos. El MFR de estos polímeros, determinado conforme a la norma DIN 1133 (190°C/2,16 kg), está comprendido preferiblemente en un intervalo de 3 hasta 15 g/10 min, con mayor preferencia en un intervalo de 3 hasta 9 g/10 min y sobre todo en un intervalo de 3,5 hasta 8 g/10 min. Para la capa externa de polímero es preferible usar polietilenos de densidad (según ISO 1183-1:2004) comprendida en un intervalo de 0,912 hasta 0,950 g/cm3, un MFR comprendido en un intervalo de 2,5 hasta 8 g/10 min y una temperatura de fusión (según ISO 11357) comprendida en un intervalo de 96 hasta 135°C. Otros polietilenos preferidos para la capa externa de polímero tienen preferiblemente una densidad (según la norma ISO 1183-1:2004) comprendida en un intervalo de 0,900 hasta 0,960 g/cm3. La capa externa de polímero comprende preferiblemente un LDpE en un intervalo del 50 al 95% en peso, o preferiblemente en un intervalo del 60 al 90% en peso, o preferiblemente en un intervalo del 70 al 85% en peso, respecto al peso total de la capa externa de polímero. La capa externa de polímero se extiende siguiendo su dirección principal de expansión, de forma similar a una lámina, en la misma dirección del compuesto laminado. Por lo tanto una de las superficies de la dirección principal de expansión constituye la superficie superior de la capa externa de polímero y la superficie opuesta, la superficie inferior de la capa externa de polímero. La superficie superior y la superficie inferior de la capa externa de polímero son preferiblemente paralelas entre sí. Además, la superficie superior y la superficie inferior pueden extenderse, al menos en una parte de la expansión de la superficie externa del polímero, formando entre sí un ángulo preferiblemente menor que 90°, preferiblemente menor que 45°, o preferiblemente menor que 20°.
Capa interna de polímero
La capa interna de polímero está basada en polímeros termoplásticos, tal como se ha descrito primero para la capa externa de polímero; de manera que la capa interna de polímero, como la capa externa de polímero, puede contener un material sólido inorgánico particulado. Con todo, el polímero interno debe comprender preferiblemente un polímero termoplástico en una proporción de al menos 70% en peso, preferiblemente de al menos 80% en peso y con especial preferencia de al menos 95% en peso, respecto al peso total de la capa interna de polímero.
Además, es preferible que la capa interna de polímero comprenda al menos un 30% en peso, con especial preferencia al menos un 40% en peso y sobre todo al menos un 50% en peso de una poliolefina producida mediante un catalizador de metaloceno, preferiblemente de un polietileno producido mediante un catalizador de metaloceno (mPE), respecto al peso total de la capa interna de polímero. Además, es preferible que la capa interna de polímero lleve un mLLDPE.
El polímero o la mezcla polimérica de la capa interna de polímero debe tener preferiblemente una densidad (conforme a la norma ISO 1183-1:2004) comprendida en un intervalo de 0,900 hasta 0,930 g/cm3, con especial preferencia en un intervalo de 0,900 hasta 0,920 g/cm3 y sobre todo en un intervalo de 0,900 hasta 0,910 g/cm3. El MFR (ISO 1133, 190°C/2,16 kg) está comprendido preferiblemente en un intervalo de 4 hasta 17 g/10 min, con especial preferencia en un intervalo de 4,5 hasta 14 g/10 min y sobre todo en un intervalo de 6,5 hasta 10 g/10 min.
Polímero producido mediante un catalizador de metaloceno
Un polímero producido mediante un catalizador de metaloceno es preferiblemente una poliolefina producida mediante un catalizador de metaloceno, preferiblemente un polietileno (mPE) producido mediante un catalizador de metaloceno. Como mPE se prefiere un mLLDPE.
Capa soporte
La capa soporte del recipiente según la presente invención puede estar hecha usualmente de cualquier material que al especialista en la materia le parezca apropiado para este propósito y que tenga una resistencia y rigidez adecuadas para dar estabilidad al recipiente de modo que, una vez llenado, el recipiente conserve básicamente su forma. Además de varios plásticos se prefieren sustancias fibrosas de origen vegetal, sobre todo celulosas, preferiblemente celulosas aprestadas, blanqueadas y/o no blanqueadas, con especial preferencia papel y cartón. El gramaje de la capa soporte
está comprendido preferiblemente en un intervalo de 120 hasta 450 g/m2, con especial preferencia en un intervalo de 130 hasta 400 g/m2 y sobre todo en un intervalo de 150 hasta 380 g/m2. Un cartón preferido consta en general de una o más capas y puede estar recubierto por uno o ambos lados con una o más capas de acabado. Un cartón preferido también tiene un contenido de humedad residual inferior al 20% en peso, preferiblemente del 2 al 15% en peso y con especial preferencia del 4 al 10% respecto al peso total del cartón. Un cartón especialmente preferido consta de varias capas. Con mayor preferencia, la superficie del cartón orientada al exterior tiene como mínimo una, pero con especial preferencia al menos dos capas de acabado, que el especialista en la materia conoce como “estuco”. En la fabricación de papel “estuco” se refiere mayormente a las fases líquidas que llevan partículas sólidas inorgánicas, preferiblemente a soluciones con contenido de caliza, yeso o arcilla que se aplican sobre la superficie del cartón. Un cartón preferido tiene un valor Scott Bond comprendido en un intervalo de 100 hasta 360 J/m2, preferiblemente de 120 hasta 350 J/m2, con especial preferencia de 135 hasta 310 J/m2. Teniendo en cuenta lo antedicho es posible proporcionar un material compuesto que se puede plegar fácilmente para obtener un recipiente con un elevado grado de impermeabilidad y con bajas tolerancias.
Preferiblemente, al menos una capa polimérica, con mayor preferencia la capa externa de polímero o la capa interna de polímero o ambas, o preferiblemente todas las capas poliméricas tienen una temperatura de fusión por debajo de la temperatura de fusión de la capa de barrera. Esto es especialmente válido si la capa de barrera se compone de un polímero. Entonces, la diferencia entre la temperatura de fusión de al menos una, preferiblemente de al menos las dos capas poliméricas, en particular de la capa interna de polímero y de la capa externa de polímero, y la temperatura de fusión de la capa de barrera es como mínimo de 1 K, con especial preferencia de al menos 10 K, con mayor preferencia de al menos 50 K y sobre todo de al menos 100 K. Preferiblemente, la diferencia de temperatura debería ser bastante alta para evitar la fusión de la capa de barrera, sobre todo durante el plegado.
Capa de barrera
Como capa de barrera se puede usar cualquier material que al especialista en la materia le parezca apropiado para este propósito y que tenga un efecto suficiente de barrera, en particular contra el oxígeno. La capa de barrera se elige preferiblemente entre:
a. una capa de barrera de plástico;
b. una capa de metal;
c. una capa de óxido metálico; o
d. una combinación de al menos dos de ellas, desde a. hasta c.
Si la capa de barrera según la alternativa a. es una capa barrera de plástico, contiene preferiblemente al menos un 70% en peso, con especial preferencia al menos un 80% en peso y sobre todo al menos un 95% en peso de al menos un plástico conocido del especialista en la materia para este fin, en particular teniendo en cuenta las características de barrera a los aromas y a los gases que son adecuadas para los recipientes de envasado. En este caso los plásticos posibles, en particular termoplásticos, son aquellos que llevan N u O, tanto por sí mismos como mezclados con dos o más. Según la presente invención puede resultar ventajoso que la capa barrera de plástico tenga una temperatura de fusión comprendida en un intervalo de más de 155 hasta 300°C, preferiblemente en un intervalo de 160 hasta 280°C y con especial preferencia en un intervalo de 170 hasta 270°C.
La capa de barrera de plástico tiene preferiblemente un gramaje comprendido en un intervalo de 2 hasta 120 g/m2, con mayor preferencia en un intervalo de 3 hasta 60 g/m2, con especial preferencia en un intervalo de 4 hasta 40 g/m2 y sobre todo de 6 a 30 g/m2. Por otra parte, preferiblemente, la capa de barrera de plástico se puede obtener mediante fusión, por ejemplo por extrusión, en particular por extrusión laminar. La capa de barrera de plástico también se puede incorporar preferiblemente por laminación al compuesto laminado. Preferiblemente, se incorpora una lámina al material compuesto laminado. Según otra forma de ejecución también se pueden seleccionar capas de barrera de plástico que puedan obtenerse separándolas de una solución o dispersión de plásticos.
Los polímeros adecuados son preferiblemente aquellos que tienen un peso molecular medio ponderal - determinado por cromatografía de permeación en gel (GPC), usando dispersión de luz - comprendido en un intervalo de 3103 hasta 1107 g/mol, preferiblemente en un intervalo de 5103 hasta 1106 g/mol y con especial preferencia en un intervalo de 610 3 hasta 1105 g/mol. Se consideran polímeros adecuados la poliamida (PA) o el poli(etilen-alcohol vinílico) (EVOH) o en particular una mezcla de los mismos.
Las poliamidas incluyen todas las PA que al especialista en la materia le parezcan apropiadas para el uso según la presente invención, en particular PA 6, PA 6.6, PA 6.10, PA 6.12, PA 11 o PA 12, o una mezcla de al menos dos de ellas, con especial preferencia PA 6 y PA 6.6 y sobre todo PA 6. La PA 6, por ejemplo, se puede adquirir del comercio con las marcas Akulon®, Durethan® y Ultramid®. También son adecuadas las poliamidas amorfas tales como MXD6, Grivory® y Selar® PA, por ejemplo. Además es preferible que la PA tenga una densidad comprendida en un intervalo de 1,01 hasta 1,40 g/cm3, preferiblemente en un intervalo de 1,05 hasta 1,30 g/cm3 y sobre todo en un intervalo de 1,08 hasta 1,25 g/cm3. También es preferible que la PA tenga un índice de viscosidad comprendido en un intervalo de 130 hasta 185 ml/g y preferiblemente en un intervalo de 140 hasta 180 ml/g.
Como EVOH son posibles todos aquellos que al especialista en la materia le parezcan apropiadas para el uso según la presente invención. Los ejemplos incluyen productos comercialmente disponibles de las marcas EVAL™, que vende EVAL Europe NV, Bélgica, en varias formas de ejecución distintas, por ejemplo, las variantes EVAL™ F104B o EVAL™ LR171B. Los EVOH preferidos tienen al menos una, dos, varias o todas las características siguientes:
- un contenido de etileno comprendido en un intervalo del 20 al 60% molar, preferiblemente del 25 al 45% molar; - una densidad comprendida en un intervalo de 1,0 a 1,4 g/cm3, preferiblemente de 1,1 a 1,3 g/cm3;
- un punto de fusión comprendido en un intervalo de más de 155 hasta 235°C, preferiblemente de 165 hasta 225°C; - un valor MFR (210°C/2,16 kg, si Ts (evoh) < 230°C; 230°C/2,16 kg, si 210°C < Ts (evoh) < 230°C) comprendido en un intervalo de 1 hasta 25 g/10 min, preferiblemente de 2 hasta 20 g/10 min;
- una velocidad de permeación de oxígeno comprendida en un intervalo de 0,05 hasta 3,2 cm320 pm/m2 díaatm, preferiblemente en un intervalo de 0,1 hasta 1 cm320 pm/m2 díaatm.
Según la alternativa b., la capa de barrera es una capa metálica. En principio son adecuados como capa metálica todos los metales conocidos de los especialistas en la materia que tengan un alto grado de impermeabilidad a la luz y al oxígeno. Según una forma de ejecución preferida, la capa metálica puede consistir en una lámina o en una capa depositada, por ejemplo tras la deposición física de un vapor de metal. La capa metálica es preferiblemente continua. Según otra forma de ejecución preferida la capa metálica tiene un espesor comprendido en un intervalo de 3 a 20 pm, preferiblemente en un intervalo de 3,5 a 12 pm y con especial preferencia en un intervalo de 4 a 10 pm.
Los metales elegidos son preferiblemente aluminio, hierro o cobre. Una capa de hierro puede ser preferiblemente una capa de acero, por ejemplo en forma de lámina. La capa metálica es preferiblemente de aluminio. La capa de aluminio puede consistir en una aleación de aluminio, por ejemplo AlFeMn, AlFe1,5Mn, AlFeSi o AlFeSiMn. Normalmente su pureza es del 97,5% y superior, preferiblemente del 98,5% y superior, ambas cifras respecto a la capa total de aluminio. Según una forma de ejecución especial, la capa metálica consiste en una lámina de aluminio. Las láminas de aluminio adecuadas tienen una elasticidad superior al 1%, preferiblemente superior al 1,3% y sobre todo superior al 1,5%, y una resistencia a la tracción superior a 30 N/mm2, preferiblemente superior a 40 N/mm2 y en particular preferiblemente superior a 50 N/mm2. En el ensayo de la pipeta las láminas de aluminio adecuadas tienen un tamaño de gota superior a 3 mm, preferiblemente superior a 4 mm y con especial preferencia superior a 5 mm. Las aleaciones adecuadas para la producción de capas o láminas de aluminio se pueden adquirir en el comercio con las configuraciones EN AW 1200, e N AW 8079 o EN AW 8111, comercializadas por Hydro Aluminium Deutschland GmbH o Amcor Flexibles Singen GmbH. En el caso de una lámina metálica como capa de barrera se puede aportar una capa promotora de adhesión a uno y/o ambos lados de la lámina metálica, entre ella y una capa de polímero adyacente.
Según la alternativa c., se puede elegir preferiblemente una capa de óxido metálico como capa de barrera. Todas las capas de óxido metálico conocidas de los especialistas en la materia que sirvan para conseguir un efecto de barrera contra la luz, el vapor y/o los gases entran en consideración como capas de óxidos metálicos. Las capas de óxido metálico basadas en los metales mencionados anteriormente - aluminio, hierro o cobre - así como las capas de óxido metálico basadas en titanio o en un compuesto de óxido de silicio son particularmente preferidas. Se genera una capa de óxido metálico, por ejemplo, recubriendo una capa de plástico, como por ejemplo un film de polipropileno orientado, con óxido metálico por deposición de vapor. Un proceso preferido es la deposición física de vapor.
Según otra forma de ejecución preferida, la capa metálica de la capa de óxido metálico puede ser una capa compuesta formada por una o más capas de plástico con una capa de metal. Este tipo de capa se genera, por ejemplo, recubriendo una capa de plástico, por ejemplo un film de polipropileno orientado, por deposición de vapor. Un proceso preferido es la deposición física de vapor.
Orificio / medio de apertura
Para facilitar la apertura del recipiente o del material compuesto laminado según la presente invención, la capa soporte puede tener al menos un orificio. En una forma de ejecución concreta, el orificio está tapado por al menos la capa de barrera y la capa interna de polímero, como capas de cobertura del orificio. Se prefiere un material compuesto laminado en el cual la capa soporte tiene al menos un orificio que está tapado por al menos la capa de barrera y la capa interna de polímero, y por la capa promotora de adhesión. Por tanto es preferible que las capas que cubren los orificios estén unidas entre sí, al menos parcialmente, preferiblemente al menos en un 30%, con especial preferencia al menos en un 70% y sobre todo al menos en un 90% sobre la superficie formada por el orificio. En una forma de ejecución especial es preferible que el orificio atraviese todo el material compuesto y esté cubierto por un cierre de sellado o un dispositivo de apertura de orificios. En relación con una primera forma de ejecución preferida, el orificio previsto en la capa soporte puede tener una configuración adaptada a diferentes cierres, pajitas para sorber o dispositivos de apertura conocidos de los especialistas en la materia. Un compuesto laminado o un recipiente hecho con un compuesto laminado se abren normalmente destruyendo, al menos en parte, las capas que cubren el orificio. Esta rotura se puede realizar cortando el recipiente, presionando en él o tirando del recipiente. La rotura se puede realizar mediante un cierre destapable o con una pajita para sorber, que se empuja a través de las capas que tapan el orificio y están dispuestas generalmente sobre el mismo.
Según otra forma de ejecución preferida, la capa soporte del material compuesto comprende múltiples orificios hechos por perforación, cada uno de los cuales está tapado por al menos la capa de barrera y la capa interina de polímero
como capas de cobertura de los orificios. Un recipiente hecho de este tipo de material compuesto puede abrirse luego rasgando a lo largo de la perforación. Estos orificios perforados se generan preferiblemente mediante un láser. El uso de rayos láser es particularmente preferido cuando se utiliza una lámina metálica o una lámina metalizada como capa de barrera. También es posible que la perforación sea ejecutada mediante unas herramientas mecánicas, en general con cuchillas características.
Según otra forma de ejecución preferida, el material compuesto laminado se somete a un tratamiento térmico en la zona de al menos el único orificio; en el caso de que la capa soporte tenga diversos orificios perforados también es preferible realizar en particular este tratamiento térmico alrededor del borde del orificio. El tratamiento térmico se puede realizar por radiación, mediante un gas caliente, mediante un contacto térmico sólido, mediante vibraciones mecánicas, preferiblemente por ultrasonidos o combinando al menos dos de estos procedimientos. Con especial preferencia, el tratamiento térmico se lleva a cabo mediante radiación, preferiblemente por radiación electromagnética y sobre todo por inducción electromagnética o también mediante un gas caliente. Los parámetros operativos óptimos que deben seleccionarse en cada caso son conocidos del especialista medio en la materia.
En el caso de la radiación se puede tener en cuenta cualquier tipo de radiación apto para ablandar plásticos conocidos del especialista en la materia. Los tipos preferidos de radiación son IR, rayos UV y microondas. Los modos de vibración preferidos son los ultrasonidos. En el caso de los rayos IR, que también se utilizan para la soldadura por infrarrojos de materiales compuestos laminados, deben mencionarse las longitudes de onda que varían entre 0,7 y 5 pm. También es posible usar rayos láser en un intervalo de longitud de onda comprendido entre 0,6 y menos de 1,6 pm. Para el uso de rayos IR, la radiación es producida por varios emisores adecuados conocidos del especialista en la materia. Los emisores de onda corta en el intervalo de 1 hasta 1,6 pm son preferentemente focos halógenos. Los emisores de onda media en el intervalo de > 1,6 hasta 3,5 pm son, por ejemplo, emisores de lámina metálica. Los calentadores de cuarzo se utilizan a menudo como emisores de onda larga en el intervalo > 3,5 pm. Los lásers se utilizan cada vez con mayor frecuencia. Así se emplean lásers de diodos en un intervalo de longitud de onda comprendida entre 0,8 y 1 pm, lásers de Nd:YAG a 1 pm aproximadamente y lásers de CO2 a 10,6 pm aproximadamente. También se usan técnicas de alta frecuencia, con un intervalo de frecuencias comprendidas entre 10 y 45 MHz, a menudo en un intervalo de potencias comprendidas entre 0,1 y 100 kW.
En el caso de los ultrasonidos se prefieren los siguientes parámetros de tratamiento:
P1, una frecuencia comprendida en un intervalo de 5 hasta 100 kHz, preferiblemente en un intervalo de 10 hasta 50 kHz y con especial preferencia en un intervalo de 15 hasta 40 kHz;
P2, una amplitud comprendida en un intervalo de 2 hasta 100 pm, preferiblemente en un intervalo de 5 a 70 pm y con especial preferencia en un intervalo de 10 a 50 pm;
P3, un periodo de vibración (el periodo en el que un cuerpo vibrante, como un sonotrodo o un inductor, actúa sobre el material compuesto laminado mediante un contacto vibratorio) comprendido en un intervalo de 50 a 1000 ms, preferiblemente en un intervalo de 100 a 600 ms y con especial preferencia en un intervalo de 150 a 300 ms.
Para elegir adecuadamente las condiciones de radiación o vibración es conveniente tener en cuenta las resonancias intrínsecas de los plásticos y seleccionar las frecuencias próximas a ellos.
El calentamiento mediante un contacto con un material sólido, por ejemplo, puede llevarse a cabo utilizando una placa caliente o un molde de calentamiento que esté en contacto directo con el compuesto laminado y le transfiera calor. Se puede dirigir aire caliente a través de aberturas o boquillas apropiadas de salida de una soplante o de una combinación de las mismas hacia el material compuesto laminado. El calentamiento por contacto y el gas caliente se emplean con frecuencia simultáneamente. Así, por ejemplo, un dispositivo de retención para un tubo constituido por el compuesto laminado, dotado de aberturas apropiadas para el flujo de gas caliente, permite calentar el compuesto laminado gracias al contacto con la pared del dispositivo de retención y el gas caliente. Además, el calentamiento del tubo también se puede conseguir fijando el tubo en un soporte y haciendo fluir el gas sobre las áreas del tubo que debe calentarse, a través de una, dos o más boquillas de gas caliente previstas en el soporte de la carcasa de la camisa.
Capa promotora de adhesión
Todos los plásticos aptos para unirse firmemente a la superficie de la otra capa respectiva mediante la funcionalización con grupos funcionales apropiados, gracias a la creación de enlaces iónicos o enlaces covalentes o de ambos tipos de enlace, se pueden considerar agentes de adhesión. Preferiblemente son poliolefinas funcionalizadas obtenidas por copolimerización de al menos un hidrocarburo insaturado como monómero principal - preferiblemente de al menos una alfa-olefina, con mayor preferencia de al menos una alfa-olefina escogida del grupo formado por etileno, propileno, 1-butileno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-noneno, y una combinación de al menos dos de los mismos, con especial preferencia etileno o propileno y sobre todo etileno - con al menos un comonómero que comprende un heteroátomo, preferiblemente con al menos un monómero etilénicamente insaturado que tiene al menos un grupo funcional elegido entre un grupo ácido carboxílico, una sal de un grupo ácido carboxílico, un grupo de anhídrido carboxílico y una combinación de al menos dos de ellos, con especial preferencia un comonómero seleccionado del grupo formado por ácidos acrílicos tales como el ácido acrílico, el ácido metacrílico, el ácido crotónico, acrilatos, derivados de acrilato o anhídridos carboxílicos con enlaces dobles, como el anhídrido maleico, y una combinación de al menos dos de ellos. Entre estos se prefieren los polímeros de polietileno injertados con anhídrido maleico (EMAH), los copolímeros de
etileno-ácido acrílico (EAA) o los copolímeros de etileno-ácido metacrílico (EMAA), que, por ejemplo, se venden con las marcas comerciales Bynel® y Nucrel® 0609HSA de DuPont o Escor® 6000ExCo de ExxonMobile Chemicals. El espesor de la capa promotora de adhesión ECcpa en el compuesto laminado es preferiblemente mayor que el espesor de la capa interna de polímero ECTcip. Se prefiere especialmente que el espesor de la capa promotora de adhesión sea superior al espesor de la capa interna de polímero en un factor comprendido en un intervalo de 1,1 hasta 5, o con mayor preferencia, en un intervalo de 1,2 hasta 4, o sobre todo en un intervalo de 1,3 hasta 3,5. El espesor total de la capa promotora de adhesión y de la capa interna de polímero está comprendido preferiblemente en un intervalo de 10 hasta 120 pm, con mayor preferencia en un intervalo de 15 hasta 80 pm y sobre todo en un intervalo de 18 a 60 pm. Los espesores de capa preferidos de ambas capas individuales resultan de los factores citados anteriormente.
Según la presente invención, los máximos de absorción del grupo C=O de la superficie externa de la capa promotora de adhesión son decrecientes hacia la superficie interna de la capa promotora de adhesión. El valor de los máximos de absorción del grupo C=O es descrito preferiblemente por una función monótonamente decreciente de la distancia a la superficie externa de la capa promotora de adhesión. Una función monótonamente decreciente preferida es una función escalonada. Otra función monótonamente decreciente preferida es una función decreciente estrictamente monótona. La pendiente de la función decreciente estrictamente monótona es preferiblemente menos negativa con una distancia creciente desde la superficie externa de la capa promotora de adhesión.
Es preferible que un primer pico de la capa promotora de adhesión, o de uno de los polímeros incluidos en ella o del material promotor de adhesión, esté comprendido en el intervalo de longitud de onda de 1750 a 1650 cm-1. Este pico es generado por la oscilación de los grupos C=O. Asimismo es preferible que el polímero arriba descrito muestre otro pico correspondiente a la oscilación de CH2 en el intervalo de longitud de onda de 1400 a 1500 cm-1. El máximo de absorción del grupo C=O en cada espectro se determina como la relación entre la altura del pico en el intervalo de longitud de onda de 1750 a 1650 cm'1 y la altura del pico en el intervalo de longitud de onda de 1400 a 1500 cm-1. Por lo tanto la oscilación de C=O se normaliza a la oscilación de CH2 del mismo espectro. Esta oscilación normalizada de C=O es el máximo de absorción adimensional del grupo C=O que debe determinarse. Además, a partir de la relación entre la altura del pico de oscilación de los grupos C=O y la altura del pico de las oscilaciones de los grupos CH2 se puede deducir la relación entre la cantidad de unidades basadas en el comonómero o comonómeros que se repiten en el polímero y la cantidad de unidades del monómero o monómeros principales que se repiten en el polímero. Cuanto menor sea el pico de absorción del grupo C=O, más pequeña será la proporción de unidades repetidas basadas en comonómero, en comparación con las unidades repetidas basadas en el monómero principal del polímero respectivo o de la capa promotora de adhesión. Lo dicho para el polímero también es aplicable a la capa promotora de adhesión. En concreto, cuanto menor sea la absorción máxima del grupo C=O, menor será la proporción de unidades repetidas basadas en comonómero, en comparación con las unidades repetidas basadas en el monómero principal de la capa promotora de adhesión. Preferiblemente rige lo siguiente: en la capa promotora de adhesión la proporción de unidades repetidas basadas en comonómero respecto a las unidades repetidas basadas en el monómero principal disminuye a lo largo de una línea recta, desde la superficie externa de la capa promotora de adhesión hasta la superficie interna de la capa promotora de adhesión. Teniendo en cuenta esta disminución, es preferible que la superficie interna de la capa promotora de adhesión incluya una unidad repetida basada en un comonómero. También es preferible que esta disminución ocurra en dos, tres, cuatro, cinco, seis o más etapas. En este texto las afirmaciones sobre el descenso del máximo de absorción del grupo C=O en la capa promotora de adhesión son por tanto aplicables a este caso.
La capa promotora de adhesión se obtiene preferiblemente por coextrusión. Una coextrusión preferida es una extrusión con el uso simultáneo de al menos 2, preferiblemente de al menos 3, preferiblemente de al menos 4 extrusoras. La capa promotora de adhesión se obtiene preferiblemente aplicando al menos dos materiales diferentes promotores de adhesión, también designados como materiales adherentes, en una etapa de aplicación sobre la superficie de la capa de barrera, de tal modo que se mezclen, al menos en parte, formando conjuntamente la capa promotora de adhesión. Así se aplican al menos dos materiales promotores de adhesión, preferiblemente al mismo tiempo, sobre la respectiva superficie. También se prefieren todos los materiales promotores de adhesión a partir de los cuales se obtiene la capa promotora de adhesión durante su formación en estado fundido. Los materiales promotores de adhesión se pueden poner preferiblemente juntos en contacto antes de la aplicación sobre la superficie, formando preferiblemente con ellos una estructura laminar. Al combinar los diversos materiales en estado fundido se logra una mezcla, al menos parcial, de los distintos materiales. Esto distingue la capa promotora de adhesión aplicada de este modo de las capas aplicadas una tras otra, estando ya endurecida una de las capas. Al aplicar al menos dichos dos materiales de la capa promotora de la adhesión se crea preferentemente un gradiente de máximos de absorción del grupo C=O a lo largo del espesor de la capa promotora de adhesión. Al aplicar al menos dos materiales promotores de adhesión de capa en estado fundido, éstos se mezclan entre sí de manera que no forman dos capas individuales, pero pueden considerarse como una sola capa de unión. Para formar la capa promotora de adhesión, al menos preferiblemente 2, al menos preferiblemente 3, con mayor preferencia al menos 4, sobre todo al menos 5 polímeros fundidos se dirigen a un bloque de alimentación, se ponen en contacto entre sí formando una estructura laminar de polímeros fundidos que luego se pone en contacto y se aplica en estado fundido sobre la capa de barrera. Dichos, al menos dos, materiales de la capa promotora de la adhesión son preferiblemente las poliolefinas funcionalizadas arriba descritas, obtenidas por copolimerización de al menos un hidrocarburo insaturado como monómero principal y al menos un comonómero que lleva un heteroátomo, de modo que los materiales de la capa promotora de adhesión difieren entre sí en cuanto al contenido de comonómero respecto al monómero principal. Para garantizar que el máximo de absorción del grupo C=O de la capa promotora de adhesión disminuya desde la superficie externa de la capa promotora de adhesión hasta
la superficie interna de la capa promotora de adhesión, en el proceso de coextrusión al menos dichos dos materiales de la capa promotora de adhesión se aplican de manera que el orden de aplicación de estos materiales dependa del contenido de comonómero en la poliolefina funcionalizada del material de la correspondiente capa promotora de adhesión. Así, la poliolefina funcionalizada con mayor contenido de comonómero se aplica con preferencia directamente sobre la capa de barrera, seguida de la poliolefina funcionalizada adicional o de las poliolefinas funcionalizadas adicionales con contenido de comonómero cada vez más menor, definiéndose el contenido de comonómero en cada caso respecto al contenido del monómero principal en la poliolefina funcionalizada de la capa del área respectiva.
Capas poliméricas adicionales
Entre las capas anteriormente mencionadas del compuesto de la presente invención puede haber capas adicionales promotoras de adhesión, pero también otras capas de plástico o poliméricas, a menos que se indique lo contrario, p.ej. especificando que ciertas capas o superficies son adyacentes entre sí. Los materiales para las capas adicionales de plástico o poliméricas son preferiblemente los mismos que los especificados para la capa interna de polímero o la capa de externa polímero. Preferiblemente hay otra capa promotora de adhesión entre la capa soporte y la capa de barrera. La capa adicional promotora de adhesión se puede estructurar de la misma manera que la capa promotora de adhesión o puede estar hecha de otros materiales. El espesor de la capa adicional promotora de adhesión es preferiblemente 5 a 15 veces, preferiblemente 7 a 13 veces, con mayor preferencia 9 a 11 veces inferior al espesor de la capa promotora de adhesión. El material también se escoge preferiblemente del grupo de materiales indicados para la capa promotora de adhesión. Preferiblemente el material de la capa adicional promotora de adhesión tiene unos máximos constantes de absorción del grupo C=O a través del espesor de la capa. No obstante, la capa adicional promotora de adhesión también puede tener diferentes máximos de absorción del grupo C=O junto a la capa soporte y a la capa barrera, tal como se ha descrito anteriormente en la capa promotora de adhesión. La capa adicional promotora de adhesión tiene preferiblemente un máximo de absorción del grupo C=O junto a la capa de barrera mayor que junto a la capa soporte. Además, se puede aplicar una capa protectora adicional sobre la cara de la capa externa de polímero opuesta a la capa soporte. En tal caso, como capa protectora se prefiere una capa de policarbonato.
Máximos de absorción del grupo C=O
Los intervalos de los valores especificados en este documento para el primer máximo de absorción del grupo C=O, el segundo máximo de absorción del grupo C=O y el tercer máximo de absorción del grupo C=O se seleccionan de tal manera que contribuyan a resolver al menos uno de los objetivos de la presente invención. Además, los intervalos de estos valores siempre se pueden seleccionar de modo que el primer máximo de absorción del grupo C=O, el segundo máximo de absorción del grupo C=O y el tercer máximo de absorción del grupo C=O cumplan la condición de que el primer máximo de absorción del grupo C=O sea mayor que el segundo máximo de absorción del grupo C=O y el tercer máximo de absorción del grupo C=O sea menor que el primer máximo de absorción del grupo C=O y el tercer máximo de absorción del grupo C=O sea mayor que el segundo máximo de absorción del grupo C=O. Así, al menos uno de dichos tres máximos de absorción del grupo C=O se puede elegir libremente dentro del intervalo prefijado. Los otros dos deben elegirse de sus respectivos intervalos de valores para que satisfagan las condiciones antes mencionadas. Esto se aplica a todos los niveles de preferencia de los intervalos de valores. No deben mezclarse diferentes niveles de preferencia. Por lo tanto, los valores de los máximos de absorción del grupo C=O siempre deben seleccionarse de los mismos intervalos de valores preferidos.
Adherencia
Según la presente invención, es preferible que la adherencia entre la capa soporte, la capa externa de polímero, la capa interna de polímero o la capa de barrera, preferiblemente al menos dos de ellas, y la respectiva capa siguiente sea de al menos 0,5 N/15 mm, preferiblemente de al menos 0,7 N/15 mm y sobre todo de al menos 0,8 N/15 mm. En una forma de ejecución de la presente invención se prefiere que la adherencia entre la capa externa de polímero y la capa soporte sea de al menos 0,3 N/15 mm, preferiblemente de al menos 0,5 N/15 mm y con especial preferencia de al menos 0,7 N/15 mm. Además, se prefiere que la adherencia entre la capa de barrera y la capa interna de polímero llegue al menos hasta 0,8 N/15 mm, preferiblemente al menos hasta 1,0 N/15 mm y con especial preferencia al menos hasta 1,4 N/15 mm. Se prefiere que la adherencia entre la capa de barrera y la capa promotora de adhesión sea de al menos 1,8 N/15 mm, preferiblemente de al menos 2,2 N/15 mm y con especial preferencia de al menos 2,8 N/15 mm. En una forma de ejecución particular del material compuesto laminado, la adhesión entre las capas individuales es tan fuerte que el ensayo de adherencia provoca el desgarro de la capa soporte cuando es de cartón, es decir un desgarro de las fibras de cartón. En una forma de ejecución del proceso 1 para fabricar un material compuesto laminado según la presente invención, con el fin de mejorar aún más la adherencia entre dos capas adyacentes entre sí, es preferible someterlas por ejemplo a un tratamiento superficial durante el recubrimiento. Como métodos idóneos de tratamiento de superficies el especialista en la materia conoce el tratamiento con llama, el tratamiento con plasma, el tratamiento de corona o el tratamiento con ozono, entre otros. No obstante, también cabe pensar en otros métodos que produzcan la formación de grupos funcionales en la superficie de la capa sometida a tratamiento. Según una forma de ejecución especial, al menos uno de estos métodos se usa en la laminación de capas metálicas, sobre todo de láminas metálicas.
Poliolefina
Una poliolefina preferida es un polietileno o un polipropileno, o ambos. Como polietileno se prefiere uno seleccionado del grupo formado por un LDPE, un LLDPE y un HDPE, o una combinación de al menos dos de ellos. Otra poliolefina preferida es una m-poliolefina. Los polietilenos idóneos tienen un índice de fluidez (MFR - índice de flujo del polímero fundido) comprendido en un intervalo de 1 hasta 25 g/10 min, preferiblemente en un intervalo de 2 hasta 20 g/10 min y con especial preferencia en un intervalo de 2,5 min a 15 g/10 min, y una densidad comprendida en un intervalo de 0,910 g/cm3 hasta 0,935 g/cm3, preferiblemente en un intervalo de 0,912 g/cm3 hasta 0,932 g/cm3 y sobre todo en un intervalo de 0,915 g/cm3 hasta 0,930 g/cm3.
m-polímero
Un m-polímero es un polímero producido con el uso de un catalizador de metaloceno. Un metaloceno es compuesto organometálico que tiene un átomo central dispuesto entre dos ligandos orgánicos, como por ejemplo los ligandos de ciclopentadienilo. Un m-polímero preferido es una m-poliolefina, preferiblemente un m-polietileno o un m-polipropileno o ambos. Un m-polietileno preferido es uno elegido del grupo formado por un mLDPE, un mLLDPE y un mHDPE o una combinación de al menos dos de ellos.
Extrusión
En la extrusión los polímeros se calientan generalmente a temperaturas de 210 hasta 330°C, medidos en la película de polímero fundido por debajo de la salida de la boquilla de la extrusora. La extrusión puede realizarse con equipos de extrusión disponibles comercialmente, conocidos del especialista profesional, tales como extrusoras, husillos de extrusión, bloque de alimentación, etc. Al final de la extrusora hay preferiblemente una abertura a través de la cual se presiona el polímero fundido. La abertura puede tener cualquier configuración que permita extruir el polímero fundido para obtener la forma del precursor del compuesto. Por tanto la abertura puede ser, por ejemplo, cuadrada, ovalada o redonda. La abertura tiene preferiblemente la forma de una ranura de un embudo. En una forma de ejecución preferida del proceso la aplicación se efectúa a través de una ranura. La ranura tiene preferiblemente una longitud comprendida en un intervalo de 0,1 hasta 100 m, preferiblemente en un intervalo de 0,5 hasta 50 m, con especial preferencia en un intervalo de 1 hasta 10 m. Además, la ranura tiene preferiblemente una anchura comprendida en un intervalo de 0,1 hasta 20 mm, preferiblemente en un intervalo de 0,3 hasta 10 mm, con especial preferencia en un intervalo de 0,5 hasta 5 mm. Durante la aplicación del polímero fundido es preferible que la ranura y el precursor del compuesto se muevan relativamente entre sí. Por tanto se prefiere un proceso en que el precursor del compuesto se mueva respecto a la ranura.
En otra forma de ejecución preferida del proceso para fabricar un material compuesto laminado conforme a la presente invención, es preferible estirar el polímero fundido durante la aplicación, realizando este estiramiento preferiblemente a lo largo de trayectos del material fundido, con mayor preferencia a lo largo de trayectos monoaxiales del material fundido. Para ello, la capa se aplica en estado fundido mediante una extrusora de fusión sobre el precursor del material compuesto y luego, todavía en estado fundido, se estira preferiblemente en una dirección monoaxial para conseguir la orientación del polímero en esta dirección. Después la capa aplicada se deja enfriar para que solidifique. En este sentido se prefiere especialmente efectuar el estiramiento mediante al menos las siguientes etapas de aplicación: b1. Descarga del polímero fundido en forma de film a través de al menos una ranura de la boquilla de la extrusora a una velocidad de descarga Vdes.
b2. Aplicación del film de polímero fundido sobre el precursor del compuesto que se mueve relativamente respecto al menos una ranura de la boquilla de la extrusora a una velocidad Vp.c.;
siendo Vdes < Vp.c.. En particular Vp.c. es preferiblemente superior a Vdes por un factor comprendido en un intervalo de 5 a 200, preferiblemente en un intervalo de 7 a 150, con mayor preferencia en un intervalo de 10 a 50 y sobre todo en un intervalo de 15 a 35. La Vp.c. es preferiblemente superior al menos a 100 m/min, con mayor preferencia al menos a 200 m/min y sobre todo al menos a 350 m/min, pero normalmente no superior a 1300 m/min. Una vez aplicada sobre el precursor del compuesto mediante el proceso de estiramiento descrito anteriormente, la capa fundida se deja enfriar para que solidifique, de modo que este enfriamiento puede tener lugar preferiblemente mediante el contacto con una superficie que se mantiene a una temperatura comprendida en un intervalo de 5 a 50°C, con especial preferencia en un intervalo de 10 a 30°C. Como se ha descrito anteriormente, después de la solidificación puede ser particularmente conveniente someter el material compuesto laminado a un tratamiento térmico, al menos por la parte donde haya al menos un orificio, a fin de suprimir la orientación de los polímeros.
Según otra forma de ejecución preferida, la superficie descargada se enfría a una temperatura inferior a la temperatura de fusión más baja de los polímeros incluidos en esta superficie o en sus bordes y después se separan al menos los bordes de esta superficie. El enfriamiento puede llevarse a cabo de cualquier forma conocida que parezca adecuada al especialista en la materia para este propósito. La solidificación descrita anteriormente también se prefiere en este caso. A continuación se separan al menos los bordes de la superficie. Esta separación se puede efectuar de cualquier forma conocida que parezca adecuada al especialista en la materia para este propósito. La separación tiene lugar preferiblemente mediante cuchillas, rayo láser o chorro de agua, o mediante una combinación de dos de estos medios, prefiriéndose particularmente el uso de cuchillas, en particular de cuchillas con un tipo de corte similar a una tijera.
Plegado del compuesto laminado
En relación con el proceso 2 según la presente invención para la producción de un recipiente en blanco, el plegado se realiza preferiblemente en un intervalo de temperatura de 10 hasta 50°C, preferiblemente en un intervalo de 15 a 45°C y con especial preferencia en un intervalo de 20 a 40°C, lo cual es factible si el material compuesto laminado tiene una temperatura comprendida en los intervalos citados anteriormente. Una herramienta de plegado, preferiblemente junto al material compuesto laminado, tiene preferiblemente una temperatura comprendida en los intervalos anteriormente citados. Para ello la herramienta de plegado no dispone de calefacción, sino más bien, la herramienta de plegado o el compuesto laminado o ambos se pueden enfriar. Así, el plegado se realiza preferiblemente en frío a una temperatura máxima de 50°C y en la etapa (c) la unión tiene lugar preferiblemente por termosellado a una temperatura superior a 50°C, preferiblemente superior a 80°C y con especial preferencia superior a 120°C. Las condiciones anteriormente expuestas y, en particular las temperaturas, también son aplicables preferiblemente en las inmediaciones del plegado, por ejemplo en el armazón de la herramienta de plegado. En otra forma de ejecución del proceso 2 según la presente invención, el plegado en frío, o el plegado en frío en combinación con el termosellado, tiene lugar preferiblemente en ángulos p, formados durante el plegado, inferiores a 100°, preferiblemente inferiores a 90°, con especial preferencia inferiores a 70° y sobre todo inferiores a 50°. El ángulo p está formado por dos superficies de plegado adyacentes.
En el proceso según la presente invención se entiende por “plegado” una operación por la cual se genera un pliegue en el material compuesto laminado, preferiblemente alargado, que forma un ángulo mediante un borde de plegado de una herramienta plegadora. Para ello se doblan con frecuencia dos superficies adyacentes de un compuesto laminado cada vez más entre sí. El plegado produce al menos dos superficies plegadas adyacentes, que luego se pueden unir, al menos en áreas parciales, formando un receptáculo. Según la presente invención, la unión se puede llevar a cabo por cualquier medio que parezca adecuado al especialista en la materia y que permite una unión tan hermética como sea posible a los gases y al agua. La unión se puede realizar sellando o encolando o combinando los dos sistemas. En el caso del sellado, la unión es creada por un líquido y su solidificación. En el caso del encolado, por los enlaces químicos que producen la forma de unión entre las interfaces o las superficies de los dos objetos juntos. En el caso del sellado o del encolado suele ser conveniente apretar entre sí las superficies unidas.
La temperatura de sellado se elige preferiblemente de modo que el polímero o polímeros termoplásticos que participan en la unión, preferiblemente los polímeros de las capas poliméricas, se encuentren en estado fundido. Por lo tanto, las temperaturas de sellado están al menos 1 K, preferiblemente al menos 5 K y con especial preferencia al menos 10 K por encima de la temperatura de fusión del respectivo polímero. Por otra parte, la temperatura de sellado no debe ser demasiado alta para no sobrecargar innecesariamente los polímeros y dañar las propiedades intrínsecas del material.
En otra forma de ejecución del proceso 2 según la presente invención es preferible que las superficies del pliegue formen un ángulo p inferior a 90°, preferiblemente inferior a 45° y con especial preferencia inferior a 20°. Las superficies de los pliegues se doblan a menudo hasta quedar una sobre otra al final del plegado. Esto es conveniente, sobre todo, si las superficies superpuestas del pliegue se unen posteriormente entre sí para formar la base del recipiente y la parte superior del recipiente, que tiene forma de hastial o también plana. Respecto a la configuración en hastial puede verse como referencia, por ejemplo, la patente WO 90/09926 A2.
Productos alimenticios
Como producto alimenticio son posibles todos los productos alimenticios conocidos del especialista en la materia para consumo humano y también para alimentación animal. Los productos alimenticios preferidos son líquidos por encima de los 5°C, como por ejemplo productos lácteos, sopas, salsas y bebidas no carbonatadas. El recipiente o el recipiente en blanco se pueden llenar de varias maneras. Por una parte, antes del llenado, el producto alimenticio y el recipiente o el recipiente en blanco se pueden esterilizar por separado, siempre que sea posible, mediante métodos adecuados, como el tratamiento del recipiente o del recipiente en blanco con H2O2 , radiación UV u otra radiación idónea de gran energía, tratamiento con plasma o una combinación de al menos dos de ellos, y calentando el producto alimenticio y luego envasándolo en el recipiente o en el recipiente en blanco. Este tipo de llenado se denomina a menudo “envasado aséptico” y se prefiere según la presente invención. Además del envasado aséptico o en lugar de él se ha generalizado el procedimiento para reducir el recuento de gérmenes, que consiste en calentar el recipiente o el recipiente en blanco después de haberlo llenado con un producto alimenticio. Esto se lleva a cabo preferiblemente mediante pasteurización o autoclavado. Este procedimiento permite emplear productos alimenticios y recipientes o recipientes en blanco menos estériles.
Recipiente
El recipiente según la presente invención puede tener varias formas diferentes. No obstante, se prefiere una estructura básicamente cúbica. El recipiente se puede conformar completamente a partir del compuesto laminado o puede tener una estructura de dos o varias piezas. En el caso de una estructura de varias piezas cabe la posibilidad de usar otros materiales, como plástico, por ejemplo, en particular para la base y la parte superior del recipiente, además del material compuesto laminado. Sin embargo es preferible que la superficie del recipiente esté formada por al menos un 50%, con mayor preferencia por al menos un 70% y sobre todo por menos un 90% del material compuesto laminado. El recipiente también puede tener un dispositivo para vaciar su contenido, el cual puede ser de plástico, por ejemplo, y estar unido al exterior del recipiente. También cabe la posibilidad de integrar este dispositivo en el recipiente mediante
moldeo por inyección directa. Según una forma de ejecución preferida, el recipiente conforme a la presente invención tiene al menos uno, preferiblemente 4 hasta 22 o más bordes, con especial preferencia 7 hasta 12 bordes. En el sentido de la presente invención, los “bordes” constituyen los cantos formadas al plegar una superficie. Por ejemplo, podemos definir como “bordes” las partes de contacto alargadas entre las superficies contiguas de dos paredes del recipiente. Las paredes del recipiente son preferiblemente las superficies del mismo enmarcadas por bordes. El interior de un recipiente según la presente invención contiene preferiblemente un producto alimenticio.
Precursor de recipiente
Un precursor de recipiente preferido tiene la forma de una carcasa o de un tubo o ambas formas. Otro precursor de recipiente preferido tiene una parte superior o inferior, o ambas, abiertas. En un precursor de recipiente preferido la capa interna de polímero está girada hacia dentro.
Métodos de medición
En la presente invención se usaron los siguientes métodos de medición. Si no se indica de otra manera, las mediciones se tomaron a una temperatura ambiente de 25°C, a una presión ambiental de 100 kPa (0,986 atm) y a una humedad relativa del 50%.
Valor MFR
El valor MFR se mide según la norma ISO 1133 (si no se indica de otro modo, a 190°C y 2,16 kg).
Densidad
La densidad se mide según la norma ISO 1183-1.
Temperatura de fusión
La temperatura de fusión se determina por DSC mediante el método ISO 11357-1, -5. El aparato se calibra según las instrucciones del fabricante utilizando las siguientes mediciones:
- temperatura del indio - temperatura de inicio,
- temperatura de fusión del indio,
- temperatura de cinc - temperatura de inicio.
Índice de viscosidad de la PA
El índice de viscosidad de la PA se mide según la norma ISO 307 en ácido sulfúrico al 95%.
Velocidad de permeación del oxígeno
La velocidad de permeación del oxígeno se determina según la norma ISO 14663-2, anexo C, a 20°C y a 65% de humedad relativa
Contenido de humedad del cartón
El contenido de humedad del cartón se mide según la norma ISO 287:2009.
Adherencia
Para determinar la adherencia de dos capas adyacentes, éstas se unen a un dispositivo de ensayo de pelado a 90° -como el “accesorio de rueda giratoria alemana” de Instron - sobre un rodillo que gira durante la medición a 40 mm/min. Las muestras se han cortado previamente en tiras de 15 mm de ancho. Las capas se separan entre sí por un lado de la muestra y el extremo desprendido se fija a un dispositivo de tracción perpendicular hacia arriba, al cual se le conecta un dispositivo de medición para determinar la fuerza de tracción. Al girar el rodillo se mide la fuerza necesaria para separar las capas entre sí. Esta fuerza corresponde a la adhesión de las capas entre sí y se expresa en N/15 mm. Las capas individuales se pueden separar mecánicamente, por ejemplo, o mediante un tratamiento específico previo, por ejemplo, empapando la muestra durante 3 minutos en ácido acético al 30%, calentado a 60°C.
Máximo de absorción del grupo C=O
Para determinar un máximo de absorción del grupo C=O se realiza una medición por espectroscopía infrarroja-ATR a) Preparación de la capa promotora de adhesión
Para ello se prepara en primer lugar el material compuesto laminado que incluye la capa promotora de adhesión. Con un microtomo se hace un corte perpendicular en la dirección de la secuencia de capas del material compuesto y a través de ella.
b) Preparación del conjunto de partículas poliméricas
Para la medición de una partícula de polímero se requiere una superficie lisa, que se obtiene mediante un corte con una cuchilla a través de la partícula polimérica. La superficie obtenida debe cubrir totalmente el área de medición del espectroscopio. La muestra se coloca con la superficie cortada sobre la superficie de medición y se aprieta firmemente sobre ella. Para determinar la absorción máxima del grupo C=O de varias partículas de polímero, se seleccionan al azar 10 partículas de polímero del conjunto de partículas poliméricas y se miden del modo aquí descrito. A partir de los 10 resultados de medición se calcula un promedio, que representa el resultado del conjunto.
c) Espectroscopía infrarroja-ATR
El plano del corte se analiza mediante un microscopio FT-IR (Thermo Scientific Nicolet ™ iN ™ 10 MX, microscopio de escaneo infrarrojo de Thermo Fisher Scientific Inc.). Aquí, en el caso de una medición sobre una capa promotora de adhesión, la posición de la superficie externa de la capa promotora de adhesión se determina identificando la capa de barrera. En la posición identificada previamente se registra un espectro ATR de la muestra analizada en un intervalo de longitud de onda de 2000 a 1000 cm-1, con una resolución de 4 cm-1. La figura 7, descrita a continuación con mayor detalle, ilustra una serie de dichos espectros para diferentes mediciones. El espectro incluye un primer máximo de la absorción/absorbancia medido en el intervalo de longitud de onda de 1650 a 1750 cm-1. Este primer máximo es debido a la oscilación de los grupos C=O. Además, el espectro incluye otro máximo en el intervalo de longitud de onda de 1400 a 1500 cm-1. Este otro máximo corresponde a la oscilación de CH2. El máximo de absorción del grupo C=O se determina como la relación entre el primer máximo y el máximo adicional. Por tanto la vibración de C=O se normaliza respecto a la oscilación de CH2 del mismo espectro. Esta oscilación de C=O normalizada es el máximo de absorción adimensional del grupo C=O que debe determinarse.
Máximo de absorción del grupo C=O = Imáx (1650 - 1750 cm'1) / Imáx (1400 - 1500 cm'1)
En una capa promotora de adhesión según la presente invención se obtienen distintas alturas de los primeros máximos en diferentes posiciones de medición a diferentes distancias de la superficie externa de la capa promotora de adhesión, siendo los máximos adicionales (oscilación de CH2) aproximadamente constantes. Por lo tanto el término máximo de absorción del grupo C=O se refiere a los máximos normalizados de C=O en diferentes espectros, que fueron medidos en diferentes posiciones de medición o con muestras distintas (por ejemplo, con diferentes granulados).
La presente invención se ilustra seguidamente con ejemplos y figuras que no implican ninguna limitación de la misma. Se representa:
Figura 1 un corte esquemático a través de una secuencia de capas de un compuesto laminado según la presente invención;
Figura 2 un corte esquemático a través de una secuencia de capas de otro compuesto laminado según la presente invención;
Figura 3 un corte esquemático a través de una secuencia de capas de otro compuesto laminado según la presente invención;
Figura 4 resultados de medición de los máximos de absorción del grupo C=O de una capa promotora de adhesión según la presente invención, en función de la distancia entre la posición de medición y la superficie externa de la capa promotora de adhesión;
Figura 5a) una función escalonada esquemática de los máximos de absorción del grupo C=O de una capa promotora de adhesión según la presente invención en una posición sobre una línea recta, desde la superficie externa de la capa promotora de adhesión hasta la superficie interna de la capa promotora de adhesión; Figura 5b) un corte esquemático a través de una secuencia de capas de un compuesto laminado según la presente invención, con una línea recta a lo largo de la cual se pueden medir los máximos de absorción del grupo C=O representados en la figura 5a);
Figura 6 una función escalonada esquemática de los máximos de absorción del grupo C=O de otra capa promotora de adhesión según la presente invención a una distancia de la superficie externa de la capa promotora de adhesión;
Figura 7 espectros ATR-IR de varios polímeros;
Figura 8 una representación esquemática de un precursor de recipiente según la presente invención;
Figura 9 una representación esquemática de un recipiente;
Figura 10 un diagrama de flujo de un proceso para elaborar un compuesto laminado según la presente invención; Figura 11 un diagrama de flujo de un proceso para elaborar un precursor de recipiente según la presente invención; Figura 12 un diagrama de flujo de un proceso para elaborar un recipiente según la presente invención; y Figura 13 un diagrama de flujo de otro método para elaborar un recipiente según la presente invención.
La figura 1 muestra un corte esquemático a través de una secuencia de capas de un compuesto laminado 100 según la presente invención. El compuesto laminado 100 consta de la siguiente secuencia de capas: una capa externa de
polímero 101, seguida de una capa soporte 102, seguida de una capa de polietileno 103, seguida de una capa de barrera 104, seguida de una capa promotora de adhesión 105, seguida de una capa interna de polímero 106. La capa promotora de adhesión 105 tiene una superficie externa promotora de adhesión 107 y una superficie interna promotora de adhesión 108. La superficie externa promotora de adhesión 107 limita con la capa de barrera 104 y se caracteriza por un primer máximo de absorción del grupo C=O. La superficie interna promotora de adhesión 108 es adyacente a la capa interna de polímero 106 y se caracteriza por un segundo máximo de absorción del grupo C=O. Además, la superficie interna promotora de adhesión 108 está a una primera distancia 109 de la superficie externa promotora de adhesión 107. La primera distancia 109 es de 100 pm. El primer máximo de absorción del grupo C=O asciende a 1,7. El segundo máximo de absorción del grupo C=O asciende a 0,22. La capa externa de polímero 101 se compone de un 100% en peso de un LDPE, respecto a la capa externa de polímero 101, y tiene un gramaje de 20 g/m2 La capa soporte 102 tiene un gramaje de 210 g/m2 y está formada por el cartón de envasado de líquidos Stora Enso Natura T dúplex de la compañía Stora Enso AG. La capa soporte 102 se caracteriza por un doble recubrimiento, un valor Scott Bond de 200 J/m2 y un contenido de humedad residual del 7,5%. La capa de polietileno 103 tiene un gramaje de 22 g/m2 y está formada por un LDPE. Entre la capa de polietileno 103 y la capa de barrera 104 (no representada) puede haber otra capa constituida al 100% en peso por Novex® M21N430 de Ineos Koln GmbH, con un gramaje de 3 g/m2. La capa de barrera 104 tiene un espesor de 6 pm y está formada por el aluminio EN AW 8079 de Hydro Aluminium Deutschland GmbH. La capa promotora de adhesión 105 tiene un gramaje de 90 g/m2, un espesor de 100 pm y consta de un 50% en peso respectivamente, referido al peso total de la capa promotora de adhesión 105, de Escor™ 5100 de Exxon Mobil Corporation y Novex® M21N430 de Ineos Koln GmbH. La capa promotora de adhesión 105 se produjo mediante coextrusión. Para ello se preparó primero un polímero fundido de Escor™ 5100 y un polímero fundido de Novex® M21N430. Los dos polímeros fundidos se juntaron y se pusieron en contacto en un bloque de alimentación. Las masas fundidas de polímero unidas se extruyeron conjuntamente sobre la capa de barrera 104. De esta manera, al formarse la capa promotora de adhesión 105 se produjo una mezcla parcial de Escor™ 5100 y Novex® M21N430 fundidos en una sección de transición. Fuera de la sección de transición, la capa promotora de adhesión 105 consta principalmente de Escor™ 5100 por la parte contigua a la capa de barrera 104 y principalmente de Novex® M21N430 por la parte contigua a la capa interna de polímero 106. La capa interna de polímero 106 tiene un gramaje de 22 g/m2, un espesor de 10 pm y está formada por una mezcla de PE. La mezcla de PE comprende aproximadamente un 80% en peso de un mLDPE y un 20% en peso de un LDPE, respecto a la mezcla de PE.
La figura 2 muestra un corte esquemático a través de una secuencia de capas de otro compuesto laminado 100 según la presente invención. El compuesto laminado 100 de la figura 2 es el compuesto laminado 100 de la figura 1, pero con una capa promotora de adhesión 105 diferente. La capa promotora de adhesión 105 tiene una superficie externa promotora de adhesión 107 y una superficie interna promotora de adhesión 108. La superficie externa 107 de la capa promotora de adhesión es contigua a la capa de barrera 104 y se caracteriza por un primer máximo de absorción del grupo C=O. La superficie interna 108 de la capa promotora de adhesión es adyacente a la capa interna de polímero 106 y se caracteriza por un segundo máximo de absorción del grupo C=O. Además, la superficie interna 108 de la capa promotora de adhesión está a una primera distancia 109 de la superficie externa 107 de la capa promotora de adhesión. La primera distancia 109 es de 100 pm. El primer máximo de absorción del grupo C=O asciende a 1,7. El segundo máximo de absorción del grupo C=O asciende a 0,22. La capa promotora de adhesión 105 se caracteriza además porque tiene un tercer nivel máximo de absorción del grupo C=O en un primer nivel 201 de la capa situado a una segunda distancia 202 de 50 pm de la superficie externa 107 de la capa promotora de adhesión. El tercer máximo de absorción del grupo C=O asciende a 0,9. La capa promotora de adhesión 105 tiene un gramaje de 90 g/m2 y consta de un 33,3% en peso, respectivamente, referido al peso total de la capa promotora de adhesión 105, de Escor™ 5100 de Exxon Mobil Corporation, Escor™ 6000 de Exxon Mobil Corporation y Novex® M21N430 de Ineos Koln GmbH. La capa promotora de adhesión 105 se produjo mediante coextrusión. Para ello se preparó primero un polímero fundido de Escor™ 5100, un polímero fundido de Escor™ 6000 y un polímero fundido de Novex® M21N430. Los tres polímeros fundidos se juntaron y se pusieron en contacto en un bloque de alimentación. Las masas fundidas de polímero unidas se extruyeron juntas sobre la capa de barrera 104. De este modo, al formarse la capa 105 promotora de adhesión, se produjo una mezcla parcial de Escor™ 5100 y Escor™ 6000 fundidos en una sección de transición; y de Escor™ 6000 y Novex® M21N430 en otra sección de transición. Fuera de las secciones de transición, la capa promotora de adhesión 105 consta principalmente de Escor™ 5100 por la parte contigua a la capa de barrera 104, principalmente de Escor™ 6000 en la parte central y principalmente de Novex M21N430 por la parte contigua a la capa interna de polímero 106.
La figura 3 muestra un corte esquemático a través de una secuencia de capas de otro compuesto laminado 100 según la presente invención. El compuesto laminado 100 de la figura 3 es el compuesto laminado 100 de la figura 1, pero con una capa promotora de adhesión 105 diferente. La capa promotora de adhesión 105 tiene una superficie externa promotora de adhesión 107 y una superficie interna promotora de adhesión 108. La superficie externa 107 de la capa promotora de adhesión es contigua a la capa de barrera 104 y se caracteriza por un primer máximo de absorción del grupo C=O. La superficie interna 108 de la capa promotora de adhesión es adyacente a la capa interna de polímero 106 y se caracteriza por un segundo máximo de absorción del grupo C=O. Además, la superficie interna 108 de la capa promotora de adhesión está a una primera distancia 109 de la superficie externa 107 de la capa promotora de adhesión. La primera distancia 109 es de 100 pm. El primer máximo de absorción del grupo C=O asciende a 1,9. El segundo máximo de absorción del grupo C=O asciende a 0,2. La capa promotora de adhesión 105 se caracteriza además porque tiene un tercer nivel máximo de absorción del grupo C=O en un primer nivel 201 de la capa situado a una segunda distancia 202 de 25 pm de la superficie externa 107 de la capa promotora de adhesión. El tercer máximo de absorción del grupo C=O asciende a 0,9. La capa promotora de adhesión 105 se caracteriza además porque tiene
un cuarto máximo de absorción del grupo C=O en otro nivel 301 de la capa que está a una tercera distancia 302 de 75 |jm de la superficie externa 107 de la capa promotora de adhesión. El cuarto máximo de absorción del grupo C=O asciende a 0,5. La capa promotora de adhesión 105 tiene un gramaje de 100 g/m2 y está formada por un 25% en peso, respectivamente, referido al peso total de la capa promotora de adhesión 105, de Escor™ 5100 de Exxon Mobil Corporation, Escor™ 6000 de Exxon Mobile Corporation, Novex® M23N430 de Ineos Koln GmbH y Novex® M21N430 de Ineos Koln GmbH. La capa promotora de adhesión 105 se produjo por coextrusión. Para ello se preparó primero un polímero fundido de Escor™ 5100, Escor™ 6000, Novex® M23N430 y Novex® M21N430 respectivamente. Los cuatro polímeros fundidos se juntaron y se pusieron en contacto en un bloque de alimentación. Las masas fundidas de polímero unidas se extruyeron juntas sobre la capa de barrera 104. Así, al formarse la capa 105 promotora de adhesión, se produjo una mezcla parcial de Escor™ 5100 y Escor™ 6000 fundidos en una sección de transición; de Escor™ 6000 y Novex® M23N430 fundidos en una segunda sección de transición; y de Novex® M23N430 y Novex® M21N430 en una tercera sección de transición. Fuera de las secciones de transición, la capa promotora de adhesión 105 consta principalmente de Escor™ 5100 por la parte contigua a la capa de barrera 104, principalmente de Novex® M23N430 en una parte que sigue a la parte interna 108 de la capa promotora de adhesión y principalmente de Novex® M21N430 por la parte contigua a la capa interna de polímero 106.
La figura 4 muestra los resultados de medición de los máximos de absorción del grupo C=O de una capa promotora de adhesión 105 según la presente invención, en función de la distancia entre la posición de medición y la superficie externa 107 de la capa promotora de adhesión. La posición de medición a la distancia 0 está ubicada en la superficie externa 107 de la capa promotora de adhesión. La posición de medición a la distancia de 100 jm está ubicada en una superficie interna 108 de la capa promotora de adhesión. La figura 4 muestra que el máximo de absorción del grupo C=O disminuye dentro de la capa promotora de adhesión 105, desde su superficie externa 107 hasta su superficie interna 108.
La figura 5a) muestra una función escalonada esquemática de los máximos de absorción del grupo C=O de una capa promotora de adhesión 105 según la presente invención, en una posición sobre una línea recta 501, desde la superficie externa 107 de la capa promotora de adhesión hasta la superficie interna 108 de la capa promotora de adhesión. La posición 0 corresponde a la cara externa 107 de la capa promotora de adhesión. La línea de puntos en la figura 5a) marca la posición correspondiente a la superficie interna 108 de la capa promotora de adhesión. La función escalonada comprende 3 niveles 500 y disminuye monótonamente, pero no estrictamente de manera monótona. El primer máximo de absorción del grupo C=O se encuentra en el primer 500 (primero desde la izquierda). Debajo del tercer nivel 500 (valor en la posición de la superficie interna de la capa promotora de adhesión) está el segundo máximo de absorción del grupo C=O. En el segundo nivel 500 (segundo desde la izquierda) se encuentra el tercer máximo de absorción del grupo C=O. En el tercer nivel 500 (tercero desde la izquierda) se encuentra el cuarto máximo de absorción del grupo C=O. Los valores mostrados en la figura 5a) pertenecen a la capa promotora de adhesión 105 del compuesto laminado 100 en la figura 5b).
La figura 5b) muestra un corte esquemático a través de una secuencia de capas de un material compuesto laminado 100 según la presente invención, con una línea 501 a lo largo del cual se pueden medir los máximos de absorción del grupo C=O representados en la figura 5a). La capa externa de polímero 101, la capa soporte 102, la capa de polietileno 103, la capa de barrera 104 y la capa interna de polímero 106 son similares a las descritas en la figura 1. La capa promotora de adhesión 105 está compuesta por 4 copolímeros distintos de etileno-ácido acrílico (EAA). Para producir la capa promotora de adhesión 105 se coextruyeron los 4 copolímeros de EAA distintos. En este caso el contenido de ácido acrílico disminuye del primer copolímero fundido al segundo copolímero fundido, al tercer copolímero fundido y al cuarto copolímero fundido.
La figura 6 muestra una función escalonada esquemática de los máximos de absorción del grupo C=O de otra capa promotora de adhesión 105 conforme a la presente invención, a una distancia de la superficie externa 107 de la capa promotora de adhesión. La distancia 0 corresponde a la superficie externa 107 de la capa promotora de adhesión. La línea de puntos en la figura 6 marca la distancia correspondiente a la superficie interna 108 de la capa promotora de adhesión. La función escalonada comprende 4 niveles 500 y disminuye monótonamente, pero no estrictamente de manera monótona. La capa promotora de adhesión 105 está compuesta por 5 copolímeros de etileno-ácido metacrílico diferentes (EMAA). Para producir la capa promotora de adhesión 105 se coextruyeron los 5 copolímeros fundidos de EMAA diferentes. En este caso el contenido de ácido metacrílico disminuye del primer copolímero fundido al segundo copolímero fundido, al tercer copolímero fundido, al cuarto copolímero fundido y al quinto copolímero fundido.
La figura 7 muestra los espectros ATR-IR de varios polímeros. Los contenidos de ácido acrílico o de ácido metacrílico de los diversos copolímeros (de etileno ácido acrílico (EAA) y etileno metacrílico ácido (EMAA) como comonómeros) están indicados entre paréntesis. Los espectros representados se registraron de los copolímeros puros, no de la capa promotora de adhesión 105 según la presente invención. La figura 7 es meramente ilustrativa de la espectroscopía infrarroja ATR. La medición se realizó en un intervalo de longitud de onda de 2000 a 1000 cm-1, con una resolución de 4 cm-1. Los picos en el intervalo de longitud de onda 1750-1650 cirr1 son generados por la oscilación de los grupos C=O. Además, la figura 7 incluye otro grupo de picos en el intervalo de longitud de onda de 1400 a 1500 cirr1. Estos otros picos corresponden a la oscilación de CH2. El máximo de absorción del grupo C=O de cada espectro se define como la relación entre la altura del pico en el intervalo de longitud de onda de 1750 a 1650 cirr1 y la altura del pico en el intervalo de longitud de onda de 1400 a 1500 cirr1. Por lo tanto, la oscilación de C=O está normalizada en el mismo
espectro respecto a la oscilación de CH2. Esta oscilación de C=O normalizada es el máximo de absorción adimensional del grupo C=O que debe determinarse. Como puede verse, las alturas de los picos difieren en el intervalo de longitud de onda de 1750 a 1650 cm-1 entre los diversos copolímeros, mientras que las alturas de los picos en el intervalo de longitud de onda de 1400 a 1500 cm-1 son aproximadamente constantes.
La figura 8 muestra una representación esquemática de un precursor de recipiente 800 según la presente invención. El precursor 800 del recipiente está formado por el compuesto laminado 100 de la figura 1. Además, el precursor 800 del recipiente tiene un pliegue 801 formado por una primera superficie de plegado 802 y una segunda superficie de plegado 803 adyacentes. La primera superficie de plegado 802 y la segunda superficie de plegado 803 se solapan mutuamente y se unen entre sí mediante un sellado en una sección 804. La sección de sellado 804 constituye una costura longitudinal del precursor 800 del recipiente. El precursor 800 del recipiente según la figura 8 tiene forma de carcasa.
La figura 8 muestra una representación esquemática de un recipiente 900 según la presente invención. El recipiente 900 está cerrado y encierra un espacio interior 901 que contiene zumo de anacardo como producto alimenticio. Las paredes del recipiente 900 están formadas por el compuesto laminado según la figura 2.
La figura 10 muestra un diagrama de flujo del proceso 1000 según la presente invención para producir un material compuesto laminado 100. El proceso 1000 incluye una etapa a) 1001 que proporciona un precursor del compuesto formado por la siguiente secuencia de capas:
una capa externa de polímero 101, una capa soporte 102 que sigue a la capa externa de polímero 101, una capa de polietileno 103 que sigue a la capa soporte, una capa adicional de polímero que sigue a la capa de polietileno y una capa de barrera 104 que sigue a la capa adicional de polímero. La capa externa de polímero 101 está compuesta al 100% en peso por un LDPE y tiene un gramaje de 20 g/m2. La capa soporte 102 tiene un gramaje de 210 g/m2 y está formada por el cartón de envasado de líquidos Stora Enso Natura T dúplex de la compañía Stora Enso AG. La capa soporte 102 se caracteriza por un doble recubrimiento, un valor de Scott Bond de 200 J/m2 y un contenido de humedad residual del 7,5%. La capa de polietileno 103 se caracteriza por un gramaje de 22 g/m2 y está formada por un LDPE. La capa de polímero adicional consta al 100% en peso de Novex M21N430 de Ineos Koln GmbH y tiene un gramaje de 3 g/m2. La capa de barrera 104 tiene un espesor de 6 pm y está formada por aluminio EN AW 8079 de Hydro Aluminium Deutschland GmbH. En una etapa b) 1002 del proceso 1000 la capa de barrera 104 se recubre con una capa promotora de adhesión 105 por el lado opuesto a la capa soporte 102, lo cual tiene lugar por coextrusión de 3 copolímeros de etileno-ácido acrílico o de etileno-ácido metacrílico de distinto contenido de ácido acrílico o de ácido metacrílico. Los 3 copolímeros de etileno-ácido acrílico son Escor™ 5100 de Exxon Mobil Corporation, Escor™ 6000 de Exxon Mobile Corporation y Novex® M21N430 de Ineos Koln GmbH. La capa promotora de adhesión 105 se aplica sobre la capa de barrera 104 coextruyendo los 3 copolímeros fundidos mencionados anteriormente. En una etapa c) 1003 del proceso, la capa promotora de adhesión 105 se recubre por extrusión con una capa interna de polímero 106 por el lado opuesto a la capa de barrera 104. La capa interna de polímero 106 tiene un gramaje de 10 g/m2, un espesor de 10 pm y está formada por una mezcla de PE. La mezcla de PE comprende el 70% en peso de un mLDPE y el 30% de peso de un LDPE, referido respectivamente a la mezcla de PE. De este modo se obtiene una capa promotora de adhesión 105 que tiene una superficie externa 107 de la capa promotora de adhesión y una superficie interna 108 de la capa promotora de adhesión. La superficie externa 107 de la capa promotora de adhesión es adyacente a la capa de barrera 104 y se caracteriza por un primer máximo de absorción del grupo C=O. La superficie interna 108 de la capa promotora de adhesión es adyacente a la capa interna de polímero 106 y se caracteriza por un segundo máximo de absorción del grupo C=O. Además, la superficie interna 108 de la capa promotora de adhesión se encuentra a una primera distancia 109 a la superficie externa 107 de la capa promotora de adhesión. La primera distancia 109 es de 100 pm. El primer máximo de absorción del grupo C=O asciende a 1,7. El segundo máximo de absorción del grupo C=O asciende a 0,2. La capa promotora de adhesión 105 se caracteriza además por tener un tercer nivel máximo de absorción del grupo C=O en un primer nivel 201 de la capa, a una segunda distancia 202 de 50 pm desde la superficie externa 107 de la capa promotora de adhesión. El tercer máximo de absorción del grupo C=O asciende a 0,9. La capa promotora de adhesión 105 tiene un gramaje de 90 g/m2.
La figura 11 muestra un diagrama de flujo de un proceso 100 de la presente invención para fabricar un precursor de recipiente 800. El proceso 1100 consta de una etapa de proceso a) 1101: preparar un material compuesto laminado 100 según la figura 1; una etapa de proceso b) 1102: plegar el material compuesto laminado 100 formando un pliegue 801 con al menos dos superficies de plegado contiguas 802 y 803; y una etapa de proceso c) 1103: unir al menos una sección parcial 804 de al menos las dos superficies de plegado 802, 803 con la otra sección parcial 804 mediante un sellado. En la etapa c) 1103 del proceso se forma la costura longitudinal del precursor 800 del recipiente. En la etapa b) 1102 el plegado se realiza en frío y en la etapa c) el sellado se efectúa en caliente mediante ultrasonidos transmitidos a través de un sonotrodo.
La figura 12 muestra un diagrama de flujo de un proceso 1200 según la presente invención para producir un recipiente 900 según la figura 9. El método 1200 consta de una etapa de proceso a) 1201: aportar un precursor 800 del recipiente. El precursor 800 del recipiente está formado por el material compuesto laminado 100 según la figura 2. Además, el precursor 800 del recipiente presenta un pliegue 801 con unas superficies de plegado contiguas 802 y 803. Las dos superficies contiguas de plegado 802, 803 en el pliegue 801 se solapan en una sección de sellado 804. En la sección 804 hay una unión sellada entre las dos superficies de plegado 802 y 803. El precursor del recipiente tiene forma de
tubo. En una etapa de proceso b) 1202 del proceso 1200, el precursor del recipiente 800 se tapa con una herramienta de cierre. Para ello, el precursor del recipiente 800 se comprime lateralmente, se fija y una parte del precursor tubular 800 del recipiente se separa en la dirección del tubo. En esta parte se forma una sección inferior por plegado y sellado o encolado, que queda cerrada. De este modo se obtiene un recipiente abierto. En el recipiente abierto se forma una sección superior inferior por plegado y sellado o encolado, que se cierra para obtener el recipiente cerrado 900.
La figura 13 muestra un diagrama de flujo de otro proceso 1200 para producir un recipiente 900 según la presente invención. El proceso 1200 de la figura 13 es el mismo proceso de la figura 12, pero comprende una etapa de proceso adicional 1301 entre las etapas de proceso a) 1201 y b) 1202. En la etapa adicional de proceso 1301 se introduce en precursor 800 del recipiente un producto alimenticio, un caldo de jamón. El llenado tiene lugar antes de la separación de la parte del precursor tubular 800 del recipiente.
Relación de números de referencia
100 compuesto laminado según la presente invención
101 capa externa de polímero
102 capa soporte
103 capa de polietileno
104 capa de barrera
105 capa promotora de adhesión
106 capa interna polímero
107 superficie externa de la capa promotora de adhesión
108 superficie interna de la capa promotora de adhesión
109 primera distancia
201 primer nivel de capa
202 segunda distancia
301 nivel de capa adicional
302 tercera distancia
500 nivel
501 línea recta desde la superficie externa de la capa promotora de adhesión hasta la superficie interna de la capa promotora de adhesión
800 precursor de recipiente según la presente invención
801 pliegue
802 primera superficie plegada
803 segunda superficie plegada
804 sección de sellado
900 recipiente cerrado según la presente invención
901 espacio interior
1000 proceso para elaborar un compuesto laminado según la presente invención
1001 etapa a) del proceso para producir un compuesto laminado
1002 etapa b) del proceso para producir un compuesto laminado
1003 etapa c) del proceso para producir un compuesto laminado
1100 proceso para elaborar un precursor del recipiente según la presente invención
1101 etapa a) del proceso para elaborar un precursor del recipiente
1102 etapa b) del proceso para elaborar un precursor del recipiente
1103 etapa c) del proceso para elaborar un precursor del recipiente
1200 proceso para elaborar un recipiente según la presente invención
1201 etapa a) del proceso para elaborar un recipiente
1202 etapa b) del proceso para elaborar un recipiente
1301 etapa del proceso para llenar el recipiente con un producto alimenticio
Claims (20)
1. Un material compuesto laminado (100), formado por una secuencia capas que comprende:
a) una capa externa de polímero (101),
b) una capa soporte (102) tras la capa externa de polímero (101),
c) una capa de barrera (104) tras la capa soporte (102),
d) una capa promotora de adhesión (105) tras la capa de barrera (104), y
e) una capa interna de polímero (106) tras la capa promotora de adhesión (105); donde la capa promotora de adhesión (105) tiene una superficie externa (107) de la capa promotora de adhesión y una superficie interna (108) de la capa promotora de adhesión; de modo que la superficie externa (107) de la capa promotora de adhesión i) es adyacente a la capa de barrera (104), y
ii) se caracteriza por un primer máximo de absorción del grupo C=O;
de modo que la superficie interna (108) de la capa de la capa promotora de adhesión
A) es adyacente a la capa interna de polímero (106),
B) se caracteriza por un segundo máximo de absorción del grupo C=O, y
C) tiene una primera distancia (109) a la superficie externa (107) de la capa promotora de adhesión, donde el primer máximo de absorción del grupo C=O es mayor que el segundo máximo de absorción del grupo C=O.
2. El material compuesto laminado (100) según la reivindicación 1, cuya capa promotora de adhesión (105) tiene un tercer máximo de absorción del grupo C=O en un primer nivel (201) a una segunda distancia (202) de la superficie externa (107) de la capa promotora de adhesión;
de modo que la segunda distancia (202) es el 5 hasta el 95% de la primera distancia (109); donde el tercer máximo de absorción del grupo C=O
a) es menor que el primer máximo de absorción del grupo C=O, y
b) es mayor que el segundo máximo de absorción del grupo C=O.
3. El material compuesto laminado (100) según la reivindicación 1 o 2, en el cual el primer máximo de absorción del grupo C=O está comprendido en un intervalo de 0,1 hasta 5.
4. El material compuesto laminado (100) según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual el segundo máximo de absorción del grupo C=O está comprendido en un intervalo de 0 hasta 1.
5. El material compuesto laminado (100) según una de las reivindicaciones 2 a 4, en el cual el tercer máximo de absorción del grupo C=O está comprendido en un intervalo de 0,015 hasta 4,5.
6. El material compuesto laminado (100) según una de las reivindicaciones 2 a 5, en el cual la segunda distancia (202) es el 5 hasta el 20% de la primera distancia (109).
7. El material compuesto laminado (100) según una de las reivindicaciones 2 a 5, en el cual la segunda distancia (202) es el 50 hasta el 95% de la primera distancia (109) y
el tercer máximo de absorción del grupo C=O está comprendido en un intervalo de 0,015 hasta 1,2.
8. El material compuesto laminado (100) según una de las reivindicaciones 2 a 7, en el cual la capa adhesiva (105) tiene un cuarto máximo de absorción del grupo C=O en otro plano de la capa (301) a una tercera distancia (302) de la superficie externa (107) de la capa promotora de adhesión;
de modo que la tercera distancia (302) es mayor que la segunda distancia (202);
de modo que el cuarto máximo de absorción del grupo C=O
a) es menor que el tercer máximo de absorción del grupo C=O, y
b) es mayor que el segundo máximo de absorción del grupo C=O.
9. El material compuesto laminado (100) según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual la capa interna de polímero (106) contiene al menos un 30% en peso, respecto al peso total de la capa interna de polímero (106), de un polímero producido mediante un catalizador de metaloceno.
10. El material compuesto laminado (100) según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual la capa soporte (102) contiene un material elegido del grupo formado por cartón, cartulina y papel, o una combinación de al menos dos de ellos.
11. El material compuesto laminado (100) según una de las reivindicaciones anteriores, en el cual la capa de barrera (104) contiene un material elegido del grupo formado por un plástico, un metal y un óxido metálico, o una combinación de al menos dos de ellos.
12. Un proceso (1000) que comprende las siguientes etapas (1001, 1002, 1003):
a) preparar un precursor del material compuesto, formado por las siguientes capas:
i) una capa externa de polímero (101),
ii) una capa soporte (102) tras la capa externa de polímero, y
iii) una capa de barrera (104) tras la capa soporte (102);
b) superponer una capa promotora de adhesión (105) sobre la capa de barrera (104), por el lado opuesto a la capa soporte (102);
c) superponer una capa interna de polímero (106) sobre la capa promotora de adhesión (105), por el lado opuesto a la capa de barrera (104);
donde la capa promotora de adhesión (105) tiene una superficie externa (107) de la capa promotora de adhesión y una superficie interna (108) de la capa promotora de adhesión; donde la superficie externa (107) de la capa promotora de adhesión
A) es adyacente a la capa de barrera (104), y
B) se caracteriza por un primer máximo de absorción del grupo C=O;
donde la superficie interna (108) de la capa promotora de adhesión
I) es adyacente a la capa interna de polímero (106),
II) se caracteriza por un segundo máximo de absorción del grupo C=O, y
NI) tiene una primera distancia (109) a la superficie externa (107) de la capa promotora de adhesión;
donde el primer máximo de absorción del grupo C=O es mayor que el segundo máximo de absorción del grupo C=O.
13. El proceso (1000) según la reivindicación 12, en el cual la capa promotora de adhesión (105) tiene un tercer máximo de absorción del grupo C=O en un primer nivel (201) de la capa, a una segunda distancia (202) desde la superficie externa (107) de la capa promotora de adhesión; de modo que la segunda distancia (202) es el 5 hasta el 95% de la primera distancia (109); donde el tercer máximo de absorción del grupo C=O
a) es menor que el primer máximo de absorción del grupo C=O, y
b) es mayor que el segundo máximo de absorción del grupo C=O.
14. El proceso (1000) según las reivindicaciones 12 o 13, en el cual la superposición efectuada en la etapa b) del proceso (1002) o en la etapa c) del proceso (1003) o en ambas comprende una extrusión.
15. Un precursor (800) de recipiente formado por un material compuesto laminado (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, el cual tiene al menos un pliegue (801) con al menos dos superficies de plegado contiguas (802, 803),
de modo que al menos una sección parcial (804) de al menos las dos superficies de plegado (802, 803) está unida por sellado con la otra sección parcial (804) correspondiente.
16. Un proceso (1100) que comprende las siguientes etapas (1101, 1102, 1103):
a) preparar el material compuesto laminado (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11;
b) doblar el material compuesto laminado (100) formando un pliegue (801) con al menos dos superficies de plegado contiguas (802, 803); y
c) unir al menos una sección parcial (804) de al menos las dos superficies de plegado (802, 803) con la otra sección parcial (804) mediante un sellado.
17. El proceso (1100) según la reivindicación 16, en el cual el sellado se realiza escogiendo una de las opciones entre irradiación, contacto con un material sólido caliente, inducción de una vibración mecánica y contacto con un gas caliente, o una combinación de al menos dos de ellas.
18. Un recipiente cerrado (900) que encierra un espacio interior (901), de modo que el recipiente (900) está formado por el material compuesto laminado (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
19. Uso del material compuesto laminado (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 para la producción de un recipiente.
20. Uso del recipiente (900) según la reivindicación 18 para envasar un producto alimenticio en el recipiente (900).
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