MXPA00008680A - Materiales laminados de empaque y recipientes de empaque producidos de los mismos - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un método para producir un material (10) laminado de empaque que incluye una capa de núcleo (16) de papel o cartón y una capa de barrera (14) aplicada en un lado de la capa de núcleo. La capa de barrera se forma al revestir una dispersión o solución de por ejemplo almidón o PVOH en una trama portadora de papel o película plástica y secar el revestimiento de barrera antes de unir la trama portadora que tiene la capa de barrera con la capa de núcleo (16).

Description

MATERIALES LAMINADOS DE EMPAQUE Y RECIPIENTES DE EMPAQUE PRODUCIDOS DE LOS MISMOS La presente invención se refiere a métodos para producir materiales laminados de empaque que comprenden una capa de núcleo de papel o cartón y una capa de barrera aplicada en al menos un lado de la capa de núcleo. La presente invención también se refiere a un material laminado de empaque que se produce de acuerdo con el método, asi como a recipientes de empaque que se producen a partir del material laminado de empaque. Se proporcionan productos laminados de empaque, particularmente ventajosos, en los cuales se usa como una capa de barrera el almidón o un derivado de almidón o PVOH. Es bien conocido en la industria del empaque emplear material laminado de empaque de una naturaleza de uso individual para empacar y transportar alimentos líquidos. Normalmente, estos materiales laminados de empaque están constituidos de una capa de núcleo, de configuración rígida, pero plegable, que consiste por ejemplo de papel o cartón a fin de lograr buena estabilidad en la configuración mecánica. Se aplican revestimientos de plástico herméticos a líquidos, en ambos lados de la capa de núcleo y estos protegen de manera efectiva de la penetración de la humedad a la capa de núcleo constituida de fibras que absorben liquido. Estas capas exteriores consisten normalmente de un termoplástico, preferentemente polietileno, que además imparte al material de empaque propiedades superiores de termosellado, por lo cual el material de empaque se puede convertir en empaques terminados con la configuración ceométrica deseada. Sin embargo, el material laminado de empaque que consiste sólo de papel o cartón y plástico hermético a líquidos carece de las propiedades de hermeticidad con relación a gases, en particular el gas de oxígeno. Esta es una desventaja principal en el empaque de muchos alimentos cuya vida en anaquel se deteriora dramáticamente cuando están en contacto con el gas de oxígeno. A fin de complementar al material de empaque con una barrera contra gases, especialmente el gas de oxígeno, es conocida en la técnica la aplicación de una capa que posea propiedades superiores de hermeticidad al gas de oxigeno, por ejemplo, hoja de aluminio o alcohol polivinílico, en un lado de la capa de núcleo que se proponga para estar en contacto hacia el interior del empaque . En comparación con la hoja de aluminio, el alcohol polivinílico disfruta de muchas propiedades deseables, con el resultado que es preferido como el material de barrera en muchos casos. Entre éstos, se puede hacer mención de las propiedades superiores de resistencia del alcohol polivinílico, compatibilidad con alimentos y valor económico, junto con sus extremadamente buenas propiedades de barrera al gas de oxígeno. Además, se ha considerado que es conveniente, en ciertos casos desde el punto de vista del ambiente y el reciclado, reemplazar la hoja de aluminio como el material de barrera de gas en los empaques de alimentos . Al igual que muchos otros polímeros adhesivos o de barrera, concebibles tal como por ejemplo, alcohol etilen-viní lico, almidón, derivado de almidón, carboxi-met il-celulosa y otros derivados de celulosa, o mezclas de los mismos, el alcohol polivinílico se suministra de manera adecuada por medio de un proceso de revestimiento, es decir, en la forma de una solución o dispersión acuosa que en la aplicación, se extiende a una capa uniforme, delgada en el substrato y se seca posteriormente. Se ha encontrado que una desventaja en este proceso, sin embargo, es que una dispersión acuosa de polímero o solución de polímero de alcohol polivinílico con una adición de EAA que se aplica a una capa de núcleo de papel o cartón penetra en las fibras absorbentes de líquido de la capa de núcleo. En unión con la remoción de agua para el secado y posiblemente para la curación de la capa de barrera aplicada, la capa de núcleo también se somete a temperaturas elevadas durante el secado, y como resultado se incrementa el riesgo de formación indeseable de grietas en la capa de papel o cartón, respectivamente, como resultado del contenido de humedad que es difícil de ajustar y el secado que toma lugar en esta capa. La Patente Sueca No. 440519 propuso la inclusión de un agente de espesamiento tal como alginato para reducir la penetración de agua en la mesa. El uso de PVOH como un material de barrera aplicado sobre una capa de polímero que impide la formación de grietas y el suavizado de la superficie de la mesa se describe en la Una desventaja es que el alcohol polivinílico es sensible a la humedad y pierde rápidamente sus propiedades de barrera cuando se expone a un ambiente húmedo. Esta inconveniencia se evitó previamente de acuerdo con la WO 97/22536 al combinar el alcohol polivinílico con uno o más polímeros conocidos aprobados para alimentos, por ejemplo, copolímero de etileno-ácido acrílico (EAA) o copolímero de estireno-butadieno. Estos forman de manera ventajosa, en combinación con el alcohol polivinílico, una capa bien integrada, coherente que posee propiedades superiores de barrera a gases, en particular propiedades de barrera al gas de oxígeno, al mismo tiempo se retienen aún en un ambiente húmedo las propiedades superiores, deseadas de barrera a gases del alcohol polivinílico . La WO 97/22536 describe que el alcohol polivinílico mezclado con copolímero de EAA-etileno o material similar podría ser una dispersión revestida en un cartón previamente revestido con un polímero y posteriormente se podría secar y curar a temperaturas de hasta 170°C para formar un material laminado de empaque con una muy buena propiedad de barrera . Otra desventaja en el empleo del alcohol psliviní lico, por ejemplo, como material de barrera, en lugar de la hoja de aluminio, es que, en el almacenamiento de alimentos sensibles a la luz, es necesario en muchos casos incorporar también en el material de empaque una barrera ligera de algún tipo. Dado que, una capa de núcleo de papel o cartón no permite (al ojo desnudo) el paso de ninguna luz, pero sin embargo, la luz en intervalos de longitudes de ondas invisibles penetra desde el exterior de un recipiente de empaque al producto alimenticio empacado y puede tener un efecto negativo en el mismo desde el punto de vista de ' la vida en anaquel. El empleo de la hoja de aluminio en el material de empaque disfruta de la ventaja que la hoja de aluminio en sí misma constituye una buena barrera tanto contra gases como contra la luz. Por otra parte, el alcohol polivinílico es también bueno como completamente transparente aún en mezclas con un polímero hidrófobo tal como copolímero de etileno-ácido acrílico o copolímero de estireno-butadieno. La mezcla de barreras convencionales a la luz, tal como negro de carbón y dióxido de titanio en cualquiera de las capas plásticas incluidas en el material laminado de empaque de acuerdo con la WO 97/22536 es posible per se, pero conllevaría una apariencia estéticamente no atractiva en el empaque . Aún una desventaja adicional inherente en el material laminado de empaque que incluye capas de barrera de por ejemplo, alcohol polivinílico posiblemente de manera conjunta con otro polímero como se describe en WO 97/22536 es que este material de empaque no se puede producir empleando el mismo equipo de producción como en la producción del material de empaque usando la hoja de aluminio como la capa de barrera, que comprende costos de inversión de capital para nuevo equipo de producción . Como se indica anteriormente, el PVOH tiene beneficios ambientales como un material de barrera. Además de estos materiales sintéticos, se ha investigado la posibilidad de usar polímeros naturales y biodegradables (biopolímero) tal como almidón y derivados de almidón, como materiales de barrera al gas. Se conoce de manera previa que el almidón posee algunas propiedades de barrera a gases cuando se emplea en capas relativamente gruesas, tal como en' películas que tienen un espesor de aproximadamente 20 a 30 µm. Sin embargo, estas capas gruesas de material de almidón no son adecuadas para el uso en productos laminados de empaque, puesto que llegan a ser quebradizas y están propensas al agrietamiento y rotura en el manejo, por ejemplo en el proceso de laminación, y cuando se doblan formando el producto laminado en empaques. Además de no ser flexibles en el manejo durante la fabricación y distribución, los productos laminados que incluyen estas capas gruesas de almidón no serán capaces de absorber más humedad, lo que tendrá influencia de manera negativa en las propiedades de barrera a gases. De la WO 97/16312 se conoce que capas muy delgadas de almidón aplicadas sobre una capa de núcleo pueden proporcionar algunas propiedades de barrera a gases, al menos cuando se emplean junto con una capa adyacente de plástico, que se ha unido con la capa de barrera de almidón por revestimiento por extrusión del material plástico. Dos capas muy delgadas de almidón, aplicadas en una cantidad de 0.5 y 1 g/m2 respectivamente, peso seco, en ambos lados opuestos de una capa de núcleo de cartón y cada una revestida por extrusión con una capa de plástico, proporcionó una barrera al gas de oxígeno de 289 cm3/m2, por 24 h a 1 atmósfera. De manera similar, dos capas de almidón, aplicadas en una cantidad de 1 y 1.5 g/m2, respectivamente, proporcionaron una barrera al gas 'de oxígeno de 141 cm3/m2, por 24 h a una atmósfera. Los resultados obtenidos de esta manera, fueron comparables con las propiedades de barrera a gas de por ejemplo, una película de 12 m de grueso de PET orientado, representando de esta manera un material. de "barrera de desempeño medio". Sin embargo, el material laminado de la WO 97/16312 es sólo un material de barrera a gases de desempeño medio. Esto significa que sólo se puede usar para empacar productos alimenticios líquidos durante cortos periodos de tiempo de almacenamiento en frío. No se conoce hasta ahora en la técnica anterior la producción de productos laminados de empaque que tengan propiedades de barrera a gases de alto desempeño a partir de materiales de barrera de almidón o derivados de almidón. Sería muy deseable poder ser capaz de proporcionar material de empaque que tiene -suficientes propiedades de barrera a gases durante un almacenamiento de tiempo prolongado de productos alimenticios, líquidos, es decir, para una vida en anaquel prolongada (ESL) en almacenamiento en frío o aún para el almacenamiento aséptico. Estas propiedades de barrera al gas de oxígeno, deseables de alto desempeño están en el orden de aproximadamente 50 cm3/m2 a 24 h, 1 atmósfera (23°C, 50 % de humedad relativa) o mejor, por ejemplo, hasta 30 cm3/m2 a 24 h, 1 atmósfera, es decir propiedades de barrera a gas de oxígeno comparables a aquellas de por ejemplo PVOH, EVOH (copolímero de etileno-alcohol vinílico),: o poliamidas (PA) cuando se emplean a un espesor en el orden de 5 µm . La FR-A-2684922 describe el revestimiento de una película de polímero tal como poliéster con una dispersión de amilosa-almidón que contiene agente tensioactivo y el secado del almidón a un temperatura de hasta 180°C. Se obtienen buenas propiedades de barrera a gases a niveles de revestimiento de por ejemplo 0.7 g(seco)/m2. Sin embargo, no hay indicación que se puedan obtener propiedades similares en un material laminado de empaque que tiene un núcleo de papel o cartón. Ahora se ha encontrado que un material laminado de empaque que posee propiedades adecuadas de barrera, en particular contra gases, se puede producir usando un método que se presta por sí mismo para llevarse a cabo usando equipo convencional de producción del tipo empleado en la producción de materiales de empaque con. la hoja de aluminio como la capa de barrera. Ahora también se ha establecido que es posible en un producto laminado de empaque obtener propiedades de barrera al oxígeno de alto desempeño a partir del uso de almidón y materiales similares. De acuerdo con un primer aspecto de la invención, ahora se proporciona un método para producir un material laminado de empaque que comprende una capa de núcleo de papel o cartón y una capa de barrera aplicada a un lado de la capa de núcleo, caracterizado en que se aplica la dispersión del polímero de la solución polimérica co o una capa de barrera en al menos un lado de una capa portadora y se seca durante el calentamiento para quitar completamente el agua, posteriormente la capa portadora con la capa de barrera, seca, aplicada se combina y une de manera permanente con un lado de la capa de núcleo. De manera preferente, la capa de barrera se aplica al revestir con una dispersión o solución acuosa de polímero. Se puede aplicar el PVOH como una solución acuosa, mientras que el almidón se puede dispersar parcialmente y disolver parcialmente en agua. El polímero tiene de manera . preferente grupos hidroxilo funcionales, y se puede seleccionar por ejemplo a partir de alcohol polivinílico, alcohol etilen-vinílico , almidón, derivados de almidón, carboxil-metil-celulosa y otros derivados de celulosa, o una mezcla de 'dos o más de los mismos. Esta dispersión acuosa de polímero o solución de polímero aplicada como capa de barrera se puede secar y curar de manera opcional a una temperatura de aproximadamente 80 a 200°C. Para materiales de no curación, se prefiere operar a una temperatura de aproximadamente 80 a 130°C. De manera más preferente, los materiales tal como PVOH se secan primero de manera preferente a temperaturas de trama desde 80 hasta a 160°C (de 'manera preferente de 140 a 160°C) en un primer paso y luego se curan a temperaturas de trama desde 170 a 230°C en una segunda etapa dando por resultado una barrera mejorada a gases a 80 % de humedad relativa. De manera opcional, el material portador y de barrera.se pueden enfriar entre los dos pasos. También se puede incluir un polímero con grupos funcionales de ácido carboxílico. Esto puede reaccionar con el polímero con los grupos funcionales de hidroxi durante el proceso de secado/curación . De manera adecuada, el polímero con grupos funcionales de ácido carboxílico se selecciona a partir de copolímero de etileno-acrílico y copolímeros . de etileno-ácido metacrílico o mezclas de los mismos . Una mezcla de capa de barrera, particularmente preferida es de alcohol polivinílico y copolímero de etileno-ácido acrílico. De manera opcional, la capa de barrera se seca primero y luego se calienta a una mayor temperatura de modo que la capa de barrera seca se cura a una temperatura de hasta 230°C, de manera preferente cerca de 170°C. La capa de barrera se aplica de manera preferente en la capa portadora en una cantidad de aproximadamente 0-5-20 g/m2, de manera más preferente 2-10 g/m2, basándose en el peso seco. La capa portadora puede consistir de papel o plástico o papel revestido con plástico y los materiales preferidos se describen posteriormente. En una opción, la capa portadora consiste de manera preferente de papel con un gramage de aproximadamente 15-35 g/m2, por ejemplo 15-25 g/m2, de manera más preferente 15 g/m2. La capa portadora que tiene el material de barrera y la capa de núcleo se pueden montar conjuntamente de varias maneras. La capa portadora que tiene al menos una capa de barrera se puede combinar y unir con la capa de núcleo por extrusión de una capa de termoplástico entre éstas. Donde la capa portadora tenga una capa de barrera en un lado de la misma, se puede combinar de este modo con la capa de núcleo por extrusión de una capa de termoplástico entre la capa portadora y la capa de núcleo. De manera opcional, se aplica una capa exterior de termoplástico, de manera preferente polietileno, en la capa de barrera por medio de extrusión . Cuando la capa portadora tiene una capa de barrera en uno o ambos lados, se puede combinar con la capa de núcleo por extrusión de una capa de termoplástico entre la capa de núcleo y una capa de barrera . Si la capa portadora tiene una capa de barrera en ambos lados de la misma, entonces se puede aplicar una capa de termoplástico a la capa exterior del material de barrera por extrusión. La capa de plástico aplicada entre la capa de núcleo y la capa portadora o una capa de barrera puede incluir una substancia que funcione como barrera a la luz. Esto se prefiere de manera especial cuando la capa portadora es de papel u otro material visualmente no transparente. Al aplicar, en una etapa de producción separada, una dispersión acuosa de polímero o solución de polímero como una capa de barrera en al menos un lado de una capa portadora y secar la capa de barrera durante el calentamiento para quitar el agua, y combinar posteriormente y unir de manera permanente la capa portadora con la capa de barrera, aplicada, seca a un lado de la capa de núcleo, se formará un material laminado de empaque con una capa de barrera que posee propiedades superiores de barrera. Gracias al hecho que la capa de barrera no se seca o cura a temperatura elevada en unión con la laminación del material de empaque, se elimina completamente el riesgo de absorción excesiva de agua en la capa de núcleo y del secado de la capa de núcleo de papel o cartón, con el riesgo consecuente de formación de grietas en .la capa de núcleo . Dado que la capa de plástico aplicada entre la capa de núcleo y una capa portadora de papel puede incluir una sustancia que sirve como una barrera a la luz, idealmente negro de carbón, se formará una capa de barrera a la luz -.cuya apariencia negra inatractiva se puede esconder en una capa entre la capa de núcleo y una capa de papel delgada que porta a la capa de barrera. Una ventaja de acuerdo con el método de este aspecto de la presente invención es que la capa de barrera producida en una etapa separada se puede emplear en la producción de un material laminado de empaque de una manera correspondiente y usando equipo de producción correspondiente como se emplean en la actualidad en la producción de materiales de empaque con hoja de aluminio como la barrera al gas de oxígeno. También ahora se ha establecido que es posible en el producto laminado de empaque obtener propiedades de barrera al oxígeno de alto desempeño a partir del uso de almidón y materiales similares. Por consiguiente, la presente invención ahora proporciona un producto laminado de empaque que tiene un núcleo de papel o cartón y una o más capas de barrera a gases de almidón o un derivado de almidón que proporciona una propiedad de barrera al gas de oxígeno de 50 cm3/m2 a 24 h, 1 atmósfera (23°C, 50 % de humedad relativa) o mejor, la capa de o capas de barrera a gases que tiene un peso de revestimiento seco o peso de revestimiento agregado de no más de 7 gm"2. De manera preferente, la propiedad de barrera al oxígeno proporcionada por la capa de almidón o derivado de almidón es de 40 cm3/m2 a 24 h, 1 atmósfera (23°C, 50 % de humedad relativa) o mejor. De manera más preferente, la propiedad de barrera al oxígeno es hasta 30 cm3/m2 a 24 h, 1 atmósfera (23°C, 50 % humedad relativa), por ejemplo 10 cm3/m2 a 24 h, 1 atmósfera (23°C, 50 % humedad relativa) o menor. De manera preferente, el producto laminado de empaque comprende una capa de polímero plástico, de manera preferente un termoplástico, por ejemplo, polietileno, laminado directamente con la capa de barrera a gases. De manera más preferente, el polímero es LDPE. Otros termoplásticos que se pueden emplear incluyen todas las otras clases de polietileno (incluyendo LLDPE, ULDPE, VLDPE, MPE y HDPE) polipropileno y poliet ilen-tereftalato . La capa de barrera a gases se aplica a un peso de revestimiento seco de hasta 7 gm-2, por ejemplo desde .0.5 hasta 5 gm"2, de manera preferente de 0.5 a 3 gm"2, por ejemplo de 1.5 a 2 gm"2. Se prefiere que la capa de barrera a gases se elabore completamente de materiales naturales pero es aceptable incluir cantidades menores de otros materiales poliméricos que no interfieran con las propiedades deseadas. Por ejemplo, la capa de barrera a gases puede comprender adicionalmente una cantidad menor de polímeros dispersables en agua o solubles en agua que tienen grupos funcionales de hidroxilo, por ejemplo, alcohol polivinílico y poliolefinas que tienen grupos carboxilo tal como ácido etilen-acrílico, o una mezcla del mismo. La cantidad de estos materiales puede ser desde 0 a 30 "%, por ejemplo desde 0 a 20 % ó desde 0 a 10 % en peso . Se ha observado que cuando . se aplica polietileno a una capa de almidón a una alta temperatura, por ejemplo, más de 200°C, las propiedades de barrera a gases del almidón se mejoran y que bajo condiciones apropiadas se pueden hacer que alcancen o se muevan más adicionalmente en un nivel de alto desempeño. Un método preferido para obtener propiedades óptimas es aplicar el almidón o derivado de almidón a una capa de núcleo gruesa como en WO 97/16312 pero a un portador separado de acuerdo con el primer aspecto de la invención. Entonces de manera adecuada, la capa de barrera a gases se porta por una capa portadora de papel o plástico. Cuando el papel se emplea es preferentemente delgado, por ejemplo la capa portadora puede ser de papel que tiene un peso superficial desde 10 a 35 g/m2 de manera preferente de 10 a 25 g/m2. El papel también se puede revestir de antemano con una capa de plástico. Después de la aplicación del almidón, el portador se puede combinar con el material de núcleo de papel o cartón de modo que el producto laminado de empaque comprende una capa de núcleo que tiene la capa portadora en una superficie de la misma. Puede haber una o más capas que incluyan una capa de sellado térmico en el otro lado superficial de la capa de núcleo.

La superficie de la capa portadora . a la cual se aplica el almidón o derivado de almidón es de manera substancialmente preferente impermeable a un vehículo líquido. El grado al cual es impermeable la superficie se puede medir al medir la absorción superficial, por ejemplo, en unidades Cobb. ("Cobb" = g(agua) /m2 absorbida en la superficie en 60 segundos de exposición a agua líquida) . La absorción de otros líquidos se puede medir en un método análogo. El método para medir la absorción de Cobb se define en SCAN P12-64 y en TAPPI T441. La absorción superficial de plásticos en general es de aproximadamente 1 Cobb, mientras que una superficie lisa de papel tendrá en general una absorción de aproximadamente 20 a 30 Cobb. De manera adecuada, para el uso en la invención la superficie de capa portadora debe tener una absorción de 50 Cobb o menos, de manera preferente una absorción de 30 Cobb o menos, en forma más preferente una absorción de menos de 20 Cobb o en forma más preferente una absorción de 10 Cobb o menos, por ejemplo, menos de 5 Cobb. De manera preferente, la superficie de la capa portadora a la cual se aplica el almidón o derivado de almidón tiene una lisura de 200 Bendtsen o mejor. El método para medir la lisura de Bendtsen se define en SCAN ( Scandinavian Pulp and Papel Norms) P21-67 y en TAPPI UM535. Cuando el substrato es plástico o tiene una superficie plástica, esta lisura deseada se obtiene usualmente, tal como por ejemplo en una película de plástico o una capa portadora de papel revestida con plástico. Una razón por la que no se logró una alta propiedad de barrera en la WO 97/16312 puede- ser que la capa de núcleo de cartón carecía del grado necesario de impermeabilidad de modo que la solución acuosa de almidón que se empleó puede haber penetrado la superficie. Esto puede tener una acción adversa de varias maneras. Entonces no puede haber una superficie lisa y no rota a la capa de almidón debido a la penetración tal como en el cartón. De manera alternativa, o de manera adicional, el secado del cartón para secar la capa de almidón pue.de provocar la deformación superficial del cartón y por lo tanto el agrietamiento de la capa de almidón. Estos problemas se evitan cuando el almidón se aplica a una capa portadora, impermeable, lisa, separada que se lamina subsecuente a la capa de núcleo. El cartón usado en la WO 97/16312 se esperará típicamente que tenga una lisura superficial de 500-600 Bendtsen. Esto puede haber sido suficiente por sí mismo para penetrar la capa de almidón que es lisa y sin roturas o tener áreas delgadas que proporcionan una ruta para la transmisión de oxígeno. A fin de evitar las grietas, perforaciones o deformaciones en la capa de almidón o derivado de almidón, se prefiere que la superficie en la cual se aplique sea lisa, por ejemplo que la superficie del substrato tenga una lisura de 200 Bendtsen o mejor (es decir, menos), por ejemplo desde hasta 150 Bendtsen, de manera preferente cerca de 100 Bendtsen . Los materiales descritos como portadores para el uso con almidón también se pueden usar con los otros materiales de barrera usados de acuerdo con el primer aspecto de la invención. Sin embargo, se prefiere en generar un portador de película plástica cuando se usa almidón y se prefiere el uso de un portador de papel delgado para los materiales de barrera tal como PVOH que se pueden calentar a temperaturas por arriba de 100°C durante el secado y la curación. El almidón para el uso en la invención puede ser de cualquier tipo convencional aunque se han usado ciertos almidones que proporcionan mejores resultados que otros bajo condiciones. Se prefiere el almidón modificado de patata, tal co o Raisamyl 306 (Raisio), que se oxida con hipoclorito. Otros almidones aceptables incluyen almidón de maíz y derivados, tal como Cerestar 05773 de almidón de maíz hidroxipropilado . Los derivados de almidón que son adecuados para el uso en la invención incluyen almidón oxidado, almidón catiónico y almidón hidroxipropilado. Se entenderá que la propiedad de barrera a gases de los productos laminados de empaque a la invención se prefiere como que se proporciona por un material particular, por ejemplo, almidón o un derivado de almidón, esto no excluye el caso donde la propiedad de barrera a gases es el resultado de una interacción entre el material señalado y una capa adyacente en el producto laminado, en lugar que una propiedad volumétrica del material señalado vista en el aislamiento. Puede ser que un mecanismo contribuidor en la mejora en la propiedad de barrera señalada cuando se aplica polietileno a una alta temperatura a una capa de almidón venga de la penetración de moléculas de polietileno en el almidón, reemplazando el agua en los cristales de almidón. Se puede usar otros polímeros que producen un efecto similar. La capa de plástico se puede aplicar al almidón o derivado de almidón por extrusión en estado fundido o se puede aplicar como una película pre-formada por laminación a presión en caliente por ejemplo un rodillo calentado. En general, se puede emplear cualquier técnica de acuerdo con esta modalidad preferida que proporcione la modificación requerida de la propiedad de barrera del. almidón. De manera preferente, esta capa de plástico se une al derivado de almidón o almidón a una temperatura de al menos 200°C, de manera preferente de 250 a 350°C, en forma más preferente de 250 a 330°C. La invención incluye un recipiente de empaque o empaque formado usando un producto laminado de empaque como se describe o elabora por un método como se describe de acuerdo con la invención.

La presente invención ahora se describirá e ilustrará ' en mayor detalle en la presente a continuación con la ayuda de ejemplos no restrictivos . de métodos, así como productos laminados de empaque obtenibles por el método, de acuerdo con las modalidades preferidas de la presente invención y con referencia a los dibujos anexos, en los cuales: La Figura 1 ilustra esquemáticamente un método para producir una capa de barrera con una capa de barrera para el uso en la pres.ente invención aplicada en la misma; La Figura 2 ilustra esquemáticamente un método para producir un material laminado de empaque de acuerdo con la presente invención; La Figura 3 es una vista en sección transversal a través de un material laminado de empaque de acuerdo con la presente invención; La Figura 4 es una vista en perspectiva de lo anterior de un recipiente de empaque, configuracionalmente estable, convencional, que se produce a partir de un material de empaque laminado de acuerdo con la presente invención; La Figura 5 . (a, b, c, d) ilustra esquemáticamente secciones transversales de cuatro diferentes productos laminados de empaque de acuerdo con las modalidades específicas de la invención; y La Figura 6 (a, b, c, d) ilustra esquemáticamente los métodos para fabricar los productos laminados de empaque, respectivos como se describe en la Figura 5. Con referencia a los dibujos, las Figuras 1 y 2 ilustran esquemáticamente un método de acuerdo con la presente invención elegido a manera de ejemplo para producir un material 10 laminado de empaque mostrado en la Figura 3. Una trama de una capa portadora 11, por ejemplo de papel delgado que se puede revestir de manera opcional con una capa de plástico, se desarrolla de un carrete 12 de almacén y conduce más allá de un aplicador 13 (linealmente un aparato de revestimiento) colocado adyacente a la trama, por medio del cual al menos una capa de barrera 14 de la dispersión acuosa de polímero o solución de polímero se aplica en un lado de la capa portadora 11 en la forma de una capa 14 de barrera, substancialmente cohesiva. En el caso de una capa portadora de papel revestida con plástico, la dispersión o solución de polímero se aplica de manera preferente al lado revestido con plástico. La cantidad de solución aplicada puede variar, pero preferentemente está en una cantidad que se forma una capa completamente integrada y substancialmente no rota, después del secado, por ejemplo de aproximadamente 0.5-20 g/m2, de manera preferente 2-10 g/m2, basándose en el peso seco . Donde se usa PVOH, la capa portadora 11 consiste de manera preferente de una capa de papel delgado con un gramage de aproximadamente 10 a 35 g/m2, de manera preferente de 10 a 25 g/m2, de manera preferente de 15 a 20 g/m2, pero también puede ser una capa de plástico. Sin embargo, el papel delgado disfruta de la ventaja que no altera las dimensiones o incrementa la temperatura en unión con el secado y posible curación, que no aplica al plástico. En general, donde el polímero aplicado se va a curar por arriba de aproximadamente 130°C, no se recomienda el uso de película de plástico como el portador. La capa de barrera 14 se aplica a la capa portadora 11 en la forma de una dispersión acuosa de polímero o solución de polímero que incluye un polímero con aquellas propiedades que se desean adicionan al producto laminado de empaque en la forma de una capa revestida, por ejemplo un polímero con grupos funcionales de hidroxilo, por ejemplo alcohol polivinílico, et ilen-alcohol vinílico, almidón, derivado de almidón, carboxi-metil-celulosa y otros derivados de celulosa o mezcla de los mismos. La capa de barrera 14 también puede incluir un polímero hidrófobo como se describe en la WO 97/22536, por ejemplo un copolímero de estireno-butadieno. La capa de barrera 14 también puede incluir un polímero con grupos funcionales que ._ son reactivos con los grupos funcionales de hidroxilo en el polímero mencionado con anterioridad, para formar una capa 14 de barrera, reticulada. Estos polímeros pueden ser poliolefinas modificadas con grupos de ácido carboxílico o polímeros de injerto con monómeros que contienen grupos de ácido carboxílico en un homo- o co-polímero de olefina. De manera alternativa, estos polímeros pueden ser copolímeros seleccionados al azar de monómeros de olefina y monómeros que contienen grupos funcionales de ácido carboxílico, tal como ácidos carboxílicos, anhídridos de ácidos carboxílicos, sales metálicas de ácidos carboxílicos o derivados de los mismos. Los ejemplos específicos de poliolefinas funcionales adecuadas incluyen mono- o co-polímeros de polietileno y polipropileno injertados con anhídrido de ácido maleico, ácido etilen-acrílico (EAA) o ácido etilen-metacrílico (E AA), o copolímeros seleccionados al azar. Se prefiere, de manera particular que la capa de barrera 14 incluya una mezcla de alcohol polivinílico y copolímero de etileno-ácido acrílico. La relación de mezclado entre el alcohol polivinílico y el copolímero de etileno-ácido acrílico en la capa de barrera 14 debe ser tal que el alcohol polivinílico pueda formar una protección de manto contra el transporte de gas en el producto laminado de empaque, al mismo tiempo como la cantidad de copolímero de etilen-ácido acrílico debe ser suficiente para formar una fase cohesiva que proteja parcialmente al alcohol polivinílico y contrarreste de manera efectiva parcialmente o impida el transporte de líquido a través de la capa de barrera 14. La trama de la capa portadora 11 se deja, después del revestimiento, que pase adicionalmente más allá de un aparato de secado 15, por ejemplo, un secador por IR o un secador con aire caliente que actúa en el lado revestido de la capa portadora 11 para quitar el agua y secar, y posiblemente curar la capa de barrera 14 aplicada a una temperatura de secado de aproximadamente 80-100°C, de manera preferente aproximadamente 90-95°C, y donde es aplicable, una temperatura de curación para la reticulación de los grupos funcionales incluidos en la mezcla de polímero revestido, una temperatura de aproximadamente 190°C, de manera preferente 170°C. Finalmente, la capa portadora terminada 11 con la capa de barrera aplicada 14 se enrolla y se puede almacenar subsecuentemente o emplear directamente en un proceso de laminación convencional para la producción de un material 10 laminado de empaque que posee propiedades superiores de barrera. La capa portadora 11 con la capa de barrera aplicada 14 se puede emplear de manera ideal para la producción del material 10 laminado de empaque de una manera correspondiente y usando equipo " correspondiente de producción a aquel empleado en la producción del material de empaque con la hoja de aluminio como la capa de barrera. La figura 2 muestra una trama de una capa de núcleo configuracionalmente rígida, pero plegable, con un gramage de aproximadamente 100-500 g/m2, de manera preferente cerca de 200-300 g/m2, que puede ser una capa convencional de fibras de papel o cartón de calidades adecuadas de empaque. La capa de núcleo 16 se conduce a través de la separación de rodillos entre los dos rodillos giratorios ' 17 y se une con una trama de capa portadora 11 con la capa de barrera 14 seca o curada, durante la aplicación, empleando un extrusor 18, de una o más capas de termoplástico extruible 19, de manera preferente polietileno, entre la capa de núcleo 16 y la capa portadora 11. Como se muestra, el material de barrera 14 está en la superficie exterior de la capa portadora pero puede estar de manera alternativa en la superficie interior. La trama laminada de esta manera se conduce finalmente a través de la separación de rodillos entre dos rodillos giratorios 20 bajo la aplicación simultánea de capas delgadas 21, 22 de termoplástico extruible, preferentemente polietileno, contra ambos lados exteriores de la trama empleando los extrusores 23, el material 10 laminado de empaque terminado de acue.rdo con la presente invención obteniendo la estructura en sección transversal mostrado esquemáticamente en la Figura 3. De manera alternativa, se pueden colocar dos extrusores 23 en secuencia para la extrusión consecutiva de capas delgadas 21 y 22 de termoplástico en los lados exteriores, respectivos de la trama laminada. Las dos capas de plástico 21 y 22 tienen para su propósito, por una parte, que proteger al material de empaque 10 de la penetración de la humedad y del humedecimiento desde el exterior, y también, tiene la función de volver al material de empaque sellable por el llamado termosellado convencional, por lo cual las capas de plástico que dan una hacia la otra se pueden unir conjuntamente bajo el suministro de calor y presión por fusión superficial. La operación de termosellado forma uniones de sellado herméticas a líquido, mecánicamente fuertes, durante la conversión del material de empaque en recipientes terminados de empaque . La capa 22 de plástico, exterior que se aplica en el material de empaque 10 en ese, lado de la capa de núcleo 16 que, en el recipiente terminado de empaque, se propone que dé hacia el exterior se puede proporcionar con una impresión adecuada de una naturaleza decorativa y/o informativa para identificar un producto empacado. A partir del material laminado de empaque de acuerdo con la presente invención, se pueden producir empaques 24 dimensionalmente estables, herméticos • al líquido, que poseen propiedades superiores de barrera a gas de oxígeno, empleando máquinas conocidas de empaque y relleno, que, en una operación continua, forman, rellenan y sellan el material en empaques 50 terminados. En la Figura 4 se muestra un ejemplo de este recipiente 50 convencional de empaque. Al unir primero los bordes longitudinales de un material 10 laminado de empaque en forma de trama en un tubo 'que se rellena con los contenidos terminados, se separan posteriormente empaques individuales 50 de la trama por el sellado transversal repetido del tubo por abajo del nivel de los contenidos. Los empaques 50 se separan uno del otro por la incisión en las zonas de sellado transversales y se obtiene la configuración geométrica deseada, normalmente paralepípeda , por una formación final de pliegues y operación de sellado . Se debe señalar que los varios productos laminados de empaque de acuerdo con la invención pueden comprender un número múltiple de capas además de aquellas mostradas en los dibujos. De esta manera, será obvio para una persona experta en la técnica que el número de capas puede variar y que la descripción de las modalidades ilustradas no se debe considerar de este modo como restrictiva de la presente invención. La Figura 5a ilustra de este modo esquemáticamente una sección transversal de un producto laminado de empaque de acuerdo con una modalidad simple de la invención, portando el número de referencia genérico 10a, en tanto que la Figura 6a ilustra esquemáticamente el método (denotado 20a) para fabricar la estructura de capa portadora usada en el producto laminado 10a. El producto laminado 10a comprende una capa portadora 11, cuya superficie tiene una textura esencialmente no absorbente, lisa. La capa portadora 11 puede ser una película plástica, o un papel delgado que tiene calidades superficiales. Un substrato de papel delgado que tiene un peso superficial de aproximadamente 10-25 g/m2 no es capaz de absorber mucho de la solución de almidón puesto que es muy delgado y puesto que estos papeles delgados comercialmente disponibles usualmente tienen superficies duras, brillosas y muy lisas. Un papel particularmente adecuado para este propósito es el llamado papel cristal, que, sin embargo, es más costoso en comparación a otros papeles comercialmente disponibles. De manera adecuada, el papel puede ser papel MG Kraft (Munksjo) de un peso superficial de 10 a 25 g/m2, MG que indica que el papel es liso en una superficie, que es donde se debe aplicar el almidón de una forma preferente. De forma preferida, el substrato 11 es una película plástica puesto que tiene las propiedades superficiales más ventajosas. Una capa delgada de una solución o dispersión acuosa de almidón se aplica en el lado superficial de una trama de la capa de substrato 11, que se conduce en la dirección de la flecha desde un carrete de almacén (no mostrado) a una estación de revestimiento 13a. Se aplica de manera preferente una solución de almidón por medio de tecnología de revestimiento de película líquida, también llamada "revestimiento por dispersión" o "revestimiento en húmedo", que es bien conocida en la técnica anterior de revestimiento de soluciones y dispersiones acuosas, pero también son factibles otros métodos de revestimiento de acuerdo con la invención, por ejemplo, revestimiento por aspersión. La solución acuosa de almidón se aplica en una cantidad tal que la capa 14 de almidón aplicada y seca tiene un espesor/peso superficial desde aproximadamente 0.5 hasta aproximadamente 3 g/m2. La trama revestida con solución acuosa se conduce adicionalmente a una sección de secado 15a en la cual la trama se seca con ayuda de un aparato de secado para remover el agua de la solución acuosa de almidón, aplicada. El secado se pµede llevar a cabo por cualquier aparato convencional de secado tal como un secador infrarrojo (IR) o un secador de aire. " De manera preferente, el secado toma lugar a una temperatura de aproximadamente 80- 100°C. A partir de la estación de secado la trama seca, que tiene una capa superior 14 de almidón, se conduce adicionalmente a una estación de extrusor en 23a en la cual se lamina adicionalmente la trama -y la capa de almidón a una capa de plástico 21. La laminación de la superficie de almidón a la capa de plástico se lleva por medio de la fusión superficial entre la capa de plástico y la capa de almidón 12, que se obtiene por aplicación simultánea de calor y el plástico. De manera preferente, el polímero fundido se extruye sobre la capa seca de almidón al mismo tiempo conforme la trama se conduce a través de la separación entre dos rodillos giratorios 24a de enfriamiento, formando de este modo un producto laminado que proporciona las tres capas superiores del producto laminado 10a de empaque como se muestra por una vista en sección transversal en la Figura la, que tiene una capa exterior de plástico 21, laminada a la capa de almidón 14. El material extruido de plástico es (de manera preferente) un polímero termoplástico, de manera preferente un polietileno, y en forma más preferente LDPE, que permite la conversión eficiente del producto laminado 10a de empaque en empaques dimensionalmente estables, herméticos a líquidos, por el llamado sellado térmico. La temperatura de extrusión debe ser al menos 200°C, de manera preferente desde cerca de 250°C hasta aproximadamente 330°C. De manera alternativa, la fusión superficial entre la capa de almidón 14 y la capa de plástico 21 se puede obtener al laminar una película pre-fabricada de termoplástico a la capa 14 seca de almidón por medio de la aplicación simultánea de calor y presión, preferentemente por medio de la conducción del substrato revestido con almidón y la película plástica conjuntamente a través de una separación de rodillos calientes, por lo cual la temperatura suministrada por los rodillos calientes es al menos 200°C y hasta cerca de 350°C, de manera preferente desde cerca de 250°C hasta aproximadamente 330°C. Los productos laminados de tres capas producidos de este modo luego se pueden laminar a un núcleo 16 de cartón como se muestra en la Figura 2 para producir el producto laminado 10a de empaque . La Figura 5b ilustra de manera esquemática una sección transversal de un producto laminado 10b de empaque de acuerdo con otra modalidad de la invención y la Figura 6b ilustra esquemáticamente el método (denotado 20b) de fabricación del producto laminado 10b. De acuerdo con esta modalidad de la invención, el substrato o capa portador 11 se reviste en ambos lados por una solución acuosa de almidón de la misma manera como se describe en la modalidad de las Figuras 5a y 6a. En consecuencia, el producto laminado 10b, que se ha fabricado por el método de la Figura 6b, comprende una capa de substrato 11 como se define anteriormente, que es preferentemente una película de plástico, una capa delgada de almidón (14, 14') aplicada sobre cada lado de la capa 11 de substrato y las capas exteriores de plástico (21, 21') laminadas a los lados exteriores de las capas respectivas de almidón, por medio de la fusión superficial de las capas exteriores de plástico y el almidón obtenido por aplicación simultánea de calor como se describe con anterioridad. Con esta estructura de capas, se debe obtener un efecto de doble barrera a gases, puesto que se obtienen dos entrecaras unidas" por fusión entre el almidón y el plástico. Por consiguiente, con el método de la Figura 6b, se aplica una capa delgada de una solución acuosa" de almidón sobre cada lado de una trama de una capa de substrato 11, que se conduce en la dirección de la flecha desde un carrete de almacén (no mostrado) a una estación de revestimiento 13b. La solución de almidón se aplica de manera preferente por medio de tecnología de revestimiento por la expresión en una cantidad en cada lado de la capa del substrato 11, tal que las capas de almidón aplicadas y secas 14, 14' tienen cada un espesor/peso superficial de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 3 g/m2. La trama revestida con la solución acuosa se conduce adicionalmente a una estación de secado 15b en la cual se seca la trama con la ayuda de un aparato de secado para remover el agua de las capas aplicadas de la solución acuosa de almidón. De manera preferente, el secado toma lugar a una temperatura de aproximadamente 80-100°C, como se describe anteriormente. A partir de la estación de secado la trama -seca, que tiene una capa superior 14 y una capa inferior 14' de almidón, se conduce adicionalmente vía un rodillo de doblado 25 a una estación de extrusor en 23b en la cual la trama se reviste adicionalmente con una capa de plástico en cada lado. De esta manera, las capas de plástico 21 y 21' se aplican por medio de extrusores respectivos 26, 27 que operan en cada lado de la trama. El polímero fundido se extruye sobre las capas secas de almidón al mismo tiempo conforme la trama se conduce a través de la separación entre dos rodillos giratorios 24b de enfriamiento, en principio como se describe anteriormente, formando de este modo un producto laminado 10b como se muestra por la vista en sección transversal en la Figura 5b. El producto laminado 10b se puede unir con una capa de núcleo para formar una unidad terminada de empaque como se muestra en la Figura 2. La Figura 5c se ilustra esquemáticamente una sección transversal de un producto laminado 10c de empaque de acuerdo con una modalidad alternativa de la invención mientras que la Figura 6c ilustra esquemáticamente el método (denotado 20c) para fabricar el producto laminado 10c. Una capa de núcleo de papel o cartón para el uso en la invención tiene usualmente un espesor desde aproximadamente 100 µm hasta aproximadamente 400 µm, y un peso superficial de aproximadamente 100-500 g/m2, preferentemente cerca de 200-300 g/m2. De acuerdo al método 20c, una primera trama de esta capa de núcleo 16, se conduce en la dirección de la flecha desde un carrete de almacén (no mostrado) a una estación 28 de laminación por extrusión en la cual una segunda trama de la capa portadora 11 que tiene una capa seca de almidón 14, 14' aplicada en cada lado, se sobrepone y lamina a la capa de núcleo por medio de una capa 19 de laminación extruida por fusión, intermedia de un polímero termoplástico, preferentemente un polietileno y en forma más preferente LDPE. La trama de las capas de substrato, almidón y núcleo laminado 16' se conduce adicionalmente a una estación 29 de extrusor en la cual se extruye adicionalmente una capa exterior de termoplástico 21, 22 de manera preferente tal como LDPE, en cada lado del producto laminado 16', tal que la capa de almidón en el lado exterior de la capa de substrato 11, que está opuesta al lado que se lamina a la capa de núcleo, así como el lado opuesto de la capa de núcleo 16, se revisen ambos por los termoplásticos extruidos formando de este modo las capas 21 y 22. Los productos termoplásticos adecuados para la capa exterior 14 son poliolefinas, de manera preferente polietilenos y en forma más preferente polietilenos de baja densidad tal como por ejemplo LDPE, LDPE lineal (LLDPE) o polietilenos de -metaloceno con catalizador de sitio individual (m- PE) . La capa exterior 22, que eventualmente formará el exterior del recipiente de empaque fabricado a partir del producto laminado de empaque, se puede aplicar de manera alternativa sobre la trama de núcleo 16 en un paso antes de los pasos de revestimiento y secado de la solución de almidón . La Figura 5d ilustra esquemáticamente una sección transversal de un producto laminado de empaque lOd de acuerdo con otra' modalidad de la invención, en tanto que la Figura 6d ilustra esquemáticamente el método (denotado 20d) para fabricar el producto laminado lOd. El producto laminado de empaque 10 se fabrica al aplicar y secar una capa delgada de una solución acuosa 12 de almidón sobre el lado superior de una capa 11 de substrato, que está constituida de una película plástica, como 'se describe en el método 20a anterior, en un paso inicial. De acuerdo con el método 20d, una primera trama de la capa de núcleo 16, se conduce en la dirección 'de la flecha desde un carrete de almacén (no mostrado) a una estación 28' de laminación por extrusión en la cual una trama de la capa de substrato 11 que tiene una capa seca de almidón 14 en un lado, se sobrepone tal que la capa de almidón 14 se dirija hacia la capa de núcleo y se lamine a la capa de núcleo por medio de una capa de laminación extruida por fusión, intermedia de un polímero termoplástico, de manera preferente un polietileno y de forma más preferente LDPE. La capa 11 de substrato, es decir, la película plástica puede, formar una capa exterior del producto laminado de empaque que se va a dirigir hacia dentro en un recipiente de empaque fabricado del mismo, proporcionando de este modo una capa interior de recipiente. • En una estación final 29' de extrusor, la capa exterior 17 de termoplástico se aplica por medio de revestimiento por extrusión. Un problema de los productos laminados descritos en la WO 97/16312 es que su fabricación requeriría maquinaría completamente diferente a aquella de los productos laminados de cartón que usan hoja de aluminio como una barrera a gas que están en uso convencional. Estos productos laminados de empaque se elaboran al laminar por extrusión un substrato de cartón a la hoja de barrera usando polietileno. En contraste, como se puede ver de lo anterior, una capa portadora de plástico o papel delgado que tiene un revestimiento de almidón en una o ambas superficies, con o sin plástico aplicado ya a la capa de almidón o a una o ambas de las mismas, se puede sustituir simplemente por la hoja de aluminio en la maquinaria convencional con ajuste menor. La preparación del material portador que tiene almidón se puede hacer de una manera completamente separada en otra instalación si se necesita de modo que se puede adaptar fácilmente una línea de conversión existente en una fábrica, para usar los nuevos materiales . De esta manera, una ventaja adicional, importante de una modalidad preferida del método ilustrado, es que los pasos de aplicación y secado de la solución de almidón se pueden realizar fuera de la línea de procesamiento de laminación, evitando de este modo modificaciones costosas y reconstrucción del equipo de laminación en la fabricación de los productos laminados de empaque que tienen una capa de núcleo. Al aplicar la capa de almidón sobre una capa portadora delgada tal como una película plástica o un papel delgado que tiene una superficie lisa, esencialmente no absorbente, en la laminación subsiguiente con capas adicionales de plástico y una capa de núcleo, la operación de laminación se puede realizar usando el mismo equipo y proceso como se usa en la actualidad, cuando se lamina por ejemplo hoja de aluminio y capas interiores.

A partir de la lámina o piezas en bruto, formadas en trama, preferentemente pre-plegadas y decoradas con color del producto laminado 10 de empaque, se producen empaques dimensionalmente estables, herméticos a líquidos del tipo desechable de uso individual de acuerdo con la tecnología de "formar-rellenar-sellar" de acuerdo a lo cual se forman los paquetes, se rellenan y sellan por medio de máquinas modernas, racionales de empaque relleno. Por ejemplo, a partir de una trama de material laminado de empaque, se producen estos empaques ya que la trama se re-forma primero en un tubo, por ambos bordes longitudinales del tubo que se unen entre sí por sellado térmico en un sello de unión de traslape longitudinal. El tubo se rellena con los contenidos pertinentes, por ejemplo, alimento líquido, y se dividen empaques individuales por los sellados repetidos, transversales del tubo, transversalmente a través del eje longitudinal del tubo por abajo del nivel de los contenidos en el tubo. Los empaques se separan finalmente uno del otro por incisiones transversales a lo largo de los sellos transversales y se les dan una forma deseada, geométrica, normalmente paralepípeda por una operación adicional de formado y sellado térmico de una manera conocida per se. Usando los métodos y materiales descritos con anterioridad al aplicar la solución acuosa de almidón o un derivado sobre una capa de substrato para soportar la capa de almidón, que consiste de un material específicamente elegido, en combinación con el secado subsiguiente y laminación a una capa de plástico por fusión térmica de la superficie de plástico, se pueden obtener propiedades altamente mejoradas de barrera al gas de oxígeno en los productos laminados de empaque en comparación a aquellos de la WO 97/16312. La mejora en las propiedades de barrera a gases de la capa laminada de almidón se ha mejorado radicalmente por un factor de aproximadamente 10, en una llamada capa de barrera de alto desempeño. Los mejores resultados de barrera a gas se han obtenido cuando la capa de barrera consiste de un polímero o tiene una superficie revestida con polímero, pero también una capa delgada de papel que tiene un peso superficial de aproximadamente 10-25 g/m¿ con superficies lisas, esencialmente no absorbentes, proporcionará propiedades mejoradas de barreras a gases en comparación a aquellas previamente conocidas en unión con el almidón. Cuando se revisten 2 gramos de almidón por m2 sobre una película plástica (poliéster-PET ) y se revisté subsecuentemente por extrusión por una capa de LDPE, se obtiene una barrera a gas de oxígeno de sólo 9 craVm2 a 24 h, 1 atmósfera (23°C, 50 % de humedad relativa) . De manera similar, una capa de almidón de 5 g/m2 da por resultado una barrera al oxígeno de aproximadamente 4 cm3/m2 y 7 g/m2 en sólo 3 cm3/m2. Las propiedades óptimas de barrera a gases obtenidas en estos ejemplos cuando se usa una capa portadora de plástico o teniendo una superficie de plástico son, se 'cree de este modo que es al menos parcialmente el resultado de la calidad de la superficie, es decir, fisura y repelencia a líquidos. Mientras que aún no se entiende completamente el mecanismo del efecto obtenido usando una entrecara unida por fusión entre el almidón y las capas de plástico, las propiedades óptimas de barrera a gases también pueden ser parcialmente resultado de que exista esta entrecara formada en ambos lados de la capa de almidón, puesto que la capa de substrato a la cual se aplica el" almidón es una capa de plástico y la misma clase de fenómeno puede ocurrir en esta entrecara en la aplicación de calor a las capas de almidón y plástico . La capa de barrera a gas de almidón de acuerdo con la invención se aplica de manera ventajosa en una cantidad desde aproximadamente 0.5 a 3 g/m2, peso seco. A niveles menores de 0.5 g/m2, las tolerancias del espesor de capa así como las propiedades de barrera a gases llegarán a ser menos confiables. Por otra parte, en cantidades que ex.cedan cerca de 3 g/m2, el riesgo que la capa de barrera de almidón llega a ser quebradiza e inflexible, se incrementará. Sin embargo, son posibles canti'dades aplicadas de hasta aproximadamente 5 g/m2, peso seco, y para el mismo tipo de empaques y usos pueden ser aceptables aún cantidades mayores. La propiedad de barrera a gases de la capa de almidón mejora en general con el incremento del espesor. La cantidad óptima y preferida, aplicada de almidón varía desde aproximadamente 1.5 a aproximadamente 2 g/m2.

Ej emplos Se prepararon productos laminados de empaque usando un núcleo de cartón Billerud Dúplex que tiene 12 g/m2 de LDPE en el exterior. Estos se prepararon al . revestir por extrusión LDPE a 325°C sobre un cartón "Dúplex" (Billerud) y que tiene un peso superficial de 280 g/m2 y una rigidez al doblado/rigidez flexional de 320 mN. El LDPE fue LD273 (Dow), que tiene un índice de fusión de 6.5 a 7.5. La extrusión de LDPE se llevó a cabo por medio de un extrusor de tornillo individual sobre el cartón justo antes de pasar entre un rodillo de enfriamiento y un rodillo de contra-presión. __ El rodillo de enfriamiento tiene una temperatura superficial de aproximadamente 10 a 15°C. Las varias combinaciones del material portador y el material de barrera como se detallan en la Tabla 1 se prepararon y cada una se laminó al interior 'del núcleo de 'cartón por extrusión entre estas de una capa de 10 a 15 g/m2 de LDPE a 325°C. Al preparar el material de barrera/material portador, se preparó el elemento almidón para el uso en el revestimiento a partir de un estado de polvo seco al mezclar 10 % en peso de almidón con agua a temperatura ambiente para formar una suspensión espesa. La suspensión espesa se calentó con mezclado desde 90 a 95°C y se mantuvo a esa temperatura durante 30 minutos. Durante el calentamiento el almidón se hinchó. Si es posible, por ejemplo con almidón oxidado Raisamyl 306 (Raisio), el almidón se .enfrió a temperatura ambiente antes del uso en el revestimiento. Sin .embargo, donde esto habría provocado que el almidón se convirtiera en gel, por ejemplo, con almidón hidroxi-propilado CERESTAR, el almidón habría sido revestido en caliente (60°C) . Un peso en húmedo de aproximadamente diez veces el peso deseado en seco de revestimiento se aplicó al material portador en la forma de trama usando una máquina de revestimiento/dispersión de película líquida * de Hirano del tipo de cuchilla sobre el rodillo también conocido como "revestidor coma-directo" o "revestidor nariz de toro". Para el almidón, se usó una primera etapa de secado usando calentamiento con IR de 80 a 100°C para acelerar el proceso de secado seguido por un paso de secado con aire caliente en el cual el revestimiento de almidón se secó con aire caliente a una velocidad de trama de 1 m/minuto a una temperatura de 110°C. En general, una temperatura de 100 a 130°C es adecuada dependiendo de la velocidad de la línea.

En algunos casos, la capa seca de almidón se revistió por extrusión con LDPE. Se extruyó cerca de 25 g/m2 de LDPE sobre la capa seca de almidón a aproximadamente 200 m/minuto, 325°C, el rodillo de enfriamiento de 10 a 15°C, como antes. La distancia entre la boquilla de extrusión a la trama fue normalmente de 10 a 30 cm. El LDPE extruido golpeó la trama justo antes de entrar entre el rodillo de enfriamiento y el rodillo de contra-fusión. Se aplicó PVOH/EAA como una solución en agua y se secó a 150°C seguido por curación a 225°C. Los resultados obtenidos en términos de la barrera al gas de oxígeno del producto laminado de empaque (ajustado para remover la contribución de OPET donde es necesario) se muestran en la Tabla 1.

TABLA 1 Será obvio para una persona experta en la técnica que la presente invención no se restringe a la modalidad ilustrada, pero que varias modificaciones y alteraciones de la misma se pueden poner en efecto sin que se aparten del alcance del concepto inventivo como se define en las reivindicaciones anexas. Por ejemplo, las estructuras de material de empaque ilustradas son de forma natural, no restringidas al número ilustrado de capas, pero este número puede ser tanto mayor como menor, y también se puede variar libremente en respuesta al campo deseado de uso del material de empaque.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la presente invención, es el que resulta claro a partir de la presente descripción de la invención. Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:

Claims (30)

REIVINDICACIONES

1. Un método para producir un material laminado de empaque que comprende una capa de núcleo de papel o cartón y una capa de barrera aplicada en un lado de la Capa de núcleo, caracterizado en que se aplica una dispersión de polímero o solución de polímero como una capa de barrera en al menos un lado de la capa portadora y se seca durante el calentamiento para quitar el agua, posteriormente la capa portadora con la capa de barrera seca, aplicada se combina y se une permanentemente con un lado de la capa de núcleo.

2. Un método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado en que la capa de barrera se aplica por medio de revestimiento de película líquida con una dispersión o solución acuosa de polímero.

3. Un método de conformidad con la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, caracterizado en que la dispersión acuosa de polímero o solución de polímero aplicada como capa de barrera incluye un polímero con grupos funcionales de hidroxilo

4. Un método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado en que el polímero con grupos funcionales de hidroxilo se selecciona de entre alcohol polivinílico, alcohol etilen-vinílico, almidón, derivados de almidón, carboxil-metil-celulosa y otros derivados de celulosa, o una mezcla de dos o más de los mismos.

.5. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado en que la dispersión acuosa de polímero o solución de polímero aplicada' como capa de barrera se seca y se cura opcionalmente a una temperatura de aproximadamente 80 a 230°C.

6. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado en que la dispersión acuosa de polímero o solución de polímero aplicada como capa de barrera se seca a una temperatura de 140° a 160°C y se cura a una temperatura de 170 a 23Q°C.

7. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado en que la dispersión acuosa de polímero o solución de polímero aplicada como capa de barrera también incluye un polímero con grupos funcionales de ácido carboxílico .

8. Un método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado en que el polímero con grupos funcionales de ácido carboxílico se selecciona entre copolímero de etilen-ácido acrílico y copolímero de etileno-ácido metacrílico o mezclas de los mismos.

9. Un 'método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado en que la capa de barrera consiste de una mezcla de alcohol polivinílico y copolímero de etileno-ácido acrílico .

10. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado en que la capa de barrera, seca se cura a una temperatura de hasta 190°C.

11. Un método de conformidad con cualquiera de- las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado en que la capa de barrera se aplica en la capa portadora en una cantidad de aproximadamente 0.5 a 20 g/m2, de manera preferente de 2 a 10 g/m2.

12. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado en que la capa portadora consiste de papel o plástico.

13. Un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado en que la capa portadora consiste de manera preferente de papel con un gramage de aproximadamente 15 a 35 g/m2.

14. Un método según cualquier reivindicación anterior, en donde la capa portadora que tiene al menos una capa de barrera que se combina y une con la capa de núcleo por extrusión de una capa de termoplástico entre éstas.

15. Un método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado en que la capa portadora tiene una capa de barrera en un lado de la misma y se combina con la capa de núcleo por extrusión de una capa de termoplástico entre la capa portadora y la capa de núcleo.

16. Un método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado en que la capa exterior de termoplástico, se aplica en la capa de barrera por medio de extrusión.

17. Un método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado en que la capa portadora tiene una capa de barrera en uno o ambos lados y se combina con la capa de núcleo por extrusión de una capa termoplástico entre la capa de núcleo y una capa de barrera.

18. Un método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado porque la capa portadora tiene una capa de barrera en ambos lados de la misma y una capa de termoplástico se aplica a la capa exterior del material de barrera por extrusión .

19. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado en que la capa de plástico aplicada entre la capa de núcleo y la capa portadora o una capa de barrera incluye una sustancia que funciona como una barrera a la luz .

20. Un material laminado de empaque, caracterizado en que se produce por el método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19.

21. Un producto laminado de empaque que tiene un núcleo de papel o cartón y una o más capas de barrera a gases de almidón o un derivado de almidón que proporciona una propiedad' de barrera a gas de oxígeno de 50 cm3/m2 a 24 h, 1 atmósfera (23°C, 50 % de humedad relativa) o mejor, la capa de barrera a gas o capas que tiene un peso de revestimiento en seco o peso de revestimiento agregado de no más de 7 gm -2

22. Un producto laminado de- empaque de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado en que la propiedad de barrera a oxígeno proporcionada por la capa de almidón o derivado de almidón o capas es de 30 cm3/m2 a 24 h, 1 atmósfera (23°C, 50 % de humedad relativa) o mejor.

23. Un producto laminado de empaque de conformidad con la reivindicación 21 ó la reivindicación 22, caracterizado porque comprende una capa de plástico laminada directamente con la capa de barrera a gases.

24. Un producto laminado de empaque de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado porque el plástico es polietileno, polipropileno o polietilen-tereftalato.

25. Un producto laminado de empaque de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 21 a 24, caracterizado porque cada capa de barrera a gases se aplica a un peso de revestimiento en seco de hasta 5 gm2.

26. Un producto laminado de empaque de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque cada capa de barrera a gases se aplica a un peso seco de revestimiento desde 0.5 a 4 gm2.

27. Un producto laminado de empaque de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque cada capa de barrera a gases se aplica a un peso seco de revestimiento desde 0.5 a 3 gm .

28. Un producto laminado de empaque de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque cada capa de barrera a gases se aplica a un peso seco de revestimiento desde 1.5 a 12 gm2.

29. Un producto laminado de empaque de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque cada capa de barrera a gases comprende adicionalmente . una cantidad menor de alcohol polivinílico, ácido de etilen-acrílico, o una mezcla de los mismos.

30. Un recipiente de empaque, caracterizado en que se produce por formación de pliegues de una lámina o material empaque de laminado en forma de trama según se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 20 a 29.