MX2011006168A - Laminado de empaque, metodo para manufacturar el laminado de empaque y recipiente de empaque producido del mismo. - Google Patents
Laminado de empaque, metodo para manufacturar el laminado de empaque y recipiente de empaque producido del mismo.Info
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Abstract
La presente invención se relaciona con un laminado de empaque no metálico para el empaquetamiento de alimento líquido que comprende una capa central de papel o cartón, capas más externas termosellables, herméticas al líquido de poliolefina y, aplicadas sobre el lado interno de la capa de papel o cartón, una capa barrera contra gas de oxígeno formada por un revestimiento de película líquida de una composición de barrera de gas líquido y un secado posterior, la composición líquida contiene un aglutinante de polímero dispersada o disuelta en un medio líquido. El laminado además comprende una capa de una matriz de polímero a base de poliolefina con partículas inorgánicas de relleno distribuidas en el mismo y partículas inorgánicas dispersadas también en la capa de barrera contra gas de la composición de barrera contra gas líquido. La invención también se relaciona con un método para la manufactura del laminado de empaque y con un recipiente de empaque que se elabora desde el laminado de empaque.
Description
LAMINADO DE EMPAQUE, METODO PARA MANUFACTURAR EL LAMINADO DE EMPAQUE Y RECIPIENTE DE EMPAQUE PRODUCIDO DEL MISMO
Campo de la Invención
La presente invención se relaciona con un laminado de empaque no metálico para el empaquetamiento aséptico de largo plazo de alimento líquido, que comprende una capa central de papel o cartón, capas más externas termosellables , herméticas al líquido de poliolefina y, aplicadas sobre el lado interno de la capa de papel o cartón, una capa barrera contra gas de oxígeno formada por un revestimiento de película líquida de una composición de barrera de gas líquido y un secado posterior, la composición líquida contiene un aglutinante de polímero dispersada o disuelta en un medio acuoso o a base de solvente. La invención también se relaciona con un método para la manufactura del laminado de empaque y con un recipiente de empaque que se elabora desde el laminado de empaque .
Antecedentes de la Invención
Los recipientes del tipo disponible no reutilizable para alimentos líquidos se producen frecuentemente desde un laminado de empaque a base de cartoncillo o cartón. Uno de tales recipientes de empaque comúnmente usado se comercializa bajo la marca registrada Tetra Brik Aseptic® y se emplea principalmente para el empaquetamiento aséptico de
Ref . : 220457 alimentos líquidos tales como leche, jugos de fruta, etc., para venderse en ambiente de almacenamiento de largo plazo. El material de empaque en este recipiente de empaque conocido es típicamente un laminado que comprende una capa central volumétrica de papel o cartón y capas externas, herméticas a líquido de termoplásticos . Con el fin de hacer el recipiente de empaque hermético a gas, particularmente hermético a gas de oxígeno, por ejemplo con el propósito de un empaquetamiento aséptico y empaque de leche o jugo de fruta, el laminado en estos recipientes de empaque normalmente comprende por lo menos una capa adicional, lo más comúnmente posible una hoja de aluminio.
Sobre el lado interno del laminado, en este caso el lado previsto para hacer frente al contenido de alimento llenado de un recipiente producido desde el laminado, hay una capa más interna, aplicada sobre la hoja de aluminio, cuya capa más interna, interior se puede componer de una o varias partes de capas, que comprenden polímeros y/o poliolefinas adhesivos termosellables . También en el lado exterior de la capa central, hay una capa de polímero termosellable .
Los recipientes de empaque se producen generalmente por medio de máquinas de empaques de alta velocidad modernas del tipo que forman, llenan y sellan los paquetes desde una membrana o de piezas troqueladas prefabricadas de material de empaque. Los recipientes de empaque pueden así ser producidos a reconformar una membrana de material de empaque laminado en un tubo al ser unidos por los dos bordes longitudinales de la membrana uno a otro en una unión de traslape. Las capas de polímero termoplásticas termosellables internas y más externas dentro de una unión de traslape son soldadas juntas al aplicar calor. El tubo se llena con el producto alimenticio líquido previsto y de ahí es dividido en paquetes individuales en los sellos transversales repetidos del tubo en una distancia predeterminada uno de otro abajo del nivel del contenido en el tubo. Los paquetes son separados del tubo mediante incisiones a lo largo de los sellos transversales y se les proporciona una configuración geométrica deseada, normalmente un paralelepípedo, mediante una formación por doblez a lo largo de líneas de pliegue preparadas en el material de empaque .
Una capa de una hoja de aluminio en el laminado de empaque proporciona las características de barrera contra gas absolutamente superiores a la mayoría de materiales poliméricos de barrera contra gas. El laminado de empaque a base de hoja de aluminio convencional para el empaquetamiento aséptico de alimentos líquidos es el material de empaque de costo más eficiente, en su nivel de funcionamiento, disponible en el mercado actual. Cualquier otro material para ser competente debe ser de costo más eficiente con respecto a las materias primas, debe tener características de preservación de alimentos comparables y debe tener una baja complejidad comparable en la conversión en un laminado de empaque acabado.
Hasta ahora, existen apenas algunos empaques a base de papel o cartón asépticos para el almacenamiento ambiental de largo plazo de la clase descrita anteriormente disponible en el mercado, de un costo eficiente, laminado de empaque no metálico, en comparación con los laminados de hoja de aluminio, que tiene un nivel confiable de características de barrera y características de preservación de alimentos por más de 3 meses . Existen algunos materiales de polímero que proporcionan buenas características de barrera, pero no tienen buenas características mecánicas en el laminado o son difíciles de procesarlos al convertirlos en capas delgadas en laminados, por ejemplo que requieren capas de coextrusión costosa unidas, o, pueden ser, más aun, considerablemente más costosas en el espesor factible que el aluminio y no es, por lo tanto, de costo eficiente para empaquetar por ejemplo leche o jugo.
Hay un tipo de capas barrera contra gas de polímero que podrían ser muy eficientes en costo, en este caso los polímeros de barrera que son revestidos en la forma de una dispersión o solución en un líquido o solvente, sobre un substrato, y secado posteriormente en capas de barrera delgadas. Es, sin embargo, muy importante que la dispersión o solución sea homogénea y estable, para resultar en un revestimiento con las características de barrera uniformes . Ejemplos de polímeros convenientes para las composiciones acuosas son los alcoholes de polivinilo (PVOH) , etilen vinil alcohol (EVOH) dispersable en agua o polímeros solubles o dispersables en agua a base de polisacárido . Tal dispersión revestida o las llamadas capas revestidas de película líquida (LFC) se pueden elaborar muy delgadas, debajo de un décimo de un gramo por m2, y pueden proporcionar capas homogéneas, de alta calidad, siempre que la dispersión o solución sea homogénea y estable, en este caso bien preparada y mezclada. Ha sido conocido por muchos años que por ejemplo el PVOH tiene características de barrera contra oxígeno excelentes bajo condiciones secas. El PVOH también proporciona muy buenas características de barrera contra olor, en este caso capacidad para evitar que sustancias de olor entren en el recipiente de empaque desde el ambiente circundante, por ejemplo en un refrigerador o un cuarto de almacenamiento, cuya capacidad llega a ser importante en el almacenamiento de paquetes de largo plazo. Además, tales capas de polímero revestidas de película líquida de polímeros solubles dispersables o que se pueden disolver en agua frecuentemente proporcionan una buena adherencia interna a las capas adyacentes, lo cual contribuye a una buena integridad del recipiente de empaque final. Con integridad de empaque generalmente significa la durabilidad de empaque, en este caso la resistencia a fuga de un recipiente de empaque. Tales polímeros de barrera dispersables en agua tienen una desventaja importante, sin embargo, en que generalmente son sensibles a la humedad y que las características de barrera contra gas de oxígeno se deterioran rápidamente en contenidos de humedad relativamente altos en el laminado de empaque. Por lo tanto, una capa revestida de dispersión delgada de PVOH o EVOH o un polímero similar, puede ser conveniente para empaquetar productos secos en un ambiente seco, pero mucho menos para empaquetar líquidos y productos mojados para un almacenamiento de largo plazo.
Por lo tanto, se ha intentado previamente proporcionar la capa de polímero sensible a humedad con mejores características iniciales de barrera contra oxígeno, así como producirla más resistente de humedad, al modificar el polímero o incluirle otras sustancias en la composición de polímero, entre otras reticular el polímero. Tales modificaciones y adición de sustancias, sin embargo, hacen frecuentemente que el proceso de revestimiento de película líquida sea más difícil de controlar y, muy importante, más costoso. Tales sustancias también pueden necesitar una selección cuidadosa debido a las legislaciones de seguridad alimenticia existentes para el empaquetamiento de alimentos. Por ejemplo, también se ha intentado curar térmicamente una capa de PVOH revestida de dispersión en conexión con el secado del mismo, al calentarla hasta por arriba de 100°C. Sin embargo, la exposición térmica puede dañar el substrato de cartón revestido e influenciar negativamente la calidad de revestimiento, por ejemplo al inducir defectos, tales como ampollas y grietas en el revestimiento de barrera contra oxígeno. Por otra parte, se ha observado que tales intentos por si solos no proporcionan suficiente resistencia a la humedad y robustez para mantener un nivel suficiente de barrera contra oxígeno a través de la vida entera de un empaque aséptico.
Así, se espera que para alcanzar el nivel requerido de características de barrera contra oxígeno en un recipiente de empaque final para almacenamiento aséptico de largo plazo, el aglutinante de polímero de película líquida revéstibie de barrera contra gas, por ejemplo PVOH, tendría que ser mejorado por nuevos medios o por al menos mediante alguno de los métodos de modificación conocidos costosos, en este caso la adición de una sustancia de reticulación.
Además, un laminado de empaque para usarse en recipientes de empaque para almacenamiento de largo plazo, aséptico, necesita tener características de barrera contra vapor de agua en sí mismo, en este caso para la protección del producto alimenticio empacado.
Es importante comprender que existe una diferencia entre una barrera contra vapor de agua y la resistencia al vapor de agua de una capa. La resistencia al vapor de agua o a humedad significa la capacidad de una capa de barrera en mantener sus características de barrera también cuando es expuesta a la humedad, en este caso soportar la influencia negativa de la humedad en las características del polímero.
Las ¦ características de barrera de vapor de agua significa la barrera contra moléculas de vapor de agua que migran lentamente a través del material, en este caso no a la capacidad de resistir el agua o la humedad para mantener las características del material y no a las características de barrera contra líquido inmediatas, las cuales evitan que el material retenga humedad en una perspectiva a corto plazo, en este caso inmediatamente o casi inmediatamente. Como ejemplo, las poliolefinas termosellables , tales como los polietilenos de baja densidad preferidos (LDPE's o LLDPE's), son barreras líquidas y son convenientes como capas exteriores para proteger el cartón dentro de un laminado contra el producto líquido llenado o contra condiciones húmedas fuera del empaque, tal como en almacenamiento en alta humedad o refrigerado. El polietileno de baja densidad tiene, sin embargo, bajas características de barrera contra vapor de agua comparables, en este caso una capacidad realmente muy baja en el espesor razonable, para soportar la migración de vapor de agua, lento, de almacenamiento de largo plazo a través del laminado durante el transporte y almacenamiento.
Las características de barrera de vapor de agua son importantes durante el almacenamiento de largo plazo, también debido a que evitan que la humedad de un producto alimenticio líquido empacado escape fuera de un recipiente de empaque, lo cual podría resultar en un contenido más bajo del producto alimenticio líquido que el esperado en cada recipiente de empaque, cuando finalmente es abierto por el consumidor. Posiblemente, también la composición y el sabor del producto podrían ser alterados por concentrarse. Más aun, al evitar que el vapor de agua migre y escape del producto alimenticio empacado dentro de la capa de papel o cartón, el laminado de empaque tendrá la capacidad de mantener sus características de rigidez por un tiempo más largo. Así, es importante que el material de empaque también tenga suficientes características de barrera contra vapor de agua para ser convenientes para un empaquetamiento aséptico de largo plazo de productos líquidos.
Los polímeros de barrera dispersables o solubles en agua convenientes para un revestimiento de película líquida o revestimiento de dispersión, generalmente tienen una resistencia baja al agua y humedad. Fácilmente pierden sus características de barrera contra oxígeno cuando son expuestos a la humedad. No es conocido que tengan un resistencia al vapor de agua, a menos que se reticulen o se modifiquen de cierta manera. Cuando se modifican para obtener la resistencia a la humedad para mantener sus características de barrera contra gas, normalmente incluso no obtienen ninguna característica notable de barrera contra vapor de agua.
La hoja de aluminio convencional usada actualmente en los recipientes de empaque comerciales para alimento líquido, aséptico, tiene ambas características de barrera contra vapor de agua y características de barrera contra oxígeno. Existen apenas algunas alternativas de material conveniente, de costo eficiente que proporcionen ambos la barrera contra oxígeno y barrera contra vapor de agua confiables en comparación con la hoja de aluminio. La hoja de aluminio, evita de hecho, eficazmente que cualquier molécula existente en el ambiente alrededor de empaque o en el producto de empaque que emigre en cualquier dirección a través de la hoja, mientras que la capa de hoja de aluminio se encuentra intacta y sin daño.
Existe una necesidad, sin embargo, de material de empaque a base de una hoja que no sea de aluminio con un costo eficiente y consistente, en este caso confiable también en variaciones moderadas en condiciones de manufactura y manejo, para el empaquetamiento de alimentos asépticos, líquidos, por ejemplo leche o de otra bebida, que el material proporcione suficientes características de barrera totales en los recipientes de empaque para el almacenamiento aséptico de largo plazo, bajo condiciones ambientales. El término de "almacenamiento de largo plazo" en relación con la presente invención, significa que el recipiente de empaque debe tener la capacidad de preservar las cualidades del producto alimenticio empacado, en este caso el valor nutricional, seguridad higiénica y sabor, en condiciones ambientales por al menos 3 meses, preferiblemente más tiempo.
Breve Descripción de la Invención
Es, por lo tanto, un objeto de la presente invención superar o aliviar los problemas descritos anteriormente en la producción de un laminado de empaque de papel o cartón no metálico de largo plazo, un empaque aséptico de alimento líquido o húmedo.
Es un objeto de la invención proporcionar un laminado de empaque de costo eficiente a base de papel o cartón de hoja no metálica que tenga buenas características de barrera contra gas, buenas características de barrera contra vapor de agua y buenas características internas de adherencia con el propósito de manufacturar recipientes de empaque asépticos, herméticos al gas y herméticos al vapor de agua, que tengan una buena integridad de empaque. Costo eficiente por supuesto significa en relación con laminados de empaque a base de papel que tiene una capa de barrera de hoja de aluminio, pero también a otras intentos conocidos de proporcionar laminas de empaque de hoja no metálica.
Es objeto adicional de la invención proporcionar un laminado de empaque a base de papel o cartón de hoja no metálica de costo eficiente y robusto y termosellable , que tenga buenas características de barrera contra gas, buenas características de barrera contra vapor de agua y buenas características , de adherencia interna con el fin de manufacturar recipientes de empaquetamiento aséptico para un almacenamiento de largo plazo de alimentos líquidos con una calidad nutricional mantenida bajo condiciones ambientales.
Un objeto más específico, de conformidad con por lo menos algunas de las modalidades de la invención, es proporcionar un recipiente de empaquetamiento de líquido a base de papel o cartón de hoja no metálica de costo eficiente, que tenga buenas características de barrera contra gas y vapor de agua, buenas características de barrera contra olor, y una buena integridad para el empaquetamiento aséptico de leche, en el almacenamiento de largo plazo bajo condiciones ambientales.
Estos objetos son así logrados de conformidad con la presente invención por el material de empaque laminado, el recipiente de empaque y el método para manufacturar el material de empaque, de acuerdo a lo definido en las reivindicaciones anexas.,
De conformidad con un primer aspecto de la invención, los objetos generales son logrados por un laminado de empaque de hoja no metálica que comprende una capa central de papel o cartón, una primera capa de poliolefina termosellable, hermética a líquido más externa, una segunda capa de poliolefina termosellable, hermética al líquido, más interna y, aplicada sobre el lado interno de la capa de papel o cartón, una capa de barrera contra gas de oxígeno formada por el revestimiento de película líquida de una composición de barrera contra gas líquido y un secado posterior, cuya composición de barrera contra gas líquido comprende un aglutinante de polímero dispersado o disuelto en un medio acuoso o a base de solvente en donde también las partículas inorgánicas se dispersan en el mismo medio, y en donde el laminado de empaque además comprende una capa de barrera contra vapor de agua, arreglada entre la capa de barrera contra gas de oxígeno aplicada y la capa de poliolefina termosellable más interna, cuya capa de barrera contra vapor de agua comprende una matriz de polímero basada en poliolefina con las partículas inorgánicas de relleno distribuidas en la misma.
El aglutinante de polímero dispersable o soluble que se utilizará en la barrera revestida de película líquida de conformidad con la invención, es un polímero que proporciona características de barrera contra gas cuando es formado en una capa revestida homogéneamente y secada. Preferiblemente, el aglutinante de polímero dispersable o soluble se selecciona del grupo que consiste de PVOH, EVOH dispersable en agua, polisacáridos tales como almidón o derivados de almidón, polivinilidenocloruro dispersable en agua (PVDC) o poliésteres dispersables en agua, o combinaciones de dos o más de los mismos .
Más preferiblemente, el aglutinante de polímero se selecciona del grupo que consiste de PVOH, EVOH dispersable en agua, almidón o derivados de almidón, o combinaciones de dos o más de los mismos.
En comparación con la hoja de aluminio, el PVOH como polímero de barrera revestido de película líquida goza de muchas características deseables, con el resultado de que es el material de barrera más preferido en muchos contextos. Entre éstos, se puede hacer mención de las buenas características de formación de película, compatibilidad con alimentos y valor económico, junto con sus altas características de barrera contra gas de oxígeno. Particularmente, el PVOH proporciona un laminado de empaque con altas características de barrera contra olor, lo cual es especialmente importante para el empaquetado de leche.
Como muchos otros polímeros de barrera concebibles tal como, por ejemplo, almidón o derivados de almidón, el alcohol de polivinilo se aplica convenientemente por medio de un proceso de revestimiento de película de líquido, en este caso en la forma de dispersión o solución acuosa o basada en solvente la cual, durante la aplicación, se esparce en una capa delgada, uniforme sobre el substrato y después se seca. Los inventores han encontrado que es una desventaja en este proceso, sin embargo, que la dispersión de polímero líquida o solución de polímero la cual se aplica sobre una capa central de papel o cartón puede penetrar en las fibras absorbentes de líquido de la capa central. Hay un riesgo de que se formen agujeros, dependiendo de las características de cartón, si la capa aplicada es demasiado delgada, con respecto a la extracción del agua o solvente para secar la capa de barrera aplicada.
Los sistemas acuosos tienen generalmente ciertas ventajas ambientales. Preferiblemente, la composición de barrera contra gas líquido es a base de agua, debido a que tal composición tiene generalmente un mejor desempeño amigable para el ambiente que los sistemas a base de solvente, también.
De acuerdo a lo mencionado brevemente arriba, es conocido incluir un polímero o un compuesto con grupos con funcionalidad de ácido carboxílico, para mejorar las características de resistencia al agua y de barrera contra oxígeno de una capa de PVOH. Convenientemente, el polímero con grupos funcionales de ácido carboxílico se selecciona de entre el copolímero de ácido de acrílico etileno (EAA) y copolímeros de ácido metacrílico de etileno (EMAA) o de mezclas de los mismos. Un copolímero EAA se puede incluir en la capa de barrera contra oxígeno en una cantidad desde aproximadamente 1-20 % en peso, basada en peso de revestimiento seco.
Se cree que las propiedades mejoradas de resistencia al oxígeno y agua resultan de una reacción de esterificación entre el PVOH y el EAA a una temperatura de secado incrementada, mediante la cual el PVOH se retícula por las cadenas de polímero EAA hidrofóbicas , mediante las cuales se constituyen en la estructura del PVOH. Tal mezcla es, sin embargo, considerablemente más costosa debido al costo de los aditivos. Además, el secado y curado en temperaturas elevadas no se prefiere debido al riesgo de formación de grietas y ampollas en un revestimiento de barrera sobre un substrato de cartón. La reticulación también se puede inducir por la presencia de compuestos polivalentes, por ejemplo compuestos de metal tales como óxidos de metal. Sin embargo, tales capas de barrera contra gas revestidas de película líquida mejoradas todavía no tienen la capacidad de por sí mismas proporcionar un recipiente de empaque de costo eficiente y bien formado con suficientes propiedades de barrera para un empaquetamiento aséptico confiable de largo plazo en almacenamiento ambiental .
Alternativamente, las clases especiales de polímero de etilen vinil alcohol (EVOH) dispersable en agua han sido desarrolladas últimamente y se pueden concebir para una composición de revestimiento de líquido de barrera contra oxígeno, de conformidad con la invención. Los polímeros EVOH convencionales, sin embargo, normalmente se consideran para una extrusión y no son posibles dispersarse/disolverse en un medio acuoso para producir una película de barrera revestida de película líquida delgada de 6 g/m2 o menor, preferiblemente 4 g/m2 o menor. Se cree que el EVOH debe comprender una cantidad más bien alta de unidades de monómero de vinil alcohol para ser dispersable o soluble y que las características deben estar tan cercanas a la de los grados de revestimiento de película líquida de PVOH como sea posible. Una capa de EVOH extruída no es una alternativa al EVOH revestido de película líquida, porque éste inherentemente tiene menos características similares al PVOH que los grados de EVOH previstos para la extrusión de revestimiento, y debido a que no puede ser aplicada en una cantidad de costo eficiente abajo de 5 g/m2 como una sola capa por revestimiento de extrusión o laminación de extrusión, en este caso requiere capas co-extruídas unidas, la cuales generalmente son polímeros muy costosos. Además, las capas extruídas muy delgadas se enfrían bastante rápidamente y no contienen energía térmica para sostener una laminación suficiente que una a las capas adyacentes.
Otros ejemplos de aglutinantes de polímero que proporcionan características de barrera contra oxígeno, convenientes para el revestimiento de película líquida, son los polisacáridos , particularmente almidón o derivados de almidón, tales como preferiblemente almidón oxidado, almidón catiónico y almidón hidroxipropilado . Ejemplos de tales almidones modificados son el almidón de patata oxidado con hipoclorito (Raisamyl 306 de Raisio) , almidón de maíz hidroxipropilado (Cerestar 05773) etc. Sin embargo, también otras formas de almidón y derivados son conocidas que proporcionan características de barrera contra gas en un cierto nivel.
Otros ejemplos de aglutinantes de polímero son revestimientos de barrera contra gas que comprenden mezclas de polímeros que contienen ácido carboxílico, tales como polímeros de ácido de acrílico o de ácido metacrílico, y polímeros polialcohólicos , tales como PVOH o almidón, los cuales se describen por ejemplo en EP-A-608808, EP-A-1086981 y WO2005/037535. Se prefiere una reacción de reticulación de estos aglutinantes de polímero, de acuerdo a lo mencionado anteriormente, para una resistencia a humedad alta.
También las mezclas con solamente una proporción de mezcla menor de uno de los componentes e incluso de composiciones de exclusivamente estos componentes proporcionan propiedades de barrera contra oxígeno en una composición de revestimiento acuosa.
Lo más preferiblemente, sin embargo, el polímero de barrera contra gas es el PVOH, porque tiene todas las buenas propiedades mencionadas anteriormente, en este caso propiedades de formación de película, propiedades de barrera contra gas, eficiente económicamente, compatibilidad con alimentos así como, muy importantemente para el empaquetamiento de leche, propiedades de barrera contra olor.
Una composición de barrera contra gas a base de PVOH se desempeña lo mejor posible cuando el PVOH tiene un grado de saponificación de por lo menos 98%, preferiblemente por lo menos 99%, aunque también el PVOH con grados inferiores de saponificación proporcionará propiedades de barrera contra oxígeno .
Se podría esperar que mediante la composición de rellenadores minerales en capas de polímero termoplásticos procesados fundidos, por ejemplo de los polímeros a base de poliolefina normalmente resistentes al agua, la migración lenta de las moléculas de vapor de agua a través de la capa se puede reducir considerablemente. Sin embargo, los rellenadores minerales convencionales, tales como carbonato de talco o calcio, no proporcionan ninguna característica de barrera contra oxígeno significativa a tal capa.
Cuando se intenta proteger una capa dé barrera revestida de película líquida, delgada, de por ejemplo PVOH, mediante la laminación con una capa de poliolefina extrudida fundida que tiene partículas inorgánicas distribuidas homogéneamente en el mismo, se observó que niveles suficientes de barrera contra oxígeno no se podrían mantener durante condiciones de almacenamiento de largo plazo en espesores de capa razonables, aunque la capa de PVOH proporciona inicialmente propiedades de barrera contra oxígeno bastante buenas a un laminado. Por consiguiente, se concluyó que ni las propiedades de barrera contra oxígeno ni las propiedades de barrera contra vapor de agua eran suficientes y que capas y materiales adicionales serían necesarios en la estructura laminada, lo cual a su vez conduciría a un laminado más costoso para ser factible de competir con los laminados de empaque basados en hoja de aluminio correspondientes .
Muy sorpresivamente, sin embargo, cuando se producen recipientes de empaque por laminación de una capa obtenida de una composición de la barrera de PVOH revestida de película líquida que también contenía partículas inorgánicas, con otra capa obtenida del proceso de fusión de una matriz del polímero a base de poliolefina con las partículas inorgánicas, se encontró que no solamente fueron alcanzadas las características de barrera contra oxígeno suficientes, sino también que las características de barrera contra vapor de agua del laminado de empaque terminado e, incluso, del empaque final fueron mejoradas asombrosamente y también más que suficiente. De hecho, las propiedades de barrera contra vapor de agua sinérgicas y asombrosamente mejoradas fueron obtenidas al incluir rellenadores en ambas capas . Aunque una cierta contribución fue obtenida de la inclusión de una capa de poliolefina llena solo a la barrera contra vapor de agua total de un laminado de empaque terminado, características de barrera contra vapor de agua suficientes y confiables no fueron obtenidas hasta también, asombrosamente, las partículas inorgánicas comprendidas de capa de PVOH. Entonces, fue absolutamente inesperado, que la barrera contra vapor de agua fuera mejorada adicionalmente por el excedente de 40% qué fue obtenido de la sola capa de poliolefina rellena.
La contribución de la capa de poliolefina rellena a las propiedades de barrera contra oxígeno totales del laminado de empaque terminado debe haber sido cero, pero la transmisión de oxígeno a largo plazo total del laminado también fue mejorada inesperadamente en comparación con los valores totalmente insuficientes de transmisión de oxígeno obtenidos y medidos en el material correspondiente que no comprende partículas inorgánicas en la capa de barrera contra oxígeno, revestida de película líquida.
Este efecto sinérgico, inesperado es necesario para poder confiar en tal laminado de empaque también bajo condiciones extremas, por ejemplo en clima muy seco, porque la migración de humedad a través de la pared de recipiente, de empaque desde el interior de 100% de humedad del producto empacado hacia el exterior de la pared de recipiente de empaque, será más alto cuando existe un clima seco en el exterior de empaque. Debido a la diferencia más grande en humedad relativa (RH, por sus siglas en inglés) , las fuerzas de conducción para el transporte de humedad a través del material de la pared de recipiente de empaque serán mucho más altas bajo condiciones de clima desértico seco y por lo tanto las propiedades totales de barrera contra vapor de agua del material de empaque necesitan ser más altas.
Así, de conformidad con la invención, un laminado de costo eficiente que tiene todas las propiedades de preservación alimenticia requeridas para un empaquetamiento aséptico de largo plazo de por ejemplo leche, es alcanzado al combinar el cartón con una capa de barrera de oxígeno revestida de película líquida y una capa de basada en poliolefina llena separada sobre el lado interior del mismo, en donde la composición de barrera contra líquido además también comprende partículas inorgánicas.
El material aglutinante de polímero de la dispersión o de solución que será revestido como una película líquida, se mezcla con un compuesto inorgánico el cual preferiblemente es en forma laminar, o en forma de hojuela. Mediante el arreglo revestido de las partículas inorgánicas en forma de hojuela, una molécula de gas de oxígeno tiene que emigrar en una forma más extensa, mediante una trayectoria más tortuosa, a través de la capa de barrera contra oxígeno, que la trayectoria recta normal a través de una capa de barrera.
Preferiblemente, el compuesto laminar inorgánico es un compuesto llamado de nanopartícula o de nanoarcilla dispersado a un estado exfoliado, en este caso las laminillas del compuesto inorgánico revestido se separan uno de otro por medio de un medio líquido. Así el compuesto revestido preferiblemente se puede inflamar o partir mediante la dispersión o solución del polímero, el cual en la dispersión han penetrado la estructura en capas del material inorgánico. Este también puede ser inflamado por un solvente antes de agregar ' a la solución de polímero o dispersión de polímero. Así, el compuesto laminar inorgánico se dispersa a un estado deslaminado en la composición de barrera contra de gas líquido y en la capa de barrera seca. El término minerales de arcilla incluye a los minerales del tipo de caolinita, antigorita, esmectita, vermiculita, bentonita o mica, respectivamente. Específicamente, la laponita, caolinita, dickita, nacrita, haloisita, antigorita, crisotilo, pirofilita, montmorilonita, hectorita, saponita, sauconita, mica tetrasílica de sodio, taeniolita de sodio, mica común, margarita, vermiculita, flogopita, xantofilita y similares se pueden mencionar como minerales de arcilla convenientes. Especialmente las nano-partículas preferidas son las de montmorilonita, las más preferidas montmorilonita purificada o montmorilonita intercambiado de sodio (Na-MMT) . El compuesto laminar inorgánico nano-clasificado o mineral de arcilla preferiblemente tiene una proporción de aspecto de 50-5000 y un tamaño de partícula de hasta aproximadamente 5 µp? en estado exfoliado.
Preferiblemente, las partículas inorgánicas consisten principalmente de tales partículas de bentonita laminares que tienen una proporción de aspecto desde 50 hasta 5000.
Preferiblemente, la capa de barrera de oxígeno recubierta de película líquida incluye desde aproximadamente 5 hasta aproximadamente 40 % de peso, preferiblemente desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 40 % de peso y más preferiblemente desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 30 % de peso, del compuesto laminar inorgánico con base en peso de revestimiento seco. Si la cantidad es demasiado baja, las características de barrera de la capa de barrera revestida y seca no serán mejoradas notablemente en comparación a cuando no se utiliza ningún compuesto laminar inorgánico. Si la cantidad es demasiado alta, la composición líquida llegará a ser más difícil de aplicarse como un revestimiento y más difícil de manejar en tanques de almacenamiento y conductos del sistema de aplicador. Preferiblemente, la capa de barrera incluye desde aproximadamente 99 hasta aproximadamente 60 % de peso, preferiblemente desde aproximadamente 99 hasta aproximadamente 70 % de peso y lo más preferiblemente desde aproximadamente 95 hasta aproximadamente 80 % de peso del polímero con base en el peso de revestimiento seco. Se puede incluir en la composición de barrera contra gas, un aditivo, tal como un estabilizador de dispersión o similares, preferiblemente en una cantidad no mayor que aproximadamente 1 % de peso con base en el revestimiento seco. El contenido seco total de la composición preferiblemente es desde 5 hasta 15 % de peso, preferiblemente desde 7 hasta 12 % de peso.
De conformidad con una modalidad alternativa preferida, las partículas inorgánicas consisten principalmente de partículas de talco laminares que tienen una proporción de aspecto desde 10 hasta 500. Preferiblemente, la composición comprende una cantidad desde 10 hasta 70 % de peso, preferiblemente desde 20 hasta 60 % de peso, preferiblemente 30-50 % peso, de las partículas de talco, con base en peso seco. Debajo de 20 % de peso, no existe un aumento significativo en las características de barrera contra gas, mientras que por arriba de 70 % de peso, la capa revestida puede ser más frágil y quebradiza porque hay menos cohesión interna entre las partículas en la capa. El aglutinante de polímero parece encontrase en cantidades demasiado bajas para rodear y dispersar las partículas y laminarlas una con otra dentro de la capa. El contenido seco total de una composición de barrera líquida de PVOH y partículas del talco puede estar entre 5 y 25 % de peso.
También se conoce a partir de WO03/031720 incorporada aquí como referencia, que las propiedades de barrera contra oxígeno asombrosamente buenas pueden ser alcanzadas cuando se hace uso de partículas de sílice coloidal, que exhiben un tamaño de partícula de 3-150 nm, preferiblemente 4-100 nm y aún más preferido 5-70 nm, cuyas partículas son preferiblemente amorfas y esféricas . El uso de partículas de sílice coloidal por otra parte tiene la ventaja de que la composición de barrera líquida se puede aplicar en un contenido seco de 15-40 % de peso, preferiblemente de 20-35 % de peso y aún más preferido 24-31 % de peso, por lo cual la reivindicación de un secado forzado se disminuye.
Partículas inorgánicas, alternativas de conformidad con la invención son las partículas de caolín, mica, carbonato de calcio etc.
El aglutinante de polímero preferido, también cuando se emplean partículas inorgánicas para proporcionar propiedades de barrera contra oxígeno, es el PVOH, en parte debido a sus propiedades convenientes mencionadas anteriormente. Además, el PVOH es ventajoso desde un punto de vista de mezcla, en este caso es generalmente fácil de dispersarse o exfoliar las partículas inorgánicas en una solución acuosa de PVOH para formar una mezcla estable de PVOH y partículas, así permitir una buena película revestida con una composición y morfología homogéneas .
Preferiblemente, de conformidad con la invención, la capa de barrera contra gas de oxígeno se aplica en una cantidad total desde 0.5 hasta 6 g/m2, preferiblemente desde 3 hasta 5 g/m2, preferiblemente desde 3 hasta 4 g/m2, de peso seco. Por abajo de 1 g/m2, se logran propiedades de barrera contra gas demasiado bajas, mientras que arriba de 6 g/m2, la capa revestida no llegará a ser eficiente en costo para el laminado de empaque, debido al alto costo de polímeros de barrera en general y debido al alto costo energético para evaporar el líquido. Además, la capa revestida puede llegar a ser demasiado frágil con un espesor mayor que 6 g/m2, dependiendo de qué cantidad de partículas inorgánicas se incluya en la composición de barrera contra gas. Un nivel más preferido de barrera contra oxígeno se alcanza en desde 3 hasta 5 g/m2 y un equilibrio el más preferido entre propiedades de barrera y costos se alcanza entre 3 y 4 g/m2.
De conformidad con una modalidad preferida de la invención, la capa de barrera contra gas de oxígeno se aplica en dos pasos consecutivos con un secado "intermedio, como capas de dos partes. Cuando es aplicada como capas de dos partes, cada capa se aplica convenientemente en cantidades desde 1.0 hasta 3.0 g/m2, preferiblemente desde 1.5 hasta 2.0 g/m2, y permite una capa total de más alta calidad de una cantidad inferior de composición de barrera contra gas líquido.
Se prefiere de conformidad con la invención que la capa de barrera contra gas de oxígeno sea revestida y aplicada directamente sobre y adyacente, en este caso, contigua a, la capa central de papel o cartón. La capa de papel asegura que la humedad que emigra hacia fuera a través del material de empaque laminado no sea atrapada en la capa de barrera contra gas de oxígeno revestida de película líquida sensible a la humedad, sino además sea transportada vía la capa de papel hacia el exterior del recipiente de empaque. La capa de papel deja escapar la humedad de la capa de barrera adyacente y mantiene el contenido de humedad dentro de la capa de barrera en un nivel bajo casi constante durante un largo periodo .
Una capa central de papel o cartón para usarse en la invención tiene generalmente un despesor desde aproximadamente 100 ym hasta aproximadamente 600 µ?a, y un peso superficial desde aproximadamente 100-500 g/m2, preferiblemente aproximadamente 200-300 g/m2, y puede ser un papel o cartón convencional de calidad de empaque conveniente .
Para un empaque aséptico de bajo costo, de largo plazo barato de alimento líquido, se puede utilizar un laminado de empaque más delgado, que cuenta con una capa central de papel más delgada. Los recipientes de empaque elaborados de tales laminados de empaque no son formados por doblez y son más similares a bolsas flexibles en forma de almohada. Un papel conveniente para tales empaques de bolsa tiene generalmente un peso superficial desde aproximadamente 50 hasta aproximadamente 140 g/m2, preferiblemente desde aproximadamente 70 hasta aproximadamente 120 g/m2, más preferiblemente desde 70 hasta aproximadamente 110 g/m2.
Los polímeros de matriz a base de poliolefinas convenientes para la capa de barrera contra vapor de agua de conformidad con la invención son los que se basan en, que comprenden o preferiblemente que consisten de polietileno de alta densidad (HDPE) . Las propiedades óptimas de barrera contra vapor de agua en combinación con otras propiedades de empaque requeridas se obtienen cuando se usa una composición de matriz que consiste de HDPE y partículas de relleno inorgánicas dispersadas homogéneamente dentro del polímero de matriz. Sin embargo, también otras poliolefinas tales como polietileno (LDPE, MDPE) y polipropileno (PP) , y copolímeros o mezclas de los mismos, son polímeros de matriz factibles dentro del alcance de la invención. Sin embargo, se prefiere de conformidad con la invención que el polímero de matriz comprenda principalmente HDPE o se base en HDPE. Preferiblemente, el polímero de matriz consiste de HDPE.
El reíleñador inorgánico usado de conformidad con la invención preferiblemente es laminar en forma y configuración, para proporcionar las mejores propiedades de barrera contra vapor de agua. Ejemplos de tales partículas de relleno laminares son el talco, mica y partículas de arcilla de nano clasificación, por ejemplo la monmorilonita, esmectita, bentonita etc. Las más preferidas son partículas de talco laminares. Sin embargo, también otras partículas de relleno inorgánicas, tales como caolín, carbonato de calcio, dolomita y otras, pueden trabajar suficientemente bien cuando se emplean en altas cantidades (preferiblemente más de 50 % de peso) .
La capa de barrera contra vapor de agua tiene un espesor conveniente desde 15 hasta 30 µ??, preferiblemente desde 15 hasta 25 µp?, lo más preferiblemente desde µp? g/m2.
De conformidad con una modalidad alternativa de la invención, la capa de barrera contra vapor de agua, que comprende un polímero de matriz a base de poliolefina y partículas de relleno inorgánicas, se co-extruye por medio de tecnología de co-extrusión de micro-múltiples capas, con un polímero más resistente o de mayor capacidad de amortiguador, en relación a la poliolefina llenada, por lo que la capa de barrera contra vapor de agua consiste de varias capas alternantes delgadas de poliolefina llenada y de polímero más resistente o de mayor capacidad de amortiguador. De esta manera, ambas propiedades de barrera contra vapor de agua de las capas de poliolefina llenadas se mantienen, mientras que las capas alternantes amortiguadoras también proporcionan una cierta dureza a la película coextruída. La fragilidad inherente de las capas de poliolefina llenadas se compensa, así con las propiedades amortiguadoras proporcionadas por las capas alternadas de polímeros amortiguadores. Tales polímeros más resistentes se pueden encontrar entre los polímeros de LLDPE y los polímeros amortiguadores se seleccionan de un grupo que consiste de m-LLDPE (Polietileno Lineaa de Baja Densidad polimerizado catalizado con metaloceno) , VLDPE (polietileno de muy baja densidad) , ULDPE (Polietileno de ultra baja densidad) y grados que se pueden extruir fundidos de elastómeros, plastómeros y TPE (Elastómeros termoplásticos) .
En tecnología de co-extrusión de micro-múltiples capas, se utiliza un bloque de alimentación denominado multiplicador, el cual divide los flujos de los dos polímeros diferentes en múltiples capas alternas, delgadas de mieras, así formar una película de capas de polímero alternadas delgadas. Al hacer esto, una película que comprende dos polímeros diferentes puede ser elaborada a la medida y optimizada con respecto a los espesores de la capa y propiedades deseadas. Convenientemente, la película de barrera contra vapor de agua coextruída de micro múltiples capas tiene un espesor desde 10 hasta 20 µ???.
Para aumentar la barrera ligera del laminado de empaque, si es necesario, se pueden mezclar pigmentos absorbentes de luz, negro en uno de los polímeros, mientras que pigmentos que reflejan luz, blancos se mezclan en otros polímeros de capas co-extruídas de múltiples micro capas. La película micro múltiples capas pre-manufacturada obtiene así un aspecto grisáceo.
Los termoplásticos convenientes para las capas herméticas a líquido termosellables más externa y más interna son las poliolefinas , preferiblemente polietilenos y lo más preferiblemente polietilenos de baja densidad tal como, por ejemplo LDPE, LDPE lineal (LLDPE) o polietilenos de catalizado con metaloceno de un solo sitio (m-LLDPE) o copolímeros o mezclas de los mismos. El espesor de la capa de poliolefina termosellable más interna es desde 10 hasta 30 µp?.
Preferiblemente, la capa de barrera contra vapor de agua es unida a la capa de papel o cartón por una capa de polímero termoplástico intermedia seleccionado de poliolefinas y polímeros adhesivos a base de poliolefinas , especialmente LDPE o un polímero adhesivo a base de polietileno. El espesor de la capa de unión termoplástica intermedia es preferiblemente desde 10 hasta 20, preferiblemente desde 12 a 15 xm.
Con el propósito de mejorar adicionalmente la barrera ligera de un laminado de empaque de conformidad con la invención, si es necesario, las partículas o pigmentos absorbentes de luz se pueden mezclar en la capa de unión termoplástica intermedia. Un ejemplo preferido de tales partículas absorbentes de luz es el "negro de carbón" . El color negro de la capa de unión intermedia entonces es ocultado convenientemente hacia el exterior por la capa de cartón, y cubierto hacia el lado interno del laminado, por la capa de barrera contra vapor de agua.
De conformidad con una modalidad preferida alternativa, la capa termoplástica de unión intermedia comprende en lugar de, o adicionalmente partículas inorgánicas en la forma de reflector de luz, pigmentos blancos para mejorar las propiedades de barrera luz del laminado de empaque.
De conformidad con un aspecto adicional de la invención, se proporciona un recipiente de empaque conveniente para el empaquetamiento aséptico de largo plazo manufacturado a partir del laminado de empaque de la invención, que tiene propiedades tales como bajos índices de oxígeno y permeación de vapor de agua, integridad de empaquete y adherencia interna entre las capas laminadas, cuyas propiedades son comparables con las de los recipientes de empaque convencional de hoja de aluminio, disponibles comercialmente, de acuerdo a lo establecido en la reivindicación anexa 19. De conformidad con aun un aspecto adicional de la invención, se proporciona un método para la manufactura del laminado de empaque de acuerdo a lo definido en reivindicaciones 13-18.
Así, el método comprende los pasos de proporcionar una capa de papel o cartón, proporcionar una composición de barrera contra gas líquido que contiene un aglutinante de polímero dispersado o disuelto en un medio líquido, acuoso a base de solvente, y además que contiene partículas inorgánicas dispersadas en la composición, formando una capa de barrera contra gas de oxígeno delgada que comprende el aglutinante de polímero y partículas inorgánicas al revestir la composición líquida como una película sobre un primer lado de la capa de papel o cartón y posteriormente secar para evaporar el líquido, proporcionar una composición de polímero procesable fundido que comprende una matriz de polímero a base de poliolefina y partículas de relleno inorgánicas distribuidas en la misma, proporcionar una capa de barrera contra vapor de agua de la composición polímero procesable fundido mediante un método de extrusión fundido, laminar la capa de barrera contra vapor de agua extruída al lado interno de la capa de barrera contra gas de oxígeno, proporcionar una capa interna de una poliolefina termosellable sobre el lado interior de la capa . de barrera contra vapor de agua y proporcionar una capa exterior de una poliolefina termosellable sobre el lado exterior de la capa central .
En un método preferido de la invención, la composición de barrera contra gas líquido es revestida directamente sobre el lado interno de la capa de papel o cartón. Debido a que el producto alimenticio empaquetado es, o contiene, un líquido, existe un transporte constante de vapor de agua a través del laminado desde el interior hacia el exterior, porqué es mejor permitir que el vapor de agua se escape hacia fuera a través de la capa revestida de película líquida y continúe hacia fuera algo rápido a través de la capa de papel. Si la capa de papel es revestida por una capa de polímero, el vapor de agua se mantiene y atrapa por un tiempo más largo sobre el lado interno de la capa de papel y elevar la humedad relativa en la capa de barrera revestida de película líquida. Se prefiere así que la capa revestida de película líquida esté directamente adyacente a la capa de papel .
De conformidad con un método preferido de la invención, la capa de barrera contra gas de oxígeno se aplica en una cantidad total desde 0.5 hasta 6 g/m2, preferiblemente desde 3 hasta 5 g/m2, preferiblemente desde 3 hasta 4 g/m2, en peso seco. De conformidad con otro método preferido de la invención, la capa de barrera contra gas de oxígeno se aplica como capas de dos partes en dos pasos subsecuentes con un secado intermedio. Cuando es aplicado como capas de dos partes, cada capa se aplica en cantidades desde la 1.0 hasta 3.0 g/m2, preferiblemente desde 1.5 hasta 2 g/m2.
De conformidad con una modalidad, se proporciona la capa de barrera contra vapor de agua de la composición de polímero procesable fundido y se lamina al lado interno de la capa de barrera contra gas de oxígeno, por medio de revestimiento de extrusión o revestimiento de co-extrusión sobre el cartón revestido.
De conformidad con una modalidad alternativa de la invención, la capa de barrera contra vapor de agua de la composición de polímero procesable fundido es proporcionada mediante moldeado por extrusión o co-extrusión o soplado de una película, la cual se lamina posteriormente al lado interno de la capa de barrera contra gas de oxígeno, por medio de laminación por extrusión de una capa de unión termoplástica intermedia.
De conformidad otra modalidad alternativa de la invención, el método además comprende los pasos de revestir la película líquida de una capa de unión de polímero intermedia sobre la capa de barrera de gas aplicada y secarla por evaporación del líquido, proporcionar una película de barrera contra vapor de agua de la composición de polímero procesable fundido por medio de moldeado por extrusión o co-extrusión o soplado y después laminar la película al lado interno de la capa de barrera contra gas de oxígeno por medio de calor-presión laminándola a la capa de unión de polímero intermedia. El polímero de la capa de unión intermedia puede ser un polímero de unión termoplástico o un polímero adhesivo curable, por ejemplo un polímero adhesivo curable EB .
Una película pre-manufacturada se puede producir alternativamente por medio de tecnología de co-extrusión de micro-múltiples capas, de conformidad con lo explicado anteriormente .
De conformidad con una modalidad preferida de la invención, la capa(s) interna de una poliolefina termosellable se proporciona en el lado interior de la capa de barrera contra vapor de agua por medio de un revestimiento de ( co- ) extrusión . El material termosellable más interno se puede dividir en capas de dos o más partes, cada una que comprende la misma o diferente poliolefina, preferiblemente polietileno de la baja densidad, esto con el propósito de adecuarse al proceso termosellado previsto. Alternativamente, las capas internas de una poliolefina termosellable son proporcionadas sobre el interior de la capa de barrera contra vapor de agua siendo formadas por co-extrusión en el mismo paso y junto con la capa de barrera contra vapor de agua.
De conformidad con una modalidad alternativa, razonable, todas las capas interiores termoplásticas, que incluyen la capa de unión intermedia, la capa de barrera contra vapor de agua y la capa(s) interna termosellada, pueden ser revestidas por co-extrusión sobre el cartón revestido de película líquida.
Preferiblemente, la capa de barrera contra vapor de agua es unida a la capa barrera-revestida de papel o cartón por una capa de polímero termoplástico intermedia seleccionado de las poliolefinas y de los polímeros adhesivos a base de poliolefinas.
Para el método alternativo que involucra la laminación por calor-presión, la capa de unión revestida de película líquida intermedia es conveniente un polímero adhesivo, tal como los copolímeros a base de poliolefinas o copolímeros de injerto con unidades de ácido (met) acrílico o monómero anhídrido maleico.
Así, preferiblemente, el método de la invención además comprende el paso de laminar por extrusión la capa de barrera contra vapor de agua al lado interno de la- capa de barrera contra gas de oxígeno, por medio de una capa de unión termoplástica intermedia. El funcionamiento de barrera contra oxígeno de la capa de barrera de oxígeno revestida de película líquida se mejora significativamente cuando es revestida con o laminada a una capa adyacente del polímero termoplástico, y tal capa también contribuye a una resistencia incrementada de a maltrato total del laminado de empaque. Preferiblemente, tales capas de unión termoplásticas intermedias se seleccionan de entre las poliolefinas y polímeros a base de poliolefina. La capa de unión termoplástica intermedia es convenientemente un LDPE convencional .
Breve descripción de las Figuras
A continuación, serán descritas las modalidades preferidas de la invención con referencia a las Figuras, de las cuales :
Las Figs . la, ib, le y id se muestran esquemáticamente, en sección transversal, cuatro modalidades alternativas de un laminado de empaque producido de conformidad con la invención,
Las Figs . 2-1, 2a, 2b y 2c muestran los métodos de manufacturar los laminados de empaque descritos en las Figuras la, Ib y lc/ld, respectivamente,
Las Figs. 3a y 3b muestran ejemplos de recipientes de empaque producidos del laminado de empaque de conformidad con la invención, y
La Fig. 4 muestra el principio de cómo tales recipientes de empaque son manufacturados del laminado de empaque en una forma continua, proceso de llenado y sellado.
Descripción Detallada de la Invención
En la Fig. la, se muestra, en sección transversal, una primera modalidad de un laminado de empaque 10a para el empaquetamiento aséptico y almacenamiento a largo plazo bajo condiciones ambiente, producido de conformidad con la invención. El laminado comprende una capa central de cartón 11, que tiene una fuerza de flexión de 320 mN, y una capa de barrera contra gas de oxígeno delgada 12 formada por revestimiento de película líquida de una composición de barrera contra gas líquido, y secado posterior, sobre la capa de cartón 11. La composición de barrera contra gas de oxígeno comprende una solución acuosa de PVOH y una dispersión de partículas laminares inorgánicas, en particular arcilla de bentonita exfoliada en 30 % en peso con base en el peso seco, y después de secarse, la capa revestida así comprende PVOH con las partículas laminares o partículas inorgánicas en forma de hojuela distribuidas de una forma en capas dentro de la fase continua de PVOH. El laminado de empaque además comprende una capa de barrera contra vapor de agua 14, arreglada entre la capa de barrera contra gas de oxígeno aplicada 12 y una capa de poliolefina termosellable más. interna 15, la capa de barrera contra vapor de agua 14 comprende un polímero de matriz a base de poliolefina y partículas inorgánicas de relleno distribuidas dentro del polímero de matriz. La capa de barrera contra vapor de agua 14 es laminada a la capa central revestida de película líquida 11-12, por extrusión directa o revestimiento por co-extrusión de la composición de matriz de polímero a base de poliolefina, que es una composición de polietileno de alta densidad (HDPE) con las partículas inorgánicas de relleno. La capa 14 puede ser revestida por co-extrusión sobre la capa central junto con una capa adhesiva de coextrusión intermedia de un polímero adhesivo a base de poliolefina (no se muestra) . Una capa termosellable y hermética al líquido 16 de poliolefina se aplica sobre el exterior de la capa central 11, cuyo lado debe ser dirigido hacia el exterior de un recipiente de empaque producido del laminado de empaque. La poliolefina de la capa externa 16 es un polietileno convencional de baja densidad (LDPE) de una calidad termosellable. Una capa termosellable y hermética al líquido interna 15 se arregla sobre el interior de la capa de barrera contra vapor de agua 14 , la cual debe ser dirigida hacia el interior de un recipiente de empaque producido a partir del laminado de empaque, y la capa 15 estará en contacto con el producto empacado. La capa termosellable más interna puede comprender LDPE y un polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) , preferiblemente que es un LLDPE producido al polimerizar un monómero de etileno con un monómero de alquileno C4-C8, más preferiblemente un C6-C8, alfa-olefina en la presencia de un catalizador de metaloceno, en este caso un llamado metaloceno - LLDPE (m-LLDPE) . La capa termosellable 15 más interna puede consistir de capas de dos o varias partes que comprenden la misma o diferentes clases de LDPE's, (m-) LLDPE' s, o mezclas de los mismos, y pueden ser revestidas por co-extrusión junto con la capa de barrera contra vapor de agua 14 o revestidas por extrusión sobre la capa de barrera contra vapor de agua 14 en un paso de revestimiento por extrusión posterior. El espesor del gramaje de la capa termosellable 15 es aproximadamente 15 g/m2. El espesor de la capa de barrera contra vapor de agua es preferiblemente de aproximadamente 20 g/m2. El espesor de la capa de unión intermedia es preferiblemente desde 10 hasta 15 g/m2.
La Figura Ib muestra un laminado de empaque similar 10b de conformidad lo descrito . en La Figura la, con la diferencia de que la capa de barrera contra vapor de agua 14, que comprende un polímero de matriz a base de poliolefina y partículas inorgánicas de relleno distribuidas dentro del polímero de matriz, es parte de una película pre-manufacturada, la cual se ha laminado a la capa de cartón revestida de barrera de oxígeno. La capa de barrera contra vapor de agua 14 es premanufacturada junto con la capa termosellable más interna , 15, mediante un proceso de coextrusión de fundido, tal como soplado de película de coextrusión o moldeo de película de co-extrusión, resultando en una película de múltiples capas 14-15. La película de múltiples capas 14-15 entonces es laminada a la capa de barrera revestida de película líquida 12, mediante una capa intermedia 13 de un polímero a base de poliolefina, preferiblemente un polietileno de baja densidad (LDPE) . La capa de unión intermedia 13 es formada, así, al laminar por extrusión la capa central revestida de barrera de oxígeno 11-12 y la película termosellable, barrera contra vapor de agua 14-15 una con otra. El espesor de la capa de unión intermedia es preferiblemente desde 10 a 20 µp? y el espesor de la película termosellable, barrera contra vapor de agua, es desde 15 a 35 µ??.
La Figura le muestra un laminado de empaque similar 10c de conformidad con lo descrito en la Figura Ib, en este caso la capa de barrera contra vapor 14 , que comprende un polímero de matriz a base de poliolefina y partículas de relleno inorgánicas distribuidas dentro del polímero de matriz, es una película premanufacturada, la cual se lamina a la capa de cartón revestida de barrera de oxígeno. La diferencia en comparación con la Figura Ib, es que la capa de barrera contra vapor de agua 14 es pre-manufacturada como una sola película de capa, mediante un proceso de extrusión de fundido, tal como soplado de película de extrusión o moldeado de película de extrusión, resultando en una película 14. La película 14 es laminada a la capa de barrera revestida de película líquida 12, por una capa intermedia 13 de un polímero a base de poliolefina, preferiblemente un polietileno de baja densidad (LDPE) . La capa de unión intermedia 13 es formada así al laminar por extrusión la capa central revestida de barrera de oxígeno 11-12 y la película de la barrera contra vapor de agua 14 una a otra. Una capa de polímero termosellable 15 es posteriormente revestida por extrusión sobre el lado interno de la capa de barrera contra vapor de agua 14.
El espesor de gramaje de la capa termosellable 15 es aproximadamente 15 g/m2. El espesor de la capa de barrera contra vapor de agua es preferiblemente de aproximadamente 20' g/m2. El espesor de la capa de unión intermedia es preferiblemente desde 10 a 15 g/m2.
La Figura Id muestra un laminado de empaque similar lOd de conformidad con lo descrito en la Figura le, pero con la película pre-manufacturada de capa de barrera contra vapor 14, que comprende múltiples, capas alternadas, delgadas en micrómetros, del polímero de matriz a base de poliolefina con rellenador inorgánico (14-1) y capas de un polímero más resistente o más amortiguador de esfuerzos (14-2), tal como por ejemplo LLDPE, m-LLDPE, VLDPE o ULDPE. La película de micro múltiples capas 14 es laminada a la capa de barrera revestida de película líquida 12, por una capa intermedia 13 de un polímero a base de poliolefina, preferiblemente un polietileno de baja densidad (LDPE) . La capa de unión intermedia 13 es formada así al laminar por extrusión la capa central revestida de barrera de oxígeno 11 -12 y la película de barrera contra vapor de agua 14 una a otra. En el interior de la película de barrera contra vapor de agua 14, es revestida por co-extrusión una capa interna 15 de un polímero termosellable , preferiblemente LDPE.
En la Figura 2-1, el método de revestir una película líquida de la composición de barrera contra oxígeno líquido sobre la capa de papel o cartón, de acuerdo a lo mostrado con las capas 11 y 12 en los laminados de empaque de las Figuras la, Ib, le y Id, se muestra de manera esquemática. La capa de papel 21a se alimenta desde un carrete de almacenamiento hacia una estación de revestimiento de película líquida 22a, en donde la composición de barrera contra gas líquido se aplica en una cantidad tal que la cantidad de capa revestida y seca es de aproximadamente 1 -6 g/m2, cuando el papel revestido ha pasado la estación de secado 22b. De conformidad con una modalidad preferida, la operación de revestimiento de película liquida se realiza en dos pasos, en este caso mediante un primer revestimiento 1.0 - 3.0 g/m2, secar en un paso intermedio y después revestir una segunda ocasión a 1.0 - 3.0 g/m2 y finalmente secar la capa revestida de película líquida para obtener una capa de papel revestida de barrera contra oxígeno 21b.
En la Figura 2a, se muestra el proceso de laminación
20a, para la manufactura del laminado de empaque 10a de la Figura la, en donde la capa revestida de barrera de oxígeno 21b es revestida directamente por co-extrusión por una película de múltiples capas fundidas 24a, que comprende una capa adhesiva de coextrusión para unir la capa 21b y una capa de barrera contra vapor de agua 14 adyacente una a otra, la capa de barrera contra vapor de agua 14 que comprende un polímero de matriz a base de poliolefina, que es HDPE, y partículas de relleno inorgánicas, que es talco, distribuido dentro del polímero de matriz . En un paso de revestimiento de extrusión posterior 26, una capa termosellable y hermética al líquido 15 de polietileno de baja densidad es además revestida por extrusión sobre la capa de barrera contra vapor de agua 14. La capa o capas internas 15 se alimentan a través de un bloque de alimentación 26-2 y se aplican como una película de cortina de fundido 26-3 sobre la capa de barrera contra vapor de agua 14 en una estación de . punto de contacto de rodillo 26-1. Alternativamente, el revestimiento de extrusión de la capa(s) termosellable más interna se realiza junto con la capa de barrera contra vapor de agua 14 , por lo cual la película fundida de múltiples capas 24a también puede comprender una capa termosellable y hermética a líquidos, interna coextruída 15 sobre el lado interno de la capa de barrera contra vapor de agua 14. Así, puede ser omitida la estación de revestimiento de extrusión mostrada 26-1. Posteriormente, el papel y película laminados pasan a un segundo bloque de alimentación de extrusor 27-2 y la línea de contacto de laminación 27-1, en donde una capa termosellable exterior de LDPE 16 es revestida sobre el lado externo de la capa de papel. Finalmente, el laminado de empaque terminado 28a se bobina sobre un carrete de almacenamiento, no se muestra.
En la Figura 2b, se muestra el proceso de laminación 20b, para la manufactura del laminado de empaque 10b de la Figura Ib, en donde la capa central revestida de barrera de oxígeno 21b se lamina a una película de polímero de múltiples capas pre-manufacturada 23b, que comprende una capa de barrera contra vapor de agua 14 de un polímero a base de poliolefina, preferiblemente HDPE, con las partículas inorgánicas distribuidas en el mismo, al extruir una capa de unión intermedia de LDPE 24b de una estación de extrusión 24 y presionar juntos en una línea de contacto de rodillo 25. La película de polímero pre-manuf cturada 23b además comprende una capa termosellable y hermética a líquidos interna 15 dispuesta sobre el lado interno de la capa de barrera contra vapor de agua 14, para ser dirigida hacia el interior de un recipiente de empaque terminado, las dos capas 14 y 15 que han sido procesadas por co-extrusión de fundido en un método de soplado de película de coextrusión o en un método de colado de película por coextrusión. Posteriormente, el centro de papel laminado 11 -12 y la película de múltiples capas 14-15 pasan a un segundo bloque de alimentación de extrusor 27-2 y una línea de contacto de laminación 27-1, en donde una capa termosellable exterior de LDPE 16; 27-3 es revestida sobre el lado externo de la capa de papel. Finalmente, el laminado de empaque terminado 28b se bobina sobre un carrete de almacenamiento, no se muestra.
En la Figura 2c, se muestra el proceso de laminación
20c, para la manufactura del laminado de empaque 10c de la Figura lbc, que es igual que el proceso de laminación de la Figura 2b anterior, excepto que la capa(s) termosellable y hermética a líquidos interna 15 es revestida por (co-) extrusión sobre la película de polímero pre-manufacturada y laminada 23c en un paso separado. Por consiguiente, la capa revestida de barrera de oxígeno 21b se lamina a una película de polímero 23c, que comprende una capa de un polímero a base de poliolefina, preferiblemente HDPE, con las partículas inorgánicas distribuidas en la misma, al extruir una capa de unión intermedia de LDPE 24b (o 24c) desde una estación de extrusión 24 y prensarlas juntas en una línea de contacto de rodillo 25. Posteriormente, el papel y película laminados pasan un segundo bloque de alimentación de extrusor 26-2 y una línea de contacto de laminación 26-1, en donde una capa termosellable más interna 15; 26-3 es revestida sobre el lado de película 23 del laminado. Finalmente, el papel y película laminados pasan a un tercer bloque de alimentación de extrusor 27-2 y una línea de contacto de laminación 27-1, en donde una capa termosellable exterior de LDPE 16; 27-3 es revestido sobre el lado externo de la capa de papel. El laminado de empaque terminado 28c finalmente es bobinado sobre un carrete de almacenamiento, no se muestra.
Para la manufactura del laminado de empaque alternativo
Id, se utiliza el mismo proceso de laminación de conformidad con lo mostrado en la Figura 2c, la diferencia es que la película premanufacturada 14 es una película elaborada mediante tecnología de co-extrusión de micro-múltiples capas de acuerdo a lo descrito anteriormente con respecto a la Figura Id.
La Figura 3a muestra un ejemplo preferido de un recipiente de empaque 30a producido a partir del laminado de empaque 10 (a, b, c) de conformidad con la invención. El recipiente de empaque es particularmente conveniente para bebidas, salsas, sopas o similares. Típicamente, tal empaque tiene un volumen de aproximadamente 100 hasta 1000 mi. Este puede ser de cualquier configuración, pero se prefiere en forma de ladrillo, contando con sellos longitudinales y transversales 31 y 32, .respectivamente, y opcionalmente un dispositivo de apertura 33. En otra modalidad, no se muestra, el recipiente de empaque se puede formar como una cuña. Con el fin de obtener tal "forma de cuña", solamente la parte inferior del empaque es formada por doblado de manera que el sellado térmico transversal del fondo es ocultado debajo de las solapas de esquina triangulares, las cuales se doblan y se sellan contra el fondo del empaque. El sello transversal de la sección superior se deja sin doblar. De esta manera el recipiente de empaque de mitad-doblada sigue siendo fácil de manejar y es dimensionalmente estable cuando se coloca sobre un estante en el almacén de alimentos o en una tabla o similares.
La Figura 3b muestra un ejemplo preferido, alternativo de un recipiente de empaque 30b producido a partir de un laminado de empaque 10' (a, b, c) que tiene una capa central de papel más delgada y que es de conformidad con la invención. Debido a que el laminado de empaque 10' es más delgado al tener una capa central de papel más delgada, esta no es dimensionalmente estable lo suficiente para formar un recipiente de empaque en forma de paralelepípedo o forma de cuña, y no es formado por doblez después del sellado transversal 32b. Este seguirá siendo un recipiente parecido a bolsa con forma de almohada y se distribuye y vende como está.
La Figura 4 muestra el principio de conformidad a lo descrito en la introducción de la presente solicitud, en este caso se forma una membrana de material de empaque en un tubo 41 por los bordes longitudinales 42, 42' de la membrana que se unen uno con otro en una unión de traslape 43. El tubo se llena 44 con el producto alimenticio líquido previsto y es dividido en paquetes individuales por los sellos transversales repetidos 45 del tubo a una distancia predeterminada de uno de otro abajo del nivel del contenido llenado en el tubo. Los empaques 46 son separados mediante incisiones en los sellos transversales y se les da la configuración geométrica deseada mediante una formación por doblez a lo largo de líneas de pliegue preparadas en el material .
EJEMPLO 1
Un laminado de empaque fue producido por revestimiento de la película líquida de 2 x 1 g/m2 de una composición de barrera contra gas acuoso de PVOH disuelto y dispersado y 30 % en peso de arcilla de bentonita y, calculada en materia seca, en dos pasos consecutivos con secado intermedio, sobre un cartón CLC/C de 320 mN de Fróvi .
Preparación de la composición de la barrera contra gas acuoso: Una dispersión acuosa desde aproximadamente 5-15 % en peso de partículas laminares de montmorillonita exfoliadas (Kunipia F de Kunimine Kogyo Co . ) que tiene una proporción de aspecto de aproximadamente 50-5000, se mezcla con una solución acuosa de aproximadamente 10 % en peso de PVOH (Mowiol 15-99, que tiene un grado de saponificación de arriba de 99%) a 60-90 °C durante 1-8 horas. La dispersión de partículas minerales laminares exfoliadas se puede estabilizar por medio de un aditivo estabilizador. Alternativamente, las partículas minerales laminares son exfoliadas directamente en la solución de PVOH a 60-90 °C durante 1-8 horas.
El revestimiento aplicado húmedo entonces se seca a una temperatura superficial de la membrana de 100-150°C.
En el interior de la capa de barrera de gas así aplicada se lamina una capa de HDPE que comprende partículas de talco que tienen una distribución de tamaño de partícula de manera que 95% de las partículas son más pequeñas de 5.5 m, mientras que 50% de las partículas son más pequeñas de 2.2 m, en una cantidad de 30 % en peso, el espesor de la capa de HDPE que es aproximadamente 20 g/m2. La capa de HDPE llenada es laminada al cartón revestido de barrera contra oxígeno por medio de co-extrusión junto con una capa de laminación intermedia que consiste de LDPE convencional en un espesor de 15 g/m2.
Para comparación, un laminado correspondiente que no tiene ninguna capa de HDPE llenado es preparado, en este caso tiene solamente dos capas de LDPE convencional en un espesor de 15 g/m2, cada uno.
Para comparación adicional, los laminados correspondientes que tienen lo mismo dentro de las capas de LDPE y HDPE llenado, respectivamente, pero no la capa de barrera contra oxígeno revestida de película líquida de PVOH.
Las propiedades de la barrera contra vapor de agua de cada laminado respectivo, fueron determinadas midiendo la pérdida de peso en un dispositivo de Gravitest 6300 (de GINTRONIC en Suiza), por un sistema de báscula automatizado. Las mediciones fueron realizadas a 23 °C y 50% de RH (humedad relativa) , de conformidad con las normas DIN 53122 y ASTM E96/80, durante 6 semanas. Los valores obtenidos se expresan como g/m2 día.
La razón de no medir por métodos de transmisión de vapor de agua convencionales, es que tales métodos no son bastante exactos y también, las muestras de laminado tuvieron que ser puestas en la dirección incorrecta en un equipo de Permatran WVTR. La migración de vapor de agua a través del laminado ocurre en la dirección opuesta a través del laminado, y por lo tanto tal método de medición no refleja bien la realidad de un laminado usado en un recipiente de empaque.
Por lo tanto, las mediciones obtenidas por el método de Gravitest 6300 eran más realistas y los valores producidos en una exactitud de +/- 0.1 mg.
Es conocido que cuando se calculan las propiedades de barrera de una estructura en capas, laminada, la contribución de barrera por cada capa (Barr 1, Barr 2.... Barr i) al valor de la barrera total (Barr ? 1-i) del laminado completo es relacionado de acuerdo con la fórmula siguiente:
1/ Barr ? 1-i = 1 barr 1 + 1/Barr 2 + +1/Barr i
Por lo tanto, insertando el valor de barrera total contra vapor de agua para un laminado que tiene una estructura con una capa de LFC de PVOH y de partículas inorgánicas de bentonita y una capa convencional de LDPE hacia el interior, y el valor de una estructura que tiene el LDPE dentro de la capa sola, el resto del laminado (en este caso la capa de PVOH) tiene un valor de barrera calculado de wv de 0.66.
1 /Total L = 1 PVOH+b WL + 1/2 x LDPE WL y
1 0.49 =l/PVOHLDPE + 1 1.88
PVOHLDpE = 0.66
Cuando en lugar de insertar el valor de la barrera contra vapor de agua total para un laminado que tiene una estructura con una capa de LFC de PVOH y partículas de bentonita inorgánicas y una capa de HDPE llenado hacia el interior, y el valor de una estructura que tiene el HDPE llenado dentro de la capa sola, el resto del laminado (en este caso la capa de PVOH) tiene un valor de barrera WV calculado de 0.39.
1/Total WL = 1 PVOH+b WL + 1 (LDPE + HDPE llenado) WL
1/0.23 = 1 /PVOH. f-HDPE + 1/0.55
PVOH f-HDPE = 0.39
Este valor de la barrera contra vapor de agua es mucho más bajo que el esperado, y de hecho mejorado por 40% comparado a la estructura con el LDPE dentro de la capa.
También, asombrosamente, las propiedades de barrera contra oxígeno ahora son mejoradas suficiente bien para almacenamiento a largo plazo de los paquetes llenados con producto alimenticio líquido.
Esto es posible al aumentar adicionalmente las propiedades de la barrera contra gas un poco mediante capas más gruesas de revestimiento de la composición de la barrera contra gas, o llenar la capa de PVOH con una cantidad más alta de partículas inorgánicas. Hay, también, un aumento más significativo en propiedades de barrera de olor, revistiendo una composición de capa de barrera contra gas más gruesa y más densamente llenada. Un ejemplo excelente de tal composición de barrera comprende PVOH y entre 10 y 60 % en peso, preferiblemente desde 20 hasta 55 % en peso, más preferiblemente desde 30 hasta 50 % de peso de partículas de talco.
La invención no está limitada por las modalidades mostradas y descritas arriba, sino se puede variar dentro del alcance de las reivindicaciones.
CLÁUSULAS
A) El método de manufacturar un laminado de empaque (10a; 10b) de conformidad con la invención, comprende los pasos de
- proporcionar una capa de papel o cartón (21a) ,
- proporcionar una composición de barrera contra gas líquido que contiene un aglutinante de polímero dispersado o disúelto en un medio líquido acuoso o a base de solvente y que contiene además partículas inorgánicas dispersadas en la composición,
- formar una capa de barrera contra gas de oxígeno delgada que comprende el aglutinante de polímero y partículas inorgánicas al revestir (22a) la composición líquida como una película sobre un primer lado de la capa de papel o cartón y posterior secado (22b) para evaporar el líquido, proporcionar una composición de polímero procesable fundido que comprende una matriz de polímero a base de poliolefina y partículas de relleno inorgánicas distribuidas en la misma,
- proporcionar una capa de barrera contra vapor de agua (24a; 23b; 23c) de la composición de polímero procesable fundido por un método de extrusión de fusión,
- laminar la capa de barrera contra vapor de agua extruída (24a; 23b; 23c) de la composición de polímero procesable fundido al lado interno de la capa de barrera contra gas de oxígeno (21b) ,
- proporcionar una capa interna (15) de una poliolefina termosellable en el interior de la capa de barrera contra vapor de agua (24a; 23b; 23c) , y
proporcionar una capa exterior (16) de un poliolefina termosellable en el exterior de la capa central (11) .
B) Método de conformidad con la cláusula A, en donde la capa de barrera contra gas de oxígeno (12) está cubierta directamente sobre el lado interno de la capa central de papel o cartón (11) .
C) Método de conformidad cualquiera de las cláusulas A o B, en donde el polímero de barrera contra gas de oxígeno contenido en la composición líquida es seleccionado de un grupo que consiste en PVOH, EVOH dispersable en agua, almidón, derivados de almidón y combinaciones de dos o más de los mismos.
D) Método de conformidad cualquiera de las cláusulas A, B o C, en donde la capa de barrera contra gas de oxígeno (12) se aplica como dos o más partes de capas en dos o más pasos posteriores con secado intermedio, en una cantidad desde 1 hasta 3 g/m2 cada uno, preferiblemente desde 1.5 hasta 2 g/m2 cada uno.
E) Método de conformidad con cualquiera de las cláusulas A, B, C o D, además comprende los pasos de revestimiento de película líquida de una capa de unión termoplástica intermedia (13') sobre la capa de barrera contra gas de oxígeno aplicada (12) y secarla mediante evaporación del líquido, proporcionar una película de barrera contra vapor de agua (14, 14-15; 23b, 23c) de la composición de polímero procesable fundido mediante moldeado por extrusión o coextrusión o soplado y laminar la película al lado interno de la capa de barrera contra gas de oxígeno (21b) por medio de calor-presión laminándola a la capa de unión termoplástica intermedia (13')·
F) Método de conformidad con cualquiera de las cláusulas A, B, C, D, o E, en donde una capa interna (15) de una poliolefina termosellable se proporciona en el interior de la capa de barrera contra vapor de agua (24a; 23c) por medio del revestimiento por (co- ) extrusión.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.
matriz de polímero a base de poliolefina y partículas inorgánicas de relleno distribuidas dentro de la matriz de polímero.
2. El laminado de empaque para empaquetamiento de alimento líquido de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el aglutinante es seleccionado del grupo que consiste de PVOH, EVOH dispersable en agua, almidón o derivados de almidón, y combinaciones de dos o más de los mismos.
3. El laminado de empaque de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizado porque las partículas inorgánicas comprendidas en la composición de barrera contra gas líquido son en forma laminar, o en forma de hojuela.
. El laminado de empaque de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque las partículas inorgánicas comprendidas en la composición de barrera contra gas líquido principalmente consisten de partículas de arcilla laminar nano-clasificadas que tienen una proporción de aspecto desde 50 hasta 5000.
5. El laminado de empaque de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque las partículas inorgánicas comprendidas en la composición de barrera contra gas líquido principalmente consisten de partículas de talco laminar que tienen una proporción de aspecto desde 10 hasta de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa de barrera contra vapor de agua comprende múltiples, capas micrometro delgadas alternadas de polímero de matriz a base de poliolefina con partículas inorgánicas y capas de un polímero más resistente o más . amortiguador seleccionado del grupo que consiste de LLDPE, m-LLDPE, VLDPE o ULDPE, elastómeros y plastómeros.
12. El laminado de empaque de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa de barrera contra vapor de agua es unida a la capa de papel o cartón revestida de barrera por una capa de polímero termoplástico intermedia seleccionada de poliolefinas y polímeros adhesivos a base de poliolefinas.
13. El método de elaborar un laminado de empaque de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-12, caracterizado porque comprende los pasos de
- proporcionar una capa de papel o cartón,
- proporcionar Una composición de barrera contra gas líquido que contiene un aglutinante de polímero dispersado o disuelto en un medio líquido acuoso o a base de solvente y que contiene además partículas inorgánicas dispersadas en la composición,
- formar una capa de barrera contra gas de oxígeno delgada que comprende el aglutinante de polímero y partículas inorgánicas al revestir la composición líquida como una medio de revestimiento por extrusión o revestimiento por coextrusión sobre el cartón revestido.
16. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13-15, caracterizado porque la capa de barrera contra vapor de agua de la composición de polímero procesable fundido es proporcionada mediante moldeado por extrusión o co-extrusión o soplado de una película, la cual se lamina posteriormente al lado interno de la capa de barrera contra gas de oxígeno, por medio de laminación por extrusión de una capa de unión termoplástica intermedia.
17. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 15 o 16, caracterizado porque las capas internas de una poliolefina termosellable son proporcionadas sobre el interior de la capa de barrera contra vapor de agua siendo formadas por co-extrusión en el mismo paso y junto con la capa de barrera contra vapor de agua .
18. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13-17, caracterizado porque la capa de barrera contra vapor de agua es unida a la capa de papel o cartón revestida de barrera por una capa de polímero termoplástico intermedia seleccionada de poliolefinas y polímeros adhesivos a base de poliolefina.
19. El recipiente de empaque caracterizado porque es elaborado del laminado de empaque de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-12.
Claims (1)
- 60 REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un laminado de empaque de hoja no metálica que tiene propiedades de barrera adecuadas para empaquetamiento de largo plazo de un producto alimenticio liquido que comprende una capa central de papel o cartón, una primera capa de poliolefina termosellable, hermética a líquido, más externa, una segunda capa de poliolefina termosellable, hermética al líquido, más interna y, aplicada sobre el lado interno de la capa central de papel o cartón, una capa de barrera contra gas de oxígeno formada por el revestimiento de película líquida de una composición de barrera contra gas líquido y un secado posterior, la composición de barrera contra gas líquido comprende un aglutinante de polímero que proporciona propiedades de barrera contra gas, dispersado o disuelto en un medio acuoso o a base de solvente, caracterizado porque la capa de barrera contra gas además contiene partículas inorgánicas dispersadas dentro del aglutinante de polímero en combinación con que el laminado de empaque además comprende una capa de barrera contra vapor de agua, arreglada entre la capa de barrera contra gas de oxígeno aplicada y la capa de poliolefina termosellable más interna, cuya capa de barrera contra vapor de agua comprende una 62 500. 6. El laminado de empaque de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque la capa de barrera contra gas de oxígeno se aplica en una cantidad total desde 0.5 hasta 6 g/m2, preferiblemente desde 3 hasta 5 g/m2, preferiblemente desde 3 hasta 4 g/m2, de peso seco. 7. El laminado de empaque de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa de barrera contra gas de oxígeno se aplica directamente adyacente sobre la capa central de papel o cartón. 8. El laminado de empaque de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el polímero de matriz comprende principalmente polietileno de alta densidad (HDPE) . 9. El laminado de empaque de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las partículas inorgánicas de relleno comprendidas en el polímero de matriz a base de poliolefina son en forma de - hojuela o tienen una configuración laminar. 10. El laminado de empaque de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las partículas inorgánicas de relleno comprendidas en el polímero de matriz a base de poliolefina son seleccionadas de talco, mica y partículas nano-clasificadas exfoliadas. 11. El laminado de empaque de conformidad con cualquiera película sobre un primer lado de la capa de papel o cartón y posteriormente secado para evaporar el líquido, - proporcionar una composición de polímero procesable fundida que comprende una matriz de polímero a base de poliolefina y partículas de relleno inorgánicas distribuidas en la misma, - proporcionar una capa de barrera contra vapor de agua de la composición de polímero procesable fundida por un método de extrusión fundido, - laminar la capa de barrera contra vapor de agua extruída al lado interno de la capa de barrera contra gas de oxígeno, proporcionar una capa interna de una poliolefina termosellable sobre el lado interior de la capa de barrera contra vapor de agua y proporcionar una capa exterior de una poliolefina termosellable sobre el lado exterior de la capa central. 14. El método de conformidad con la reivindicación 13, caracterizado porque la capa de barrera contra gas de oxígeno se aplica en una cantidad total desde 0.5 hasta 6 g/m2, preferiblemente desde 3 hasta 5 g/m2, más preferiblemente desde 3 hasta 4 g/m2, de peso seco. 15. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 13-14, caracterizado porque la capa de barrera contra vapor de agua de la composición de polímero procesable fundido es proporcionada y laminada al lado interior de la capa de barrera contra gas de oxígeno, por
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