MXPA00010932A - Contenedor de material compuesto y metodo para sellar por calor contenedores de material compuesto. - Google Patents

Abstract

Se provee un contenedor de material compuesto sellado que tiene un elemento de cuerpo tubular y un pliegue de forro adheridos a la superficie interna del elemento de cuerpo tubular; un extremo del elemento de cuerpo y pliegue de forro se enrolla hacia afuera para formar una orilla y una tapa se sella por calor a la orilla; una composicion pegajosa esta en contacto con la orilla y la tapa y se coloca entre estas; la composicion pegajosa tiene una pegajosidad suficiente para contener temporalmente la tapa en su lugar cubriendo la orilla; por lo menos uno de la tapa y el pliegue de forro comprende una capa de sello que comprende una composicion que puede sellarse por calor; la composicion pegajosa y la composicion que puede sellarse por calor forman un sello por calor entre la tapa y el pliegue de forro, la composicion pegajosa siendo quimicamente compatible con la composicion sellable por calor de manera que se forma un sello por fusion entre estas.

Description

CONTENEDOR DE MATERIAL COMPUESTO Y MÉTODO PARA SELLAR POR CALOR CONTENEDORES DE MATERIAL COMPUESTO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a contenedores para alimentos y métodos y aparatos para elaborar contenedores para alimentos, y en particular se refiere a métodos para sellar tales contenedores.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los productos alimenticios y bebibles y otros artículos perecederos con frecuencia se empacan en contenedores tubulares que están sellados en ambos extremos. Estos contenedores tubulares típicamente incluyen por lo menos un pliegue de cuerpo estructural y se forman envolviendo una tira continua de material de pliegue de cuerpo alrededor de un mandril que tenga la forma deseada para crear una estructura tubular. La tira de pliegue de cuerpo puede devanarse en espiral alrededor del mandril o pasar a través de una serie de elementos formadores de tal manera que se envuelva en una forma convoluta alrededor del mandril. En el extremo hacia abajo del mandril, el tubo se corta en longitudes discontinuas y posteriormente se colocan tapas de extremo para formar el contenedor.

Los contenedores tubulares de este tipo típicamente incluyen un pliegue de forro en la superficie interna del pliegue de cuerpo de cartón. El pliegue de forro evita que los líquidos, como jugo, salgan del contenedor y también evita que entren líquidos al contenedor y puedan contaminar el producto alimenticio contenido en el mismo. Preferiblemente, el pliegue de forro también es resistente al paso de gases, como oxígeno y nitrógeno, de manera que evita que escapen del contenedor olores del producto alimenticio y evita que el aire atmosférico entre al contenedor y dañe el producto alimenticio. De esta manera, el pliegue de forro provee propiedades de barrera y el pliegue de cuerpo provee propiedades estructurales. Además, los contenedores comerciales actuales con frecuencia tienen tapas tipo membrana o cierres de extremo sellados por calor a una orilla enrollada o con forma de esfera de la pared del contenedor mixto para formar un sello que pueda pelarse. La orilla se forma volteando hacia afuera el extremo del contenedor para colocar la capa interna del material del forro sobre la superficie curva hacia afuera. La tapa tipo membrana se sella al forro sobre la orilla mediante una composición que puede sellarse por calor colocada sobre la tapa tipo membrana o el forro, o en ambos. Durante la construcción de un contenedor sellado del tipo descrito anteriormente, convencionalmente se aplica una cera de parafina pegajosa a la orilla del contenedor para mantener la tapa en su lugar antes de sellar por calor. La cera interfiere con la fuerza de sellado del sello creado entre la tapa de membrana y el contenedor. La resistencia de sellado disminuida puede dar como resultado un rendimiento deficiente en temperaturas y altitudes altas y una mayor probabilidad de falla del sello. Los sistemas basados en vacío que extraen un vacío del contenedor para contener la tapa en su lugar antes de sellarlos por calor se han usado como alternativa a la aplicación de cera. Sin embargo, tales sistemas añaden costo al equipo y complejidad al proceso. Como resultado, aún existe la necesidad en la técnica de un método para mantener la tapa en su lugar antes de sellar por calor sin un equipo especializado o sin afectar de manera adversa la resistencia de sellado por calor.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención elimina el uso de máquinas convencionales de vacío y cera, y útilmente provee una composición pegajosa que es compatible con la composición que puede sellarse por calor que se usa para crear el sello por calor entre el forro del contenedor y la tapa. La composición pegajosa de la presente invención no interfiere con la resistencia de sellado del sello por calor y permite la formación de un sello por fusión entre la tapa y el contenedor. La composición pegajosa adecuada se selecciona con base al tipo de material usado para formar el sello por calor. La presente invención provee un contenedor de material compuesto sellado que comprende un elemento de cuerpo tubular que tiene por lo menos un pliegue de cuerpo de cartón y un pliegue de forro adheridos a la superficie interna del elemento de cuerpo tubular. El pliegue de forro comprende una capa de barrera. Por lo menos un extremo del elemento de cuerpo y pliegue de forro se enrolla hacia afuera para formar una orilla y exponer el pliegue de forro. Una tapa se coloca contra la orilla, la tapa comprende una capa de barrera. Una composición pegajosa está en contacto con la orilla y la tapa, y está colocada operativamente entre éstas. La composición pegajosa tiene suficiente pegajosidad para mantener temporalmente la tapa en su lugar cubriendo la orilla antes del sellado por calor. Por lo menos uno de la tapa y el pliegue de forro comprende adicionalmente una capa de sello que comprende una composición que puede sellarse por calor. La composición pegajosa y la composición que puede sellarse por calor forman un sello por calor entre la tapa y el pliegue de forro. La composición pegajosa es químicamente compatible con la composición que puede sellarse de manera que las dos composiciones se sellan juntas por fusión. En una modalidad, la composición pegajosa y la composición que puede sellarse por calor comprenden un material de polímero que tiene una estructura base de polímero no polar con por lo menos un grupo funcional polar conectado a la misma. Por ejemplo, el grupo funcional polar puede comprender ácido carboxílico y la estructura de base de polímero puede comprender polietileno. Preferiblemente, la composición pegajosa tiene un índice de flujo de material fundido de acerca de 20g/10 min. a cerca de 2000 g/10 min. Aprovechablemente, la composición pegajosa se selecciona de un grupo que consiste en ceras de etileno/ácido acrílico, copolímeros de etileno/ácido acrílico, copolímeros de etileno/ácido metacrílico, alcohol polivinílico y mezclas de los mismos. Preferiblemente, la capa de sello se selecciona del grupo que consiste en polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, acetato etilenvinílico, acrilato etilenmetílico, poliolefinas catalizadas con metaloceno y mezclas de los mismos. La presente invención además provee un método para elaborar un contenedor sellado. El método incluye proveer un elemento tubular que tiene por lo menos un pliegue de cuerpo de cartón y un pliegue de forro adheridos a la superficie interna del pliegue de cuerpo. Por lo menos un extremo del elemento tubular está enrollado hacia fuera para formar una orilla. Se provee una tapa para cerrar el extremo del elemento tubular la tapa comprende una capa de barrera. Adicionalmente, por lo menos uno de la tapa y el pliegue de forro comprende además una capa de sello que comprende una composición que puede sellarse por calor, la capa de sello estando colocada operativamente para formar un sello por calor entre la tapa y el pliegue de forro. Una composición pegajosa se aplica a la orilla, y la orilla y la tapa hacen contacto de manera que la composición pegajosa se coloca entre éstas. Así, la composición pegajosa fija temporalmente la tapa a la orilla. La tapa de sello se calienta bajo condiciones suficientes para dar capacidad de flujo continuo a la composición que puede sellarse por calor de la tapa de sello. La orilla y la tapa se presiona para formar un sello de calor entre ellas, donde el sello por calor comprende la composición pegajosa y la composición que puede sellarse por calor. Debido que la composición pegajosa es químicamente compatible con la composición que puede sellarse por calor, las dos composiciones se sellan juntas por fusión, de esta manera sellando herméticamente la tapa al pliegue de forro. La composición pegajosa puede aplicarse por recubrimiento de por lo menos una porción de la superficie externa de un aplicador con la composición pegajosa y haciendo que tenga contacto la porción recubierta del aplicador con la orilla del contenedor, de manera que una cantidad de la composición pegajosa se aplique a la orilla. Preferiblemente, el aplicador se selecciona del grupo que consiste en brochas, rodillos y esponjas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Algunas utilidades de la presente invención se han mencionado, otros serán evidentes a la continuación de la descripción tomándola junto con los dibujos anexos, que no necesariamente están dibujados a escala, en donde; La figura 1 es una vista en perspectiva de fragmentos de un contenedor de la presente invención que ¡lustra el mecanismo de abertura; La figura 2 es una vista ampliada en fragmentos del extremo sellado del contenedor tubular de una modalidad de la presente invención; La figura 3 es una vista en planta de una modalidad de un aparato para elaborar un contenedor tubular de conformidad con la presente invención; y La figura 4 es un diagrama de flujo de un método para sellar una tapa a la orilla de un contenedor de conformidad con la presente invención; DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención a continuación se describirá con mayor detalle haciendo referencia a los dibujos anexos, en donde se muestran las modalidades preferidas de la invención. Sin embargo, esta invención puede modalizarse en muchas formas diferentes y no debe interpretarse limitada a las modalidades establecidas en la presente; en su lugar, estas modalidades se proveen de manera que esta descripción esté completa, y transmita por completo el alcance de la presente invención a los expertos en la técnica. Los números iguales se refieren a elementos ¡guales en toda la descripción. Un contenedor tubular 10 de conformidad con la presente invención se ¡lustra en la figura 1. Aunque se ilustra con una sección transversal circular, el tubo puede tener cualquier forma de sección transversal, que puede formarse envolviendo el tubo alrededor de un mandril con la forma adecuada. Un ejemplo es un tubo con forma rectangular generalmente que tiene esquinas redondeadas.

La modalidad que se ilustra en la figura 1 es particularmente útil para empacar papas fritas e incluye un cierre o tapa flexible 11 , también se conoce como tapa o cierre tipo membrana, y una tapa de extremo plástica 12 que puede volver a usarse sobre el sello. Sin embargo, otros cierres de extremo pueden usarse dependiendo del tipo de producto que se empacará, por ejemplo masa. Como se ilustra con mayor detalle en la figura 2, el contenedor tubular 10 incluye una pared que tiene un pliegue de cuerpo 13 que preferiblemente está formado de cartón y un pliegue de forro 14 que preferiblemente está formado de un material polimérico adherido a la superficie interna del pliegue de cuerpo 13. El extremo superior del contenedor tubular 10 está enrollado de manera que forma una orilla con forma de esfera 15. La tapa 11 se sella herméticamente a la parte superior de la orilla 15 como se analiza a continuación. De preferencia, la orilla incluye una porción sustancialmente plana como se describe en la solicitud de patente de E.U.A. número de serie 09/416,169 presentada el 11 de octubre de 1999, la cual se incorpora a la presente por referencia por completo. La tapa de extremo 12 posteriormente se fija a presión sobre la orilla 15 y puede volver a usarse después de que la tapa 11 se ha retirado. Un cierre (no se ilustra), por ejemplo un cierre metálico, puede asegurarse al extremo opuesto del contenedor 10. La tapa 11 está construida de capas múltiples. Una construcción de tapa adecuada se describe en la solicitud de patente de E.U.A. copendiente número 09/416,194, presentada el 11 de octubre de 1999, que se incorpora a la presente por referencia por completo. Opcionalmente, la tapa dispuesta en la superficie extrema externa de la tapa 11 lejos de la parte interna del contenedor tubular 10 es una capa de papel o de cartón 18, como una capa de papel de estraza. También se provee una capa de barrera 20 que funciona como barrera para el paso de. líquidos y/o gases como oxígeno. Si se requiere una barrera para líquidos y para gases, el material de barrera preferiblemente se selecciona del grupo que consiste en hojas delgadas de metal, como hoja delgada de aluminio, polietilentereftalato, polietilentereftalato modificado, polietilennaftalato, poliamida, poliéster metalizado, propileno metalizado, poliamida metalizada y mezclas de los mismos. Los materiales adecuados para la capa de barrera 20 incluyen hoja delgada de metal, poliamida, poliamida metalizada, cloruro de polivinilidieno, polietilentereftalato, polietilenterftalato modificado, polietilentereftalato modificado, polietilentereftalato metalizado, polietilentereftalato modificado metalizado, polietilennaftalato, polietilennaftalato metalizado, polipropileno metalizado, óxido de metal y poliéster revestido con silicato, óxido de metal y polipropileno revestido con silicato, alcohol etilenvinílico y mezclas de los mismos. Alternativamente, la capa de barrera 20 comprende una capa de papel de aluminio. Utilmente, la tapa 11 además incluye una capa de sello 22 que comprende una composición que puede sellarse por calor y colocada de manera que la capa de sello 22 de la tapa 11 es adyacente a la capa de sello 26 del pliegue de forro 14. La capa de sello 22 de la tapa 11 preferiblemente está construida de un material seleccionado del grupo que consiste en acetato etilenvinílico, polietileno de alta densidad, polietileno-de baja densidad, acrilato etilenmetílico, poliolefinas catalizadas con metaloceno y mezclas de los mismos. La capa de sello 22 de la tapa 11 preferiblemente tiene un punto de fusión dentro del rango de aproximadamente 70°C y 130°C. Muy preferiblemente, el punto de fusión de la capa de sello 22 se encuentra entre cerca de 80°C y 110°C. En una modalidad, la capa 11 está formada como un laminado que tiene una capa de cartón 18 adherida a la capa de barrera 20 usando una capa de adhesivo coextruída (no se muestra). La capa adhesiva está construida de materiales seleccionados del grupo que consiste en polímeros ionoméricos, como polímero SURLYN®, polietileno de baja densidad, acrilato etilenmetílico (EMA), copolímeros ácidos etilenmetacrílicos (EMAA) y mezclas de los mismos. La capa de sello 22 está revestida sobre la superficie opuesta de la capa de barrera 20. La capa de sello 22 puede estar formada por recubrimiento de extrusión, como una película por soplado laminada por extrusión o como una película por soplado laminada con un adhesivo termo ajustable. En una modalidad, la capa de sello 22 está formada como una capa doble por coextrusión de polietileno de alta densidad y copolímero de metacrilato de etileno. La capa de sello 22 de la tapa 11 preferiblemente tiene un espesor entre 15.24 y cerca de 76.20 mieras, muy preferiblemente 38.1 mieras de espesor. La capa de sello 22 comprende una composición que puede sellarse por calor que pesa entre cerca de 4.5350 a cerca de 22.67 kg/2787 m2 y preferiblemente cerca de 9.07 a cerca de 18.14 kg/2787 m2. Preferiblemente, la capa de sello 22 tiene una composición que puede sellarse por calor que pesa de aproximadamente 11.33 kg/2787 m2 o más. La capa de sello 22 relativamente gruesa evita variaciones naturales en el procedimiento de elaboración del contenedor que pudieran afectar la consistencia del sello por calor. Por ejemplo, las imperfecciones en la orilla 15 y variaciones en la altura del contenedor tienen un efecto importante en el procedimiento de sellado. El material de sellado por calor adicional llena cualquier ruptura o fisura creada en la orilla 15 y también puede crear un sello continuo alrededor de las costuras en la pared del contenedor, como las costuras creadas por dobleces anaconda o costuras traslapantes en el forro. El material de sellado adicional también contribuye a un mejor sellado compensado las ligeras diferencias en la altura del contenedor que de otra manera pudieran conllevar a una reducción en la resistencia de sellado. El pliegue de forro 14 también está construido típicamente de capas múltiples. La composición del pliegue de forro 14 no es importante para la presente invención. Preferiblemente, una de las capas forma una barrera a la humedad y/o gases dependiendo de la aplicación. Se comprenderá que diversos materiales de barrera y pliegues de forro pueden emplearse dependiendo del artículo que se empacará. Por ejemplo, los forros convencionales incluyen una capa de hoja delgada de metal con respaldo de papel de estraza. Sin embargo, en una modalidad que se prefiere, el pliegue de forro 14 sustancialmente está formado por completo de material polimérico. En particular, pueden usarse los pliegues de forro como los que se describen en la patente de E.U.A. No. 5,829,669 de Drummond ef al o en la patente de E.U.A. No. 5,846,619 de Cahill et al., ambas asignadas al cesionario de la presente invención y se incorporan por referencia a la presente. En la modalidad ilustrada en la figura 2, el pliegue de forro 14 incluye una capa de sello 26, una capa de barrera para la humedad 28 y una capa adhesiva 30. La capa de barrera 28 es resistente al paso de líquidos y gases, como oxígeno. Si se requiere una barrera alta para líquidos y gases, se prefieren los materiales de barrera como poliéster metalizado o polipropileno metalizado. Algunos productos alimenticios, como jugos no requieren una barrera para gases y pueden usarse otros materiales de barrera (aunque la barrera también puede ser generalmente resistente al paso de gases). Se comprenderá que diversos materiales de barrera pueden emplearse dependiendo del artículo que se empacará. Los materiales de barrera adecuados incluyen, por ejemplo, una hoja delgada de metal, poliamida, poliamida metalizada, cloruro de polivinilideno, polietilentereftalato, polietilentereftalato modificado, polietilentereftalato metalizado, polietilentereftalato modificado metalizado, polietilennaftalto, polietilennaftalato metalizado, polipropileno metalizado, óxido de metal y poliéster recubierto con silicato, óxido metálico y polipropileno recubierto con silicato, alcohol etilenvinílico, mezclas de los mismos y similares, como será evidente para los expertos en la técnica. Una superficie de la capa de barrera 28 puede incluir un recubrimiento metalizado 32 para proveer una apariencia metálica y también para mejorar las propiedades de barrera. El recubrimiento metalizado 32, que puede estar formado de aluminio, es mucho más delgado que una capa de una hoja delgada de metal, sin embargo no es necesario para la resistencia o propiedades de barrera en ciertas aplicaciones. Una capa adhesiva 30 preferiblemente se encuentra por debajo del recubrimiento metalizado 32 y define la superficie externa extrema radialmente del pliegue de forro 14. La capa adhesiva 30 puede tener capas múltiples coextruídas juntas. La capa adhesiva 30 puede seleccionarse del grupo que consiste en poliolefinas catalizadas con metaloceno, ácido etilenmetacrílico, acrilato etilenmetílico, acrilato etilenbutílico, ácido etilenacrílico, acetato etilenvinílico y combinaciones, mezclas y copolímeros de los mismos. La capa adhesiva 30 también puede ser una capa adhesiva termo ajustable. Una capa de sello 26 define la superficie más interna radialmente del pliegue de forro 14. La capa de sello 26 provee una superficie a la cual la capa adhesiva 30 se adhiere cuando una primera porción de borde marginal 41 del pliegue de forro 14 se coloca en una relación traslapante con una segunda porción de borde marginal 42, como se muestra en la figura 3. La capa de sello 26 también forma el sello por calor entre la tapa 11 y el forro 14 junto con la capa de sello 22 de la tapa. La capa de sello 26 del pliegue de forro 14 preferiblemente está construida de un material seleccionado del grupo que consiste en polímeros ionoméricos, como polímero SURLYN®, polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, poliolefinas catalizadas con metaloceno y mezclas de las mismas. En algunas modalidades de capa de sello 26 incluyendo un polímero de poliolefina, la poliolefina preferiblemente es un polietileno de alta densidad o una mezcla de polietileno de alta densidad que contiene hasta 30% de polietileno de baja densidad. La capa de sello 26 del pliegue de forro 14 preferiblemente tiene un punto de fusión dentro del rango de cerca de 110°C y cerca de 140°C. Muy preferiblemente, la capa de sello 26 tiene un punto de fusión entre cerca de 120°C y 130°C. Como se muestra en la figura 2, el contenedor sellado de la presente invención adicionalmente comprende una composición pegajosa 21 colocada entre la tapa 11 y la orilla 15. La composición pegajosa mantiene la tapa 11 en su lugar sobre la orilla 15 antes de sellar por calor la tapa a la orilla. La composición pegajosa 21 de la presente invención es compatible químicamente con las composiciones que pueden sellarse por calor de las capas de sello 22 y 26. De esta manera, la composición pegajosa 21 no interfiere con la resistencia de sellado por calor creado entre la tapa 11 y la orilla 15 de contenedor 10. En su lugar, un sello por fusión se crea entre la composición pegajosa 21 y la composición que puede sellarse por calor de las capas de sello 22 y 26. Como se conoce en la técnica, el término sellado por fusión se refiere al sello que se forma entre dos materiales químicamente compatibles de manera que los dos materiales no pueden separarse debido a la fuerza de unión creada entre éstos. En esencia, la composición pegajosa 21 y la composición que puede sellarse por calor se "fusionan" juntas. Adicionalmente, la composición pegajosa 21 además debe tener una suficiente capacidad pegajosa para fijar temporalmente la tapa 11 a la orilla 15 antes de la operación de sellado por calor. En una modalidad, para asegurar que la composición pegajosa 21 sea compatible químicamente con la composición que puede sellarse por calor, las similitudes en la polaridad de la estructura química de la composición pegajosa y la composición que puede sellarse por calor son deseables. Por ejemplo, las capas de sello de SURLYN® son materiales poliméricos que tienen una estructura de base de polímero no polar y grupos funcionales polares conectados a éste. Específicamente, los grupos funcionales polares comprenden ácido carboxílico neutralizado con Zn o Na y la estructura de base de polímero es polietileno. De esta manera, cuando se usan las capas de sello de SURLYN®, la composición pegajosa 21 preferiblemente comprende una estructura de base que no es polímero y grupos funcionales polares, como ácido carboxílico. Ejemplos de materiales adecuados para usarse como composición pegajosa 21 incluyen adhesivos sensibles a la presión con ceras de etileno/ácido acrílico, copolímeros de etileno/ácido acrílico, polímeros de etileno/ácido metacrílico, alcohol polivinílico, y mezclas de los mismos. Un material disponible comercialmente adecuado para usarse como composición pegajosa es NACOR 38-4500 elaborado por National Starch and Chemical Company. Los materiales listados anteriormente pueden ser adecuados para usarse como la composición pegajosa 21 en donde, por ejemplo, la composición que puede sellarse por calor comprende polietileno, acrilato etilen/metílico o polímeros ionoméricos, por ejemplo polímero SURLYN®. Sin embargo, como puede comprender un experto en la técnica, otros materiales conocidos en la técnica serán adecuados para usarse como la composición pegajosa 21. La figura 2 también ilustra el extremo sellado del contenedor tubular de una modalidad preferida de la presente invención, en donde las dos capas de sello 22, 26 se sellan por calor juntas. Preferiblemente, un contenedor sellado de material compuesto para productos se provee con un sello por calor entre el pliegue de forro 14 y la tapa 11 en forma de una esfera de sello por calor interna 36 y una esfera de sello por calor externa 38. La esfera de sello por calor interna 36 y la esfera de sello por calor externa 38 están formadas de las composiciones que pueden sellarse por calor de la capa de sello 26 del pliegue de forro 14 y la capa de sello 22 de la tapa 11. Las composiciones que pueden sellarse por calor de ambas capas de sello 22, 26 se desplazan hacia afuera desde la región intermedia durante la operación de sellado por calor y posteriormente se enfrían para formar las esferas 36, 38. La esfera de sello por calor interna 36 ve hacia la parte interna del contenedor tubular 10 y la esfera de sello por calor externa 38 está colocada en el lado opuesto del área de sello por calor desde la esfera de sello por calor interna 36. Cuando se enfría, el sello por calor comprende una región intermedia delgada entre la esfera de sello por calor interna 36 y la esfera de sello por calor externa 36. En algunos lugares, las composiciones que pueden sellarse por calor y pegajosas pueden desplazarse por completo desde entre las capas de barrera 20 y 28 de manera que las capas de barrera estén en contacto de empalme. Sin embargo, las esferas interna y externa 36, 38, mantienen barreras dobles contra el paso de líquidos y gases de manera que se mantiene un sello hermético. La región intermedia preferiblemente tiene una fuerza de unión menor que la esfera de sello por calor interna 36 y la esfera de sello por calor externa 38. El término "esfera" como se utiliza en la presente tiene la intensión de distinguirse de los contenedores anteriores contando con un sello por calor relativamente plano en donde se presenta un flujo de las composiciones de sellado por calor un flujo muy escaso, en caso de presentarse. Además, esta modalidad no está limitada únicamente a usarse con forros que presenten una orilla recta traslapante, también las esferas de sello por calor 36, 38 pueden usarse con una orilla de doblez anaconda. Una construcción que se prefiere de este tipo se describe en la solicitud de patente de E.U.A. con número de serie 09/065,783 titulada "Tubular Container With a Heat Seal Having an Inner and Outer Bead and Method of Manufacturing Said Container," la cual está asignada al cesionario de la presente invención y se incorpora expresamente a la presente por referencia. En efecto, la esfera de sello por calor interna 36 y la esfera de sello por calor externa 38 proveen un doble sello que tiene una alta resistencia al estallamiento o a la tensión. La resistencia al estallamiento del sello de esfera da al contenedor 10 un sellado resistente contra las fuerzas que actúan sobre el contenedor en una dirección normal hacia el sello por calor (es decir, normal al plano definido por el extremo del contenedor tubular 10). Ya que la mayor parte de las fuerzas que actúan sobre un contenedor durante el almacenamiento y tránsito se presentarán normales en el área de sellado por calor, la alta resistencia al estallamiento de la esfera de sellado por calor interna 36 y la esfera de sellado por calor externa 38 de la presente invención es especialmente útil para usarse en contenedores con productos. La resistencia al estallamiento puede probarse usando una cámara de altitud. Típicamente, el contenedor sellado 10 se coloca en la cámara de altitud y posteriormente se somete a un vacío parcial externo durante un período predeterminado para determinar si el sello por calor es capaz de soportar las diferencias entre la presión interna del contenedor y la presión externa. Las condiciones de prueba adecuadas incluyen someter el contenedor a un vacío de 254 milímetros de Hg durante 30 minutos a temperatura ambiente. Los contenedores 10 de la presente invención son capaces de mantener potencialmente un sello hermético durante la exposición de 30 minutos a un vacío de 254 milímetros de Hg a temperatura ambiente. No obstante la alta resistencia al estallamiento, la resistencia a la peladura del sello por calor formado de conformidad con la presente invención es relativamente baja, obteniendo como resultado un contenedor que exhibe una abertura relativamente fácil. El rango preferido de resistencia a la peladura es de aproximadamente 89.28 a cerca de 178.50 kilogramos/metro. En una modalidad el sello por calor tiene una resistencia de 124.95 a 178.50 kilogramos/metro. De esta manera, el sello por calor de la presente invención combina la resistencia al rasgado y la resistencia a la tensión necesaria para evitar rupturas no deseadas del contenedor tubular 10 con una resistencia a la peladura relativamente baja para que el consumidor obtenga una abertura sencilla del contenedor. Se ha descubierto que la esfera interna 36 del sello de esfera doble provee una resistencia primaria a las fuerzas de tensión que actúan sobre el contenedor, como las fuerzas de estallamiento generadas por los cambios en la presión interna durante el transporte. Sin embargo, la esfera externa 38 provee la resistencia primaria a la abertura rasgando el sello por calor que puede rasgarse formado entre la tapa 11 y el pliegue de forro 14. Como resultado, se ha descubierto que el sello por calor está formado útilmente con una esfera interna más grande 36 y una esfera externa más pequeña 38. El contenedor resultante exhibe una facilidad mejorada de abertura gracias a una esfera externa más pequeña 38 y una resistencia al estallamiento mejorada para soportar los rigores de transporte gracias a la esfera interna 36 más grande. Los contenedores 10 de la presente invención pueden elaborarse mediante el procedimiento que se ilustra en la figura 3. Como se muestra, una tira continua de material de pliegue de cuerpo de cartón 13 se provee al aparato y primero pasa a través de un par de adelgazadores de borde opuesto 50. Los adelgazadores de borde retiran parte del borde cuadrado del pliegue de cuerpo 13 para crear bordes primero 52 y segundo 54 que tengan una configuración biselada. El pliegue de cuerpo 13 posteriormente avanza a través de un aplicador de adhesivo 56, que aplica un adhesivo 21 a la superficie superior del pliegue de cuerpo 13. El adhesivo 21 útilmente es un adhesivo acuoso que supera muchos problemas asociados con los adhesivos basados en solventes. No es necesario equipo especial para capturar solventes que se evaporan del adhesivo para cumplir con las normas ambientales. Los adhesivos preferidos son materiales de acetato etilenvinílico (>18%) acuosos con baja temperatura de transición de vidrio. Un adhesivo que se prefiere es el número 72-4172, que esté disponible de National Starch and Chemical Company. Otro adhesivo que puede usarse es el número 33-4060, que también está disponible de National Starch and Chemical Company. El adhesivo 21 , así como otras capas de adhesivo usadas para construir el contenedor 10, pueden aplicarse en forma de una espuma, como se describe en la solicitud de patente copendiente de E.U.A. con número de serie 09/197,275 titulada "Composite Container Having Foamed Adhesive", que está asignada al cesionario de la presente invención y se incorpora a la presente por referencia. El pliegue de cuerpo 13 y el adhesivo húmedo 21 aplicado al mismo, posteriormente pasan por debajo de un calentador 58 que evapora por lo menos parte del contenido de agua del adhesivo acuoso 21 para dar un adhesivo sustancialmente pegajoso. Es importante que se provea una cantidad adecuada de calor al adhesivo. Una cantidad insuficiente de calor no evaporará suficiente agua en un período suficientemente corto, obteniendo como resultado que el adhesivo no será suficientemente pegajoso. Por el contrario, demasiado calor secará de más el adhesivo y ocasionará que el adhesivo pierda pegajosidad. Un tipo que se prefiere de fuente de calor es un calentador infrarrojo, aunque puede usarse otras diversas fuentes de calor, por ejemplo, calentamiento con aire forzado o similar. Después de calentar el adhesivo 21 sobre el pliegue de cuerpo 13, el pliegue de cuerpo 13 y el pliegue de forro 14 se alimentan hacia el mandril formador desde direcciones opuestas. El pliegue de cuerpo 13 pasa bajo un aplicador 60 de adhesivo adelgazado que aplica el adhesivo adelgazado 24 a la superficie biselada del segundo borde adelgazado 54 del pliegue de cuerpo 13. El adhesivo adelgazado 24 preferiblemente es un adhesivo de fusión en caliente del tipo convencional en la técnica, aunque puede también usarse un adhesivo con base en agua incluyendo uno o más polímeros. Los adhesivos líquidos que se prefieren son acetato polivinílico y acetato etilenvinílico. El adhesivo adelgazado 24 ayuda a proveer una unión de pliegue de cuerpo más fuerte especialmente para contenedores de pliegue de cuerpo sencillo. La superficie del pliegue de forro 14 que hace contacto con el pliegue de cuerpo 13 se somete a una estación de tratamiento de corona 62. La superficie opuesta del pliegue de forro 14 se reviste con un lubricante desde un cilindro 64, que permite que el pliegue de forro se deslice suavemente durante la operación de devanado. El pliegue de forro 14 posteriormente pasa bajo un calentador infrarrojo 66, que calienta la segunda porción de borde marginal 42 del pliegue de forro. Después del calentador infrarrojo 66, la segunda porción de borde marginal 42 del pliegue de forro 14 pasa bajo por lo menos un calentador de aire forzado 68. El pliegue de cuerpo 13 y el pliegue de forro 14 posteriormente se enrollan alrededor de un mandril formador 70 desde lados opuestos del mandril. Cada pliegue primero se envuelve bajo el mandril 70 y posteriormente sobre la parte superior en una forma helicoidal con el pliegue de forro 14 devanado contra la superficie del mandril. La primera porción de borde marginal 41 del pliegue de forro 14 se expone sobre el mandril 70 y se somete a calor desde un segundo calentador de aire forzado 72. Mientras el pliegue de cuerpo 13 se envuelve adicionalmente y el primer borde 52 del pliegue de cuerpo 13 regresa al mandril 70 después de una revolución completa, se pone en contacto con el segundo borde 54 de la siguiente porción del pliegue de cuerpo 13 que primero hace contacto con el mandril. Los bordes adelgazados 52, 54 juntos se empalman y el adhesivo adelgazado 24 se adhiere a los bordes para formar un tubo devanado en espiral que avanza a lo largo del mandril 70. Con respecto al pliegue de forro 14, la primera porción de borde marginal 41 se pone en una relación de traslape con la segunda porción de borde marginal 42 para crear una orilla de traslape recta sellada. El sello se forma mediante una capa adhesiva polimérica 30 del primer borde marginal 41 uniéndose al segundo borde marginal 42. Sin embargo, una tira de adhesivo de fusión caliente alternativamente puede usarse para fijar y sellar el traslape de forro. Posteriormente, el tubo avanza hacia el mandril 70 mediante una cinta de enrollamiento 74, que se extiende alrededor de un par de poleas opuestas 76. La cinta de enrollamiento 74 no únicamente gira y hace que avance el tubo, también aplica presión a los bordes traslapantes del pliegue de cuerpo 13 y el pliegue de forro 14 para fijar una unión segura entre los bordes de pliegue respectivos. Un pliegue de etiqueta externa 16 preferiblemente pasa sobre un aplicador adhesivo 78 y se enrolla alrededor del pliegue de cuerpo 13. El pliegue de etiqueta 16 puede aplicarse antes de la cinta de enrollamiento 74. En una estación de corte 80, el tubo continuo se corta en longitudes discontinuas y se retira del mandril 70. Se provee también un método y aparato para sellar un contenedor para productos. Un método para sellado que se prefiere de la presente invención se señala en la figura 4. Como se muestra en la figura 4, el método de sellado por calor de la presente invención incluye proveer una tapa y un elemento tubular que tiene una capa de cartón 13 y un pliegue de forro 14 adheridos a la superficie interna de la capa de cartón (paso 86). Como se describió anteriormente, una modalidad que se prefiere del pliegue de forro 14 incluye una capa de barrera 28 y una capa de sello 26, la capa de sello definiendo la superficie más interna del pliegue de forro y comprendiendo una composición que puede sellarse por calor. Un extremo del elemento tubular se enrolla hacia fuera para formar una orilla 15 (paso 88). Una composición pegajosa 21 se aplica a la orilla (paso 90). La composición pegajosa 21 puede aplicarse de cualquier manera conocida en la técnica. Por ejemplo, la composición pegajosa 21 puede aplicarse por recubrimiento por lo menos a una porción de la superficie externa de un aplicador con la composición pegajosa y haciendo contacto de la porción recubierta de la superficie externa del aplicador con la orilla del contenedor, de manera que una cantidad de composición pegajosa se aplique a la orilla. El aplicador puede ser de cualquier tipo conocido en la técnica, ¡ncluyendo pero sin limitarse a brochas, rodillos y esponjas. Como se describió anteriormente, la composición pegajosa debe tener suficiente pegajosidad para fijar temporalmente la tapa a la orilla antes del paso de sellado por calor. La composición pegajosa 21 es compatible químicamente con la composición que puede sellarse por calor que se usa para formar el sello por calor entre la tapa 11 y la orilla 15. Una tapa 11 se pone en contacto con la orilla 15 teniendo entre éstas la composición pegajosa (paso 92). Como se observó anteriormente, una modalidad que se prefiere de la tapa 11 incluye una capa de barrera 20 y una capa de sello 22, en donde la capa de sello comprende una composición que puede sellarse por calor. La capa de sello 22 de la tapa 11 hace contacto con la capa de sello 26 del pliegue de forro 14. La composición pegajosa 21 fija temporalmente la tapa 11 a la orilla 15 antes de la operación de sellado por calor. El área de sellado por calor, y por consecuencia las dos capas de sello 22, 26, entonces se calientan bajo condiciones suficientes para proporcionar composiciones que pueden sellarse por calor con capacidad de flujo continuo (paso 94). La orilla 15 y la tapa 11 se presionan juntas para formar un sello por calor entre éstas (paso 96). Como se describió anteriormente, la composición pegajosa 21 de la presente invención forma un sello por fusión con las composiciones que pueden sellarse por calor de manera que no se presente una reducción en la resistencia de sellado a partir de la presencia de la composición pegajosa. Preferiblemente, la orilla 15 y la tapa 11 se presionan juntas para alentar de preferencia un mayor flujo de las composiciones que pueden sellarse por calor en la dirección del interior del contenedor para formar una esfera interna 36 y una esfera externa 38, donde la esfera interna contiene una mayor cantidad de composiciones que pueden sellarse por calor que la esfera externa. En una modalidad preferida, el paso de presión se logra presionando las capas de sello 22, 26, juntas usando una superficie inclinada, como una cabeza de sellado por calor inclinada. La cabeza de sellado por calor preferiblemente está construida de metal, como cobre. La cabeza de sellado por calor se calienta mediante una fuente de calor. La fuente de calor puede ser de cualquier tipo adecuado conocido en la técnica. La cabeza de sellado por calor no necesita calentarse. En su lugar, las capas de sellado por calor 22, 26 pueden calentarse de manera independiente usando una fuente de calor separada. La cabeza de sellado por calor tiene una posición de sellado acoplada en contacto con la tapa 11 y una posición desacoplada. La cabeza de sellado por calor se mueve entre dos posiciones mediante un impulsor. El impulsor puede ser de cualquier tipo conocido en la técnica, incluyendo mecánico, neumático y similares. El ángulo de la superficie inclinada de la cabeza de sellado por calor afecta la cantidad de material que fluye para formar las esferas, así como el tamaño relativo de las esferas. El ángulo de la superficie inclinada de la cabeza de sellado por calor es de aproximadamente 2 a cerca de 20 grados, preferiblemente de 7 a cerca de 12 grados. En una modalidad, el ángulo de la superficie inclinada es de aproximadamente 10 grados. En otra modalidad, el ángulo es de aproximadamente 3 grados. La superficie inclinada de la cabeza ocasiona que el polímero fundido de las capas de sello se desplace hacia la parte interior del contenedor para formar la esfera interna. Cuando se presenta este movimiento, el polímero fundido útilmente "llena" cualesquiera irregularidades en las superficies del forro y de tapa, mejorando de esta manera la integridad del sello. Las condiciones de sellado por calor, como temperatura, presión y tiempo, dependen de varios factores, incluyendo las composiciones que pueden sellarse por calor que se utilizan y el espesor de las capas de sello por calor. En una modalidad, las capas de sello por calor se calientan entre cerca de 175°C a cerca de 275°C, preferiblemente cerca de 205°C a cerca de 230°C, y mucho muy preferiblemente cerca de 210°C a cerca de 225°C. En una modalidad, la temperatura de sellado por calor es de cerca de 218°C. La presión de sellado por calor es de cerca de 2.10 a cerca 4.21 kg/cm2, preferiblemente cerca de 2.81 a cerca de 3.51 kg/cm2. En una modalidad, la presión de sellado por calor es de cerca de 3.16 kg/cm2. El tiempo de sellado por calor, significando el periodo durante el cual se aplica presión para sellado por calor es de cerca 0.5 a cerca 1.75 segundos, preferiblemente cerca de 0.9 a cerca de 1.5 segundos, y mucho muy preferiblemente cerca de 1.15 a cerca de 1.35 segundos. En una modalidad, el tiempo de sellado por calor es de cerca de 1.25 segundos. Aunque las modalidades del contenedor analizadas anteriormente incluyen dos capas de sello 22 y 26, la presente invención no requiere usar dos capas de sello. Por lo menos uno del forro y la tapa debe incluir una capa de sello para proveer el sello por calor necesario. Sin embargo, dos capas de sello no son necesarias para practicar la presente invención. En caso de usar una sola capa de sellado por calor,, la capa de sello por calor puede estar construida de polímeros ¡onoméricos como polímero SURLYN®, polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, acetato etilenvinílico, acrilato etilenmetílico, poliolefinas catalizadas con metaloceno y mezclas de los mismos. Muchas modificaciones y otras modalidades de la presente invención serán evidentes para los expertos en la técnica, a quienes pertenece esta invención teniendo el beneficio de las enseñanzas presentadas en las descripciones anteriores y en los dibujos asociados. Por lo tanto, debe comprenderse que la invención no debe limitarse a las modalidades específicas descritas y dichas modificaciones y otras modalidades se crearon con la intención de incluirse dentro del alcance de las reivindicaciones anexas. Por ejemplo, los contenedores tubulares de conformidad con la presente invención no necesariamente están devanados de manera helicoidal, y en su lugar pueden enrollarse longitudinalmente para crear un tubo "convoluto" que tenga una costura que se extiende axialmente. Además, aunque los contenedores tubulares de conformidad con la presente invención se han descrito principalmente junto con productos alimenticios, debe comprenderse que los contenedores pueden usarse junto con otros productos, en donde la hoja de revestimiento sea útil por ejemplo para cubrir y rellenar. Aunque se emplean términos específicos en la presente, se usan en un sentido genérico y descriptivo únicamente y no con propósitos de limitación.

Claims (15)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un contenedor de material compuesto sellado para productos que comprende: un elemento de cuerpo tubular que comprende por lo menos un pliegue de cuerpo de cartón (13) y que tiene una superficie interna; un pliegue de forro (14) adherido a la superficie interna de dicho elemento de cuerpo tubular que comprende una capa de barrera (28), por lo menos un extremo de dicho elemento de cuerpo y dicho pliegue de forro estando enrollados hacia afuera para formar una orilla (15) y exponiendo dicho pliegue de forro; una tapa (11) contra dicha orilla, dicha tapa comprende una tapa de barrera (20), en donde por lo menos uno de dicha tapa y dicho pliegue de forro comprende adicionalmente una capa de sello que comprende una composición que puede sellarse por calor, dicha composición que puede sellarse por calor por lo menos parcialmente forma un sello por calor entre dicha tapa y dicho pliegue de forro; y una composición pegajosa (21 ) en contacto con dicha orilla y dicha tapa y colocada operativamente entre éstas, dicha composición pegajosa teniendo suficiente pegajosidad para contener temporalmente dicha tapa en su lugar contra dicha orilla, dicha composición pegajosa adicionalmente siendo compatible químicamente con dicha composición que puede sellarse por calor, de manera que dicha composición pegajosa y dicha composición que puede sellarse por calor se sellen por fusión juntas.

2.- El contenedor de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicha composición pegajosa y dicha composición que puede sellarse por calor ambas comprenden un material de polímero que tiene una estructura de base de polímero no polar con un grupo funcional polar conectado a éste.

3.- El contenedor de conformidad con la reivindicación 2, donde dicho grupo funcional polar comprende ácido carboxílico.

4.- El contenedor de conformidad con la reivindicación 2, en donde dicha estructura de base de polímero comprende polietileno.

5.- El contenedor de conformidad con la reivindicación 1 , en donde dicha composición pegajosa tiene un índice de flujo de material fundido de cerca de 20 g/10 min. a cerca de 2000 g/10 min.

6.- El contenedor de conformidad con la reivindicación 1 , en donde dicha composición pegajosa se selecciona del grupo que consiste en ceras de etileno/ácido acrílico, copolímeros de etileno/ácido acrílico, polímeros de etileno/ácido metacrílico, alcohol polivinílico y mezclas de los mismos.

7.- El contenedor de conformidad con la reivindicación 1 , en donde dicha capa de sello se selecciona del grupo que consiste en polímeros ionoméricos, polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, acetato etilenvinílico, acrilato etilenmetílico, poliolefinas catalizadas con metaloceno, y mezclas de los mismos. -9

8.- Un método para elaborar un contenedor sellado para C productos que comprende: proveer un elemento tubular que comprende por lo menos un pliegue de cuerpo de cartón (13) que tiene una superficie interna y un pliegue de forro (14) adheridos a la superficie interna del pliegue de 5 cuerpo, el pliegue de forro comprende una capa de barrera (28); enrollar por lo menos un extremo del elemento tubular hacia afuera para formar una orilla (15); proveer una tapa (11 ) para cerrar el extremo de dicho elemento tubular, la tapa comprende una capa de barrera (20), por lo menos uno de dicha capa y dicho pliegue de forro adicionalmente comprende por lo menos una capa de 10 sello que comprende una composición que puede sellarse por calor, la capa de sello estando colocada operativamente para formar un sello por calor entre la tapa y el pliegue de forro; aplicar una composición pegajosa (21 ) a la orilla; hacer que la orilla y la tapa hagan contacto de manera que la composición pegajosa se coloque entre éstas, la composición pegajosa temporalmente fija 15 la tapa a la orilla; calentar la capa de sello bajo condiciones suficientes para proporcionar una composición que puede sellarse por calor de la capa de sello con capacidad de flujo continuo; presionar la orilla y la tapa juntas para formar un sello por calor entre éstas, el sello por calor comprende la composición pegajosa y la composición que puede sellarse por calor, la composición 20 pegajosa siendo químicamente compatible con la composición que puede sellarse por calor de manera que la composición pegajosa y la composición que puede sellarse por calor se sellen juntas por fusión, sellando herméticamente de esta manera la tapa al pliegue de forro.

9.- El método de conformidad con la reivindicación 8, en donde la composición pegajosa y la composición que puede sellarse por calor comprende un material de polímero que tiene una estructura con base de polímero no polar con un grupo funcional polar conectado a ésta.

10.- El método de conformidad con la reivindicación 9, en donde dicho grupo funcional polar comprende ácido carboxílico.

11.- El método de conformidad con la reivindicación 9, en donde dicha estructura de base de polímero comprende polietileno.

12.- El método de conformidad con la reivindicación 11 , en donde dicha composición pegajosa tiene un índice de flujo de material fundido de aproximadamente 20 g/10 min a cerca de 2000 g/10 min.

13.- El método de conformidad con la reivindicación 8, en donde dicha composición pegajosa se selecciona del grupo que consiste en ceras de etileno/ácido acrílico, copolímeros de etileno/ácido acrílico, polímeros de etileno/ácido metacrílico, alcohol polivinílico y mezclas de los mismos.

14.- El método de conformidad con la reivindicación 8, en donde dicha capa de sello se selecciona del grupo que consiste en polímeros ionoméricos, polietileno de alta densidad, polietileno de baja densidad, acetato etilenvinílico, acrilato etilenmetílico, poliolefinas catalizadas con metaloceno, y mezclas de los mismos.

15.- El método de conformidad con la reivindicación 8, en donde dicho paso de presión comprende hacer presión entre la orilla y la tapa con f • una superficie inclinada para alentar preferiblemente el flujo de la composición sellable por calor en dirección del interior del contenedor.