MXPA04003228A

MXPA04003228A - Material laminado de envasado, metodo de produccion del mismo, asi como tambien recipiente de envasado producido a partir del material de envasado.

Info

Publication number: MXPA04003228A
Application number: MXPA04003228A
Authority: MX
Inventors: Berlin Mikael
Original assignee: Tetra Laval Holdings & Finance
Priority date: 2001-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2004-07-08
Also published as: RU2297956C2; JP2005537147A; RU2004114231A; JP4169694B2; KR100904837B1; ZA200402627B; CN100362164C; SE0103370D0; EP1448855A1; US7482055B2; SE520187C2; AU2002343908B2; CN1589353A; UA81397C2; BR0213137A; SE0103370L; US20050129930A1; KR20040037258A; WO2003031720A1

Abstract

Un material laminado de envasado (10) comprende una capa de banda (11) y una capa de barrera o proteccion (14) formada a partir de una composicion de forma liquida, la cual esta constituida de una dispersion o solucion de un polimero, almidon o derivado de almidon, sobre un lado de la capa de banda, la capa de proteccion tambien incluye particulas de SiO2 amorfo. De acuerdo con la invencion, las particulas de SiO2 amorfo estan presentes en un tamano de particula coloidal en la capa de proteccion en un contenido por encima de 40% por peso aunque por debajo de 80% por peso. La invencion tambien se refiere a un recipiente de envasado que ha sido producido a partir del material de envasado, asi como tambien a un metodo de produccion del material de envasado.

Description

MATERIAL LAMINADO DE ENVASADO, MÉTODO DE PRODUCCIÓN DEL MISMO, ASÍ COMO TAMBIÉN RECIPIENTE DE ENVASADO PRODUCIDO A PARTIR DEL MATERIAL DE ENVASADO Campo de la Invención La presente invención se refiere a un material laminado de envasado que comprende una capa de banda y una capa de barrera o protección formada a partir de una composición de protección de forma líquida, la cual está constituida de una dispersión o solución de un polímero, almidón o derivado de almidón, sobre un lado de la capa de banda, la capa de protección también incluye partículas de Si02 amorfo. La presente invención además se refiere a un recipiente de envasado, el cual ha sido producido a partir del material de envasado, así como también a un método para la producción del material de envasado. Antecedentes de la Invención Dentro de la industria del envasado, es bien conocida la utilización de materiales laminados de envasado de una naturaleza desechable de uso único para efectuar el envasado y el transporte de alimentos líquidos. Regularmente, este material laminado de envasado es ensamblado a partir de una capa de banda de configuración rígida, aunque susceptible de ser plegada que consiste, por ejemplo, de papel o cartón, con el fin de obtener una buena estabilidad de configuración REP. 155153 mecánica. Los revestimientos herméticos al paso de líquido elaborados de material plástico son situados en ambos lados de la capa de banda y protegen que sean penetradas las fibras de absorción de líquido de la capa de banda de una manera efectiva por la humedad. Por lo regular, estas capas exteriores consisten de un material termoplástico, de preferencia, polietileno, el cual además transmite al material de envasado propiedades de mejor calidad de sellado en caliente, de modo que el material de envasado pueda ser convertido en envases terminados de la configuración geométrica deseada. Sin embargo, el material laminado de envasado que consiste simplemente de papel o cartón y plástico hermético al paso de líquido, carece de impermeabilidad o hermeticidad en contra de los gases, en particular, el gas oxígeno. Esto es una desventaja principal en el envasado de muchos alimentos cuya vida útil declina en forma dramática cuando hacen contacto con el gas oxígeno, por ejemplo, los jugos de fruta. Con el fin de complementar el material de envasado con una barrera o protección contra los gases, en particular, el gas oxígeno, pertenece a la tecnología de la técnica anterior la colocación de una capa que posee una hermeticidad de mejor calidad contra el gas oxígeno, por ejemplo, una hoja delgada de aluminio o alcohol polivinílico, en este lado de la capa de banda, la cual se pretende orientar hacia la parte interior del envase .

En comparación con la hoja de aluminio, el alcohol polivinílico posee muchas propiedades deseables, razón por la cual se prefiere como un material de protección en muchos contextos. Entre otras cosas, el alcohol polivinílico posee una resistencia mecánica más alta, una mejor compatibilidad con alimentos y es más económico, al mismo tiempo que posee propiedades excelentes como una protección contra el gas oxígeno. Además, ha sido considerado como un material adecuado, en ciertos casos a partir del punto de vista ambiental o con el propósito de reciclar y recuperar a fin de reemplazar la hoja delgada de aluminio como material de protección contra el gas en envases alimenticios. Un inconveniente es que el alcohol polivinílico es sensible a la humedad y pierde con rapidez sus propiedades de protección cuando es expuesto a un ambiente húmedo. Este inconveniente fue previamente obvio de acuerdo con el documento W097/22536 en el que el alcohol polivinílico se combinó con uno o más polímeros conocidos por sí mismos, polímeros autorizados para usarse en envasado de alimento, por ejemplo, copolímeros de etileno/ácido acrílico (EAA.) o copolímeros de estireno/butadieno. Estos forman, en combinación con el alcohol polivinílico, una capa continua y unitaria con propiedades de mejor calidad como una protección contra el gas, en particular, el gas oxígeno, al mismo tiempo que son mantenidas las propiedades deseadas de mejor calidad de protección de gas del alcohol polivinílico también en un ambiente húmedo.

Mientras los materiales de polímero de protección de gas pueden trasmitir buenas propiedades de protección de gas a un laminado de envasado, sin embargo, estos son permeables hasta algún alcance para el gas oxígeno, mientras que un material de un tipo tal como metal o vidrio para latas o botellas posee una permeabilidad de gas oxígeno que prácticamente es de cero. Además, con el fin de mejorar las propiedades de protección de gas, es posible mezclar el material de polímero de protección de gas con un material inorgánico laminar o compuesto de láminas. Esta composición de polímero para un material de protección de gas se describe, por ejemplo, en el documento EP-A-0 590 263 y posee excelentes propiedades de protección contra el gas y la humedad. De esta manera, el documento EP-A-0 590 263 presenta un método para la producción de una composición de polímero para un material de protección de gas, o el producto formado, por ejemplo, una película, la composición incluye un polímero y un material inorgánico laminar con un tamaño de partícula de 5 µt? o menos y una relación de cantidad de 50-5000, y el método comprende la etapa en la que el material inorgánico laminado es dispersado en un polímero o una solución de polímero en un estado tal que el material inorgánico laminar se hincha o divide en un solvente/agente de dispersión, en donde este es removido de la dispersión cuando sea necesario en la forma de una película, al mismo tiempo que el material laminar permanece en el estado hinchado . ¾ í i A partir del documento JP 56004563 también es conocido un material plástico, el cual, con el propósito de conseguir propiedades de mejor calidad de protección contra el gas y la humedad, ha sido revestido con una película de alcohol polivinílico (PVOH) y Si02. La relación Si02/PVOH puede ser de 5/95 - 80/20. Este documento también describe que el tamaño de las partículas de Si02 no constituye una limitación aunque éstas deben tener un diámetro promedio por debajo de las 100 mieras. Además describe que es utilizada una dispersión acuosa que contiene PVOH y Si02 para el revestimiento y puede llevarse a cabo la curación térmica, por ejemplo, durante un periodo de hasta una hora a una temperatura de 80-200° C. De acuerdo con el documento JP10-001515, la intención es efectuar un enlace cruzado con las cadenas principales en PVOH por medio del SÍQ2. El propósito es, en un laminado con una capa de banda de cartón, mejorar las propiedades de protección de gas a pesar de un ambiente mojado y de humedad. El documento 99/44826 describe un laminado con una capa de banda de propileno, la cual es orientada en dirección biaxial. Una capa exterior puede consistir de un homo- o copolímero de alcohol vinílico el cual puede incluir un "agente antibloqueo" . Este "agente antibloqueo" puede consistir de partículas esféricas de Si02 del orden de magnitud de 1-6 µt?, en una cantidad de 0.1-2% por peso.

El documento EP 761 876 describe un laminado de envasado, por ejemplo, para un envase de alimentos líquidos, el laminado es ensamblado con un banda de cartón. Una capa de revestimiento sobre el cartón, la capa de revestimiento que incluye PVOH y Si02 amorfo tiene como su propósito actuar como una protección de humedad y aroma. El documento WO 00/40404 describe una película termoplástica que se pretende utilizar para el envasado de productos alimenticios, por ejemplo, envolviéndolos en una película transparente, aunque no se pretende emplear para la producción de envases dimensionalmente estables para alimentos líquidos. La película de acuerdo con el documento WO 00/40404 posee una capa de revestimiento al menos en una superficie de la misma, la capa de revestimiento incluye un aglomerante o adhesivo de polímero y un aditivo que incluye nanopartículas , por ejemplo, de Si02. Este documento describe las nanopartículas que se prefiere constituyan de 5 a 20% por peso del aditivo y que el aditivo constituya de 40 a 90% por peso del revestimiento. SUMARIO DE LA INVENCIÓN La presente invención tiene como su objetivo, en comparación con la tecnología de la técnica anterior optimizar adicionalmente las propiedades de protección contra el gas en una capa que es formada a partir de una composición de forma líquida, la cual comprende una dispersión o solución de un polímero, Si02 amorfo. En partícula ' ía presente invención tiene como su objetivo, en esta capa, conseguir un aumento de protección contra el gas de oxígeno y aumentar la resistencia de líquido. La razón para esto es que se ha encontrado, en conexión con la evolución de la presente invención, que puede ser conseguido un efecto sorprendentemente bueno en ciertos criterios selectivos para la composición de la capa. De acuerdo con la presente invención, se pretende que esta capa optimizada sea empleada en un material laminado de envasado que posee excelentes propiedades de protección, en particular, contra gases, a su vez, se pretende que el material de envasado sea empleado en un envase que posee excelentes propiedades de protección. También es un objetivo de la presente invención efectuar un material laminado de envasado que posee una rigidez mejorada. El material de envasado, que se proporciona con una capa de la protección contra el gas de oxígeno comprende un polímero, almidón o derivado de almidón y Si02 de acuerdo con la presente invención, puede incluir una capa de banda, es decir, esta capa que hace la contribución más grande al espesor del material y a sus propiedades mecánicas, la capa de banda consiste de una capa de papel o cartón o una capa de material de polímero.

Los requisitos para los criterios selectivos para el efecto y rigidez mejorados de protección son explicados en la reivindicación adjunta 1, con relación a un material laminado de envasado. Las reivindicaciones se refieren a un método para la producción del mismo, así como también a un recipiente de envasado producido partir del material de envasado que también se explica para estos criterios selectivos. De acuerdo con la presente invención, una capa de protección, que comprende un polímero que puede dispersarse o puede ser soluble en agua, almidón o derivado de almidón y Si02 amorfo, será optimizada de esta manera en términos de la cantidad de Si02 en la capa y también del tamaño de partícula de las partículas de Si02. Esto también ha demostrado que el tipo seleccionado de partículas de Si02, así como también posiblemente la configuración de las partículas de Si02 pueden tener un efecto sobre las propiedades de protección, existiendo indicaciones que la configuración debe ser esférica o sustancialmente esférica. Sin embargo, no puede descartarse que también otras configuraciones puedan proporcionar el efecto de acuerdo con la presente invención. De acuerdo con presente invención, se ha demostrado en forma sorprendente que pueden conseguirse propiedades de protección considerablemente mejores con respecto del gas oxígeno que aquellas propiedades de protección que podrían ser esperadas sobre la base de un modelo aceptado de cálculo para la influencia en el agente de relleno en una capa de protección del gas oxígeno. Ha sido sorprendentemente demostrado que la adición de partículas de Si02 en la capa de protección proporciona un aumento considerable de rigidez en el laminado. Sin unir la presente invención con cualquier teoría con respecto al aumento de la protección de gas de oxígeno, se supone que las partículas coloidales de Si02 funcionan como un semillero para el crecimiento cristalino del polímero teniendo como resultado una cristalinidad mejorada y con lo cual se mejora el efecto de protección del gas oxígeno, así como también se mejora la resistencia a los líquidos. No obstante, las teorías ya establecidas que se refieren a la razón para las cantidades óptimas que han sido encontradas en ciertas cantidades de Si02 y en ciertos tamaños de partículas - los resultados son totalmente sorprendentes. La capa de protección de acuerdo con la presente invención puede ser utilizada para mejorar las propiedades de protección en los laminados de envasado del tipo convencional, con pesos o gramajes convencionales de superficie de la capa de protección y/o pueden ser utilizados para mantener las propiedades de protección en un laminado de envasado del tipo conocido, con pesos o gramajes superficiales más bajos que los anteriores. Además de aquellas ventajas ya mencionadas, la presente invención provoca que puedan ser conseguidas, tanto la resistencia mejorada a los líquidos como el aumento de protección contra el gas oxí eno en la capa de polímero, almidón o derivado de almidón y Si02 sin un aumento de costos, debido a que la sílice normalmente no es más cara que el polímero, almidón o derivado de almidón. Además, la ventaja será proporcionada porque los sólidos totales de la dispersión pueden ser aumentados sin un deterioro de la viscosidad (es decir, sin aumentar la viscosidad) . Esta es una ventaja debido a que implica menos energía de secado conforme al mismo tiempo son mantenidas buenas propiedades para la aplicación de la capa. Por ejemplo, en una mezcla de 60% de sílice, los sólidos totales pueden ser aumentados de 10 a 18%, de 12 a 20.7% o de 15 a 24% manteniendo la viscosidad. Además, la ventaja será conseguida porque pueden ser evitadas las capas de hoja delgada de aluminio u otras capas de protección de gas aparte de la capa de acuerdo con presente invención, en el laminado de envasado. La capa de protección comprende más de 40% por peso, de preferencia, más de 45% por peso, incluso de manera más preferible, más de 50% por peso y de la manera más preferible, más de 55% por peso aunque inferior de 80% por peso, de preferencia, inferior de 75% por peso, incluso de manera más preferible, inferior de 70% por peso y de la manera más preferible, inferior de 65% por peso de partículas los ejemplos, es explicado^' el efecto selectivo que es conseguido en los contenidos preferidos de Si02. El límite inferior para el tamaño de partícula de las partículas de Si02 es determinado en la partícula mediante la manera de cómo es posible manufacturar partículas pequeñas. En consecuencia, el tamaño de partícula es al menos de 3 nm, de preferencia, al menos de 4 nm e incluso de manera más preferible, al menos de 5 nm, aún cuando podrían ser utilizadas partículas más pequeñas si estas pudieran ser manufacturadas. El límite superior es establecido por el hecho que las partículas deben tener la capacidad de estar presentes en una solución coloidal estable. Por consiguiente, el tamaño de partícula es a lo más de 150 nm, de preferencia, a lo más de 100 nm y de la manera más preferible, a lo más de 70 nm. Además, también se ha demostrado que el tipo de partículas Si02 es de importancia para el efecto de acuerdo con la presente invención. La empresa Eka Chemicals dentro del grupo Akzo Nobel comercializa soluciones de Si02 coloidal bajo la marca registrada Bindzil® así como también Nyacol®, de las cuales al menos una parte es particularmente adecuada para su utilización en conexión con la presente invención. Estas soluciones incluyen partículas de S1Q2 en el intervalo del tamaño descrito con anterioridad en contenidos de 7-50% por peso y presentan viscosidades a lo más de 50 MPas, en la mayoría de los casos a lo más de 20 MPas . La solución del tipo ????ß adéroás presenta un peso de área específica de entre 80 y 500 m2/g. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, la dispersión o solución de polímero está basada en un polímero que incluye grupos funcionales hidróxilo o grupos funcionales carboxilo. De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el polímero capaz de ser dispersado o soluble se prefiere que consista de un polímero que por sí mismo presenta propiedades de protección contra el gas oxígeno. De acuerdo con todavía un aspecto adicional de la presente invención, el polímero capaz de ser dispersado o soluble, almidón o derivado de almidón en su lugar consiste de un polímero, almidón o derivado de almidón que por sí mismo no presenta algunas propiedad apreciable de protección contra el gas oxígeno, la propiedad de protección contra el gas oxígeno es conseguida por medio de la mezcla de partículas de S1O2 de acuerdo con la presente invención. De la manera más preferible, la dispersión o solución de polímero está basada en un polímero en el grupo que esencialmente comprende copolímeros de etileno/ácido acrílico, copolímeros de etileno/ácido metacrílico, copolímeros de etilo/acetato de vinilo, copolímeros de etileno/alcohol vinílico, copolímeros modificados de etileno, alcohol polivinílico, copolímeros de estireno y combinaciones de los mismos. Sin embargo, la presente invención no se limita a estos polímeros sino que también son concebibles otros polímeros capaces de ser dispersados o solubles, además del almidón o derivado de almidón. Un aditivo, por ejemplo, un agente de dispersión-estabilización, también puede ser incluido en la composición de protección de gas, de preferencia, en una cantidad que no exceda aproximadamente 1% por peso del revestimiento seco. En el caso preferido que el polímero consista de alcohol polivinílico, este debe presentar un grado de hidrólisis al menos de 98% y un peso por mol de entre 16,000 y 200,000 g/mol. De acuerdo con todavía un aspecto adicional de esta modalidad preferida de la presente invención, la composición para la capa de protección, además de alcohol polivinílico y de partículas de Si02, también pueden incluir un copolímero de etileno/ácido acrílico (EAA) y/o material inorgánico laminar, las así llamadas nanopartículas . De preferencia, el copolímero EAA debe ser incluido en la capa de protección en la proporción aproximadamente de 1-20% por peso, calculado en base al peso seco del revestimiento. Un material inorgánico laminar posiblemente utilizado debe presentar aquellas características que son explicadas en el documento WO 00/01715. Asimismo, en casos de otros polímeros, almidón o derivados de almidón de acuerdo con lo precedente, el material inorgánico laminar puede ser correspondientemente utilizado.

Sin embargo, también se ha demostrado en una forma altamente sorprendente que el EAA como polímero solo puede proporcionar un efecto de protección contra el gas oxígeno junto con las partículas de Si02 de acuerdo con la presente invención, y esto a pesar del hecho que EAA no presenta algunas propiedades apreciables de protección contra el gas oxígeno en sí mismo. De preferencia, la capa de banda en el material de envasado consiste de papel o cartón, normalmente de un peso o gramaje superficial aproximadamente de 100-500 g/nt2, de preferencia, aproximadamente de 200-300 g/m2. Sin embargo, también es concebible que la capa de banda puede consistir de un material de polímero, de preferencia, con un correspondiente peso o gramaje superficial. De preferencia, la capa de protección es aplicada como una película líquida de una composición basada en agua, que comprende una dispersión o solución de polímero, almidón o derivado de almidón, así como también partículas de Si02. De preferencia, la capa de protección es directamente situada sobre la capa de banda o sobre una capa portadora utilizando una tecnología de revestimiento, en un peso superficial aproximadamente de 1 a 10 g/m2, de manera más preferible, aproximadamente de 1 a 8 g/m2, de la manera más preferible, aproximadamente de 1 a 5 g/m2, calculado en base al peso seco. Si la capa aplicada fuera demasiado delgada, las propiedades de protección de gas podrían ser muy deficientes y si la capa fuera demasiado gruesa podría existir el riesgo que la capa de protección se volvería rígida y produciría grietas formadas en la misma. En el caso donde sea utilizada una barrera o protección portadora para la formación de la capa de protección de acuerdo con la presente invención, esta podría consistir de papel o plástico o papel revestido con plástico. Si fuera empleado papel, se preferiría que fuera delgado. De acuerdo con una alternativa, se prefiere que la capa portadora consista de papel de un peso o gramaje superficial aproximadamente de 5-35 g/m2, por ejemplo, de 7-25 g/m2, de manera más preferible, aproximadamente de 10-20 g/m2. La capa portadora con la capa de protección y la capa de banda pueden ser unidas en distintos modos de acuerdo con lo descrito en el documento WO 00/01715. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, la capa de protección de acuerdo con la presente invención puede ser laminada en la capa de banda mediante la colocación de una capa intermedia de una capa de polímero interadyacente o adyacente entre sí. Esta capa interadyacente, por ejemplo, de polietileno, puede ser aplicada sobre la capa de banda en una primera etapa, de preferencia, por medio del proceso de extrusión, en donde de aquí en adelante la capa de protección es aplicada sobre la capa interadyacente en una segunda etapa.

De acuerdo presente invención, los líquidos extremadamente buena en la capa de protección sin un tratamiento térmico de la misma, al menos en casos donde se utilice el alcohol polivinílico como polímero, y una resistencia sorprendentemente buena a los líquidos es conseguida después del tratamiento térmico. Por lo tanto, se prefiere que el tratamiento térmico sea llevado a cabo sobre la capa de protección, una vez que éste ha sido aplicado sobre la capa de banda o sobre un portador, y una vez que ha sido secada. La temperatura superficial de la banda debido al tratamiento térmico (el proceso de curado) se prefiere que sea al menos de 170° C e incluso de manera más preferible, que sea al menos de 200° C, en tal caso, el tiempo transcurrido debe ser tan corto como sea posible, comúnmente del orden de magnitud de milisegundos , por ejemplo, a lo más de 100 ms y de preferencia, a lo más de 50 ms. De manera más preferible, el material que comprende el polímero, el almidón o el derivado de almidón y las partículas de Si02 primero es secado a temperaturas superficiales de banda de 80 a 160° C (de preferencia, de 140 a 160° C) en una primera etapa, seguido por el proceso de curado a temperaturas superficiales de banda de 170 a 230° C en una segunda etapa, la cual produce una protección o barrera mejorada de gas a un 80% de RH. Posiblemente, el material portador y el material de protección pueden ser enfriados entre las dos etapas. De preferencia, el laminado de envasado incluye una capa de polímero que se prefiere sea una capa termoplástica, por ejemplo, de polietileno directamente laminado sobre la capa de protección de gas. De preferencia, este plástico es LDPE. Otros termoplásticos que pueden ser empleados son otros tipos de polietileno (entre otros LLDPE, ULDPE, VLDPE, -PE y HDPE) polipropileno y tereftalato de polietileno. En el otro lado de la capa de banda, es decir, el lado que se pretende constituya la parte exterior en el recipiente de envasado, puede proporcionarse una o más de otras capas, incluyendo una capa para el sellado térmico, por ejemplo, de uno de los termoplásticos previamente mencionados . De acuerdo todavía con un aspecto adicional de la presente invención, también es propuesto un recipiente de envasado, el cual es producido mediante la formación de pliegues de una hoja o banda del material laminado de envasado de acuerdo con la presente invención. Breve Descripción de las Figuras A continuación la presente invención será descrita en mayor detalle más adelante, con referencia a una modalidad preferida y con referencia a las Figuras que la acompañan. En las Figuras que la acompañan: La Figura 1 muestra en forma esquemática una sección transversal de un material laminado de envasado de acuerdo con una modalidad preferida de la presente invención; y La Figura 2 ilustra en forma esquemática un método de producción del material laminado de envasado de acuerdo con la presente invención. Descripción de la Modalidad Preferida En primer lugar, debe observarse que el material de envasado que se muestra en la Figura 1 por ningún medio limita el alcance de la presente invención, aunque simplemente se pretende que ilustre una modalidad concebible ext emadamente simple de la invención. De esta manera, el número de capas en el laminado de envasado puede ser variado, y también su composición puede ser variada con libertad de acuerdo con el producto final deseado. Con referencia a las figuras, la Figura 1 muestra, en forma esquemática, una sección transversal de un material laminado de envasado de acuerdo con la presente invención, el cual es generalmente designado como 10. En el simple caso que se ilustra, el material laminado de envasado comprende una capa de banda 11 de material de fibra u otro material adecuado, por ejemplo, material de polímero. Los ejemplos de material de fibra consisten de papel o cartón de calidad convencional para laminados de envasado, mientras que los ejemplos de materiales adecuados de polímero para la capa de banda 11 consisten de poliolefina, por ejemplo, polietileno, polipropileno y copolímeros, monómeros de oleofina, poliéster, poliamida, etc. En el caso donde la capa de banda 11 consiste de un material de polímero, este material puede presentar una estructura homogénea sólida o puede también consistir de un polímero espumado o expandido. El material de polímero también puede consistir de un polímero de relleno. En ambos lados de la capa de banda 11, existen situadas las capas exteriores de revestimiento hermético al paso del líquido 12, 13 de plástico, las cuales no necesariamente pero sí de preferencia, consisten de un material termoplástico susceptible de ser extruido, por ejemplo, polietileno, de acuerdo con lo precedente. Estas capas también actúan como capas de sellado para efectuar el sellado térmico por medio de métodos convencionales. Entre la capa de banda 11 y la capa exterior de revestimiento hermético al paso de líquido 12, se proporciona una capa de un polímero, almidón o derivado de almidón de acuerdo con lo precedente, una capa que puede ser dispersada o soluble en agua, en este caso preferido, de alcohol polivinílico (PVOH) , la cual, de acuerdo con la invención, contiene un contenido optimizado de partículas de Si02 de acuerdo con lo precedente. De acuerdo con la presente invención, el laminado de envasado 10 que se ilustra en la Figura 1 puede ser producido en el modo que se ilustra en forma esquemática en la Figura 2.

Una banda 11 de papel, cartón o material á ^líiero es desenrollada a partir de un carrete cargador 11' y es conducida a través de un aplicador 15, de preferencia, un revestidor, el cual es situado adyacente a la banda y por medio del cual es aplicada una solución o dispersión de alcohol polivinílico que incluye Si02 en un lado de la banda 11 en la forma de una capa de protección sustancialmente continua 14. De manera general, es conocido dentro de la técnica que el proceso de revestimiento facilita la formación de capas muy delgadas en comparación, por ejemplo, con el proceso de extrusión. Mediante el proceso de revestimiento, pueden realizarse capas bien formadas que son tan delgadas como 1 µt?, mientras que por medio del proceso de extrusión no pueden realizarse capas más delgadas aproximadamente de 5 µp?. De aquí en adelante, la banda 11 es conducida además a través de un aparato de secado 16, el cual actúa sobre el lado revestido de la banda 11, por ejemplo, en la forma de un secador infrarrojo o una unidad de aire caliente para extraer el agua y secar la capa aplicada 14. De preferencia, la banda secada es calentada de aquí en adelante al menos hasta 170° C en una unidad de tratamiento de calor 20 para efectuar el curado de la capa 14. El tiempo para efectuar el tratamiento de curado puede ser extremadamente corto, correspondiendo con las velocidades de banda normalmente empleadas . El proceso de curado mediante tratamiento térmico también origina una adhesión o unión considerablemente mejorada entre la capa de protección 14 y la capa de banda 11 o una capa interadyacente. La banda revestida, secada y curada 11 es finalmente conducida a través de una superficie de contacto entre dos rodillos giratorios 17, al mismo tiempo que las películas plásticas delgadas 12 y 13 son extruidas sobre ambos lados de la banda 11, con ayuda de los extrusores 18 y 19 para efectuar el conformado del laminado terminado de envasado 10 de acuerdo con la presente invención. A partir de un laminado de envasado formado con hoja o con banda 10, el cual, en un modo conocido por sí mismo, ha sido proporcionado con líneas de pliegue que facilitan que los envases de formación de pliegue sean configurados en un modo conocido por sí mismo mediante la tecnología racional de conformado, llenado y sellado (no se muestra) . Por ejemplo, a partir de una banda del laminado de envasado 10, pueden ser producidos recipientes de envasado en máquinas automáticas de envasado y llenado de tal modo que la banda desenrollada a partir del carrete cargador es reformada en un tubo mediante los bordes de la banda que está siendo unida en un sello o junta superpuesta, de esta manera, de aquí en adelante el tubo formado es llenado con los contenidos que se pretenden y es dividido en recipientes individuales de envasado mediante sellos transversales repetidos situados en una relación separada entre sí y en ángulos rectos con el tubo. Una vez que los contenidos suministrados han sido encerrados de ésta manera en las secciones selladas del tubo, estas secciones son separadas del tubo mediante incisiones en las zonas de sellado transversal que se mencionan con anterioridad. De aquí en adelante, las secciones separadas de tubo son formadas mediante el plegamiento a lo largo de las líneas de pliegue proporcionadas en el material de envasado para formar los recipientes de envasado de la configuración deseada, por ejemplo, una configuración de paralelepípedo. EJEMPLO 1 El propósito del experimento inicial fue realizar una comparación del efecto actual de la adición de la solución del Si02 coloidal en la protección contra el gas oxígeno en la capa de protección de PVOH en comparación con el efecto calculado en un polímero de relleno. El modelo de cálculo toma en cuenta la cantidad y las dimensiones de las partículas (cualquiera que sea) en un polímero de relleno, y proporciona una estimación de la permeabilidad esperada del gas oxígeno : Preiieno = P polímero/ (1+ (longitud/2* altura)* fracción de volumen) Esta permeabilidad calculada del gas oxígeno fue comparada de esta manera con la permeabilidad actual del gas oxígeno en una capa de protección. Para la capa de protección, se mezcló alcohol polivinílico con sílice coloidal en las cantidades de 5, 50, 60 y 80% por peso, las cuales corresponden con l s fracciones de volumen cB^O .03," 0.35, 0.45 y 0.7, de manera respectiva. Las partículas de sílice presentaron un tamaño d«í partícula (esférico) de 40 nm, es decir, corresponden con una longitud de 40 nm y una altura de 40 nm en el modelo de cálculo. El alcohol polivinílico presentó un grado de hidrólisis de 99% y un peso por mol de 90,000 g/mol. La mezcla fue revestida sobre una película OPET de 36 µ?? en una capa con un espesor de 5 µp? (calculada en seco) y fue secada a 150° C, de aquí en adelante, la capa de revestimiento secada fue tratada con calor durante 4 minutos a 200° C. La tabla 1 presenta una comparación entre el efecto calculado y actual en base a la permeabilidad del gas oxígeno a 23° C y un 83% de RH. Como será aparente, es obtenido un resultado sorprendentemente bueno en los puntos de medición de 50 y 60% por peso, es decir, las transmisiones de gas oxígeno que son inferiores en gran medida más que aquellas esperadas a partir del modelo de cálculo. Tabla 1 Transmisión % por peso Transmisión Transmisión del de calculada del observada del gas oxigeno Si02 gas oxigeno gas oxigeno (cm3/m2*24h, (cm3/m2*24h, (cm3/m2*24h, 1 atm. ) 1 atm.) 1 atm. ) 7.0 5 7.0 7.1-7.2 7.0 50 6.0 2.5-3.0 7.0 60 5.8 1.2-2.0 7.0 80 5.2 76-80 EJEMPLO 2 *J En una serie de experimentos, se preparó una serie de muestras en las cuales se calentó una solución acuosa de 10% por peso de PVOH a 60* C y posteriormente se mezcló con una dispersión acuosa a temperatura ambiente de partículas de Si02 del tipo Bindzil ® 40/170 de la compañía Eka Chemicals. El alcohol polivinílico presentó un grado de hidrólisis de 99%, una viscosidad de 15% a 20° C en 4% de solución y un peso por mol de 90,000 g/mol . La mezcla fue combinada durante 4 minutos a 10,000 revoluciones por minuto. Después de efectuar el mezclado, se permitió reposar a la mezcla hasta el siguiente día. De esta manera, la mezcla obtenida fue empleada como revestimiento de dispersión para la formación de una capa de 5 µ?? (calculada en seco) sobre una película OPET de 36 µt??, la película fue secada a 150° C. A continuación, las muestras fueron curadas durante 4 minutos a 200° C. La transmisión medida del gas oxígeno para los distintos contenidos de Si02 (calculada en seco) se presenta en la tabla 2. Los resultados constituyen un valor medio de dos experimentos y muestran que, en contenidos de Si02 hasta de 40% por peso, las propiedades de protección contra el gas oxígeno no fueron mejoradas, sino que por el contrario se deterioraron. Entre el 50 y 70% por peso presenta un efecto sorprendente, la transmisión de gas oxígeno cae en forma drástica. Se obtuvieron mejores resultados aproximadamente con 60% por peso de Si02.¼sÉn 80% por peso ningún efecto de protección de gas oxígeno fue alcanzado en absoluto. La transmisión obtenida del gas oxígeno ha sido analizada aproximadamente a «É#%3% de RH en los experimentos, es decir, una atmósfera relativamente húmeda. Los buenos resultados que se presentan a pesar de esta atmósfera húmeda muestran que la capa de protección de gas de acuerdo con la presente invención presenta una resistencia extremadamente buena a los líquidos, en forma simultánea con las buenas propiedades de protección de gas, las cuales pueden estar en función, posible aunque no indiscutiblemente, de un nivel más alto de cristalinidad en el alcohol polivinílico .

Tabla 2 EJEMPLO 3 En una serie de experimentos, se preparó una serie de muestras en el mismo modo que en el ejemplo 2. La transmisión medida del gas oxígeno para distintos tipos y contenidos de Si02 (calculado en seco) se presenta en la tabla 3. Los experimentos aproximadamente a 50-70% por peso. ; Asimismo, en la mezcla de nanoparticulas de material irií ígánico laminar, se consiguió el efecto deseado. Al mismo tiempo, el resultado muestra que no todos los tipos de partículas de S1O2 proporcionan el efecto deseado. Por ejemplo, Eka Np 090 proporciona una barrera contra el gas oxígeno más deficiente si se compara con la referencia, como lo hace del mismo modo Bindzil NH3 30/220. Por otro lado, es conseguido el efecto con Bindzil 50/80 de acuerdo con la presente invención. (En la designación, XX/YYY en los productos Bindzil, XX constituye el porcentaje por peso de S1O2 en la solución de sílice, la cual es mezclada junto con el alcohol polivinílico, mientras que la designación YYY constituye el peso específico de área en las partículas de S1O2 m2/g.) Tabla 3 EJEMPLO 4 Fueron mezcladas juntas las dispersiones de copolimero de etileno/ácido agí¡ tico (EAA) (Epotal 2343, BASF, Alemania) y las par jpÉ .as de Si02. Las dispersiones que se originaron fueron aplicadas sobre la película de OPET (Melinex 800, Du Pont, 36 um) en un revestidor de laboratorio Hirano (lm/min) y fueron secadas a 150° C. El espesor del revestimiento fue de 5 pm seco. La tabla 4 muestra la protección del gas oxígeno que se originó en el revestimiento (el efecto de protección en la película OPET ha sido desechado en el cálculo) . El resultado muestra con sorpresa que EAA, que no tiene un efecto apreciable de protección contra el gas oxígeno por sí mismo, consigue el efecto de protección contra el gas oxígeno cuando es mezclado con las partículas de Si02 de acuerdo con la presente invención. Tabla 4 Muestra % de Partículas/ % de RH Transmisión del % de Polímero gas oxígeno, (cm3/m2*24h/5nm P = 1 atm. ) Referencia -/100 50 Sin Epotal protección Bindzil/Epotal 40/60 50 419 (40/170) Bindzil/Epotal 50/50 50 648 (40/170) Bindzil/Epotal 50/50 50 648 (30/220) Bindzil/Epotal 60/40 50 1332 (30/220) EJEMPLO 5 '% Las dispersiones de PVOH y de partículas de Si02 fueron mezcladas juntas. Las dispersiones que se originaron se aplicaron sobre cartón y posteriormente fueron secadas. La tabla 5 muestra la rigidez de flexión que se originó en el cartón, el cual había sido revestido con estas dispersiones en comparación con un revestimiento simplemente de PVOH. El resultado muestra un aumento sorprendente de rigidez en la dirección de máquina (MD) del cartón. En la dirección transversal (CD) no se observó ninguna rigidez apreciablemente mejorada. Tabla 5 Muestra ¾ de RevesRigidez de Aumento de Partículas timiento, Flexión, Rigidez de /% de g/m2 ITIN Flexión, Polímero mN/g MD CD MD CD Referencia - — 333.5 145.9 ~ — Cartón Referencia -/100 3.4 337.4 157.2 1.1 3.3 PVOH PVOH/ Bindzil 30/70 7.2 349.6 158.8 2.2 1.8 (40/170) PVOH/ Bindzil 40/60 7.5 347.8 168.9 1.9 3.1 (40/170) PVOH/Bindzil 50/50 9.1 376.0 173.6 4.7 3.1 (40/170) PVOH/ Bindzil 60/40 11.5 379.8 193.6 4.0 4.2 (40/170) PVOH/ Bindzil 30/70 8.1 361.2 168.4 3.4 2.8 (30/220) PVOH/ Bindzil 40/60 7.6 370.8 170.4 4.9 3.2 (30/220) PVOH/ Bindzil 50/50 11.4 364.9 171.4 2.8 2.2 (30/220) PVOH/ Bindzil 60/40 10.7 379.2 176.2 4.3 2.8 (30/220) La presente invención ¾§ j restringida a las modalidades descritas en lo precedente, aunque pueden ser variadas sin apartarse del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Se hace constar qu ¾ii relación a esta fecha el mejor método conocido por la¦•'•solicitante para llevar a práctica la citada invención, es el que resulta claro de presente descripción de la invención.

Claims

ICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1. Un material lamftfado de envasado comprende una capa de banda y una capa de barrera o protección formada a partir de una composición de forma líquida, la cual está constituida de una dispersión o una solución de un polímero, almidón o derivado de almidón, sobre un lado de la capa de banda, la capa de protección también incluye partículas de Si02 amorfo, caracterizado porque las partículas de Si02 amorfo están presentes en un tamaño de partícula coloidal en la capa de protección en un contenido por encima de 40% por peso aunque por debajo de 80% por peso.
2. El material laminado de envasado de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas de Si02 amorfo coloidal están presentes en la capa de protección en un contenido por encima de 45% por peso, de preferencia, por encima de 50% por peso, e incluso de manera más preferible, por encima de 55% por peso, aunque por debajo de 75% por peso, de preferencia, por debajo de 70% por peso, e incluso de manera más preferible, por debajo de 65% por peso.
3. El material laminado de envasado de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque las partículas de Si02 amorfo coloidal presentan un tamaño de partícula al e incluso de manera más preferible, al menos de 5 nm, aunque a lo más de 150 nm, de preferencia, a lo más de 100 nm e incluso de la manera más preferible, a lo más de 70 nm.
4. El material laminado de envasado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las partículas de Si02 amorfo coloidal presentan un peso de área específica de 80-500 m2/g.
5. El material laminado de envasado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la dispersión o solución está basada en un polímero que presenta grupos funcionales hidróxilo o grupos funcionales carboxilo.
6. El material laminado de envasado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado porque la dispersión o solución está basada en un polímero en el grupo que esencialmente comprende copolímeros de etileno/ácido acrílico, copolímeros de etileno/ácido metacrílico, copolímeros de etilo/acetato de vinilo, copolímeros de etileno/alcohol vinílico, copolímeros modificados de etileno, alcohol polivinílico, copolímeros de estireno y combinaciones de los mismos.
7. El material laminado de envasado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de protección presenta un peso superficial, calculado en seco, aproximadamente de 1 a 10 incluso de la
8. El material laminado de envasado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de banda consiste de una capa de papel o cartón.
9. El material laminado de envasado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de banda consiste de una capa de un material de polímero.
10. El material laminado de envasado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de protección se encuentra en contacto directo con la capa de banda y está bien integrada con la misma, sustancialmente a través de todas sus superficies que se orientan entre sí.
11. El material laminado de envasado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-9, caracterizado porque la capa de protección es indirectamente aplicada contra la capa de banda y está bien integrada con la misma, sustancialmente a través de todas sus superficies que se orientan entre sí, una capa interadyacente del material de polímero es situada entre ellas.
12. El material laminado de envasado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque también incluye revestimientos exteriores herméticos al paso de líquido, elaborados de material de polímero, de preferencia, material termoplásticos.
13. Un recipiente de envasado, de preferencia para alimentos, caracterizado porque es formado a partir de un material laminado de envasado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes.
14. Un método de producción de un material laminado de envasado comprende una capa de banda y una capa de barrera o protección formada a partir de una composición de forma líquida, la cual está constituida de una dispersión o solución de un polímero, almidón o derivado de almidón, sobre un lado de la capa de banda, la capa de protección también incluye partículas de Si02 amorfo, caracterizado porque una capa de protección de una composición de forma líquida está constituida de una dispersión o solución de un polímero, almidón o derivado de almidón, incluyendo las partículas de Si02 amorfo que presentan un tamaño de partícula coloidal en un contenido calculado en seco por encima de 40% por peso, aunque por debajo de 80% por peso, es aplicada sobre un lado de la capa de banda .
15. El método de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la capa de protección incluye las partículas de Si02 amorfo coloidal en un contenido por encima de 45% por peso, de preferencia, por encima de 50% por peso, e incluso de manera más preferible, por encima de 55% por peso, aunque por debajo dé 75% por peso, de preferencia, por debajo de 70% por peso, e incluso de manera más preferible, por debajo de 65% por peso.
16. El método de conformidad con la reivindicación 14 ó 15, caracterizado porque las partículas de Si02 amorfo coloidal presentan un tamaño de partícula al menos de 3 nm, de preferencia, al menos de 4 nm e incluso de manera más preferible, al menos de 5 nm, aunque a lo más de 150 nm, de preferencia, a lo más de 100 nm e incluso de la manera más preferible, a lo más de 70 nm.
17. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14-16, caracterizado porque las partículas de Si02 amorfo coloidal presentan un peso de área específica de 80-500 m2/g- .
18. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14-17, caracterizado porque las partículas de Si02 amorfo coloidal son esféricas o sustancialmente esféricas .
19. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14-18, caracterizado porque la dispersión o solución está basada en un polímero que presenta grupos funcionales hidróxilo o grupos funcionales carboxilo.
20. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14-18, caracterizado porque la dispersión o solución está basada en un polímero en el grupo que esencialmente comprende copolímeros de etileno/ácido acrílico, copolímeros de etileno/ácido metacrílico, copolímeros de etilo/acetato de vinilo, copolímeros de etileno/alcohol vinílico, copolímeros modificados de etileno, alcohol polivinílico, copolímeros de estireno y combinaciones de los mismos.
21. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14-20, caracterizado porque la capa de protección es aplicada con un peso superficial, calculada en seco, aproximadamente de 1 a 10 g/m2, de manera preferible, aproximadamente de 1 a 8 g/m2, e incluso de la manera m s preferible, aproximadamente de 1 a 5 g/m2.
22. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14-21, caracterizado porque la capa de protección es aplicada en la forma de una película líquida de una composición de protección líquida por medio de un proceso de revestimiento.
23. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14-22, caracterizado porque la capa de protección es aplicada en la forma de una película líquida de una composición de protección líquida, al menos sobre un lado de la capa de protección y es secada durante el proceso de calentamiento, posteriormente, la capa portadora con la capa aplicada de protección seca es combinada y permanentemente unida con un lado de la capa de banda.
24. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14-23, caracterizado porque la capa: de protección es secada de preferencia, a una temperatura superficial de banda de 80 a 160° C e incluso de manera más preferible, de 140 a 160° C en una primera etapa, posteriormente la capa de protección es curada mediante tratamiento térmico a una temperatura superficial de banda al menos de 170° C, de preferencia, al menos de 200° C, aunque a lo más de 230° C.
25. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 14-24, caracterizado porque el laminado de envasado es proporcionado con revestimientos exteriores herméticos al paso del líquido, elaborados de material de polímero, de preferencia, material termoplástico .