ES2934207T3

ES2934207T3 - Material de envasado y recipiente de envasado

Info

Publication number: ES2934207T3
Application number: ES16801455T
Authority: ES
Inventors: Ulf Nyman; Cristian Neagu; Mats Alden; Katarina Jonasson
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2023-02-20
Anticipated expiration: 2036-11-25
Also published as: US10994909B2; MX392181B; US20180305098A1; BR112018010653B1; CN108290369A; MX2018006340A; BR112018010653A8; EP3380319B1; RU2731631C2; JP2018537365A; EP3380319A1; WO2017089505A1; BR112018010653A2; RU2018123177A; RU2018123177A3; JP6991140B2

Abstract

En el presente documento se describen materiales de envasado laminados que comprenden celulosa espumada, su uso en la fabricación de recipientes de envasado, para su uso en el envasado de productos alimenticios. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Material de envasado y recipiente de envasado

Campo técnico

En el presente documento se describen materiales de envasado para recipientes de envasado de alimentos líquidos o semilíquidos, su método de producción y uso de los mismos.

Antecedentes

Los recipientes de envasado del tipo desechable para alimentos líquidos frecuentemente se producen a partir de un material de envasado a base de cartón o cartoncillo. Uno de tales recipientes de envasado de uso común se comercializa bajo la marca comercial Tetra Brik® Aseptic y se emplea principalmente para el envasado aséptico de alimentos líquidos tales como leche, zumos de frutas, etc., que se comercializan y venden para almacenamiento a temperatura ambiente a largo plazo.

El material de envasado en este recipiente de envasado conocido es habitualmente un laminado que comprende una capa volumétrica de papel o cartón y capas exteriores de termoplásticos herméticas a los líquidos. Con el fin de hacer que el recipiente de envasado sea hermético a los gases, en particular hermético al gas oxígeno, por ejemplo, para el propósito de envasado aséptico tal como el envasado de leche o zumo de frutas, el laminado de material de envasado en estos recipientes de envasado comprende normalmente al menos una capa adicional que proporciona propiedades de barrera a los gases, más comúnmente una lámina de aluminio.

En el interior del laminado, es decir, el lado destinado a orientarse hacia el contenido de alimento con el que se llena un recipiente producido a partir del laminado, hay una capa lo más interna aplicada sobre la lámina de aluminio, capa interior, lo más interna, que puede estar compuesta por una o varias capas parciales que comprenden polímeros adhesivos termosellables y/o poliolefinas termosellables. También en el exterior de la capa volumétrica de papel o cartón hay una capa de polímero termosellable más externa (capa de decoración). Las capas de polímero termosellables son frecuentemente a base de polietileno de baja densidad o combinaciones del mismos.

Los recipientes de envasado generalmente se producen por medio de máquinas de envasado de alta velocidad del tipo que continuamente conforman, llenan y sellan envases a partir de una banda de material de envasado, por ejemplo, máquinas de envasado de tipo Tetra Brik® Aseptic. Los recipientes de envasado pueden así producirse mediante la denominada tecnología de conformado-llenado-sellado que incluye básicamente conformar una banda dando un tubo del material de envasado laminado por medio de una máquina de llenado que conforma, llena y sella la banda dando envases. De acuerdo con otro método, los envases se preparan uno por uno a partir de piezas en bruto prefabricadas de material de envasado, por ejemplo, en máquinas de llenado de tipo Tetra Rex®, proporcionando así los denominados envases conformados con la parte superior a dos aguas u otros envases basados en piezas en bruto.

Un aspecto del método de envasado continuo de tipo Tetra Brik® es, como se indicó anteriormente, la posibilidad de un envasado de alta velocidad que tiene un impacto considerable en la rentabilidad. Habitualmente, muchos miles de envases pueden prepararse por hora. Por ejemplo, el Tetra Pak® A3/speed puede fabricar alrededor de 15000 envases por hora (recipientes de envasado de tamaño familiar de 0,9 litros o más) y alrededor de 24000 envases de envasado por hora (envases de porciones).

Se han realizado intentos de modificar un laminado de cartón reemplazando la capa volumétrica de cartón por una espuma de polímero, como se describe, por ejemplo, en el documento WO00/30846. Tales intentos, sin embargo, no llegaron a productos prácticos, porque las espumas a partir de polímeros rentables normalmente se deterioran y se colapsan cuando se exponen a alta temperatura y presión durante la conversión de los materiales en un material laminado. Este es un problema particular durante las operaciones de laminación mediante extrusión por fusión de polímero, en donde las espumas de polímero colapsan por el calor del polímero fundido y la presión en la línea de contacto de laminación, pero también durante las etapas de laminación, en cuyas capas que tienen superficies recubiertas previamente de un polímero termoplástico o adhesivo, se llevan a adherirse entre sí mediante aplicación simultánea de calor y presión en una línea de contacto del rodillo calentado, es decir, la denominada laminación por calor-presión rotacional.

Las solicitudes de patente europea publicadas EP2889231A1 y EP2886333A1 se refieren a materiales de envasado laminados para envases de cartón para líquidos, que comprenden una capa volumétrica de papel o cartón.

La solicitud de patente internacional WO2015/034426A1 se refiere a material de celulosa reticulado para proporcionar un material de barrera que implica una celulosa oxidada y fibrilada.

La solicitud de patente internacional WO00/64667A1 se refiere a una película multicapa para una bolsa para contener líquidos, que tiene un revestimiento periódico de barrera que proporciona propiedades de barrera en zonas seleccionadas de la película multicapa.

Objetos

Un objeto es fabricar un material de envasado laminado y recipientes de envasado para alimentos líquidos y semilíquidos fabricados a partir del material de envasado, que reduce u obvia el problema descrito anteriormente de la técnica anterior.

Otro objeto es producir un laminado de material de envasado de este tipo, en el que una capa volumétrica fibrosa espumada o porosa o llena de aire soporta la laminación por calor-presión sin perder su espesor original durante las operaciones de laminación y, por lo tanto, ha proporcionado un espesor volumétrico adecuado en el laminado final con una baja densidad del material volumétrico.

Todavía es un objeto adicional producir un laminado de material de envasado de este tipo que está optimizado para tener tanto el espesor volumétrico conservado y la densidad por un lado, así como la durabilidad mecánica apropiada tal como por ejemplo resistencia a la deslaminación, resistencia a la compresión para la dirección de la máquina y la dirección transversal, y la resistencia de la dirección Z. Estas propiedades son importantes para la resistencia de apilamiento de los envases. Además, mediante propiedades mecánicas mejoradas puede reducirse la formación de defectos como la abolladura de los recipientes de envasado, por ejemplo, abolladuras de la doblez de esquinas, perforación de paneles laterales, abolladuras de los pliegues horizontales o verticales.

Además, se puede obtener menor penetración capilar en bordes.

Es un objeto adicional diseñar una estructura de material de envasado más ligera y más rentable, provista de una superficie de impresión, propiedades de barrera a los gases y que tenga durabilidad mecánica.

Descripción detallada

A continuación, se describen aspectos relacionados con un material de envasado laminado que en detalle se analiza y ejemplifica en el presente documento. Algunos aspectos están relacionados con un método de preparación del material de envasado. Adicionalmente, algunos aspectos están relacionados con el uso del material de envasado para proporcionar recipientes de envasado adecuados para productos alimentarios líquidos y semilíquidos. El material de envasado se usa en un aspecto en una máquina de llenado para productos alimentarios líquidos o semilíquidos, por ejemplo, del tipo conformado-llenado-sellado, tal como una máquina de llenado Tetra Pak® A3, para la fabricación de recipientes de envasado aséptico. En algunos aspectos, los recipientes de envasado se fabrican a partir de una banda alimentada por rollo de material de envasado. En algunos aspectos, los recipientes de envasado se fabrican a partir de una pieza en bruto de material de envasado.

El material de envasado proporcionado en las realizaciones, ejemplo y aspectos en el presente documento, se refiere a un material de envasado que comprende una capa volumétrica que tiene una densidad de menos de 700 kg/m3. Los siguientes términos y definiciones usados en el presente documento tienen la siguiente definición.

Una "poliolefina" o "polialqueno" es un polímero producido a partir de una olefina simple de la fórmula C2H2n como monómero.

Un "polietileno" es una poliolefina producida polimerizando el monómero etileno.

Un "copolímero" o "heteropolímero" es un polímero de dos o más especies monoméricas.

Un "polietileno de alta densidad" o "HDPE" es un polímero de etileno que tiene una densidad de más de 0,941 g/cm3. Un "polietileno de baja densidad" o "LDPE" es un homopolímero de polietileno que tiene una densidad de 0,910 a 0,935 g/cm3. LDPE también se conoce como polietileno ramificado o heterogéneamente ramificado debido al número relativamente grande de ramificaciones de cadena larga que se extienden desde la estructura de polímero principal. LDPE ha sido fabricado comercialmente desde la década de 1930 y es bien conocido en la técnica.

Un "polietileno lineal de baja densidad" o "LLDPE" se refiere a un copolímero de polietileno que tiene una densidad de 0,89 g/cm3. LLDPE es lineal y sustancialmente no contiene ramificaciones de cadena larga, y generalmente tiene una distribución de peso molecular más estrecha que LDPE convencional. El "polietileno de baja densidad lineal" (LLDPE) tradicional se puede producir con catalizadores Ziegler-Natta convencionales. LLDPE también ha sido fabricado comercialmente durante un largo tiempo (desde la década de 1950 por reactores de solución, y desde la década de 1980 por reactores de fase gaseosa) y también es bien conocido en la técnica.

Un "mLLDPE" es un polietileno lineal de baja densidad producido por catalizadores de metaloceno en reactores de fase gaseosa y/o con catalizadores de metaloceno en reactores de suspensión y/o con cualquiera de los catalizadores de haftoceno en reactores en solución. Los polímeros de mLLDPE son bien conocidos en la técnica de la tecnología de envasado.

Una "pieza en bruto" significa una hoja tubular no doblada, plana y prefabricada de un material de envasado. Un ejemplo de un material de envasado de una pieza en bruto comprende una capa volumétrica y revestimientos de plástico herméticos a los líquidos a cada lado de la capa volumétrica. La pieza en bruto se usa para fabricar recipientes de envasado sellados al colocar la pieza en bruto en un manguito tubular abierto que está sellado transversalmente en un extremo antes del llenado y sellado transversal del extremo abierto.

Un "espesor" que se refiere al material de envasado, un recipiente de envasado o las capas del mismo, a menos que se defina de otro modo, se determina por microscopía, por ejemplo, mediante un microscopio adecuado tal como los comercializados con el nombre de Olympus, por ejemplo, BX51.

"Alimento líquido o semilíquido" generalmente se refiere a productos alimentarios que tienen un contenido fluido que opcionalmente puede contener trozos de alimentos. Productos lácteos y leche, soja, arroz, cereales y bebidas a base de semillas, zumo, néctar, bebidas no carbonatadas, bebidas energéticas, bebidas deportivas, bebidas de café o té, agua de coco, bebidas de té, vino, sopas, jalapeños, tomates, salsa (tal como la salsa para pasta), alubias y el aceite de oliva son algunos ejemplos no limitativos de productos alimentarios contemplados.

"Aséptico" en relación con un material de envasado y un recipiente de envasado se refiere a condiciones en las que se eliminan, se desactivan o se destruyen microorganismos. Ejemplos de microorganismos son bacterias y esporas. Generalmente, se utiliza un proceso aséptico cuando un producto se envasa asépticamente en un recipiente de envasado.

El término "termosellado" se refiere al proceso de soldar una superficie de un material termoplástico a otra superficie termoplástica. Un material termosellable, en las condiciones apropiadas, tal como aplicar suficiente calor y presión, debe ser capaz de generar un sello cuando se presiona contra y en contacto con otro material termoplástico adecuado. El calentamiento adecuado se puede lograr mediante calentamiento por inducción o calentamiento ultrasónico u otros medios convencionales de calentamiento por contacto o convección, por ejemplo, aire caliente.

El término "debilitamiento" pretende significar un debilitamiento de material tal como un plegado, perforación o similar.

El término "atenuación" significa una parte del material de envasado que comprende al menos una, pero no todas, las capas del material de envasado. La atenuación puede ser, por ejemplo, una abertura, hendidura o rebaje, siempre que esté cubierta por al menos una de las capas del material de envasado. Como ejemplo, la atenuación es una continuación de la capa de barrera y la capa lo más interna de termosellado del material de envasado en donde se ha recortado la capa volumétrica que constituye los límites de la atenuación, con el fin de facilitar la apertura del recipiente de envasado.

Con el término "capa volumétrica" normalmente se entiende la capa más gruesa o la capa que contiene más material en un laminado de múltiples capas, es decir, la capa que más contribuye a las propiedades mecánicas y la estabilidad dimensional del laminado y de recipientes de envasado plegados del laminado. En el contexto de la presente invención, también puede hacer referencia a la capa que proporciona una mayor distancia de espesor en una estructura de tipo sándwich, que interactúa adicionalmente con capas de revestimiento estabilizadoras, las cuales tienen un módulo de Young más alto a cada lado de la capa volumétrica con el fin de lograr dichas propiedades mecánicas y dicha estabilidad dimensional a un nivel suficiente.

Los materiales de envasado laminados se obtienen mediante diversos métodos para laminar capas juntas, tales como laminación por extrusión, laminación adhesiva húmeda o seca, laminación por calor-presión, y también pueden incluir diversos métodos de revestimiento. Aunque la técnica de laminación particular no es crucial para lograr los beneficios de aspectos y realizaciones descritos en el presente documento, la laminación por extrusión es un ejemplo que puede usarse adecuadamente para producir materiales de envasado laminados, en particular envases a base de cartón utilizados para alimentos tales como alimentos líquidos y semilíquidos.

De acuerdo con aspectos y realizaciones divulgados en el presente documento, se proporciona un recipiente de envasado que tiene una larga vida útil, la vida útil no es inferior a 3, 6, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 meses. Naturalmente, se prefiere una larga vida útil. En general, se requiere una vida útil de al menos 12 meses, que sin embargo puede variar según las diferentes preferencias. En un aspecto, un recipiente de envasado hecho del material de envasado descrito en el presente documento tiene una vida útil de 12 meses.

En particular, un material de envasado laminado de este tipo comprende una capa volumétrica que comprende una capa de una celulosa fibrosa formada de espuma, denominada en lo sucesivo celulosa espumada. En consecuencia, la celulosa espumada es una capa de banda fibrosa, con densidad ajustable, que se puede fabricar mediante un proceso de formación de espuma. La capa volumétrica está dispuesta para proporcionar la contribución más eficiente a la rigidez a la flexión del laminado. La capa volumétrica utilizada en el presente documento tiene un gramaje de peso superficial de al menos 20 g/m2. En algunas realizaciones, el gramaje está entre 20-440 g/m2. El gramaje depende, por ejemplo, de los requisitos conferidos por diferentes tipos de envases. El gramaje de la capa volumétrica se evalúa de acuerdo con la norma ISO 536. El gramaje del peso superficial expresa el peso por unidad de área y se mide en g/m2. La capa volumétrica normalmente tiene un espesor entre 80-1100 gm, y se selecciona apropiadamente para obtener la rigidez deseada adecuada para el tipo de recipiente de envasado y el producto alimentario previsto. El espesor de la capa volumétrica se puede evaluar mediante microscopía como se analiza en el presente documento a continuación. La celulosa espumada proporciona al menos el 25 % tal como al menos el 30 %, tal como al menos el 40 % del espesor de la capa volumétrica. Los porcentajes se pueden determinar examinando la sección transversal del material de envasado en un microscopio.

La capa volumétrica de acuerdo con algunos aspectos y realizaciones puede ser tratada superficialmente o revestida superficialmente para mejorar la adhesión y la compatibilidad entre las capas circundantes del laminado de envasado, y/o para obtener propiedades deseadas adicionales tales como una rigidez mejorada. Tal tratamiento superficial puede proporcionarse por medio de la exposición de la superficie del material a tratamientos de corona, ozono o llama, o similares.

La capa volumétrica tiene, por ejemplo, un espesor de 80 a 1100 gm, tal como de 90 a 800 gm, tal como de 150 a 600 gm, tal como de 200 a 550 gm, tal como de 250 a 350 gm. Expresado como peso superficial, g/m2, un intervalo adecuado correspondiente es de 20 a 440 g/m2, tal como de 25 a 350 g/m2, tal como de 45 a 250 g/m2, tal como de 60 a 220 g/m2, tal como de 60 a 200 g/m2. Una capa volumétrica adecuada para aspectos y realizaciones divulgados en el presente documento comprende principalmente celulosa espumada. De acuerdo con una realización, el laminado comprende una capa volumétrica que comprende celulosa espumada y al menos una capa de papel adicional.

La capa volumétrica, que incluye una capa de celulosa espumada y opcionalmente una capa de celulosa adicional, puede estar provista de revestimientos tales como, por ejemplo, recubrimiento de arcilla, o puede estar modificada superficialmente. Tales recubrimientos o modificaciones superficiales también pueden ser adecuados para su aplicación a una capa adicional, que por ejemplo está prevista para impresión, y está dispuesta entre la capa volumétrica (que incluye opcionalmente una capa de celulosa adicional) y la capa de decoración. La capa volumétrica, que incluye opcionalmente una capa adicional, puede modificarse superficialmente o puede tener una capa adhesiva o de unión para facilitar la compatibilidad y la unión entre la capa volumétrica y capas adicionales.

La capa volumétrica comprende celulosa espumada y se caracteriza por una densidad inferior a 700 kg/m3, tal como de 100 a 600 kg/m3, tal como de 100 a 500 kg/m3, tal como de 200 a 500 kg/m3, tal como de 200 a 400 kg/m3, tal como de 300 a 500 kg/m3, tal como de 300 a 400 kg/m3. En algunos aspectos y realizaciones, la capa volumétrica está compuesta de celulosa espumada y la capa volumétrica tiene una densidad inferior a 700 kg/m3, de 100 a 600 kg/m3, tal como de 100 a 500 kg/m3, tal como de 200 a 500 kg/m3, tal como de 200 a 400 kg/m3, tal como de 300 a 500 kg/m3, tal como de 300 a 400 kg/m3. Cuanto menor era la densidad de la capa de celulosa espumada, mayor era la rentabilidad de las materias primas consumidas, mientras que se obtuvo una mejor resistencia a las propiedades de reducción de espesor de una celulosa espumada por encima de 300 kg/m3. De acuerdo con una realización, se ha llegado a la conclusión de que la densidad óptima de celulosa espumada que va a ser usada en materiales de envasado laminados es de 300 a 500 kg/m3, en particular, de 300 a 400 kg/m3.

Los materiales de envasado comprenden una capa volumétrica que tiene una capa de decoración de material termoplástico, es decir, que es el lado externo termosellable del recipiente de envasado llenado y sellado. El lado de la capa volumétrica que va a ser el lado exterior del recipiente de envasado cerrado y sellado puede contener una impresión cubierta por la capa de decoración.

De acuerdo con los aspectos y realizaciones divulgados en el presente documento, la capa volumétrica proporciona una oportunidad para incorporar una celulosa espumada, en un material de envasado laminado adecuado para preparar recipientes de envasado para productos alimentarios, especialmente para productos alimentarios líquidos y semilíquidos. La laminación de la capa volumétrica en las capas de polímero puede llevarse a cabo mediante operaciones de extrusión por fusión, como el revestimiento por extrusión y la laminación por extrusión de las capas de plástico. La extrusión se realiza generalmente a altas temperaturas tales como, en el caso de polietilenos de baja densidad, hasta aproximadamente 330 °C. Se ha demostrado que tales temperaturas no son un problema principal para una capa volumétrica que comprende celulosa espumada, a diferencia de las capas volumétricas de capas de polímero espumado. La celulosa espumada tiene una baja transferencia de calor y estabilidad térmica por encima de 300 °C, mientras que las capas de polímero espumado en general y las capas de poliolefina espumada en particular, no tienen. Las poliolefinas proporcionarían la alternativa de polímero espumado más realista y factible desde una perspectiva de coste y ambiental. Se ha visto que a densidades relativamente bajas de 300 a 400 kg/m3, la celulosa espumada no pierde significativamente el espesor en las operaciones de laminación por extrusión y mantiene una resistencia a la deslaminación suficiente y la denominada resistencia z, para su uso en laminados de envasado para el fin de la invención.

La celulosa espumada se reticula usando radiación. El sometimiento a radiación y la reticulación de la celulosa espumada se realiza sometiendo la celulosa espumada, la capa volumétrica que comprende celulosa espumada o el material de envasado al menos parcialmente acabado, directamente a la radiación. Al reticular el material de celulosa espumada, el resultado es un aumento de la unión entre las fibras y, a su vez, una disminución en la cantidad de fibras de celulosa necesarias en un material de papel. Además, la penetración capilar en bordes puede ser reducida. La reticulación usando radiación se puede realizar usando radiación ultravioleta (UV) y/o de haz de electrones (EB). Al reticular la red de fibra del papel, se mejoran las propiedades de resistencia y rigidez. Mediante la unión covalente de cadenas de polímero se obtienen materiales mecánica y térmicamente más estables. Mediante el uso de radiación, el material de reticulación se puede curar más rápido, lo que da como resultado velocidades de producción más rápidas.

El curado por radiación se puede realizar mediante polimerización por radicales o polimerización catiónica.

Para la polimerización por radicales usando UV, se necesita al menos un material polimérico, oligomérico y/o monomérico reticulable y un fotoiniciador. Si se usa radiación EB, se necesita al menos un material polimérico, oligomérico y/o monomérico reticulable, ya que no se requiere un fotoiniciador.

Como una alternativa a la polimerización por radicales, se puede usar la polimerización catiónica. Los materiales curados catiónicamente se basan en compuestos de epoxi o de éter vinílico que polimerizan en presencia de un ácido. El fotoiniciador utilizado en las composiciones curadas catiónicamente genera un ácido de Bronsted al exponerlo a la luz UV. Una diferencia entre el curado UV y EB de materiales catiónicamente curados es que el curado con EB solo requiere una pequeña cantidad del fotoiniciador.

La celulosa espumada usada en el presente documento puede ser funcionalizada para convertirse en una celulosa espumada químicamente modificada. Alternativamente, una porción de la celulosa espumada puede ser funcionalizada, y después se puede añadir a la otra celulosa espumada de la capa volumétrica. Las fibras de celulosa espumada se pueden someter a una esterificación, eterificación o injerto, antes de la reticulación.

Para esterificar fibras de celulosa, la celulosa se puede someter a un ácido orgánico, anhídrido de ácido orgánico o alcohol con un cloruro de ácido. Se puede usar ácido carboxílico o un anhídrido del mismo para obtener fibras de celulosa esterificadas. Al hacerlo, los grupos éster se unen a las fibras de celulosa. El pretratamiento de las fibras de celulosa a través de una reacción de esterificación acrílica puede mejorar el curado por radiación ya que los grupos poliéster y acrilato son reactivos para, por ejemplo, radiación UV o EB.

Para eterificar fibras de celulosa, la celulosa se puede someter a cloruros que contienen hidrógeno como cloruro de metilo o cloruro de etilo en presencia de sustancias auxiliares como hidróxidos, por ejemplo, hidróxido de sodio, para obtener fibras de celulosa eterificadas. Al hacerlo, los grupos éter se unen a las fibras de celulosa. Éteres de celulosa adecuados se pueden seleccionar de metilcelulosa (MC), metil hidroxi etil celulosa (MHEC), hidroxipropil metil celulosa (MHPC), hidroxietil celulosa (HEC), hidroxipropil celulosa (HPC), carboxil metil celulosa (CMC) y cualquier combinación de los mismos.

La celulosa también puede injertarse con grupos funcionales deseables antes de la reticulación.

En lugar de modificar el material celulósico espumado, se pueden añadir materiales poliméricos, oligoméricos y/o monoméricos adicionales al material de celulosa espumada. Los materiales poliméricos, oligoméricos y/o monoméricos actúan como reticuladores entre las fibras de celulosa de la celulosa espumada, lo que produce cambios de propiedades en el material celulósico.

Los materiales oligoméricos se pueden seleccionar de poliésteres insaturados y poliéster acrilado, resina epoxi acrilada, uretanos acrilados y uretanos de vinilo, resinas de silicona acriladas, poliéteres acrilados y aceites acrilados y cualquier combinación de los mismos.

Materiales monoméricos se pueden seleccionar de diluyentes a base de vinilo, tales como metil estireno, vinil tolueno y acetato de vinilo; acrílicos; diacrilatos; triacrilatos; tetracrilatos; y pentacrilatos; y cualquier combinación de los mismos.

Los materiales poliméricos, oligoméricos y/o monoméricos se pueden seleccionar del grupo de celulosa modificada, (met)acrilatos, compuestos polivinílicos, compuestos de poliamina, compuestos de poliamida, propilenglicol, trietilenglicol, quitosano glutaraldehído, epóxidos, glioxal, gelatina (metacrilada), quitosano, caseinatos, amilos, amilopectina y almidón y derivados de los mismos.

Los materiales poliméricos, oligoméricos y/o monoméricos pueden ser celulosa modificada, que se puede seleccionar de metilcelulosa (MC), metil hidroxi etil celulosa (MHEC), hidroxipropil metil celulosa (MHPC), hidroxietil celulosa (HEC), hidroxipropil celulosa (HPC), carboxil metil celulosa (CMC) y cualquier combinación de los mismos.

Los materiales poliméricos, oligoméricos y/o monoméricos se pueden seleccionar de (met)acrilatos que se pueden seleccionar de (met)acrilatos de epoxi, (met)acrilato de poliéster y (met)acrilato acrílico. Ácido poli(acrílico) (PAA) es un polímero de acrilato. El tamaño de los materiales monoméricos afecta a la reticulación y las propiedades del material reticulado. Preferiblemente, se usan moléculas de alto peso molecular, que favorecen la reticulación interfibras (entre fibras) y mejora la resistencia en seco y la tenacidad del material. Los materiales monoméricos pueden ser monofuncionales, difuncionales o trifuncionales o superiores. Los materiales monoméricos se pueden seleccionar de (met)acrilatos. Los acrilatos se pueden seleccionar del grupo que comprende N-(h¡droximet¡l)acr¡lam¡da (HMAA), diacrilato de 1,6-hexanodiol (HDODA), triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA), pentaacrilato de dipentaeritritol, diacrilato de hexanodiol, tetracrilato de di-trimetilolpropano, diacrilato de tripropilenglicol (TRPGDA), diacrilato de tripropilenglicol (TPGDA), triacrilato de glicerilo propoxilado (GPTA), triacrilato de pentaeritritol (PETA), triacrilato de trimetilolpropano etoxilado (TMPEOTA), trimetacrilato de trimetilolpropano (TMPTMA), tetraacrilato de ditrimetilolpropano (DITMP4A), hexaacrilato de dipentaeritritol (DPHA) y cualquier combinación de los mismos.

El material polimérico, oligomérico y/o monomérico adicional se puede seleccionar de compuestos polivinílicos, por ejemplo, seleccionados de poli (vinilpirrolidona)) (PVP), poli(alcohol vinílico) (PVA), polivinilamina (PVAm) y poli(acetato de vinilo) (PVAc) y cualquier combinación de los mismos.

El material polimérico, oligomérico y/o monomérico adicional se puede seleccionar de compuestos de poliamina, por ejemplo, polivinilamina (PVAm) y poliamidoamina (PAMAM) y cualquier combinación de los mismos.

El material polimérico, oligomérico y/o monomérico adicional se puede seleccionar de compuestos de poliamida, por ejemplo, poliacrilamida (PAM) y metileribiscarilamida y cualquier combinación de las mismas.

En algunas realizaciones, se pueden añadir ácidos para mejorar el efecto de los materiales reticulables monoméricos, oligoméricos y poliméricos, tales ácidos pueden ser ácidos orgánicos, por ejemplo, ácidos carboxílicos. Los ácidos carboxílicos se pueden seleccionar de ácidos carboxílicos, ácidos dicarboxílicos y ácidos tricarboxílicos saturados. Ejemplos de tales ácidos son ácido cítrico, ácido acrílico, ácido adípico, ácido fórmico, ácido propanoico, ácido itacónico, etc., y cualquier combinación de los mismos.

Preferiblemente, los materiales poliméricos, oligoméricos y/o monoméricos seleccionados se seleccionan de materiales que están aprobados para aplicaciones dentro de la industria alimentaria, tales como materiales aprobados por la FDA, como almidón, PVA, CMC y TMPTA.

Dependiendo del tipo de radiación utilizada para la reticulación, opcionalmente se usa un fotoiniciador. La radiación UV requiere el uso de un fotoiniciador. El fotoiniciador se puede seleccionar del grupo de cetonas y aminas aromáticas, alquil benzoin éteres, tioxatonas y derivados, óxido de alcilfosfina, éster de cetoxima, sales de amonio cuaternario de curado catiónico, derivados de acetofenona. Ejemplos de fotoiniciadores son metanona, acetofenona, benzofenona, hioxantonas, bencilo y quinonas y derivados de los mismos. Una metanona puede ser 1 -hidroxiciclohexil fenil cetona (HCHPK), y una acetofenona puede ser 2,2-dimetoxi-2-fenilacetofenona (DMPA).

En una realización de la presente invención, se agrega una mezcla de material polimérico, oligomérico y/o monomérico y fotoiniciador opcional a la celulosa espumada. Se pueden proporcionar componentes adicionales en la mezcla, por ejemplo, disolventes, como agua y/o alcoholes, por ejemplo, metanol, etanol y/o propanol.

El material polimérico, oligomérico y/o monomérico adicional y la mezcla de fotoiniciador opcional se pueden aplicar a la celulosa espumada mediante un método seleccionado de por inmersión, recubrimiento con rodillo, recubrimiento con varilla, recubrimiento con cuchilla y pulverización. La inmersión se puede realizar durante 2-25 segundos, por ejemplo, 5-20 segundos o 5-15 segundos.

El material polimérico, oligomérico y/o monomérico adicional se puede añadir a la celulosa espumada en una cantidad desde aproximadamente 1-60 % en peso de la celulosa espumada, tal como 5-50 % en peso, 10-40 % en peso o 5 15 % en peso.

El fotoiniciador se puede añadir a la celulosa espumada en una cantidad desde aproximadamente 0,05-5 % en peso de la celulosa espumada, tal como 0,5-2 % en peso.

Antes de reticular la celulosa espumada que comprende una mezcla de material polimérico, oligomérico y/o monomérico adicional y fotoiniciador opcional, la celulosa espumada tratada se puede someter a una etapa de secado. Se puede usar una etapa de secado para evaporar cualquier disolvente presente. El disolvente de agua y/o alcohol puede evaporarse. La etapa de secado se puede realizar a temperatura ambiente o a temperaturas elevadas, por ejemplo, aproximadamente 40-80 °C. Esto se ve influenciado por el tiempo de secado deseado.

El tiempo de exposición a la radiación afecta a la reticulación y, por lo tanto, también a las propiedades del material. De acuerdo con una realización, la exposición a la radiación es proporcionada por una lámpara de mercurio. El efecto de la lámpara UV puede ser desde aproximadamente 1800 W, y proporcionado como, por ejemplo, 120 W/cm. El tiempo de exposición puede ser de aproximadamente 0,5-30 segundos. El tiempo de exposición depende del ancho de la lente, la velocidad de la cinta transportadora y la cantidad de pasajes.

La radiación EB puede usar tiempos de exposición más cortos en comparación con la radiación UV. La dosificación durante la radiación EB puede ser de aproximadamente 50-200 kGy a 100-1000 keV.

Independientemente del método de curado del material de reticulación, EB o UV, los polímeros y/o monómeros incluidos en la celulosa espumada deben ser reticulados en un grado suficiente, con el fin de limitar la migración de componentes indeseados al contenido de un recipiente conformado por el material de envasado que comprende dicha celulosa espumada.

Someter la celulosa espumada a humedad puede afectar aún más a la reticulación. La reticulación se puede realizar en presencia de agua absorbida en la celulosa espumada. Especialmente si están presentes grupos uretano en la celulosa espumada reticulada, puede producirse un curado adicional. Tales poliuretanos curables por humedad pueden mejorar adicionalmente las propiedades de la celulosa espumada reticulada y la capa volumétrica.

La capa volumétrica que comprende celulosa espumada como se describe en aspectos y realizaciones en el presente documento proporciona además la resistencia deseada contra la deslaminación, es decir, no se deslamina fácilmente en condiciones estándar. La resistencia a la deslaminación se puede determinar, por ejemplo, mediante el dispositivo de pruebas Huygen Internal Bonding Energy que sigue TAPPI T569 y proporciona un valor de J/m2 en donde el material de envasado en el presente documento es desde aproximadamente 120-300 J/m2, tal como aproximadamente 150 280 J/m2, 180-250 J/m2, 190-220 J/m2, 200-210 J/m2 o 200-205 J/m2. En algunos aspectos y realizaciones, la capa volumétrica proporciona una distancia entre una capa de barrera y una capa de decoración termoplástica más externa y, de ese modo, está posibilitando unas estructuras de material de envasado laminadas hechas a medida. En algunas realizaciones, la capa volumétrica que comprende celulosa espumada proporciona resistencia a la deslaminación en combinación con resistencia a la compresión en la dirección de espesor, que proporciona una distancia suficiente entre la capa de barrera y la capa de decoración.

La capa volumétrica que comprende celulosa espumada proporciona además propiedades de penetración capilar en bordes reducidas determinadas por el índice de penetración capilar en bordes. El índice de penetración capilar en bordes se define como la cantidad de solución de prueba absorbida por los extremos de las piezas de prueba en condiciones de prueba especificadas. El resultado se da en kg/m2. Se aplica una cinta resistente al agua en ambos lados del material de la hoja de celulosa. Se cortan entonces muestras en la dimensión de 75 mm (CD) x 25 mm (MD). Se usa una solución de ácido láctico al 1 % como solución de prueba. La temperatura durante las mediciones será de 23 °C. Las muestras se miden en peso antes de remojarlas y después de remojarlas. El remojo tiene lugar durante 1 hora. La penetración capilar en bordes se calcula entonces como la diferencia en el peso después y antes de remojo dividido entre el área total de los extremos de la muestra. El área total de los extremos de la muestra está dada por la longitud total del extremo (0,075+0,075+0,025+0,025) multiplicada por el espesor del material de la hoja de celulosa. El fin del método es evaluar la capacidad de la muestra para resistir la penetración del líquido de prueba. El índice de penetración capilar en bordes está preferiblemente en el intervalo de aproximadamente 0,1-4 kg/m2, tal como 0,1 3 kg/m2, 0,1-2 kg/m2 o 0,1-1,5 kg/m2. Para mejorar aún más la resistencia a la penetración capilar en bordes, se pueden agregar productos químicos de apresto como AKD a la red fibrosa.

Se puede generar celulosa espumada mezclando fibras de celulosa y un fluido espumante, tal como agua y opcionalmente un tensioactivo tal como dodecil sulfato de sodio (SDS). La cantidad del tensioactivo será del 0,1 % en peso al 20 % en peso, tal como del 0,5 % en peso al 10 % en peso, tal como del 1 % en peso al 5 % en peso, tal como del 1,5 % en peso-3 % en peso. Un mezclador de rotor en un generador de espuma general genera la celulosa espumada. La espuma se forma generalmente introduciendo un gas en la mezcla. Aire es un ejemplo de un gas apropiado. Otro gas adecuado es oxígeno. Generalmente, el gas se lleva a la mezcla mediante gas presurizado y mediante el vórtice provocado por la agitación. Generalmente, la celulosa se proporciona como una dispersión líquida que comprende fibras de celulosa. Un ejemplo de líquido es agua. Algunos ejemplos de fibras de celulosa son fibras a base de celulosa, tales como fibras de pulpa química, fibras de pulpa quimiotermomecánica, fibras de pulpa termomecánica y fibras de pulpa Kraft. La dispersión de fibras puede, por ejemplo, añadirse al fluido espumante después de que se haya generado una espuma por el fluido (incluyendo el tensioactivo). Opcionalmente, la dispersión líquida que comprende fibras de celulosa se puede combinar con el fluido espumante antes de la formación de espuma. Se puede agregar un aditivo para controlar la consistencia de la espuma, si es necesario. La celulosa espumada generada como se describe en el presente documento se procesa a través de una disposición de boquilla ("caja de entrada") en donde las herramientas de presión y conformación generan una banda de celulosa espumada que se enrolla en un carrete, después de secar al menos parcialmente y se almacena antes de su uso futuro para preparar, por ejemplo, un material de envasado. Opcionalmente, la banda de celulosa espumada se puede usar en línea, es decir, aplicando directamente capas adicionales con el fin de transformar la banda de celulosa espumada en un material de envasado laminado para el envasado de alimentos líquidos o semilíquidos. En comparación con la fabricación de papel tradicional, se puede usar adecuadamente secado adicional o modificado para lograr la sequedad y la densidad deseadas.

En algunas realizaciones, la celulosa espumada se puede mezclar con otros materiales, por ejemplo, aditivos, y/o celulosa microfibrilar (MFC), y/o nanofibras de carbono (CNF), y/o fibras refinadas y/o pulpa refinada, y/o productos químicos o agentes de resistencia, tales como almidón y derivados de los mismos, mannogalactanos, carboximetilcelulosa, coloides de melamina-formaldehído, resinas de urea-formaldehído, resinas de poliamidapoliamina-epiclorhidrina.

Se puede añadir MFC en una cantidad del 2-30 % en peso de la celulosa espumada, tal como el 5-25 % en peso o el 10-20 % en peso. MFC puede construir puentes entre fibras largas individuales y así proporcionar buenas propiedades de resistencia adicionales a la banda de fibra.

En algunas realizaciones, los materiales de envasado comprenden una capa adicional entre la capa de decoración y la capa volumétrica. La capa adicional puede ser, por ejemplo, una capa de papel o cartón o una película de polímero. La capa adicional puede contener una impresión en el lado que se convertirá en el exterior del recipiente de envasado. Siempre que la capa adicional sea una capa de papel, cartón o celulosa, es adecuado un gramaje de al menos 20 g/m2 y en algunas realizaciones entre 20 y 100 g/m2. La capa de papel puede estar recubierta con una capa de arcilla blanca para mejorar la blancura de la superficie. Siempre que la capa adicional sea una película de polímero, su espesor estará entre 10-50 ^m. Ejemplo de películas adecuadas son películas orientadas prefabricadas tales como BOPP (polipropileno orientado biaxialmente), BoPET (tereftalato de polietileno orientado biaxialmente), poliamida y películas de polietileno de alta densidad orientadas.

En algunas realizaciones, la capa adicional se selecciona de una capa de papel que tiene un gramaje entre 20 y 100 g/m2 y una película de polímero que tiene un espesor de 10-50 ^m.

De acuerdo con los aspectos y realizaciones divulgados en el presente documento, el material de envasado comprende una capa volumétrica que tiene una densidad de menos de 700 kg/m3 y que comprende celulosa espumada, dicho material de envasado comprende además una capa adicional dispuesta con ayuda de una capa de unión, tal como por ejemplo una capa de unión de polímero termoplástico, tal como una capa de unión de polímero o copolímero a base de poliolefina, en donde la capa de unión está dispuesta entre la capa volumétrica y la capa adicional, y dicha capa adicional en el lado opuesto a la capa de unión tiene una capa de decoración dispuesta, dicha capa volumétrica, en el lado opuesto a la capa de unión está provista de una capa de barrera, que en el lado opuesto a la capa volumétrica está provista de una capa termosellable. La capa de decoración es una capa de poliolefina tal como la capa de poliolefina termosellable más externa mencionada anteriormente para estar en contacto con el entorno de un recipiente de envasado, por ejemplo, LDPE o polipropileno. La capa de decoración proporciona protección adicional, por ejemplo, resistencia a la humedad y resistencia al rayado/desgaste y estabilidad al recipiente de envasado.

La capa de decoración está compuesta por una capa de poliolefina termosellable orientada hacia el entorno circundante de un recipiente de envasado resultante, poliolefinas adecuadas son polietileno del tipo de baja densidad, seleccionadas del grupo que consiste en LDPE, LLDPE, VLDPE, ULDPE o mLLDPE, y combinaciones de dos o más de los mismos, opcionalmente otras poliolefinas tales como polietileno de alta densidad (HDPE), copolímeros o terpolímeros de polipropileno o propileno son útiles como la capa orientada al entorno. La capa de decoración se puede aplicar mediante recubrimiento por extrusión u otras técnicas adecuadas. Un ejemplo de polietilenos para su uso como capa de decoración es un LDPE de calidad de extrusión, por ejemplo, que tiene un LDPE que tiene un índice de fluidez (determinado de acuerdo con la norma ASTM D1238, 190 °C/2,16 kg) de 4-15, tal como 6-9, y una densidad (determinada de acuerdo con la norma ISO 1183, método D) de 915-922 kg/m3, tal como 918-920 kg/m3 El espesor de la capa de decoración del material de envasado es, por ejemplo, entre 5 ^m-50 ^m tal como 7 ^m-30 ^m, tal como 7 |jm-20 |jm, tal como 8 ^m-15 ^m.

En el lado de la capa volumétrica opuesta a la capa de decoración y por lo tanto orientada al interior del recipiente de envasado final, se dispone una capa de barrera, por ejemplo, mediante una capa de laminado intermedia que podría ser una capa a base de poliolefina de, por ejemplo, HDPE, LDPE, polipropileno u otra capa de polímero termoplástico adecuada tal como copolímero de etileno-ácido acrílico (EAA), que facilita además la adhesión entre la capa volumétrica y la barrera de oxígeno. Opcionalmente, la capa volumétrica y/o la capa de barrera pueden tratarse o modificarse para lograr la adhesión entre las capas, en cuyo caso la capa de laminado puede no ser necesaria. Por ejemplo, se puede usar un recubrimiento que modifica la superficie de uno o más de los sustratos. En algunas realizaciones, la capa de barrera se selecciona de una capa de papel, una lámina de aluminio y una película o revestimiento de barrera. Cuando se utiliza una lámina de aluminio, un espesor adecuado es entre 3-15 ^m, tal como 5-10 |jm, tal como 5-8 ^m. En algunas realizaciones, la capa de barrera se puede aplicar con una capa de sustrato. Tal capa de sustrato puede estar hecha de un papel delgado de alta densidad que tenga un gramaje de aproximadamente 20-100 g/m2, tal como 20-80 g/m2 o 30-70 g/m2. La capa de sustrato se puede aplicar a al menos un lado de la capa de barrera. La capa de laminado se aplica en una realización mediante un proceso de extrusión usando un equipo de extrusión disponible en el mercado. Materiales, adecuados como capa de laminado, son conocidos y comprenden convencionalmente una poliolefina. De acuerdo con una realización, el material de laminación comprende un polietileno o combinaciones de los mismos. Dentro del grupo de los polietilenos, las propiedades de las capas de laminación se pueden variar y adaptar para lograr diversas propiedades finales en un material de envasado. Variaciones de la capa de laminado para el tipo deseado de material de envasado para alimentos líquidos y semilíquidos se encuentran, por lo tanto, en gran parte dentro del grupo de polímeros de polietileno. Calidades adecuadas de LDPE se fabrican, por ejemplo, por Dow, Exxon Mobile, Borealis e Ineos, etc., tales calidades son bien conocidas por el experto. La capa de laminado también se puede seleccionar de copolímeros de etileno y otros monómeros de alfa-olefina que, por supuesto, incluyen, por ejemplo, polietilenos lineales de baja densidad, también copolímeros de etileno y propileno en diferentes proporciones, por ejemplo, los denominados plastómeros o elastómeros del tipo comercializado por Dow con los nombres "Engage" y "Affinity", así como copolímeros de etileno-ácido (met)acrílico y también terpolímeros de etileno, propileno y un monómero de alfa-olefina que tiene propiedades similares al polietileno. Ejemplos de polímeros que pueden ayudar a mejorar diversas propiedades mecánicas son las denominadas poliolefinas lineales, por ejemplo, polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de densidad media (MDPE), polietileno de baja densidad lineal (LLDPE/VLDPE/ULDPE) producido con catalizadores convencionales o con los denominados catalizadores de sitio único o catalizadores de geometría restringida, incluyendo el denominado metaloceno-LLDPE (mLLDPE) y polipropileno (PP). El polietileno de muy baja densidad (VLDPE) y el polietileno de ultra baja densidad (ULDPE) son ejemplos de subcategorías dentro de la categoría de polietilenos lineales de baja densidad. Dependiendo del tipo y la cantidad de comonómero, estos polímeros generalmente tienen una mayor durabilidad en varios aspectos. Las variaciones del material de laminación para el tipo deseado de material de envasado para bebidas y líquidos se encuentran dentro del grupo de polímeros de polietileno, por ejemplo, polímeros seleccionados del grupo que incluye polietileno de baja densidad (LDPE), polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de densidad media (MDPE), polietileno de baja densidad lineal (LLDPE/VLDPE/ULDPE) producido con catalizadores convencionales o con los denominados catalizadores de sitio único o catalizadores de geometría restringida, incluyendo el denominado metaloceno-LLDPE (mLLDPE) y mezclas o combinaciones de los mismos; y copolímeros o terpolímeros de polipropileno o propileno. Un ejemplo de una capa de laminado adecuada es un polietileno, por ejemplo, LDPE de calidad de extrusión, que tiene, por ejemplo, un índice de fluidez (determinado de acuerdo con ^aS^tM D1238, 190 °C/2,16 kg) de 2-13, tal como 5-10, y una densidad (determinada de acuerdo con la norma ISO 1183, método D) de 914-922 kg/m3, tal como 915-920 kg/m3. El espesor de la capa de laminado del material de envasado es, por ejemplo, entre 5 pm-50 pm, tal como 10 pm-30 pm, tal como 15 pm-30 pm, tal como 17 pm-25 pm.

La capa de barrera, tal como barrera de oxígeno (por ejemplo, lámina de aluminio o una película de polímero tal como una película termoplástica revestida con deposición de vapor) está dispuesta con ayuda de la capa de laminado en el lado opuesto a la capa volumétrica. Opcionalmente, la capa volumétrica y/o la capa de barrera pueden tratarse o modificarse para lograr la adhesión entre las capas, en cuyo caso no se necesita la capa de laminado. Por ejemplo, se puede usar un recubrimiento que modifica la superficie de uno o más de los sustratos. En alguna realización, la capa de barrera tiene un adhesivo en el lado opuesto a la capa de laminado opcional. El adhesivo está dentro de la capacidad de los expertos en la materia para seleccionar dependiendo de las propiedades deseadas y la compatibilidad con la capa con la que está en contacto. Cuando la capa de barrera es una lámina de aluminio, un ejemplo de adhesivo es copolímeros de etileno con comonómeros que tienen funcionalidad de ácido carboxílico tal como el copolímero de etileno y ácido acrílico, por ejemplo, comercializado con el nombre comercial Primacor® por Dow o Nucrel® por Dupont.

En general, es posible detectar las diferentes capas presentes en el material de envasado, por ejemplo, mediante microscopía. Puede que no sea posible separar una o más de las capas, por ejemplo, el adhesivo de la capa termosellable, y así, en determinadas realizaciones, la capa que forma el interior del recipiente de envasado es una combinación del adhesivo y la capa termosellable en donde la capa termosellable está orientada al producto alimentario líquido o semilíquido. La capa adhesiva del material de envasado como se describe en el presente documento tiene un espesor entre 3 pm-12 pm, tal como 4 pm-10 pm, tal como 5 pm-9 pm. La capa adhesiva se puede caracterizar mediante diferentes métodos que incluyen, por ejemplo, espectroscopía infrarroja (IR).

El material de envasado contiene una capa termosellable lo más interna. Un ejemplo de una capa termosellable es un polímero de poliolefina termosellable que se aplica como capa que va a dirigirse hacia el interior del recipiente, es decir, en contacto directo con los alimentos. La capa termosellable para la capa lo más interna puede ser adecuadamente un polímero de polietileno del tipo de baja densidad, seleccionadas del grupo que consiste en LDPE, LLDPE, VLDPE, ULDPE o mLLDPE y combinaciones de dos o más de los mismos. La disposición de la capa termosellable es similar a la capa de laminado y lo que se divulgó anteriormente en relación con la capa de laminado se aplica también para la capa lo más interna termosellable. Dependiendo del tipo de recipientes de envasado producidos a partir del material de envasado, también capas lo más internas termosellables de copolímeros o terpolímeros de polietileno, polipropileno o propileno de alta densidad son concebibles dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas siempre que sean compatibles y logren el efecto deseado en combinación con otros componentes del material de envasado y, en particular, el adhesivo como se describe en el presente documento. Ejemplos adecuados para usar como capas lo más internas son combinaciones entre LDPE y mLLDPE (por ejemplo, 50/50, 40/60, 60/40, 30/70, 70/30, 20/80, 80/20 % en peso de relaciones de combinación), tales como L^dP^ede calidad de extrusión, que tiene, por ejemplo, un índice de fluidez (determinado de acuerdo con ASTM D1238, 190 °C/2,16 kg) de 2-12, tal como 2-7, tal como 2-5,5 y una densidad (determinada de acuerdo con la norma ISO 1183, método D) de 914-922 kg/m3, tal como 915-920 kg/m3. Ejemplos de mLLDPE adecuados para su uso en aspectos y realizaciones descritos en el presente documento tienen una densidad inferior a 0,922 kg/cm3 y un índice de fluidez (MFI) de 15-25 a 190 °C y 2,16 kg (norma ASTM 1278). Detalles adicionales son bien conocidos y se encuentran dentro de la capacidad del experto, se puede obtener una comprensión adicional, por ejemplo, en el documento US6974612. El espesor de la capa lo más interna del material de envasado es de, por ejemplo, entre 5 pm-50 pm, tal como 10 pm-30 pm, tal como 15 pm-30 pm, tal como 17 pm-25 pm. Naturalmente, los ejemplos mencionados anteriormente funcionan como una guía general y también son posibles otros polímeros.

Por lo tanto, las capas mencionadas anteriormente del material de envasado se aplican por ejemplo y convencionalmente en el lado respectivo del material volumétrico mediante técnicas de extrusión.

Por lo tanto, algunas realizaciones se refieren a un material de envasado que comprende una capa de decoración que, en un lado de la capa, tiene una capa volumétrica que tiene una densidad de menos de 700 kg/m3 y comprende celulosa espumada, que en el lado opuesto a la capa de decoración tiene una capa de barrera, que en el lado opuesto a la capa volumétrica tiene una capa termosellable. En algunas realizaciones, la capa de barrera está dispuesta en la capa volumétrica mediante una capa de laminado. Los materiales de las capas se seleccionan de las capas descritas anteriormente en el presente documento. En algunas realizaciones, el material de envasado se usa para producir recipientes de envasado para alimentos líquidos o semilíquidos. En algunas realizaciones, el material de envasado comprende una capa adicional entre la capa volumétrica y la capa de decoración. En algunas realizaciones, la capa adicional tiene ion gramaje de peso superficial de al menos 20 g/m2. Si es necesario, por ejemplo, para lograr una adhesión mejorada entre la capa adicional y la capa volumétrica, está presente una capa de unión. En algunas realizaciones, la capa de unión se selecciona de materiales enumerados bajo la descripción de la capa de laminado. En algunas realizaciones, la capa adicional es una capa de papel o una capa o película de polímero. En algunas realizaciones, la capa adicional puede estar revestida superficialmente o modificada superficialmente para aumentar la adhesión a las capas adyacentes.

De acuerdo con un posible método de producción, el recipiente de envasado se obtiene proporcionando una capa volumétrica que tiene una impresión opcional y un diseño de pliegue adecuado, la capa volumétrica tiene una perforación para una abertura tal que un recipiente de envasado tendrá al menos un orificio (o atenuación). Los patrones de pliegues mencionados anteriormente sirven como líneas de plegado para formar el envase final, tal como un Tetra Brik® Aseptic. Un ejemplo de un patrón de pliegue puede verse, por ejemplo, en la figura 3 del documento WO2012/163753. La capa volumétrica se alimenta desde un rollo y la banda de capa volumétrica se trata opcionalmente con calor y/u ozono. La capa de laminado se dispone en el lado opuesto de la impresión opcional con ayuda de una película de plástico que sale de una extrusora. Normalmente, el material extruido tiene una temperatura superior a 260 °C, tal como superior a 280 °C, tal como superior a 290 °C, tal como superior a 300 °C. Para algunos materiales, se prefiere una temperatura de laminación por extrusión superior a 290 °C. Para describir mejor la extrusión, la figura 3 divulga una ilustración esquemática de una extrusora (31) adecuada para la disposición de la capa de laminado (13) sobre la capa volumétrica (12), que muestra adicionalmente una película de plástico fundido (32) del polímero para convertirse en la capa de laminado (13) dispuesta sobre la banda de capa volumétrica (35). La extrusora funde y mezcla el polímero. En el caso de combinaciones, la extrusora también se puede usar para combinar los polímeros que se suministran, por ejemplo, a través de tolvas separadas. La película fundida (32) y la capa volumétrica se unen en una línea de contacto entre los rodillos (33 y 34). Las otras capas de polímero (capa adhesiva y termosellable) se añaden a la capa volumétrica (35) usando una disposición similar. La capa de barrera (14) puede disponerse a partir de un rodillo separado y disponerse junto con la capa de laminado (13), o con un adhesivo.

En una realización, el material de envasado descrito en el presente documento y en las reivindicaciones adjuntas proporciona un material de envasado que comprende una capa de decoración (11) que en un lado de la capa tiene una capa adicional (27), dicha capa adicional tiene en el lado opuesto a la capa de decoración una capa de unión para disponer una capa volumétrica, dicha capa volumétrica (12), en el lado opuesto a la capa de decoración (11) tiene una capa de laminado (13), dicha capa de laminado (13), en el lado opuesto a la capa volumétrica (12) tiene una barrera de oxígeno (14), dicha barrera de oxígeno (14), en el lado opuesto a la capa de laminado (13) tiene un adhesivo (15), y dicho adhesivo (15), en el lado opuesto a la barrera de oxígeno (14) tiene una capa termosellable (16). El material de envasado se transforma en una realización en un recipiente de envasado aséptico. La transformación se puede realizar doblando previamente y sellando partes del material de envasado dando una pieza en bruto. Ejemplo de envases hechos a partir de piezas en bruto son, por ejemplo, Tetra Recart® y recipientes con la parte superior en dos aguas. La pieza en bruto puede estar provista de un dispositivo de apertura y llenarse y sellarse en una máquina de llenado adecuada para manipular piezas en bruto. La transformación de un material de envasado en un recipiente de envasado también se puede realizar usando la tecnología de sellado-llenado-sellado de banda tubular continua, por ejemplo, en un Tetra Pak® A3 Speed/Flex. Un recipiente de envasado formado a partir del material de envasado de acuerdo con los aspectos y realizaciones descritos en el presente documento puede tener cualquier forma conocida. En algunos aspectos, el recipiente descrito en el presente documento se refiere a un recipiente sustancialmente en forma de cuña o ladrillo que es duradero en la manipulación y distribución y resistente a la humedad y al gas oxígeno durante el almacenamiento a largo plazo, debido al material de envasado de alta calidad, que a su vez también proporciona suficiente calidad de sello y propiedades de barrera a los gases. Otros tipos de envases a base de cartón para envases líquidos en donde los aspectos y realizaciones descritos en el presente documento pueden ser útiles son un recipiente de envasado con forma de ladrillo, un recipiente de envasado con la parte superior en dos aguas, un recipiente de envasado con forma de cuña, un recipiente de envasado de base cuadrada, rectangular u octagonal. Más específicamente, los denominados envases Tetra Brik®, Tetra Brik® Aseptic, Tetra Brik® Edge, Tetra Gemina®Aseptic, Tetra Prisma® Aseptic, Tetra Rex® y Tetra Top® y Tetra Evero® u otras clases de envases similares a botella que comprenden un manguito del material de envasado a base de cartón, un fondo formado en pliegue del mismo, y una tapa superior y de rosca de un material con forma de molde de plástico. Una realización descrita en el presente documento se refiere a envases Tetra Brik® de un tamaño conocido tal como 200 ml, 250 ml, 500 ml y 1000 ml que opcionalmente pueden tener una base cuadrada o una parte superior inclinada tal como, por ejemplo, Tetra Brik® Edge.

En general, se ha llegado a la conclusión de que la cantidad de fibras de celulosa se puede reducir significativamente en el material de envasado laminado de la invención, aunque, no obstante, ha mantenido las propiedades mecánicas y la idoneidad para el envasado de alimentos en general, y para el envasado de cartón para líquidos en particular.

Adicionalmente se divulgan descripciones detalladas de realizaciones junto con la descripción de realizaciones.

Ejemplos

La pulpa de celulosa acuosa se combinó desde aproximadamente el 75 % en peso de fibras de abeto CTMP con un valor CSF (Canadian Standard Freeness) de 530 ml con aproximadamente el 25 % en peso de pulpa química de madera blanda blanqueada a una concentración de aproximadamente el 3-4 %. Se preparó un fluido espumante mezclando aproximadamente el 2 % en peso de dodecilsulfato de sodio SDS en agua. Después de la agitación y la adición simultánea de aire presurizado, hasta que se creó una espuma adecuada, la dispersión de fibra se añadió a la espuma con agitación y mezclado continuos. La espuma fibrosa así obtenida se prensó a través de una boquilla (caja de entrada) y se conformó dando un revestimiento sobre una banda en movimiento de fieltro poroso para drenar el agua y la hoja de espuma así conformada en forma de banda se secó posteriormente.

En una primera realización específica se investigaron las propiedades de la celulosa espumada, en la operación de laminación durante la conversión de materiales de envasado en un material de envasado laminado.

Con el fin de analizar el efecto de la carga térmica y mecánica sobre la celulosa espumada durante la laminación, se realizaron pruebas en diversos materiales de baja densidad. Los materiales sometidos a prueba fueron celulosa espumada y polipropileno espumado. La laminación de estructuras de material de envasado se realizó en un laminador de laboratorio flexible con dos estaciones de revestimiento por extrusión. Los ajustes del laminador fueron de aproximadamente 100 m/min de velocidad de banda, 250-275 N de tensión de banda y la carga de la línea de contacto de referencia fue de 25 N/mm. En cada operación de recubrimiento por extrusión, 15-20 g/m2 de LDPE se extruyeron por fusión sobre la capa de celulosa espumada en los lados respectivos, a una temperatura de extrusión por fusión de aproximadamente 320 °C. El espesor original antes de la laminación y el espesor después de la laminación se midieron ópticamente utilizando un microscopio Olympus BX51. La preparación de muestras se realizó usando un microtomo.

En la figura 6 se muestran las reducciones de espesor resultantes. Por ejemplo, el ID "FC 300 2x" significa que se laminó una celulosa espumada de densidad 300 kg/m3 con una carga de la línea de contacto dos veces mayor que la carga de la línea de contacto de referencia. En general, se puede ver que el espesor restante de la celulosa espumada es sustancialmente mayor en comparación con la variante de laminado con materiales de polímero espumado.

También se llegó a la conclusión de que la laminación mediante recubrimiento por extrusión funciona bien con celulosa espumada que tiene una densidad de 300 kg/m3 o superior. Los laminados que tienen capas de bajo peso de celulosa espumada son más sensibles al calor y a la presión de laminación, y muestran una mayor reducción del espesor del material de celulosa espumada.

Asímismo, la reducción de espesor de una espuma de polímero es permanente, debido a la fusión y reconformación de las células de espuma de polímero calentadas, mientras que hay un efecto de recuperación en la celulosa espumada, de modo que la reducción de espesor durante la laminación se invierte hasta espesor final que solo se reduce en un 10-15 % en la línea de contacto de referencia a densidades de alrededor de 300-400 kg/m3. Cuanto mayor sea la densidad de una celulosa espumada, mejor será este efecto de recuperación o resistencia a la compresión ZD.

En una segunda realización específica, se prepararon recipientes de envasado de 250 ml del tipo Tetra Brik® a partir de un material de envasado laminado que tenía una capa volumétrica a partir de una espuma producida en consecuencia. El material de envasado comprendía 12 g/m2 de una capa de decoración de un LDPE, que está dispuesto para convertirse en el exterior del envase. Capas adicionales partiendo de la capa de decoración fueron: 70 g/m2 de papel blanco; 15 g/m2 de LDPE como capa de unión; una capa volumétrica de celulosa espumada, 332 kg/m3, 243 gm; una capa de laminado de 20 g/m2 de LDPE y una capa de barrera de aproximadamente 6 gm de lámina de aluminio, 6 g/m2 de adhesivo (Primacor™ 3440) y 19 g/m2 de capa de sellado térmico de una combinación de un LDPE (30 % en peso) y un polietileno lineal de baja densidad catalizado con metaloceno. El material de envasado se obtuvo en un rollo que se procesó de acuerdo con el proceso de fabricación convencional para generar recipientes de envasado Tetra Brik® de 250 ml que contenían zumo de naranja. A partir de esta prueba se llegó a la conclusión de que la cantidad de fibras de celulosa podría reducirse en un 25 % en comparación con un material correspondiente que tiene una capa de cartón convencional en un laminado de envasado tradicional correspondiente con 12 g/m2 de decoración de LDPE, 200 g/m2 de cartón, 20 g/m2 de capa de laminado de LDPE, 6 um de lámina de aluminio, 6 g/m2 de adhesivo (Primacor™ 3440) y 19 g/m2 de capa de sellado térmico de una combinación de un LDPE (30 % en peso) y un polietileno lineal de baja densidad, catalizado con metaloceno.

Por otra parte, además de reducir la cantidad de material utilizado en el material de envasado laminado, la capa volumétrica sigue basándose en fuentes naturales renovables, es decir, celulosa.

Para determinar la densidad de la capa volumétrica, pueden aplicarse diferentes procedimientos dependiendo de las capas del material de envasado. La densidad (kg/m3) de la capa volumétrica que comprende celulosa espumada en un material de envasado de múltiples capas se puede determinar dividiendo el gramaje (kg/m2) entre el espesor (m). El espesor se puede obtener usando un microscopio estándar. El gramaje separado se puede obtener mediante un procedimiento de separación estandarizado utilizando discos circulares de 1 dm2 de material de envasado. Todas las mediciones se realizan en un ambiente controlado de 23 °C y 50 % de humedad relativa. El gramaje total del material de envasado se mide utilizando una balanza (0,001 g de precisión). El material de envasado se divide en la capa de celulosa espumada para obtener dos hojas. Las dos hojas se colocan en un vaso de precipitados que contiene una solución de etilendiamina de cobre hasta que todas las fibras de celulosa se eliminan fácilmente. A continuación, se determina el gramaje restante y se puede calcular el gramaje de celulosa espumada restando del gramaje total el gramaje restante. Cuando al menos una de las hojas contenga una capa de aluminio, el procedimiento será medir el gramaje de cada hoja y usar una solución de ácido acético en lugar de la solución de etilendiamina de cobre y dejar las hojas durante 3 a 4 horas. Las capas de las hojas de material de envasado se dividen en capas individuales y el gramaje de capa individual correspondiente se determina y se resta del gramaje total. Siempre que una capa adicional de papel está presente, se aplica el método anterior pero se retira la capa de papel, por ejemplo, mediante trituración. El peso del material molido se determina y se corrige de forma apropiada en el cálculo de la densidad de la capa volumétrica.

Ejemplos de reticulación

Ejemplo UV

Se realizaron pruebas en una celulosa espumada usando una mezcla de reticulación de etanol, TMPTA (mostrado en las figuras como triacrilato) o pentaacrilato de dipentaeritritol (mostrado en las figuras como pentaacrilato) y HCHPK como fotoiniciador. La celulosa espumada se sumergió en la mezcla de reticulación durante aproximadamente 15 segundos. A continuación, la celulosa espumada se secó a una temperatura de aproximadamente 70 °C. La celulosa espumada remojada y secada se sometió después a radiación UV. Las cantidades añadidas de materiales de reticulación añadidos se establecieron pesando la hoja de celulosa espumada antes y después de remojarla y secarla. Los porcentajes son en relación al peso de la hoja antes de la adición de los aditivos. El equipo UV se suministró con una potencia de lámpara de 120 vatios/cm y 1800 vatios en total. La velocidad del transportador fue de aproximadamente 0,9-8,6 m/min, y se investigaron pasajes sencillos o múltiples. El tiempo de exposición total varió entre 5,3-26,3 segundos. Se realizaron las mediciones de la resistencia a la deslaminación y el índice de penetración capilar en bordes. La densidad aumentó con la cantidad creciente de mezcla de reticulación añadida, por ejemplo desde aproximadamente 332 para la referencia hasta como máximo 685 kg/m3.

La reticulación entre las fibras de celulosa ayudada por la adición de la mezcla de reticulación y la irradiación mejoró la resistencia a la deslaminación de la celulosa espumada.

La figura 7 muestra la diferencia entre celulosa espumada de referencia y celulosa espumada reticulada (provista de TMPTA y fotoiniciador). Está claro que un pase en comparación con pases múltiples en el mismo tiempo de exposición proporciona una resistencia mucho más alta. Los valores de referencia, sin UV y UV, no cumplen las propiedades de resistencia a la deslaminación deseadas.

La figura 8 muestra que al aumentar la cantidad de (tri- o penta)acrilato de reticulación a la celulosa espumada, más aumenta la resistencia a la deslaminación. Se prefiere no tener una resistencia a la deslaminación demasiado alta debido a un grado de reticulación demasiado alto y, por lo tanto, la obtención de un material quebradizo. Además, la resistencia a la deslaminación demasiado alta influiría en la reciclabilidad del material.

La figura 9 muestra la diferencia entre celulosa espumada de referencia y celulosa espumada reticulada (provista de TMPTA y fotoiniciador). La diferencia entre las realizaciones de acuerdo con la invención en esta figura es la cantidad de aditivos y la manera de exposición UV. Está claro que una reticulación de la celulosa espumada influye positivamente en el índice de penetración capilar en bordes. La figura 10 muestra que al aumentar la cantidad de (tri o penta)acrilato de reticulación a la celulosa espumada, más disminuye el índice de penetración capilar en bordes.

Ejemplo EB

Se usó una solución líquida de agua y aditivo de resistencia para impregnar las hojas. Los aditivos de resistencia reticulables utilizados fueron almidón y CMC. En un caso, se añadió ácido cítrico a la solución de CMC-agua.

Las hojas se sumergieron durante 15 segundos y luego se secaron sin restricciones en una superficie plana a 23 °C durante 24 horas.

El peso de cada hoja individual se determinó antes y después de remojarla y secarla. Esto se usó entonces para calcular la fracción de peso correspondiente de los aditivos de resistencia.

Las hojas se humedecieron entonces con una espuma de pulverización de agua y directamente después de eso se expusieron a radiación EB en ambos lados. La configuración de radiación fue 100 keV y 200 kGray.

Después de la exposición a la radiación, las hojas se secaron sin restricciones sobre una superficie plana a 23 °C durante 24 horas.

Finalmente, se midió la resistencia a la deslaminación para las diferentes variantes.

Los resultados muestran que los aditivos de resistencia mejoran significativamente la resistencia a la deslaminación para todos los casos. La mejora es mayor para el caso de CMC.

La exposición a EB tuvo un efecto significativo cuando se usó almidón como aditivo de resistencia reticulable. En el caso en que se combinó ácido cítrico con CMC, la resistencia a la deslaminación aumentó ligeramente después de la exposición a EB.

La figura 11 muestra la diferencia entre celulosa espumada de referencia y celulosa espumada provista de almidón, con y sin radiación EB. Está claro que cuando se utilizó radiación EB se proporcionó una resistencia a la deslaminación mucho más alta en comparación con el material de referencia y el material no irradiado.

La figura 12 muestra la diferencia entre celulosa espumada de referencia y celulosa espumada provista de CMC, con y sin radiación EB. Está claro que cuando se usó CMC, se proporcionó una mayor resistencia a la deslaminación en comparación con el material de referencia. Con el uso de radiación EB, una adición de ácido cítrico mejoró la resistencia a la deslaminación adicionalmente.

Descripción de los dibujos

Ventajas adicionales y rasgos caracterizadores favorables serán evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, con referencia a las figuras adjuntas, en las que:

Las figuras 1a y 1b son vistas en sección transversal de materiales de envasado laminados de acuerdo con aspectos descritos en el presente documento.

Las figuras 2a y 2b son vistas en sección transversal de materiales de envasado laminados de acuerdo con aspectos descritos en el presente documento.

La figura 3 es un dibujo esquemático de una extrusora, la película extruida, una banda de material de envasado o papel y los rodillos dispuestos para unir el plástico y la capa volumétrica.

La figura 4 muestra ejemplos de recipientes de envasado producidos a partir del material de envasado de acuerdo con realizaciones descritas en el presente documento.

La figura 5 muestra el principio de cómo tales recipientes de envasado se fabrican a partir del material de envasado en un proceso de conformado, llenado y sellado continuo.

La figura 7 muestra la influencia del tiempo de exposición sobre la resistencia a la deslaminación.

La figura 8 muestra la influencia de la cantidad de material reticulante sobre la resistencia a la deslaminación.

La figura 9 muestra la influencia de la cantidad de material reticulante y el tiempo de exposición sobre el índice de penetración capilar en bordes. La figura 10 muestra la influencia de la cantidad de material reticulante sobre el índice de penetración capilar en bordes.

La figura 11 muestra la influencia de la cantidad de material reticulante sobre la resistencia a la deslaminación con y sin EB.

La figura 12 muestra la influencia del material reticulante sobre la resistencia a la deslaminación.

Descripción general de realizaciones

La figura 1a muestra esquemáticamente una sección transversal de un material de envasado. La capa de decoración (11) es una poliolefina tal como un LDPE o PP adecuado. La capa de decoración puede usarse, por ejemplo, para proporcionar una cubierta de un patrón impreso, un orificio y/o debilitamiento (no mostrado en la figura) proporcionado en cualquiera de las otras capas. En un lado de la capa de decoración, se dispone una capa volumétrica (12). En el otro lado de la capa volumétrica, opuesta a la capa de decoración, se dispone una capa de barrera (14). Entre la capa de barrera y la capa volumétrica se puede disponer una capa de laminado opcional si es necesario. De forma similar, una o ambas capas pueden estar modificadas superficialmente o pueden contener un revestimiento para proporcionar una adhesión suficiente entre la capa volumétrica y la capa de barrera. La capa de barrera (14) proporciona una barrera deseada tal como barrera frente a oxígeno, luz, agua y vapor dependiendo de la necesidad específica determinada por el producto que se va a envasar. La capa de barrera puede ser, por ejemplo, una lámina de aluminio o una película depositada por vapor, tal como una película metalizada o recubierta por deposición de vapor, tal como una película recubierta con PECVD. En el lado opuesto a la capa volumétrica, la capa de barrera está dispuesta con una capa termosellable (16) tal como una poliolefina adecuada tal como PE o PP o combinaciones de las mismas. Entre la capa de barrera y la capa termosellable se puede usar un adhesivo cuando sea necesario. La capa termosellable es la capa orientada al producto en el recipiente de envasado, envasado y acabado.

La figura 1b muestra esquemáticamente una sección transversal de un material de envasado. La capa de decoración (11) es una poliolefina tal como un LDPE o PP adecuado. La capa de decoración puede usarse para proporcionar una cubierta de un patrón impreso, un orificio y/o debilitamiento (no mostrado en la figura) que se proporciona en la capa volumétrica (12), capa que está dispuesta en un lado de la capa de decoración (11). La capa volumétrica (12), en el lado opuesto a la capa de decoración, tiene una capa de laminado (13) seleccionada de poliolefinas adecuadas tales como LDPE o PP. La capa de laminado proporciona adhesión a la barrera de oxígeno (14), que está dispuesta en el lado opuesto de la capa volumétrica (13). La capa de barrera (14) proporciona la barrera deseada, tal como barrera frente a oxígeno, luz, agua y vapor, dependiendo de la necesidad específica determinada por el producto que se va a envasar. La capa de barrera puede ser, por ejemplo, una lámina de aluminio o una película depositada por vapor, tal como una película metalizada o recubierta por deposición de vapor, tal como PECVD. En el lado opuesto a la capa de laminado, un polímero adhesivo (15) está dispuesto sobre la capa de barrera. El polímero adhesivo (15) puede aplicarse, por ejemplo, mediante recubrimiento por extrusión. Cuando la capa de barrera es lámina de aluminio, el adhesivo podría ser un adhesivo adecuado tal como un copolímero de etileno y ácido (met)acrílico (E(M)AA) comercializado con el nombre comercial Primacor® o Nucrel®. En el lado opuesto a la capa de barrera, el adhesivo está provisto de una capa termosellable (16) tal como una poliolefina adecuada tal como PE o PP o combinaciones de los mismos. La capa termosellable es la capa orientada al producto en el recipiente de envasado, envasado y acabado.

La figura 2a muestra esquemáticamente una sección transversal de un material de envasado. La capa de decoración (21) es una poliolefina tal como un LDPE o PP adecuado. La capa de decoración puede usarse para proporcionar una cubierta de un patrón impreso, un orificio y/o debilitamiento (no mostrado en la figura) que se proporciona en la capa volumétrica (22), capa que está dispuesta en un lado de la capa de decoración (21). Entre la capa de decoración (21) y la capa volumétrica (22) se dispone una capa adicional (27) de papel o celulosa. La capa volumétrica (22), en el lado opuesto a la capa de decoración, tiene una capa de laminado (23) seleccionada de poliolefinas adecuadas tales como LDPE o PP. La capa de laminado proporciona adhesión a la barrera de oxígeno (24), que está dispuesta en el lado opuesto de la capa de laminado (23). La capa de barrera (24) proporciona la barrera deseada, tal como barrera frente a oxígeno, luz, agua y vapor, dependiendo de la necesidad específica determinada por el producto que se va a envasar. La capa de barrera puede ser, por ejemplo, una lámina de aluminio o una película depositada por vapor, tal como una película metalizada o recubierta por deposición de vapor, tal como una película recubierta con PECVD (deposición de vapor químico reforzado con plasma). En el lado opuesto a la capa de laminado, un polímero adhesivo (25) está dispuesto sobre la capa de barrera. El adhesivo (25) puede aplicarse, por ejemplo, mediante recubrimiento por extrusión. Cuando la capa de barrera es lámina de aluminio, el adhesivo podría ser un adhesivo de copolímero de etileno y ácido (met)acrílico (E(M)AA) adecuado comercializado con el nombre comercial Primacor® o Nucrel®. En el lado opuesto a la capa de barrera, el adhesivo está provisto de una capa termosellable (26) tal como una poliolefina adecuada tal como PE o PP o combinaciones de los mismos. La capa termosellable es la capa orientada al producto en el recipiente de envasado, envasado y acabado.

La figura 2b muestra esquemáticamente una sección transversal de un material de envasado. La capa de decoración (21) es una poliolefina tal como un LDPE o PP adecuado. La capa de decoración puede usarse para proporcionar una cubierta para un patrón impreso, un orificio y/o debilitamiento (no mostrado en la figura) que se proporciona en una o más de las otras capas del laminado. En un lado y adyacente a la capa de decoración, se dispone un papel delgado (27) con un peso superficial de aproximadamente 100 g/m2 o inferior. La capa de papel delgado (27) se lamina en una capa volumétrica (22), opuesta a la capa de decoración, mediante una capa de unión externa termoplástica intermedia (28) . La capa de unión (28) se puede seleccionar de poliolefinas adecuadas tales como LDPE o PP o combinaciones de los mismos. La capa de unión (28) une la capa volumétrica de celulosa (22) y la capa de papel delgado (28) entre sí. La capa volumétrica (22), se lamina adicionalmente en una capa de laminado (23) de polímero termoplástico, en el lado de la capa volumétrica opuesta al lado laminado en la capa de unión (28). La capa de laminado (23) proporciona adhesión a una capa de barrera de oxígeno (24), que está dispuesta en el lado opuesto de la capa de laminado (23). La capa de barrera (24) proporciona la barrera deseada, tal como barrera frente a oxígeno, luz, agua y vapor, dependiendo de la necesidad específica determinada por el producto que se va a envasar. La capa de barrera puede ser, por ejemplo, una lámina de aluminio o una película depositada por vapor, tal como una película metalizada o recubierta por deposición de vapor, tal como una película recubierta con PECVD. En el lado opuesto a la capa de laminado, un polímero adhesivo (25) está dispuesto sobre la capa de barrera. El adhesivo (25) puede aplicarse, por ejemplo, mediante recubrimiento por extrusión. Cuando la capa de barrera es lámina de aluminio, el adhesivo podría ser un adhesivo de copolímero de etileno y ácido (met)acrílico (E(M)AA) adecuado comercializado bajo el nombre comercial Primacor® o Nucrel®. En el lado opuesto a la capa de barrera, el adhesivo está provisto de una capa termosellable (26) tal como una poliolefina adecuada tal como PE o PP o combinaciones de los mismos. La capa termosellable es la capa orientada al producto en el recipiente de envasado, envasado y acabado. La figura 3 es una ilustración esquemática de una extrusora (31). Una extrusora de la ilustración esquemática es adecuada para la aplicación de la capa de decoración (11), la capa de laminado (13), el adhesivo (15) y la capa termosellable (16). Como ejemplo, la capa de laminado (13) se puede aplicar sobre la capa volumétrica (12), de modo que el dibujo muestra una película plástica fundida (32) del polímero para convertirse en la capa de laminado (13) que está dispuesta mediante recubrimiento de extrusión por fusión sobre una banda de capa volumétrica (35). La extrusora funde y mezcla el/los polímero(s). En el caso de que las capas sean combinaciones de polímeros, la extrusora también se puede usar para combinar los polímeros que se suministran, por ejemplo, a través de tolvas separadas para los gránulos de polímero. La película fundida (32) y la capa volumétrica se unen en una línea de contacto de laminación entre rodillos (33 y 34) que ejercen una presión. Uno de los rodillos puede ser un rodillo frío que reduce la temperatura del polímero cuando está en la línea de contacto. De forma similar, los otros polímeros del material de envasado pueden añadirse a la capa volumétrica (35). La capa de barrera (14) puede ser reenviada, por ejemplo, desde un rodillo separado y alimentada a través de la línea de contacto de laminación junto con la capa de laminado (13), o con un adhesivo.

La figura 4 muestra un ejemplo de un recipiente de envasado 50a producido a partir del material de envasado descrito en la figura 1 o 2. El recipiente de envasado es particularmente adecuado para productos alimentarios líquidos o semilíquidos tales como bebidas, salsas, sopas o similares. Habitualmente, el envase tiene un volumen de aproximadamente 100 a aproximadamente 2000 ml. Puede tener cualquier configuración, como las descritas previamente en el presente documento, pero tiene, por ejemplo, forma de ladrillo, teniendo sellos longitudinales y transversales 51a y 52a, respectivamente, y opcionalmente un dispositivo de apertura 53. En otra realización no mostrada, el recipiente de envasado puede tener forma de cuña. Con el fin de obtener tal "forma de cuña", solo la parte inferior del envase se conforma con pliegues de tal modo que el sello térmico transversal de la parte inferior se oculta debajo de las solapas de esquina triangulares, que se pliegan y sellan contra la parte inferior del envase. El sello transversal de la sección superior se deja desplegado. De este modo, el recipiente de envasado medio plegado sigue siendo fácil de manipular y dimensionalmente estable (es decir, mantiene sustancialmente la forma y la configuración) cuando se coloca en un estante en el almacén de alimentos o en una mesa o similar.

La figura 5 muestra el principio como se describe en la introducción de la presente solicitud, es decir, una banda de material de envasado se conforma dando un tubo 71 uniéndose entre sí los bordes longitudinales 72, 72' de la banda en una junta termosellada superpuesta 73. El tubo se llena 74 con el producto alimentario líquido previsto y se divide en envases individuales mediante sellos transversales repetidos 75 del tubo a una distancia predeterminada entre sí por debajo del nivel del contenido introducido en el tubo.

Los envases 76 están separados por incisiones en los sellos transversales y se les da la configuración geométrica deseada mediante la formación de pliegues a lo largo de líneas de plegado preparadas en el material.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un material de envasado para un recipiente de envasado para alimentos líquidos o semilíquidos que comprende una capa de decoración (11) que es una capa de polímero termosellable más externa, que en un lado de la capa tiene una capa volumétrica (12) que tiene una densidad medida mediante el método D de la norma ISO1183 de menos de 700 kg/m3 y celulosa espumada reticulada de al menos un 25 % de espesor determinado por microscopía de la capa volumétrica, que en el lado opuesto a la capa de decoración (11) tiene una capa de barrera (14), que en el lado opuesto a la capa volumétrica (12) tiene una capa de polímero termosellable (16).

2. El material de envasado de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la capa volumétrica del material de envasado tiene una resistencia a la deslaminación de 120-300 J/m2 determinada de acuerdo con la norma TAPPI T569.

3. Un recipiente de envasado fabricado a partir de un material de envasado de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde el recipiente de envasado es un recipiente para productos alimentarios líquidos o semilíquidos.

4. El recipiente de envasado de acuerdo con la reivindicación 3, en donde el recipiente de envasado es un recipiente de envasado con forma de ladrillo, un recipiente de envasado con la parte superior en dos aguas, un recipiente de envasado con forma de cuña, un recipiente de envasado de base cuadrada, rectangular u octagonal o una bolsa.

5. Un método para proporcionar un material de envasado según una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, para un recipiente de envasado para alimentos líquidos o semilíquidos, en donde el método comprende

proporcionar celulosa espumada;

reticular la celulosa espumada por

a) contacto con una mezcla de reticulación que comprende un material polimérico, oligomérico y/o monomérico y opcionalmente un fotoiniciador, y/o

b) funcionalización al menos parcial de la celulosa espumada y opcionalmente, proporcionando un fotoiniciador,

y someter a radiación para proporcionar una celulosa espumada reticulada;

proporcionar una capa volumétrica que tiene una densidad de menos de 700 kg/m3 y que comprende la celulosa espumada reticulada;

proporcionar una capa de decoración de polímero termosellable más externa en un lado de la capa volumétrica; proporcionar una capa de barrera en el lado opuesto a la capa de decoración;

proporcionar una capa de polímero termosellable sobre la capa de barrera, en el lado opuesto a la capa volumétrica; y

en donde el material de envasado se obtiene mediante laminación por extrusión y/o laminación por calor-presión.

6. El método de acuerdo con la reivindicación 5, en donde el material polimérico, oligomérico y/o monomérico se selecciona del grupo de celulosa modificada, acrilatos, compuestos polivinílicos, compuestos de poliamina, compuestos de poliamida, propilenglicol, trietilenglicol y quitosano glutaraldehído, epóxidos, glioxal, gelatina (metacrilada), quitosano, caseinatos, amilos, amilopectina y almidón, y derivados de los mismos.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 5 o 6, en donde la celulosa modificada se selecciona del grupo metilcelulosa (MC), metil hidroxi etil celulosa (MHEC), hidroxipropil metil celulosa (MHPC), hidroxietil celulosa (HEC), hidroxipropil celulosa (HPC), carboxil metil celulosa (CMC) y cualquier combinación de los mismos.

8. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5-7, en donde los (met)acrilatos se seleccionan del grupo de epoxi(met)acrilatos, (met)acrilato de poliéster y (met)acrilato acrílico, preferiblemente seleccionados del grupo poli(ácido acrílico) (PAA), N-(hidroximetil)acrilamida (HMAA), diacrilato de 1,6-hexanodiol (HDODA), triacrilato de trimetilolpropano (TMPTA), pentaacrilato de dipentaeritritol, diacrilato de hexanodiol, tetracrilato de ditrimetilolpropano, diacrilato de tripropilenglicol (TRPGDA), diacrilato de tripropilenglicol (TPGDA), triacrilato de glicerilo propoxilado (GPTA), triacrilato de pentaeritritol (PETA), triacrilato de trimetilolpropano etoxilado (TMPEOTA), trimetacrilato de trimetilolpropano (TMPTMA), tetraacrilato de ditrimetilolpropano (DITMP4A), hexaacrilato de dipentaeritritol (DPHA) y cualquier combinación de los mismos.

9. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5-8, en donde los compuestos polivinílicos se seleccionan del grupo poli (vinilpirrolidona) (PVP), poli(alcohol vinílico) (PVA), polivinilamina (PVAm) y poli(acetato de vinilo) (PVAc) y cualquier combinación de los mismos.

10. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5-9, en donde los compuestos de poliamina se seleccionan del grupo polivinilamina (PVAm) y poliamidoamina (PAMAM) y cualquier combinación de las mismas.

11. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5-10, en donde los compuestos de poliamida se seleccionan del grupo poliacrilamida (PAM) y metilenbiscarilamida y cualquier combinación de las mismas.

12. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5-11, en donde el fotoiniciador se selecciona del grupo cetonas y aminas aromáticas, alquil benzoin éteres, tioxatonas y derivados, óxido de alcilfosfina, éster de cetoxima, sales de amonio cuaternario de curado catiónico, derivados de acetofenona y cualquier combinación de los mismos, preferiblemente seleccionados del grupo metanona, acetofenona, benzofenona, hioxantonas, bencilo y quinonas y derivados de los mismos, preferiblemente 1-hidroxiciclohexil fenil cetona (HCHPK) y/o 2,2-dimetoxi-2-fenilacetofenona (DMPA).

13. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5-12, en donde la reticulación se realiza usando radiación UV y/o EB.

14. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5-13, en donde la celulosa espumada se funcionaliza antes de la reticulación, mediante esterificación, eterificación o injerto.

15. El método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5-14, en donde la reticulación se realiza en presencia de agua absorbida en la celulosa espumada.