ES3038430T3 - Sheet-like composite, especially packaging laminate for dimensionally stable foodstuff containers, having a polymeric intermediate layer characterized by differential scanning calorimetry - Google Patents

Sheet-like composite, especially packaging laminate for dimensionally stable foodstuff containers, having a polymeric intermediate layer characterized by differential scanning calorimetry

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ES3038430T3
ES3038430T3 ES16825734T ES16825734T ES3038430T3 ES 3038430 T3 ES3038430 T3 ES 3038430T3 ES 16825734 T ES16825734 T ES 16825734T ES 16825734 T ES16825734 T ES 16825734T ES 3038430 T3 ES3038430 T3 ES 3038430T3
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ES
Spain
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composite material
laminated composite
temperature
peak
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Jannis Ochsmann
Michael Wolters
Stefan Pelzer
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SIG Services AG
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Abstract

La invención se refiere a un compuesto laminar que incluye, como capas de una secuencia de capas, en dirección desde la cara externa del compuesto laminar hasta la cara interna del mismo, a) una capa portadora, b) una capa intermedia polimérica y c) una capa barrera. El gráfico de calorimetría diferencial de barrido de la capa intermedia polimérica incluye un pico A a una temperatura TA y un pico B a una temperatura TB, donde la temperatura TB es mayor que la temperatura TA y la anchura del pico B es al menos 3 °C menor que la anchura del pico A. La invención se refiere además a un precursor de contenedor y a un contenedor cerrado que incluye el compuesto laminar, así como a un proceso para obtener el compuesto laminar y a un uso del mismo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Material compuesto laminar, en particular, laminado de envase para envases de productos alimenticios dimensionalmente estables, que tiene una capa intermedia polimérica caracterizada por calorimetría de barrido diferencial
La invención se refiere a un material compuesto laminar que incluye, como capas de una secuencia de capas, en una dirección desde un lado externo del material compuesto laminar hasta un lado interno del material compuesto laminar,
a) una capa de soporte,
b) una capa intermedia polimérica, y
c) una capa de barrera,
en el que una gráfica de calorimetría de barrido diferencial de la capa intermedia polimérica incluye un pico A, a una temperatura Ta, y un pico B, a una temperatura Tb, en el que la temperatura Tb es mayor que la temperatura Ta, en el que el ancho del pico B es por lo menos 3 °C menor que el ancho del pico A. La invención se refiere, además, a un precursor de recipiente y a un recipiente cerrado que incluye el material compuesto laminar, y también a un proceso mediante el cual puede obtenerse el material compuesto laminar, y a un uso del material compuesto laminar.
Los productos alimenticios, ya sean alimentos para consumo humano o productos alimenticios para animales, se han conservado durante mucho tiempo almacenándolos en una lata o bien en un frasco sellado con una tapa. En una disposición de este tipo, una manera de prolongar la vida útil del producto es esterilizando por separado, en el mayor grado posible, cada uno de los productos alimenticios y el recipiente - en este caso, el frasco o lata - y después llenando el recipiente con el producto alimenticio y sellándolo. Estas medidas para prolongar la vida útil de los productos alimenticios, ya de por sí establecidas desde hace tiempo, tienen, sin embargo, una serie de inconvenientes, siendo un ejemplo la necesidad de una esterilización posterior adicional. Un inconveniente de las latas y los frascos, que surge de su forma sustancialmente cilindrica, es que no es posible almacenarlos en espacios muy reducidos. Además, las latas y los frascos tienen un peso inherente considerable, lo que se traduce en un mayor consumo de energía para el transporte. Además, la producción de vidrio, hojalata o aluminio, incluso si las materias primas utilizadas para este fin proceden del reciclaje, requiere un gasto energético bastante elevado. En el caso de los frascos, otro factor limitante es el elevado coste del transporte. Los frascos suelen prefabricarse en una cristalería y después deben transportarse, utilizando volúmenes de transporte considerables, hasta la fábrica donde se lleva a cabo el llenado de productos alimenticios. Además, los frascos y las latas sólo pueden abrirse con la aplicación de una fuerza considerable o con ayuda de herramientas y, por lo tanto, de una manera bastante incómoda. Otro factor en el caso de las latas es el alto riesgo de sufrir lesiones por los bordes afilados que se forman al abrirlas. En el caso de los frascos, un hecho recurrente es que, durante el llenado o la apertura de los frascos llenos entran astillas de vidrio en el producto alimenticio, lo que, en el peor de los casos, puede provocar lesiones internas al consumir el producto alimenticio. Además, tanto las latas como los frascos deben tener adheridas unas etiquetas para identificar y publicitar el contenido del producto alimenticio. Los frascos y las latas no pueden simplemente imprimirse directamente con información y publicidad. Además de la propia impresión, es necesario, por lo tanto, un sustrato para la impresión, un papel o una película adecuada, así como un medio de fijación, un agente adhesivo o un agente sellador.
En el estado de la técnica se conocen otros sistemas de envasado que permiten almacenar productos alimenticios durante un periodo de tiempo lo más prolongado posible sin efectos perjudiciales. Dichos sistemas son recipientes fabricados a partir de materiales compuestos laminares - frecuentemente denominados también laminados. Los materiales compuestos laminares de este tipo frecuentemente se forman a partir de una capa de plástico termoplástico, una capa de soporte que consiste normalmente en cartón o papel, que confiere estabilidad dimensional al recipiente, una capa promotora de adhesión, una capa de barrera, y una capa de plástico adicional, tal como se describe en WO 90/09926 A2, por ejemplo. Dado que la capa de soporte proporciona estabilidad dimensional al recipiente fabricado a partir del laminado, estos recipientes deben considerarse, a diferencia de las bolsas de aluminio, como un desarrollo continuo de los frascos y latas mencionados anteriormente. En este caso, la capa promotora de adhesión debe estar configurada de manera que se garantice una unión térmica y mecánicamente estable y permanente entre la capa de soporte y la capa de barrera.
Estos envases laminados ya presentan numerosas ventajas frente a los frascos y latas convencionales. Sin embargo, también existen posibilidades de mejora en estos sistemas de envasado. Por ejemplo, el laminado para producir un recipiente laminado generalmente se pliega varias veces y ciertas regiones de doblado se sellan entre sí. El sellado se realiza mediante la introducción de calor en el laminado, por ejemplo, mediante aire caliente. De este modo, el laminado se somete a un calentamiento regional para que puedan sellarse las capas poliméricas previstas para este fin en el laminado. Con los laminados del estado de la técnica existe un intervalo de temperaturas bastante estrecho que debe respetarse para lograr un sellado satisfactorio. Si la temperatura de la región del laminado que se va a sellar se vuelve demasiado elevada, el laminado puede sufrir daños, tal como formación de ampollas. Por el contrario, si la temperatura de la región del laminado que se va a sellar es demasiado baja, será imposible producir una unión de sellado adecuada.
EP 1941 995 A2 describe un laminado de envase en forma de lámina o banda para formar un envase resistente a la humedad y al calor que recibe un tratamiento térmico en una atmósfera húmeda a 85 °C sin pérdida de estabilidad dimensional, comprendiendo dicho laminado por lo menos una capa de base de material absorbente de líquidos que es papel o cartón, una capa de barrera en un lado de dicha capa base, siendo dicha capa de barrera de aluminio, un revestimiento de óxido de aluminio, un revestimiento de sílice, etilen-vinil-alcohol, alcohol polivinílico, poliéster orientado metalizado, o polipropileno orientado metalizado, un revestimiento adhesivo en uno o ambos lados de dicha capa de barrera, y unas capas de revestimiento de polímero orientadas hacia el interior y el exterior, cada una seleccionada del grupo que consiste en polipropileno, polietileno de alta densidad, y polietileno lineal de baja densidad.
EP 1144186 A1 describe una estructura multicapa para envasado, que tiene una resistencia a la flexión/rigidez de por lo menos 100 mN, que comprende por lo menos una capa intermedia de polímero expandido y, a cada lado de dicha capa, una capa de barrera de gas, presentando el material de la capa de barrera de gas una permeabilidad al oxígeno de como máximo 2000 cm3/m2 a 23 °C y 0,8 °C de humedad relativa, por 1 m de grosor, durante 24 h, a 1 atm.
US 2005/0074621 A1 describe un laminado de cartón que comprende un sustrato de cartón, que tiene una superficie interior y una superficie exterior; una capa de polietileno de alta densidad sobre la superficie interior del sustrato de cartón; una capa de unión interior a la capa de polietileno de alta densidad; una capa de barrera interior a la capa de polietileno de alta densidad; una segunda capa de unión interior a la capa de barrera; y una segunda capa de poliolefina interior a la segunda capa de unión.
WO 2013/013802 A1 describe un material compuesto laminar que comprende una configuración de capas con las siguientes capas: una capa de soporte, una primera capa de termoplástico KSv, una capa de barrera, una segunda capa de termoplástico KSa y por lo menos una capa adicional de termoplástico KSw, en el que la temperatura de reblandecimiento Vicat de la capa de termoplástico KSv y la temperatura de reblandecimiento Vicat de la capa de termoplástico KSa son, en cada caso, superiores a la temperatura de reblandecimiento Vicat de la capa de termoplástico KSw.
JP 2004/161349 A describe un envase fabricado con un material de envasado laminado para envases de papel, que incluye una capa más exterior de material termoplástico, una capa de material de base de papel y una capa más interior de material termoplástico. Por lo menos la capa más interior de material termoplástico está formada por laminado por extrusión de un polietileno lineal de baja densidad y un polietileno de alta densidad con una estrecha distribución de pesos moleculares.
US 2015/352820 A1 describe un material compuesto plano que comprende, como secuencia de capas, una capa de soporte y una capa de barrera, en el que la secuencia de capas comprende una primera capa de mezcla, en el que la primera capa de mezcla comprende un LLDPE en un intervalo entre un 10 % en peso y un 99,9 % en peso, en base a la capa de mezcla y en el que la primera capa de mezcla tiene una diferencia de factor de amortiguamiento en un intervalo entre -0,3 y -0,6.
En general, un objetivo de la presente invención es superar por lo menos parcialmente un inconveniente que se da en la técnica anterior. Otro objetivo de la invención es proporcionar un laminado de envase para un recipiente para productos alimenticios dimensionalmente estable que se caracteriza por unas propiedades de sellado mejoradas, en particular, por un mayor rango operativo para el sellado. Otro objetivo de la invención es proporcionar un laminado de envase para un recipiente para productos alimenticios dimensionalmente estable que es más insensible a la introducción de calor de alto nivel durante el sellado. Otro objetivo de la invención es proporcionar un laminado de envase para un recipiente para productos alimenticios dimensionalmente estable que presenta por lo menos una de las ventajas mencionadas anteriormente, estando caracterizado el laminado de envase por una adhesión óptima entre las capas del laminado de envase, en particular, entre la capa de soporte y la capa de barrera. Esto último se aplica, en particular, a un laminado de envase que tiene una capa de barrera de aluminio. Un objetivo de la presente invención es, además, proporcionar un precursor de recipiente y un recipiente compuesto por el laminado de envase ventajoso mencionado anteriormente.
Las reivindicaciones independientes contribuyen al cumplimiento, por lo menos parcial, de por lo menos uno de los objetos citados anteriormente. Las reivindicaciones dependientes presentan realizaciones preferidas que contribuyen al cumplimiento por lo menos parcial de por lo menos uno de los objetivos.
Una realización 1 de un material compuesto laminar 1, tal como se define en la reivindicación 1, contribuye al cumplimiento de por lo menos uno de los objetivos de la invención.
En una realización 2 de la invención, el material compuesto laminar 1 está configurado de acuerdo con la realización 1, en el que la temperatura T<a>es de por lo menos 80 °C, preferiblemente de por lo menos 90 °C, y más preferiblemente de por lo menos 95 °C.
En una realización 3 de la invención, el material compuesto laminar 1 está configurado de acuerdo con las realizaciones 1 o 2, en el que el pico A se caracteriza por una entalpia de fusión H<a>, en el que el pico B se caracteriza por una entalpia de fusión H<b>, y en el que la relación entre la entalpia de fusión H<a>y la entalpia de fusión H<b>se encuentra en un intervalo entre 1:4 y 1:0,3, preferiblemente entre 1:3 y 1:0,4, y más preferiblemente entre 1:2,5 y 1:0,5.
En una realización 4 de la invención, el material compuesto laminar 1 está configurado de acuerdo con una de las realizaciones anteriores, en el que un valor absoluto de una diferencia entre la temperatura Tb y la temperatura Ta es por lo menos 10°C, preferiblemente por lo menos 15°C, más preferiblemente por lo menos 20°C.
En una realización 5 de la invención, el material compuesto laminar 1 está configurado de acuerdo con una de las realizaciones anteriores, en el que un valor absoluto de una diferencia entre la temperatura T<b>y la temperatura T<a>no es mayor de 40°C, preferiblemente no mayor de 35°C, más preferiblemente no mayor de 30°C.
En una realización 6 de la invención, el material compuesto laminar 1 está configurado de acuerdo con una de las realizaciones anteriores, en el que el valor absoluto de la diferencia entre la temperatura inicial extrapolada del pico B y la temperatura final extrapolada del pico A se encuentra en un intervalo entre 5 y 20 °C, preferiblemente entre 7 y 18 °C, y más preferiblemente entre 9 y 15 °C.
En una realización 7 de la invención, el material compuesto laminar 1 está configurado de acuerdo con una de las realizaciones anteriores 1 a 6, en el que la primera capa intermedia incluye
i) un HDPE en una fracción en un intervalo entre un 20 y un 70 % en peso, más preferiblemente entre un 30 y un 65 % en peso, más preferiblemente entre un 40 y un 60 % en peso, en base al peso total de la primera capa intermedia; y
ii) un LDPE en una fracción en un intervalo entre un 30 y un 80 % en peso, más preferiblemente entre un 35 y un 70 % en peso, más preferiblemente entre un 40 y un 60 % en peso, en base al peso total de la primera capa intermedia; y
b) una capa intermedia adicional.
Se prefiere, además, que la primera capa intermedia incluya adicionalmente un promotor de adhesión en una fracción en un intervalo entre un 0,1 y un 5 % en peso, preferiblemente entre un 0,5 y un 3 % en peso, más preferiblemente entre un 0,5 y un 2 % en peso, en base al peso total de la primera capa intermedia.
En una realización 8 de la invención, el material compuesto laminar 1 está configurado de acuerdo con la realización 7, en el que la capa intermedia adicional incluye un promotor de adhesión en una fracción en un intervalo entre un 20 y un 100 % en peso, preferiblemente entre un 30 y un 100 % en peso, más preferiblemente entre un 40 y un 100 % en peso, más preferiblemente entre un 50 y un 100 % en peso, más preferiblemente entre un 60 y un 100 %, más preferiblemente entre un 70 y un 100 % en peso, más preferiblemente entre un 80 y un 100 % en peso, más preferiblemente entre un 90 y un 100 % en peso, en base al peso total de la capa intermedia adicional.
En una realización 9 de la invención, el material compuesto laminar 1 está configurado de acuerdo con una de las realizaciones anteriores, en el que el material compuesto laminar en la secuencia de capas, en un lado de la capa de barrera que queda orientado alejándose de la capa de soporte, incluye una capa interna polimérica, en el que una gráfica de una calorimetría de barrido diferencial de la capa interna polimérica incluye un pico C a una temperatura Te y un pico D a una temperatura Td, en el que la temperatura Td es mayor que la temperatura Tc, en el que un ancho del pico D es por lo menos 3 °C menor, preferiblemente por lo menos 5 °C, más preferiblemente por lo menos 8 °C, más preferiblemente en por lo menos 10 °C, que un ancho del pico C.
En una realización 10 de la invención, el material compuesto laminar 1 está configurado de acuerdo con la realización 9, en el que la temperatura Te es por lo menos 80°C, preferiblemente por lo menos 90°C, más preferiblemente por lo menos 100°C.
En una realización 11 de la invención, el material compuesto laminar 1 está configurado de acuerdo con la realización 9 o 10, en el que el pico C se caracteriza por una entalpía de fusión H<c>, en el que el pico D se caracteriza por una entalpía de fusión Hd, en el que una relación entre la entalpía de fusión Hc y la entalpía de fusión Hd se encuentra en un intervalo entre 1:4 y 1:0,3, preferiblemente entre 1:3 y 1:0,4, más preferiblemente entre 1:2,5 y 1:0,55.
En una realización 12 de la invención, el material compuesto laminar 1 está configurado de acuerdo con una de las realizaciones 9 a 11, en el que un valor absoluto de una diferencia entre la temperatura Td y la temperatura Te es de por lo menos 10 °C, preferiblemente de por lo menos 15 °C, y más preferiblemente de por lo menos 20 °C.
En una realización 13 de la invención, el material compuesto laminar 1 está configurado de acuerdo con una de las realizaciones 9 a 12, en el que un valor absoluto de una diferencia entre la temperatura Td y la temperatura Te no es mayor de 40 °C, preferiblemente no mayor de 35 °C, y más preferiblemente no mayor de 30 °C.
En una realización 14 de la invención, el material compuesto laminar 1 está configurado de acuerdo con una de las realizaciones 9 a 13, en el que un valor absoluto de una diferencia entre una temperatura inicial extrapolada del pico D y una temperatura final extrapolada del pico C se encuentra en un intervalo entre 3 y 15 °C, preferiblemente entre 3,5 y 13 °C, y más preferiblemente entre 4 y 10 °C.
En una realización 15 de la invención, el material compuesto laminar 1 está configurado de acuerdo con una de las realizaciones anteriores, en el que la capa de soporte queda superpuesta, en un lado de la capa de soporte que queda orientado alejándose de la capa barrera, por una capa externa polimérica. Preferiblemente, además, la capa externa, en un lado de la capa externa polimérica orientado alejándose de la capa de soporte, queda superpuesta por una capa de color, preferiblemente una decoración. La capa de color incluye preferiblemente por lo menos un colorante.
En una realización 16 de la invención, el material compuesto laminar 1 está configurado de acuerdo con una de las realizaciones anteriores, en el que la capa de barrera incluye, y preferiblemente consiste en, uno seleccionado del grupo que consiste en un plástico, un metal y un óxido metálico, o una combinación de por lo menos dos de los mismos.
En una realización 17 de la invención, el material compuesto laminar 1 está configurado de acuerdo con una de las realizaciones anteriores, en el que la capa de soporte incluye, y preferiblemente consiste en, uno seleccionado del grupo que consiste en cartón, cartulina y papel, o una combinación de por lo menos dos de los mismos.
En una realización 18 de la invención, el material compuesto laminar 1 está configurado de acuerdo con una de las realizaciones anteriores, en el que la capa de soporte tiene por lo menos un orificio, estando cubierto el orificio en el lado interno del material compuesto laminar por lo menos con la capa de barrera, preferiblemente adicionalmente con la capa interna polimérica.
En una realización 19 de la invención, el material compuesto laminar 1 está configurado de acuerdo con una de las realizaciones anteriores, en el que una adhesión entre
a) la capa de soporte y la capa intermedia polimérica, o
b) la capa barrera y la capa intermedia polimérica, o
c) ambas
es de por lo menos 0,5 N/15 mm, preferiblemente de por lo menos 0,7 N/15 mm, más preferiblemente de por lo menos 0,8 N/15 mm.
Una realización 1 de un precursor de recipiente 1 que incluye el material compuesto laminar 1 de acuerdo con cualquiera de las realizaciones 1 a 19 contribuye al cumplimiento de por lo menos uno de los objetivos de la invención.
En una realización 2 de la invención, el precursor de recipiente 1 está configurado de acuerdo con la realización 1, en el que el material compuesto laminar tiene por lo menos 3, preferiblemente precisamente 4, pliegues.
En una realización 3 de la invención, el precursor de recipiente 1 está configurado de acuerdo con la realización 1 o 2, en el que el material compuesto laminar incluye un primer borde longitudinal y un borde longitudinal adicional, estando unido el primer borde longitudinal al borde longitudinal adicional formando una unión longitudinal del precursor de recipiente.
En una realización 4 de la invención, el precursor de recipiente 1 está configurado de acuerdo con una de las realizaciones 1 a 3, en el que el material compuesto laminar es una pieza en bruto para producir un recipiente individual.
Una realización 1 de un recipiente cerrado 1 que incluye el material compuesto laminar 1 de acuerdo con cualquiera de las realizaciones 1 a 19 contribuye al cumplimiento de por lo menos uno de los objetivos de la invención.
En una realización 2 de la invención, el recipiente cerrado 1 está configurado de acuerdo con la realización 1, en el que el material compuesto laminar incluye un primer borde longitudinal y un borde longitudinal adicional, estando unido el primer borde longitudinal al borde longitudinal adicional formando una unión longitudinal del recipiente cerrado.
En una realización 3 de la invención, el recipiente cerrado 1 está configurado de acuerdo con la realización 1 o 2, en el que el recipiente cerrado incluye un producto alimenticio.
En una realización 4 de la invención, el recipiente cerrado 1 está configurado de acuerdo con una de las realizaciones 1 a 3, en el que la capa de soporte tiene por lo menos un orificio, en el que el orificio está cubierto en el lado interno del material compuesto laminar por lo menos con la capa de barrera, preferiblemente adicionalmente con la capa interna polimérica, en el que el recipiente cerrado incluye un dispositivo de apertura, en el que el dispositivo de apertura cubre el orificio en el lado externo del material compuesto laminar.
Se describe también aquí una realización 1 de un proceso 1 que incluye, como etapas de proceso
a) proporcionar
i) una capa de soporte,
ii) una capa de barrera,
iii) una primera composición polimérica, y
iv) una composición polimérica adicional;
b) unir la capa de barrera a la capa de soporte poniendo en contacto
i) la capa de soporte con la primera composición polimérica, y
ii) la capa de barrera con la composición polimérica adicional,
obteniéndose, de esta manera, un material compuesto laminar que incluye, como capas de una secuencia de capas, en una dirección desde un lado externo del material compuesto laminar hasta un lado interno del material compuesto laminar,
I. la capa de soporte,
II. una primera capa intermedia,
III. una capa intermedia adicional, y
IV. la capa de barrera;
en el que la primera composición de polímero consiste en un HDPE, en una magnitud del 100 % en peso, en base al peso total de la primera composición de polímero. Preferiblemente, la capa de soporte o la capa de barrera o ambas se proporcionan como un rollo en la etapa de proceso a).
Se describe también aquí una realización 1 de un proceso 2 que incluye, como etapas de proceso
a) proporcionar
i) una capa de soporte,
ii) una capa de barrera,
iii) una primera composición polimérica, y
iv) una composición polimérica adicional;
b) unir la capa de barrera a la capa de soporte poniendo en contacto
i) la capa de soporte con la primera composición polimérica, y
ii) la capa de barrera con la composición polimérica adicional,
obteniéndose, de esta manera, un material compuesto laminar que incluye, como capas de una secuencia de capas, en una dirección desde un lado externo del material compuesto laminar hasta un lado interno del material compuesto laminar,
I. la capa de soporte,
II. una primera capa intermedia,
III. una capa intermedia adicional, y
IV. la capa de barrera;
en el que la primera composición polimérica incluye
A) un HDPE en una fracción en un intervalo entre un 10 y un 80 % en peso, preferiblemente entre un 20 y un 70 % en peso, más preferiblemente entre un 30 a 65 % en peso, más preferiblemente entre un 40 y un 60 % en peso, en. base al peso total de la primera composición de polímero, y
B) un LDPE en una fracción en un intervalo entre un 20 y un 90 % en peso, preferiblemente entre un 30 y un 80 % en peso, más preferiblemente entre un 35 y un 70 % en peso, más preferiblemente entre un 40 y un 60 % en peso, en base al peso total de la primera composición de polímero.
Preferiblemente, la capa de soporte o la capa de barrera, o ambas, se proporcionan como un rollo en la etapa de proceso a). Se prefiere, además, que la primera composición de polímero incluya, además, un promotor de adhesión en una fracción en un intervalo entre un 0,1 y un 5 % en peso, preferiblemente entre un 0,5 y un 3 % en peso, más preferiblemente entre un 0,5 y un 2 % en peso, en base al peso total de la primera composición de polímero.
En una realización 2, el proceso 1 o el proceso 2 se configura, en cada caso, de acuerdo con la realización 1, en el que la primera composición de polímero en la etapa de proceso b) durante el contacto con la capa de soporte se caracteriza por un índice de fluidez en un intervalo entre 1 y 10 g/10 min, preferiblemente entre 1 y 8 g/10 min, más preferiblemente entre 2 y 11 g/7 min, más preferiblemente entre 3 y 5 g/10 min.
En una realización 3, el proceso 1 o el proceso 2 se configura, en cada caso, de acuerdo con la realización 1 o 2, en el que la primera capa intermedia se caracteriza por un peso por unidad de superficie en un intervalo entre 5 y 20 g/m2, preferiblemente entre 7 y 18 g/m2, más preferiblemente entre 10 y 15 g/m2.
En una realización 4, el proceso 1 o el proceso 2 se configura, en cada caso, de acuerdo con una de las realizaciones 1 a 3, en el que la capa intermedia adicional se caracteriza por un peso por unidad de superficie en un intervalo entre 0,5 y 10 g/m2, preferiblemente entre 1 y 7 g/m2, más preferiblemente entre 2 y 5 g/m2.
En una realización 5, el proceso 1 o el proceso 2 se configura, en cada caso, de acuerdo con una de las realizaciones 1 a 4, en el que la composición polimérica adicional incluye un promotor de adhesión en una fracción en un intervalo entre un 20 y un 100% en peso, preferiblemente entre un 30 y un 100% en peso, más preferiblemente entre un 40 y un 100% en peso, más preferiblemente entre un 50 y el 100% en peso, más preferiblemente entre un 60 y el 100% en peso, más preferiblemente entre un 70 y el 100% en peso, más preferiblemente entre un 80 y el 100% en peso, más preferiblemente entre un 90 y el 100% en peso, en base al peso total de la composición polimérica adicional.
En una realización 6, el proceso 1 o el proceso 2 se configura, en cada caso, de acuerdo con una de las realizaciones 1 a 5, en el que la unión en la etapa de proceso b) toma forma de laminado con la primera composición polimérica y la composición polimérica adicional como agentes de laminado. El laminado aquí puede configurarse como uno seleccionado del grupo que consiste en laminado en húmedo, laminado en seco y termolaminado o como una combinación de por lo menos dos de los mismos, prefiriéndose el termolaminado. El experto en la materia entiende por laminado la unión de dos o más capas de materiales idénticos o diferentes mediante agentes de laminado adecuados.
Se describe también aquí una realización 1 de un material compuesto laminar 2 que puede obtenerse mediante el proceso 1 o el proceso 2, en cada caso, de acuerdo con una de las realizaciones 1 a 6.
Una realización 1 de un proceso 3 que incluye, como etapas de proceso, las siguientes, contribuye al cumplimiento de por lo menos uno de los objetivos de la invención
A. proporcionar el material compuesto laminar de acuerdo con cualquiera de las realizaciones 1 a 19, que incluye un primer borde longitudinal y un borde longitudinal adicional;
B. plegar el material compuesto laminar; y
C. poner en contacto y unir el primer borde longitudinal con el borde longitudinal adicional, obteniéndose así una unión longitudinal.
Se describe también aquí una realización 1 de un precursor de recipiente 2 que puede obtenerse mediante el proceso 3 de acuerdo con la realización 1.
Se describe también aquí una realización 1 de un proceso 4 que incluye, como etapas de proceso
a. proporcionar el precursor de recipiente 1 de acuerdo con cualquiera de las realizaciones 1 a 4;
b. formar una región de la base del precursor de recipiente plegando el material compuesto laminar;
c. cerrar la región de la base;
d. llenar el precursor de recipiente con un producto alimenticio, y
e. cerrar el precursor de recipiente en una región superior obteniéndose así un recipiente cerrado.
El cierre en la etapa de proceso c. o e., o en ambas, se logra preferiblemente uniendo regiones del material compuesto laminar. Una unión preferida es por sellado. El recipiente cerrado preferiblemente no incluye base o tapa, o ambas, que no estén formadas en una sola pieza con el material compuesto laminar. Las etapas de proceso b. a e. se llevan a cabo preferiblemente en una máquina de llenado.
En la realización 2, el proceso 4 se configura de acuerdo con la realización 1, en el que por lo menos parte del material compuesto laminar, durante el plegado en la etapa de proceso b, presenta una temperatura de entre 10 y 50 °C, preferiblemente de entre 15 y 40 °C, más preferiblemente de entre 16 y 30 °C y, más preferiblemente, de entre 18 y 25 °C.
En la realización 3, el proceso 4 se configura de acuerdo con las realizaciones 1 o 2, en el que el cierre en la etapa c incluye sellado, en el que el sellado se obtiene poniendo en contacto el material compuesto laminar con un cuerpo macizo a alta temperatura o con un gas a alta temperatura, o con ambos, a una temperatura de entre 200 y 400 °C, preferiblemente de entre 240 y 360 °C y, más preferiblemente, de entre 260 y 340 °C.
En una realización 4, el proceso 4 se configura de acuerdo con una de las realizaciones 1 a 3, en el que el proceso incluye, además, una etapa de proceso f., en el que el recipiente cerrado en la etapa de proceso f. se une a un dispositivo de apertura. El recipiente cerrado se une preferiblemente al dispositivo de apertura de manera que el dispositivo de apertura cubre un orificio en la capa de soporte. Un dispositivo de apertura preferido es una herramienta de corte como, por ejemplo, un anillo de corte. Preferiblemente, además, el dispositivo de apertura puede incluir una tapa.
Se describe también aquí una realización 1 de un recipiente cerrado 2 que puede obtenerse mediante el proceso 4 según cualquiera de las realizaciones 1 a 4.
Una realización 1 de un uso del material compuesto laminar 1 según cualquiera de las realizaciones 1 a 19 para producir un recipiente cerrado lleno de un producto alimenticio contribuye al cumplimiento de por lo menos uno de los objetivos de la invención.
Las características que se describen como preferidas en una categoría de la invención también son preferidas en una realización de las otras categorías de la invención.
Capas
Dos capas quedan unidas entre sí cuando su adhesión entre sí supera las fuerzas de atracción de van der Waals. Las capas unidas entre sí son preferiblemente aquellas seleccionadas del grupo que consiste en selladas entre sí, enlazadas entre sí y comprimidas entre sí, o una combinación de por lo menos dos de las mismas. Salvo que se indique lo contrario, las capas de una secuencia de capas pueden ir seguidas unas de otras indirectamente, es decir, con una o por lo menos dos capas intermedias, o directamente, es decir, sin capa intermedia. Éste es, en particular, el caso de la terminología en la que una capa se superpone a otra capa. Una terminología en la que una secuencia de capas incluye unas capas enumeradas significa que por lo menos las capas indicadas están presentes en la secuencia indicada. Esta terminología no significa necesariamente que estas capas vayan seguidas directamente. Una terminología en la que dos capas quedan unidas entre sí significa que estas dos capas van seguidas directamente y, por lo tanto, sin capa intermedia. Sin embargo, esta terminología no dice nada sobre si las dos capas están o no unidas entre sí. En cambio, estas dos capas pueden estar en contacto una con otra.
Picos
Los picos A y B, así como los picos C y D, pueden ir seguidos uno tras otro directamente en la gráfica de la calorimetría de barrido diferencial de acuerdo con la invención; sin embargo, también pueden ir seguidos uno tras otro indirectamente, es decir con uno o más picos entre ellos. Los picos mencionados anteriormente son, en cada caso, preferiblemente transiciones de fusión.
Capas poliméricas
En el siguiente texto, el término "capa polimérica" se refiere, en particular, a la capa interna polimérica, la capa externa polimérica y la capa intermedia polimérica, más preferiblemente a la capa interna polimérica o a la primera capa intermedia o a ambas. Un polímero preferido es una poliolefina. Las capas poliméricas pueden tener otros componentes. Las capas poliméricas se aplican o se introducen preferiblemente en un proceso de extrusión en el material compuesto laminar. Los demás componentes de las capas poliméricas son preferiblemente componentes que no afectan negativamente al comportamiento del polímero fundido cuando se aplican como capa. Los demás componentes pueden ser, por ejemplo, compuestos inorgánicos, tales como sales metálicas, u otros plásticos, como otros termoplásticos. Sin embargo, también es concebible que los demás componentes sean cargas o pigmentos, tales como, por ejemplo, negro de humo u óxidos metálicos. Termoplásticos adecuados que se contemplan para los constituyentes adicionales incluyen aquellos que se pueden procesar fácilmente en virtud de sus buenas características de extrusión. Entre estos son adecuados los polímeros obtenidos por polimerización en cadena, más particularmente poliésteres o poliolefinas, en el que los copolímeros de olefina cíclica (COC), los copolímeros de olefina policíclica (POC), más particularmente polietileno y polipropileno, son particularmente preferidos y el polietileno es especialmente preferido. Entre los polietilenos, se da preferencia al HDPE (polietileno de alta densidad), MDPE (polietileno de densidad media), LDPE (polietileno de baja densidad), LLDPE (polietileno lineal de baja densidad), VLDPE (polietileno de muy baja densidad) y PE (polietileno), y también mezclas de por lo menos dos de los mismos. También es posible utilizar mezclas de por lo menos dos termoplásticos. Capas poliméricas adecuadas poseen un índice de índice de fluidez (MFR) en un intervalo entre 1 y 25 g/10 min, preferiblemente en un intervalo entre 2 y 20 g/10 min y más preferiblemente en un intervalo entre 2,5 y 15 g/10 min, y una densidad en un intervalo entre 0,890 g/cm3 y 0,980 g/cm3, preferiblemente en un intervalo entre 0,895 g/cm3y 0,975 g/cm3, y más preferiblemente en un intervalo entre 0,900 g/cm3 y 0,970 g/cm3. Las capas poliméricas poseen preferiblemente por lo menos una temperatura de fusión en un intervalo entre 80 y 155 °C, preferiblemente en un intervalo entre 90 y 145 °C y, más preferiblemente, en un intervalo entre 95 y 135 °C.
Capa interna polimérica
La capa interna polimérica se basa en polímeros termoplásticos y puede incluir un sólido inorgánico en partículas. Sin embargo, se prefiere que la capa interna polimérica incluya un polímero termoplástico en una proporción de por lo menos un 70 % en peso, preferiblemente por lo menos un 80 % en peso y más preferiblemente por lo menos un 95 % en peso, en base, en cada caso, al peso total de la capa interna polimérica. El polímero o la mezcla de polímeros de la capa interna polimérica tiene preferiblemente una densidad (según iSo 1183-1:2004) en un intervalo entre 0,900 y 0,980 g/cm3, prefiriéndose particularmente en un intervalo entre 0,900 y 0,960 g/cm3 y más preferiblemente en un intervalo entre 0,900 y 0,940 g/cm3.
Capa de soporte
El peso por unidad de superficie de la capa de soporte es preferiblemente en un intervalo entre 130 y 400 g/m2 y más preferiblemente en un intervalo entre 150 a 380 g/m2. Un cartón preferido presenta generalmente una configuración de una sola capa o de múltiples capas y puede haber sido recubierto en uno o ambos lados con una o dos o más capas exteriores. Además, un cartón preferido posee un contenido de humedad residual de menos de un 20% en peso, preferiblemente entre un 2 y un 15% en peso y más preferiblemente entre un 4 y un 10% en peso, en base al peso total del cartón. Un cartón especialmente preferido presenta una configuración de múltiples capas. Preferiblemente, además, en la superficie orientada hacia el entorno, el cartón presenta por lo menos una lámina, pero más preferiblemente por lo menos dos láminas, de una capa exterior conocida por el experto en la materia como "recubrimiento de papel". Además, un cartón preferido posee un valor de Scott Bond en un intervalo entre 100 y 360 J/m2, preferiblemente entre 120 a 350 J/m2 y especialmente preferiblemente entre 135 y 310 J/m2. En virtud de los intervalos especificados anteriormente, se consigue obtener un compuesto a partir del cual es fácilmente posible, dentro de pequeñas tolerancias, plegar un recipiente altamente estanco.
Capa de barrera
El material utilizado como capa de barrera puede ser cualquier material adecuado para el experto en la materia para este fin y que tenga un efecto barrera suficiente, especialmente respecto al oxígeno. La capa de barrera se selecciona preferiblemente de
a. una capa de barrera de plástico;
b. una capa de metal;
c. una capa de óxido metálico; o
d. una combinación de por lo menos dos de a. a c.
Si, según la alternativa a., la capa de barrera es una capa de barrera de plástico, ésta incluye preferiblemente por lo menos un 70 % en peso, más preferiblemente por lo menos un 80 % en peso y más preferiblemente por lo menos un 95 % en peso de por lo menos un plástico que es conocido por el experto en la materia para este fin, especialmente debido a sus propiedades de barrera de aroma y/o de barrera de gas que son adecuadas para recipientes de envasado. Los plásticos, especialmente los termoplásticos, que se contemplan aquí son plásticos que contienen N o que contienen O, ya sea individualmente o en mezclas de dos o más. De acuerdo con la invención, puede resultar ventajoso que la capa de barrera de plástico posea una temperatura de fusión en un intervalo de más de entre 155 y 300°C, preferiblemente en un intervalo de entre 160 y 280°C y más preferiblemente en un intervalo de entre 170 y 270°C.
Con mayor preferencia, la capa de barrera de plástico tiene un peso por unidad de superficie en un intervalo entre 2 y 120 g/m2, preferiblemente en un intervalo entre 3 y 60 g/m2, más preferiblemente en un intervalo entre 4 y 40 g/m2 y, además, preferiblemente de entre 6 y 30 g/m2. Preferiblemente, además, la capa de barrera de plástico puede obtenerse a partir de masas fundidas tal como, por ejemplo, mediante extrusión, más particularmente extrusión de capas. Preferiblemente, además, la capa de barrera de plástico también puede introducirse en el material compuesto laminar por laminación. En ese caso, es preferible incorporar una lámina al material compuesto laminar. De acuerdo con otra realización, las capas de barrera de plástico seleccionadas también pueden incluir capas que pueden obtenerse por deposición a partir de una solución o dispersión de plástico.
Polímeros en cuestión adecuados son preferiblemente aquellos que tienen un peso molecular con un peso promedio, determinado por cromatografía por permeabilidad de gel (GPC) mediante dispersión de luz, en un intervalo entre 3 x 103 y 1107 g/mol, preferiblemente en un intervalo entre 5103 y 1106 g/mol y más preferiblemente en un intervalo entre 6103 y 1105 g/mol. Polímeros adecuados contemplados incluyen, en particular, poliamida (PA) o polietilen-vinil-alcohol (EVOH) o una mezcla de los mismos.
Entre las poliamidas, son adecuadas todas aquellas PAs que parezcan adecuadas para el experto en la materia para su uso de acuerdo con la invención. En este caso, cabe mencionar, en particular, PA 6, PA 6.6, PA 6.10, PA 6.12, PA 11 o PA 12 o una mezcla de por lo menos dos de las mismas, siendo especialmente preferidas PA 6 y PA 6.6 y siendo, además, preferida PA 6. La PA 6 está disponible en el mercado, por ejemplo, bajo los nombres comerciales Akulon®, Durethan®y Ultramid®. También son adecuadas las poliamidas amorfas tales como, por ejemplo, PA MXD6, Grivory® y Selar®. Se prefiere que la PA tenga una densidad en un intervalo entre 1,01 y 1,40 g/cm3, preferiblemente en un intervalo entre 1,05 y 1,30 g/cm3 y, más preferiblemente, en un intervalo entre 1,08 y 1,25 g/cm3. Se prefiere, además, que la PA tenga un número de viscosidad en un intervalo entre 130 y 185 ml/g y preferiblemente en un intervalo entre 140 y 180 ml/g.
El EVOH contemplado incluye todos los EVOHs que parezcan adecuados para el experto en la materia para su uso de acuerdo con la invención. Ejemplos de éstos se encuentran disponibles en el mercado, entre otros, bajo los nombres comerciales EVAL® de EVAL Europe NV, Bélgica, en diversas versiones, tal como, por ejemplo, las clases EVAL® F104B o EVAL®LR171B. EVOHs preferidos poseen por lo menos una, dos, una pluralidad o todas las siguientes propiedades:
- un contenido de etileno en un intervalo entre un 20 y un 60 % molar, preferiblemente entre un 25 y un 45 % molar;
- una densidad en un intervalo entre 1,0 y 1,4 g/cm3, preferiblemente entre 1,1 y 1,3 g/cm3;
- un punto de fusión en un intervalo de entre más de 155 y 235 °C, preferiblemente entre 165 y 225 °C;
-un MFR (210°C/2,16 kg si T<m>(<evoh>) < 230 °C) en un intervalo de entre 1 y 25 g/10 min, preferiblemente entre 2 y 20 g/10 min;
- un índice de permeabilidad de oxígeno en un intervalo entre 0,05 y 3,2 cm320 pm/m2 día atm, preferiblemente en un intervalo entre 0,1 y 1 cm320 pm/m2 díaatm.
Preferiblemente, por lo menos una capa polimérica, más preferiblemente la capa interna polimérica, o, preferiblemente, todas las capas poliméricas, tiene o tienen una temperatura de fusión inferior a la temperatura de fusión de la capa de barrera. Éste es especialmente el caso si la capa de barrera está formada de polímero. Las temperaturas de fusión de por lo menos una capa, en particular la capa interna polimérica, y la temperatura de fusión de la capa de barrera difieren preferiblemente en por lo menos 1 K, más preferiblemente en por lo menos 10 K, de manera particularmente preferida en por lo menos 50 Ky, con mayor preferencia, en por lo menos 100 K. La diferencia de temperatura debe seleccionarse preferiblemente de manera que sólo permita que la capa de barrera, en particular la capa de barrera de plástico, se funda durante el plegado.
De acuerdo con la alternativa b., la capa barrera es una capa metálica. Capas metálicas adecuadas son, en principio, todas las capas con metales que conoce el experto en la materia y que son capaces de ofrecer una alta opacidad e impermeabilidad al oxígeno. De acuerdo con una realización preferida, la capa metálica puede estar presente en forma de lámina o de capa depositada, por ejemplo, por deposición física de vapor. La capa de metal es preferiblemente una capa ininterrumpida. De acuerdo con otra realización preferida, la capa de metal tiene un grosor en un intervalo entre 3 y 20 pm, preferiblemente en un intervalo entre 3,5 y 12 pm y más preferiblemente en un intervalo entre 4 y 10 pm.
Los metales preferiblemente seleccionados son aluminio, hierro o cobre. Una capa de hierro preferida puede ser una capa de acero, en forma de lámina, por ejemplo. Con mayor preferencia, la capa de metal es una capa con aluminio. La capa de aluminio puede consistir, si es necesario, en una aleación de aluminio tal como, por ejemplo, AlFeMn, AlFel.5Mn, AlFeSi o AlFeSiMn. La pureza suele ser de un 97,5 % o superior, preferiblemente de un 98,5 % o superior, en cada caso, en base a la capa de aluminio completa. En una configuración particular, la capa de metal consiste en una lámina de aluminio. Láminas de aluminio adecuadas poseen una capacidad de estiramiento de más de un 1%, preferiblemente de más de un 1,3% y más preferiblemente de más de un 1,5%, y una resistencia a la tracción de más de 30 N/mm2, preferiblemente más de 40 N/mm2 y de manera particularmente preferida más de 50 N/mm2 Láminas de aluminio adecuadas presentan un tamaño de gota en la prueba de pipeta de más de 3 mm, preferiblemente más de 4 mm y de manera particularmente preferida más de 5 mm. Aleaciones adecuadas para la producción de capas o láminas de aluminio están disponibles en el mercado bajo las denominaciones EN AW 1200, EN AW 8079 o EN AW 8111 de Hydro Aluminium Deutschland GmbH o Amcor Flexibles Singen GmbH. En el caso de una lámina metálica como capa de barrera, puede proporcionarse una capa promotora de adhesión entre la lámina metálica y la capa polimérica más cercana en una o ambas caras de la lámina metálica.
Es posible además, preferiblemente, de acuerdo con la alternativa c, seleccionar una capa de óxido metálico como capa barrera. Las capas de óxido metálico contempladas incluyen todas las capas de óxido metálico que son familiares para el experto en la materia y parecen adecuadas para lograr un efecto de barrera respecto a la luz, el vapor y/o el gas. Se prefieren especialmente capas de óxido metálico a base de los metales mencionados anteriormente, aluminio, hierro o cobre, y también capas de óxido metálico a base de compuestos de óxido de titanio o de silicio. Una capa de óxido metálico se genera, por ejemplo, por deposición en fase de vapor de óxido metálico sobre una capa de plástico tal como, por ejemplo, una película de polipropileno orientado. Un método preferido para esto es el de la deposición física de vapor.
De acuerdo con otra realización preferida, la capa metálica o la capa de óxido metálico puede estar presente como un compuesto de capas formado por una o más capas de plástico con una capa metálica. Una capa de este tipo puede obtenerse, por ejemplo, por deposición en fase de vapor de metal sobre una capa de plástico tal como, por ejemplo, una película de polipropileno orientado. Un método preferido para este fin es la deposición física de vapor. Superficie externa
La superficie externa del material compuesto laminar es una superficie de una capa del material compuesto laminar que, en un recipiente que se va a producir a partir del material compuesto laminar, está destinada a quedar en contacto con el entorno del recipiente. Esto también es válido si en distintas zonas del recipiente las superficies externas de diferentes zonas del compuesto se pliegan unas sobre otras o quedan unidas entre sí, por ejemplo, selladas entre sí.
Superficie interna
La superficie interna del material compuesto laminar es una superficie de una capa del material compuesto laminar que está destinada, en un recipiente que se va a producir a partir del material compuesto laminar, a quedar en contacto con el contenido del recipiente, preferiblemente con un producto alimenticio.
Capa promotora de adhesión/adherencia
Una capa promotora de adhesión puede estar situada entre capas que no estén unidas directamente entre sí, preferiblemente entre la capa de barrera y la capa interna polimérica. Promotores de adhesión contemplados en una capa promotora de adhesión incluyen todos los plásticos que, en virtud de la funcionalización por medio de grupos funcionales adecuados, son adecuados para producir una unión segura a través de la formación de enlaces iónicos o enlaces covalentes a una superficie de una capa respectivamente adyacente. Se trata, preferiblemente, de poliolefinas funcionalizadas obtenidas por copolimerización de etileno con ácidos acrílicos tales como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico, acrilatos, derivados de acrilato o anhídridos carboxílicos que presentan dobles enlaces, siendo un ejemplo el anhídrido maleico, o por lo menos dos de los mismos. Entre estos, se prefieren polímeros de injerto de anhídrido maleico de polietileno (EMAH), copolímeros de ácido acrílico de etileno (EAA) o copolímeros de ácido metacrílico de etileno (EMAA), que se comercializan, por ejemplo, bajo los nombres comerciales Bynel® y Nucrel® 0609HSA, de DuPont, o Escor® 6000ExCo, de Exxon-Mobil Chemicals.
De acuerdo con la invención, se prefiere que la adhesión entre una capa de soporte, una capa polimérica o una capa de barrera y la capa más cercana respectivamente sea de por lo menos 0,5 N/15 mm, preferiblemente de por lo menos 0,7 N/15 mm y de manera particularmente preferida de por lo menos 0,8 N/15 mm. En una configuración de la invención se prefiere que la adhesión entre una capa polimérica y una capa de soporte sea de por lo menos 0,3 N/15 mm, preferiblemente de por lo menos 0,5 N/15 mm y de manera particularmente preferida de por lo menos 0,7 N/15 mm. Se prefiere, además, que la adhesión entre una capa de barrera y una capa polimérica sea de por lo menos 0,8 N/15 mm, preferiblemente de por lo menos 1,0 N/15 mm y de manera particularmente preferida de por lo menos 1,4 N/15 mm. Cuando una capa de barrera sigue indirectamente a una capa polimérica, a través de una capa promotora de adhesión, se prefiere que la adhesión entre la capa de barrera y la capa promotora de adhesión sea por lo menos 1,8 N/15 mm, preferiblemente por lo menos 2,2 N/15 mm y de manera particularmente preferida por lo menos 2,8 N/15 mm. En una configuración particular, la adhesión entre las capas individuales es suficientemente fuerte de manera que, durante la prueba de adhesión, una capa de soporte se desgarra - un desgarro de fibras de cartón en el caso de cartón como capa de soporte.
Promotor de adhesión
Promotores de adhesión útiles en la capa intermedia polimérica, en particular, en la capa intermedia adicional, incluyen todos los polímeros que son adecuados para producir una unión firme a través de la funcionalización por medio de grupos funcionales adecuados, mediante la formación de enlaces iónicos o enlaces covalentes con una superficie de una capa adyacente respectivamente. Preferiblemente, se trata de poliolefinas funcionalizadas que se han obtenido por copolimerización de etileno con ácidos acrílicos tales como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico, acrilatos, derivados de acrilato o anhídridos carboxílicos que llevan dobles enlaces, por ejemplo anhídrido maleico, o por lo menos dos de estos. Entre estos, se prefieren polímeros de injerto de anhídrido maleico de polietileno (EMAH), copolímeros de ácido acrílico de etileno (EAA) o copolímeros de ácido metacrílico de etileno (EMAA), que se comercializan, por ejemplo, bajo los nombres comerciales Bynel® y Nucrel® 0609HSA, nombres comerciales de DuPont, o Escor® 6000ExCo, de Exxon-Mobil Chemicals. La primera capa intermedia y la capa intermedia adicional incluyen preferiblemente el mismo promotor de adhesión.
Poliolefina
Una poliolefina preferida es un polietileno (PE) o un polipropileno (PP) o ambos. Un polietileno preferido es uno seleccionado del grupo que consiste en un LDPE, un LLDPE y un HDPE, o una combinación de por lo menos dos de los mismos. Otra poliolefina preferida es una m-poliolefina (poliolefina preparada utilizando un catalizador de metaloceno). Polietilenos adecuados poseen un índice de fluidez (MFI - índice de fujo de fusión = MFR - tasa de fujo de fusión) en un intervalo entre 1 y 25 g/10 min, preferiblemente en un intervalo entre 2 y 20 g/10 min y de manera particularmente preferida en un intervalo entre 2,5 y 15 g/10 min, y una densidad en un intervalo entre 0,910 g/cm3 y 0,935 g/cm3, preferiblemente en un intervalo entre 0,912 g/cm3 y 0,932 g/cm3, y de manera particularmente preferida en un intervalo entre 0,915 g/cm3 y 0,930 g/cm3.
m-Polímero
Un m-polímero es un polímero preparado utilizando un catalizador de metaloceno. Un metaloceno es un compuesto organometálico en el que un átomo metálico central queda dispuesto entre dos ligandos orgánicos tal como, por ejemplo, los ligandos de ciclopentadienilo. Un m-polímero preferido es una m-poliolefina, preferiblemente un mpolietileno o un m-polipropileno o ambos. Un m-polietileno preferido es uno seleccionado del grupo que consiste en un mLDPE, un mLLDPE y un mHDPE, o una combinación de por lo menos dos de los mismos.
Extrusión
En la extrusión, los polímeros se calientan habitualmente a temperaturas de entre 210 y 350 °C, medido en la película de polímero fundido debajo de la salida de la matriz de la extrusora. La extrusión puede llevarse a cabo mediante herramientas de extrusión disponibles en el mercado y conocidas por el experto en la materia, tales como, por ejemplo, extrusoras, husillos de extrusión, bloques de alimentación, etc. Preferiblemente, al final de la extrusora se dispone preferiblemente una abertura a través de la cual se prensa el polímero fundido. La abertura puede tener cualquier forma que permita extruir el polímero fundido sobre el precursor de material compuesto. Por ejemplo, la apertura puede ser angular, ovalada o circular. La abertura tiene preferiblemente forma de ranura de embudo. En una realización preferida del proceso, la aplicación se realiza a través de una ranura. La ranura preferiblemente presenta una longitud en un intervalo entre 0,1 y 100 m, preferiblemente en un intervalo entre 0,5 y 50 m, de manera particularmente preferida en un intervalo entre 1 y 10 m. Además, la ranura preferiblemente presenta una anchura en un intervalo entre 0,1 y 20 mm, preferiblemente en un intervalo entre 0,3 y 10 mm, de manera particularmente preferida en un intervalo entre 0,5 y 5 mm. Durante la aplicación de la masa fundida de polímero, es preferible que la ranura y el precursor de material compuesto se muevan uno respecto al otro. Por lo tanto, un proceso preferido es aquel en el que el precursor de material compuesto se mueve respecto a la ranura.
En el caso de una operación de recubrimiento por extrusión preferida, la masa fundida de polímero se estira durante la aplicación, lográndose este estiramiento preferiblemente mediante estiramiento de la masa fundida, muy preferiblemente mediante estiramiento de la masa fundida monoaxial. Para este fin, la capa se aplica en estado fundido al precursor de material compuesto utilizando una extrusora de fusión, y la capa aplicada, todavía en estado fundido, se estira posteriormente en dirección preferiblemente monoaxial para lograr la orientación del polímero en esta dirección. La capa aplicada se enfría posteriormente para su fijación por calor. En este contexto, se prefiere especialmente que el estiramiento se realice por lo menos mediante las siguientes etapas de aplicación:
b1. creación de la masa fundida de polímero como película fundida a través de por lo menos una ranura de la matriz de extrusión a una velocidad de aparición Veme;
b2. aplicación de la película fundida al precursor de material compuesto que se mueve respecto a por lo menos una ranura de la matriz de la extrusora a una velocidad de movimiento Vpre;
en el que Veme < Vpre. Con más preferencia particular, Vpre es mayor que Veme en un factor en el intervalo entre 5 y 200, de manera particularmente preferida en un intervalo entre 7 y l5o, con mayor preferencia en un intervalo entre 10 y 50 y más preferiblemente en un intervalo entre 15 y 35. Se prefiere aquí que Vpre sea por lo menos 100 m/min, de manera especialmente preferida por lo menos 200 m/min y muy preferiblemente por lo menos 350 m/min, pero habitualmente no más de 1300 m/min. Cuando la capa fundida se ha aplicado al precursor de material compuesto por medio del proceso de estiramiento descrito anteriormente, la capa fundida puede enfriarse con el fin de fijarla por calor, y este enfriamiento se logra preferiblemente mediante enfriamiento rápido por contacto con una superficie que se mantiene a una temperatura en un intervalo entre 5 y 50°C, más preferiblemente en un intervalo entre 10 y 30°C. De acuerdo con otra configuración preferida, la zona se ha creado se enfría a una temperatura inferior a la temperatura de fusión más baja de los polímeros previstos en esta zona o en sus flancos, y a continuación por lo menos los flancos de la zona se separan de esta zona. El enfriamiento puede llevarse a cabo de cualquier manera que sea familiar para la persona experta y le parezca adecuada. También en este caso se da preferencia a la fijación por calor ya descrita anteriormente. Posteriormente por lo menos los flancos se separan de la zona. La separación puede llevarse a cabo de cualquier manera que sea familiar para el experto y le parezca adecuada. La separación se lleva a cabo preferiblemente mediante cuchilla, rayo láser o chorro de agua, o una combinación de dos o más de ellos, siendo particularmente preferido el uso de cuchillas, especialmente cuchillas para cizalla.
Productos alimenticios
El presente material compuesto laminar y también el precursor de recipiente están diseñados preferiblemente para producir un recipiente para productos alimenticios. Además, el recipiente cerrado de la invención es preferiblemente un recipiente para productos alimenticios. Productos alimenticios contemplados incluyen todos los productos alimenticios conocidos por el experto en la materia para el consumo humano, así como alimentos para animales. Productos alimenticios preferidos son líquidos a más de 5°C tales como, por ejemplo, productos lácteos, sopas, salsas y bebidas sin gas.
Colorantes
De acuerdo con la norma DIN 55943:2001-10, colorante es la denominación colectiva de todas las sustancias colorantes, más concretamente, para tintes y pigmentos. Un colorante preferido es un pigmento. Un pigmento preferido es un pigmento orgánico. Pigmentos importantes en el contexto de la invención son especialmente los pigmentos mencionados en la norma DIN 55943:2001-10 y en"Industrial Organic Pigments, Third Edition."(Willy Herbst, Klaus Hunger Copyright © 2004 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim ISBN: 3-527-30576-9). Recipiente
El recipiente cerrado de la invención puede tener una multitud de formas diferentes, pero preferiblemente es una estructura sustancialmente cuboide. Además, el recipiente puede estar formado en toda su superficie a partir de un material compuesto laminar, o puede tener una configuración de dos o múltiples piezas. En el caso de una configuración de múltiples piezas, es concebible que, además del material compuesto laminar, se utilicen otros materiales tales como, por ejemplo, plásticos, que pueden utilizarse especialmente en la zona superior o inferior del recipiente. En este caso, sin embargo, se prefiere que el recipiente esté construido del material compuesto laminar por lo menos un 50%, más preferiblemente por lo menos un 70% y con mayor preferencia por lo menos un 90% de su área. El recipiente, además, puede tener un dispositivo que permita vaciar el contenido. Este dispositivo puede estar realizado de plástico, por ejemplo, y aplicarse en el lado externo del recipiente. También es posible integrar este dispositivo en el recipiente mediante moldeo por inyección directa. De acuerdo con una configuración preferida, el recipiente de la invención tiene por lo menos un borde, preferiblemente entre 4 y 22 o más bordes, más preferiblemente entre 7 y 12 bordes. Un borde en el contexto de la presente invención se refiere a regiones que se forman cuando se pliega una superficie. Bordes ilustrativos incluyen las regiones alargadas de contacto entre dos superficies de pared del recipiente, y también se denominan aquí bordes longitudinales. En el recipiente, las paredes del recipiente representan preferiblemente las superficies del recipiente que queda definidas por los bordes. El interior de un recipiente de la invención contiene preferiblemente un producto alimenticio. El recipiente cerrado preferiblemente no incluye una tapa o base, o ambas, que no estén formadas en una sola pieza con el material compuesto laminar. Un recipiente cerrado preferido contiene un producto alimenticio.
MÉTODOS DE MEDICIÓN
Se utilizaron los siguientes métodos de medición para los fines de la invención. Salvo que se indique lo contrario, las mediciones se realizaron a una temperatura ambiente de 25 °C, una presión de aire ambiente de 100 kPa (0,986 atm) y una humedad atmosférica relativa del 50 %.
MFR
El MFR se mide según la norma ISO 1133 (salvo que se indique lo contrario, a 190 °C y 2,16 kg).
Densidad
La densidad se mide según la norma ISO 1183-1.
Temperatura de fusión
La temperatura de fusión se determina utilizando el método DSC de la norma ISO 11357-1,-5. La calibración del instrumento se realiza de acuerdo con las instrucciones del fabricante, utilizando las siguientes mediciones:
-temperatura del indio-temperatura de inicio
- calor de fusión del indio,
- temperatura del zinc - temperatura de inicio.
Índice de permeabilidad de oxígeno
El índice de permeabilidad de oxígeno se determina según la norma ISO 14663-2, Anexo C, a 20°C y a una humedad relativa del 65%.
Contenido de humedad del cartón
El contenido de humedad del cartón se mide según la norma ISO 287:2009.
Detección de colorantes
Pueden detectarse colorantes orgánicos de acuerdo con los métodos descritos en"Industrial Organic Pigments, Third Edition."(Willy Herbst, Klaus Hunger Copyright ® 2004 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim ISBN: 3-527-30576-9) .
Adhesión
La adhesión de dos capas adyacentes se determina fijándolas en un rodillo giratorio sobre un dispositivo de prueba de desprendimiento a 90°, siendo un ejemplo el accesorio de rueda giratoria alemana de Instron, girando dicho rodillo a 40 mm/min durante la medición. Las muestras fueron cortadas previamente en tiras de 15 mm de ancho. En un lado de la muestra, las láminas se separan una de otra y el extremo separado se sujeta a un dispositivo de tracción orientado verticalmente hacia arriba. En el dispositivo de tracción se monta un instrumento de medición para determinar la fuerza de tracción. A medida que el rodillo gira, se mide la fuerza necesaria para separar las láminas entre sí. Esta fuerza corresponde a la adhesión de las capas entre sí y se expresa en N/15 mm.
Preparación de muestras para calorimetría de barrido diferencial (DSC)
Las secciones de muestras se cortan del laminado (5 cm x 5 cm). A continuación, las muestras se separan en la región del material de soporte, tras lo cual la capa de laminado, la capa de barrera y la capa interna se tratan en un baño de ácido acético al 30%durante 30 minutos a 60 °C. Posteriormente, es posible separar la capa de barrera de la capa de laminado y la capa interna sin que se destruyan. A continuación, la capa laminada se trata durante 10 minutos en una solución de hidróxido de sodio al 50 % a temperatura ambiente. A continuación, se eliminan mecánicamente los residuos de la capa de soporte. Posteriormente las muestras se enjuagan con agua destilada y se secan. Las capas de laminado individualizadas y películas de la capa interna resultantes son susceptibles de medición, después del secado, por calorimetría de barrido diferencial.
Calorimetría de barrido diferencial (DSC)
La calorimetría de barrido diferencial se realiza según la norma DIN EN ISO 11357-1:2010-03. En este método, el flujo de calor se mide en función de la temperatura. Por lo tanto, la gráfica de la medición muestra el flujo de calor (dQ/dt) en el eje de ordenadas en función de la temperatura (T) en el eje de abscisas. La dirección endotérmica es siempre hacia arriba, como en la nota 2 del apartado 3.1 de la norma DIN EN ISO 11357-1:2010-03. Se realiza una calorimetría diferencial de flujo de calor de acuerdo con el apartado 4.2 de la norma DIN EN ISO 11357-1:2010-03. En este caso, el crisol de referencia está siempre vacío y, según el apartado 3.10 de la norma DIN EN ISO 11357-1:2010-03, la posición de referencia se utiliza siempre para la temperatura. El gas de enjuague utilizado (secciones 5.5 y 9.1.2 de la norma DIN EN ISO 11357-1:2010-03) es nitrógeno. Antes de cada medición, el instrumento DSC se calibra según las secciones 8.2 a 8.4 de la norma DIN EN ISO 11357-1:2010-03 utilizando las sustancias de calibración (secciones 3.2 y 5.4 de la norma DIN EN ISO 11357-1:2010-03) indio y zinc (según el anexo C de la norma DIN EN ISO 11357-1:2010-03). Según lo recomendado en el apartado 8.4.2 de la norma DIN EN ISO 11357-1:2010-03, la calibración térmica se realiza utilizando indio como sustancia de calibración. Las mediciones se realizan en modo dinámico (3.9.5 de la norma DIN EN ISO 11357-1:2010-03). En este caso, la muestra se trata previamente calentándola primero de 30 °C a 160 °C a 10 °C/min y manteniendo la temperatura durante 10 minutos. Posteriormente la muestra se enfría a 30°C a 5°C/min. Posteriormente, se lleva a cabo la medición con una velocidad de calentamiento de 10 °C/min hasta alcanzar los 160 °C. Para evaluar la medición, se utiliza únicamente la segunda curva de calentamiento descrita anteriormente.
El término "pico" tal como se utiliza aquí puede equipararse al mismo término utilizado en DIN EN ISO 11357-1:2010-03. En consecuencia, también es válida la definición del apartado 3.9 de la norma. Los picos A y B de la capa interna polimérica se sitúan típicamente en un intervalo entre 50 °C y 135 °C, y para la capa polimérica adicional, que preferiblemente es una capa de laminado, en un intervalo entre 80 °C y 132 °C. La entalpía de fusión de un pico (denominada en la norma: "área del pico") equivale al área comprendida entre la línea de base virtual interpolada (según la sección 3.7.3 de la norma DIN EN ISO 11357-1:2010-03) del pico y la gráfica de DSC desde la temperatura inicial extrapolada hasta la temperatura final extrapolada del pico.
Para los términos "temperatura inicial extrapolada y temperatura final extrapolada" utilizados aquí, la norma DIN EN ISO 11357-1:2010-03 utiliza los términos "temperatura inicial interpolada o extrapolada" y "temperatura final interpolada o extrapolada", que pueden equipararse, por lo tanto, a estos términos en lo que respecta a su contenido. Las definiciones de las temperaturas extrapoladas (redacción de la norma: temperaturas "interpoladas o extrapoladas") se encuentran en la página 11 de la norma DIN EN ISO 11357-1:2010-03. Para este fin se utilizan tangentes como líneas auxiliares.
El ancho de un pico, tal como se utiliza aquí, es igual a la diferencia entre la temperatura final extrapolada de este pico y su temperatura inicial extrapolada. Esta definición se aparta de la definición que se da en la sección 3.9.5 de la norma DIN EN ISO 11357-1:2010-03, ya que aquí se utilizan temperaturas extrapoladas. Además, la norma define la altura de un pico como altura de pico (3.9.4). Esta definición también es válida aquí.
Estanqueidad
El medio de prueba utilizado para la prueba de estanqueidad es Kristalloel 60 de Shell Chemicals con azul de metileno. Para esta prueba se fabricaron 250 recipientes a partir del laminado de prueba, tal como se describe a continuación para los ejemplos de la invención y ejemplos comparativos, y se llenaron con agua y se cerraron. A continuación, se cortan los recipientes cerrados a lo largo de su periferia, en cada caso, de manera que se obtiene una parte del recipiente abierta por arriba y que incluye la región de la base cerrada. Esta parte del recipiente se llena aproximadamente con 20 ml del medio de prueba y se guarda durante 24 horas. Después de intervalos de una, tres y 24 horas, las partes del recipiente se inspeccionan a simple vista en el lado exterior de la región de la base para determinar si el medio de prueba allí ha generado, en el caso de fuga de la región de la base, decoloraciones azules.
La invención se explica, a continuación, de manera más precisa, mediante unos ejemplos y dibujos sin que los ejemplos y dibujos impliquen ninguna restricción de la invención. Además, salvo que se indique lo contrario, los dibujos no están a escala.
Para los ejemplos, se produjeron unos laminados con la siguiente configuración de capas y secuencia de capas mediante un proceso de extrusión de capas.
Para los siguientes ejemplos de la invención y ejemplos comparativos (no de la invención) adicionales, se produjeron unos laminados con la siguiente configuración de capas y secuencia de capas mediante un proceso de extrusión de capas.
Producción de laminado
El laminado se produce en una línea de recubrimiento por extrusión (ER-WE-PA GmbH, Erkrath, Alemania) que comprende una extrusora, un husillo de extrusión, un bloque de alimentación y una matriz. En la primera etapa, la capa externa polimérica se aplica a la capa de soporte en la línea de recubrimiento por extrusión. En la segunda etapa, la capa de laminado se aplica junto con la capa de barrera a la capa de soporte recubierta previamente con la capa externa polimérica. En la última etapa, la capa interna polimérica se aplica al material de soporte. Para la aplicación de la capa individual, los polímeros o mezclas de polímeros se funden en una extrusora, donde se calientan a temperaturas de entre 21o °C y 340 °C. Al aplicar un polímero o una mezcla de polímeros en una capa, la masa fundida resultante se transfiere a una matriz mediante un bloque de alimentación. Si se aplican dos o más polímeros o mezclas de polímeros en una capa, las masas fundidas producidas se combinan mediante un bloque de alimentación y se transfieren a la matriz. La masa fundida sale de la matriz a través del espacio de la matriz (longitud 500 mm, anchura 1 mm) y se aplica a la capa de soporte, que se mueve respecto al espacio de la matriz.
Las diferentes capas de laminado en los ejemplos de la invención y ejemplos comparativos adicionales se sometieron, utilizando el método de medición descrito anteriormente, a calorimetría de barrido diferencial, realizándose la preparación de la muestra de manera similar a como se ha descrito anteriormente. En las tablas siguientes se muestran, para los respectivos ejemplos de la invención y ejemplos comparativos, los puntos extremos de los picos medidos A y B, es decir, las temperaturas T<a>y T<b>, y también el ancho de los picos A y B.
Cada uno de los laminados se plegó y se selló para producir unos recipientes cuboidales (tipo ladrillo). En primer lugar, los precursores de recipientes tradicionales de tipo con camisa se fabricaron sellando una unión longitudinal. Estos precursores fueron transportados a una máquina de llenado comercial. En esta máquina se generó una región de la base del recipiente mediante plegado, y se selló mediante soplado con aire caliente. La temperatura respectiva del aire caliente se indica a continuación. Además, los recipientes se llenaron con agua y, mediante un plegado adicional, se generó una región superior que se cerró mediante sellado ultrasónico. Además, los recipientes así producidos fueron sometidos a la prueba de estanqueidad descrita anteriormente. En las siguientes tablas se muestra el número de recipientes con fugas visibles desde el exterior, para los períodos de prueba de 0 a 1 hora, 1 a 3 horas y 3 a 24 horas, y también el total de los mismos para los ejemplos de la invención y ejemplos comparativos. Ejemplos comparativos A (no de la invención)
Ejemplos comparativos B (no de la invención)
Ejemplos comparativos C (no de la invención)
Ejemplo 1 de la invención (no de acuerdo con la invención)
Ejemplos de la invención 2
Ejemplos comparativos D (no de la invención)
Ejemplos comparativos E (no de la invención)
Las subcapas de la capa de laminado, tal como se especifica en las tablas anteriores, son capas subsidiarias que juntas forman la capa de laminado. En las tablas, el listado de las subcapas de arriba a abajo muestra su secuencia en el laminado desde el exterior (lado de la capa de soporte) hasta el interior (lado de la capa de barrera).
Evaluación
Los datos de medición anteriores muestran que, con laminados de acuerdo con la invención, pueden obtenerse menos recipientes con fugas. Más en particular, no se obtienen recipientes con fugas en un rango operativo más amplio para la temperatura del aire caliente para el sellado de la región de la base.
Salvo que se indique lo contrario, en la descripción o en la respectiva figura, se muestra en cada caso, de manera esquemática y no a escala, lo siguiente:
La figura 1 muestra un material compuesto laminar de la invención en una sección transversal;
La figura 2 muestra una gráfica esquemática de una medición de calorimetría de barrido diferencial de la capa intermedia polimérica de la figura 1;
La figura 3 muestra un recipiente precursor de la invención;
La figura 4 muestra un recipiente cerrado de la invención;
La figura 5 muestra un diagrama de flujo de un proceso de la invención;
La figura 6 muestra un diagrama de flujo de otro proceso de la invención;
La figura 7 muestra un diagrama de flujo de otro proceso de la invención; y
La figura 8 muestra una gráfica de una medición de calorimetría de barrido diferencial de una capa intermedia polimérica de un material compuesto laminar de la invención.
La figura 1 muestra un material compuesto laminar 100 de la invención en una sección transversal. El material compuesto laminar 100 incluye, como capas de una secuencia de capas, en una dirección desde un lado externo 101 del material compuesto laminar 100 hasta un lado interno 102 del material compuesto laminar 100, una capa de color 108, una capa externa polimérica 107 de LDPE, una capa de soporte 106 de cartón, una capa intermedia polimérica 105 como capa de laminado, una capa de barrera 104 de aluminio, y una capa interna polimérica 103. En la figura 2 se muestra una gráfica 201 de una calorimetría de barrido diferencial de la capa intermedia polimérica 105. La capa intermedia polimérica 105 incluye un HDPE en una fracción de un 45 % en peso, en base al peso total de la capa intermedia polimérica 105. Además, la capa intermedia polimérica 105 consiste en las siguientes subcapas de una secuencia de subcapas, en una dirección desde el lado externo 101 hasta el lado interno 102: una primera capa intermedia 109 de un 50 % en peso de HDPE y un 50 % en peso de 23L430 de Ineos Koln GmbH, en cada caso, en base al peso total de la primera capa intermedia 109, y una capa intermedia adicional 110 del 100 % en peso de Novex® M21N430 de Ineos Koln GmbH, en base al peso total de la capa intermedia adicional 110. La capa interna polimérica 103 incluye un HDPE en una fracción de un 17 % en peso, en base al peso total de la capa interna polimérica 103. Además, la capa interna polimérica 103 consiste en las siguientes subcapas (no mostradas) de una secuencia de subcapas, en una dirección desde un lado de la capa interna polimérica 103 que está orientado hacia la capa de barrera 104, hasta el lado interno 102: una primera capa interna de un 75 % en peso de HDPE y 25 un % en peso de LDPE, en cada caso en base al peso total de la primera capa interna; una segunda capa interna de un 100 % en peso de LDPE, en base al peso total de la segunda capa interna; y una tercera capa interna de una mezcla de polímeros, consistiendo la mezcla de polímeros en un 30 % en peso de un mPE y un 70 % en peso de un LDPE, en cada caso en base al peso total de la tercera capa interna. Una gráfica de una medición de calorimetría de barrido diferencial de la capa interna polimérica 103 tiene picos de la invención C y D, en particular, respecto a sus anchos y entalpías de fusión He y Hd.
La figura 2 muestra una gráfica esquemática 201 de una medición de calorimetría de barrido diferencial de la capa intermedia polimérica 105 de la figura 1. Aquí se representa gráficamente el flujo de calor dQ/dt en función de la temperatura T en °C. La gráfica incluye un pico A, a una temperatura Ta, y un pico B, a una temperatura Tb. La temperatura Tb es mayor que la temperatura Ta = 105 °C, siendo una diferencia entre ambas de 25 °C. Un ancho 210 del pico B es 12 °C menor que un ancho 202 del pico A. En este caso, el ancho 210 del pico B es igual a una diferencia entre una temperatura final extrapolada 208 del pico B y de una temperatura inicial extrapolada 207 del pico B. Un ancho 202 del pico A es igual a una diferencia entre una temperatura final extrapolada 206 del pico A y una temperatura inicial extrapolada 205 del pico A. Una diferencia 203 entre la temperatura inicial extrapolada 207 del pico B y la temperatura final extrapolada 206 del pico A es de 15 °C. La temperatura inicial y final extrapoladas 205-208 se determinaron por medio de unas líneas auxiliares 209. Una entalpía de fusión H<a>del pico A es 47 J/g. Una entalpía de fusión H<b>del pico es 23 J/g. Las definiciones de los términos utilizados se encuentran, tal como también se ha indicado anteriormente, en DIN EN ISO 11357-1:2010-03.
La figura 3 muestra un precursor de recipiente 300 de la invención. El precursor de recipiente 300 incluye el material compuesto laminar 100 de la figura 1 con 4 pliegues 301. El material compuesto laminar 100 es una pieza en bruto para producir un recipiente cerrado individual 400. El precursor de recipiente 200 tiene forma de camisa e incluye una unión longitudinal 302, en la que un primer borde longitudinal y un borde longitudinal adicional del material compuesto laminar 100 están sellados entre sí. Además, el precursor de recipiente 300 incluye un orificio 305 en la capa de soporte 106. El orificio 305 está cubierto por la capa intermedia polimérica 105, la capa de barrera 104 y la capa interna polimérica 103. Plegando a lo largo de unas ranuras 306 y conectando las regiones de plegado en una región superior 303 y una región de la base 304 del precursor de recipiente 300, puede obtenerse un recipiente cerrado 400. En la figura 4 se muestra un recipiente cerrado 400 de este tipo.
La figura 4 muestra un recipiente cerrado 400 de la invención. El recipiente cerrado 400 se produce a partir del precursor de recipiente 300 según la figura 3. El recipiente cerrado 400 contiene un producto alimenticio 401 y tiene 12 bordes 403. Además, el recipiente cerrado 400 está unido a un dispositivo de apertura 402, que cubre el orificio 305 en el lado externo 101 del material compuesto laminar 100. Aquí, el dispositivo de apertura 402 incluye una tapa y una herramienta de corte conectada a la tapa en su interior.
La figura 5 muestra un diagrama de flujo de un proceso 500 de la invención para producir un material compuesto laminar 100. El proceso 500 incluye las etapas de proceso a) 501 y b) 502. En la etapa de proceso a) 501 se proporciona una capa de soporte 106 de cartón en forma de rollo, una capa de barrera 104 de aluminio en forma de rollo, una primera composición de polímero y una composición de polímero adicional. En la etapa de proceso b) 502, la capa de barrera 104 y la capa de soporte 106 se unen entre sí. Esto se realiza laminando la capa de barrera 104 a la capa de soporte 106 utilizando la primera composición de polímero y la composición de polímero adicional como agentes de laminado. El laminado se realiza mediante termolaminado. En esta operación, la capa de soporte 106 se pone en contacto con la primera composición de polímero, y la capa de barrera 104 con la otra composición de polímero. Además, la primera composición de polímero y la composición de polímero adicional se ponen en contacto entre sí. Como resultado de este procedimiento, se obtiene un material compuesto laminar 100 que incluye, como capas de una secuencia de capas, en una dirección desde un lado externo 101 del material compuesto laminar 100 hasta un lado interno 102 del material compuesto laminar 100: la capa de soporte 106, una primera capa intermedia 109, formada a partir de la primera composición polimérica enfriada, una capa intermedia adicional 110, formada a partir de la composición polimérica adicional enfriada, y la capa de barrera 104. La primera capa intermedia 109 y la capa intermedia adicional 110 forman juntas una capa intermedia polimérica 105 de la invención. La primera composición de polímero consiste en un 70 % en peso de un HDPE y un 30 % en peso de Novex®23L430 de Ineos Koln GmbH, en cada caso, en base al peso total de la primera composición de polímero. La composición polimérica adicional consiste en un 100 % en peso de Novex® M21N430 de Ineos Koln GmbH, en base al peso total de la composición polimérica adicional.
La figura 6 muestra un diagrama de flujo de otro proceso 600 de la invención para producir un precursor de recipiente 300. En una etapa de proceso A. 601, se proporciona el material compuesto laminar 100 de la figura 1. Éste incluye un primer borde longitudinal y un borde longitudinal adicional. En una etapa de proceso B. 602, el material compuesto laminar 100 se pliega. En la etapa de proceso C. 603, el primer borde longitudinal y el borde longitudinal adicional se prensan uno sobre el otro y se unen entre sí mediante sellado ultrasónico. Esto produce una unión longitudinal 302. El precursor de recipiente 300 de la figura 3 se produce de acuerdo con la descripción anterior.
La figura 7 muestra un diagrama de flujo de otro proceso 700 de la invención para producir un recipiente cerrado 400. En una etapa de proceso a. 701, se proporciona el precursor de recipiente 300 de la figura 3. En una etapa de proceso b. 702, se forma una región de la base 304 del precursor de recipiente 300 mediante el plegado del material compuesto laminar 100. En la etapa de proceso c. 703, la región de la base 304 se cierra mediante sellado con aire caliente a una temperatura de 300 °C. En la etapa de proceso d. 704, el precursor de recipiente 300 se llena con un producto alimenticio 401 y, en la etapa de proceso e. 705, el precursor de recipiente 300 se cierra mediante sellado en la región superior 303, obteniéndose así el recipiente 400 cerrado. En una etapa de proceso f. 706, el recipiente cerrado 400 se une a un dispositivo de apertura 402.
La figura 8 muestra una gráfica 201 de una medición de calorimetría de barrido diferencial de una capa intermedia polimérica 105 de un material compuesto laminar 100 de la invención. El material compuesto laminar 100 incluye, como capas de una secuencia de capas, en una dirección desde un lado externo 101 del material compuesto laminar 100 hasta un lado interno 102 del material compuesto laminar 100, una capa de color 108, una capa externa polimérica 107 de LDPE, una capa de soporte 106 de cartón, la capa intermedia polimérica 105 como capa de laminado, una capa de barrera 104 de aluminio y una capa interna polimérica 103. La capa intermedia polimérica 105 incluye un HDPE en una fracción de un 50 % en peso, en base al peso total de la capa intermedia polimérica 105, y Novex® M21N430 de Ineos Koln GmbH en una fracción de un 50 % en peso, en base al peso total de la capa intermedia polimérica 105. La medición de calorimetría de barrido diferencial se llevó a cabo tal como se ha descrito en el método de medición anterior, más particularmente con las velocidades de calentamiento, el tiempo de mantenimiento y la velocidad de enfriamiento indicados. La gráfica 201 representada proviene de la medición de la segunda velocidad de calentamiento. En la figura 8 se representa gráficamente el flujo de calor dQ/dt en mW frente a la temperatura T en °C. También se observa en la figura 8 un pico A, a una temperatura Ta= 105,37 °C, y un pico B, a una temperatura Tb = 127,53 °C, en cada caso, por encima de una línea de base interpolada virtual 801. El pico A tiene una entalpía de fusión Ha y el pico B una entalpía de fusión Hb. El pico A se caracteriza por una temperatura inicial extrapolada 205 de 91,39 °C y una temperatura final extrapolada 206 de 118,90 °C. El pico B se caracteriza por una temperatura inicial extrapolada 207 de 123,82 °C y una temperatura final extrapolada 208 de 129,00 °C. Para determinar las temperaturas iniciales extrapoladas 205 y 207, así como las temperaturas finales extrapoladas 207 y 208, se utilizan unas líneas auxiliares 209 como tangentes a puntos de inflexión del pico respectivo, tal como se describe en la página 11 de la norma DIN EN ISO 11357-1:2010-03.
LISTA DE NÚMEROS DE REFERENCIA
100 material compuesto laminar de la invención
101 lado externo
102 lado interno
103 capa interna polimérica
104 capa de barrera
105 capa intermedia polimérica
capa de soporte
capa externa polimérica
capa de color
primera capa intermedia
capa intermedia adicional
gráfica
ancho del pico A
diferencia entre una temperatura inicial extrapolada del pico B y una temperatura final extrapolada del pico A diferencia entre la temperatura Tb y la temperatura Ta
temperatura inicial extrapolada del pico A
temperatura final extrapolada del pico A
temperatura inicial extrapolada del pico B
temperatura final extrapolada del pico B
línea auxiliar
ancho del pico B
recipiente precursor de la invención
pliegue
unión longitudinal
región superior
región de la base
orificio
ranura
recipiente cerrado de la invención
producto alimenticio
dispositivo de apertura
borde
proceso de la invención para producir un material compuesto laminar
etapa de proceso a)
etapa de proceso b)
proceso de la invención para producir un precursor de recipiente
etapa de proceso A.
etapa de proceso B.
etapa de proceso C.
proceso de la invención para producir un recipiente cerrado
etapa de proceso a.
etapa de proceso b.
etapa de proceso c.
etapa de proceso d.
etapa de proceso e.
etapa de proceso f.
línea de base interpolada virtual

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Material compuesto laminar (100) para un recipiente para productos alimenticios, incluyendo el material compuesto laminar (100), como capas de una secuencia de capas, en una dirección desde un lado externo (101) del material compuesto laminar (100) hasta un lado interno (102) del material compuesto laminar (100),
a) una capa de soporte (106),
b) una capa intermedia polimérica (105), y
c) una capa de barrera de oxígeno (104),
en el que el lado externo (101) es una superficie de una lámina del material compuesto laminar (100) que, en el recipiente para productos alimenticios, está destinada a quedar en contacto con el entorno del recipiente para productos alimenticios,
en el que el lado interno (102) es una superficie de una lámina del material compuesto laminar (100) que está destinada, en el recipiente para productos alimenticios, a disponerse en contacto con el contenido del recipiente para productos alimenticios,
en el que la capa de soporte (106) incluye uno seleccionado del grupo que consiste en cartón, cartulina y papel, o una combinación de por lo menos dos de los mismos, en el que el peso por unidad de superficie de la capa de soporte (106) se encuentra en un intervalo entre 120 y 450 g/m2,
en el que una gráfica (201) de calorimetría de barrido diferencial de la capa intermedia polimérica (105) incluye un pico A, a una temperatura Ta, y un pico B, a una temperatura Tb,
en el que la temperatura Tb es mayor que la temperatura Ta,
en el que un ancho (210) del pico B es por lo menos 3 °C menor que un ancho (202) del pico A,
en el que la calorimetría de barrido diferencial se lleva a cabo y los anchos de los picos A y B se determinan de acuerdo con el método de prueba tal como se describe aquí,
en el que la capa intermedia polimérica (105) incluye, como subcapas de una secuencia de subcapas, en una dirección desde el lado externo (101) del material compuesto laminar (100) hasta el lado interno (102) del material compuesto laminar (100),
a) una primera capa intermedia (109) que incluye
i) un HDPE en una fracción en un intervalo entre un 10 y un 80 % en peso en base al peso total de la primera capa intermedia (109), y
ii) un LDPE en una fracción en un intervalo entre un 20 y un 90 % en peso en base al peso total de la primera capa intermedia (109), y
b) una capa intermedia adicional.
2. Material compuesto laminar (100) según la reivindicación 1, en el que la temperatura T<a>es por lo menos 80°C.
3. Material compuesto laminar (100) según la reivindicación 1 o 2, en el que el pico A se caracteriza por una entalpía de fusión H<a>, en el que el pico B se caracteriza por una entalpía de fusión H<b>, en el que una relación entre la entalpía de fusión H<a>y la entalpía de fusión H<b>se encuentra en un intervalo entre 1:4 y 1:0,3, en el que las entalpías de fusión Ha y Hb se determinan de acuerdo con el método de prueba tal como se describe aquí.
4. Material compuesto laminar (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un valor absoluto de una diferencia (204) entre la temperatura T<b>y la temperatura T<a>es por lo menos 10 °C, o no mayor de 40 °C.
5. Material compuesto laminar (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que un valor absoluto de una diferencia (204) entre una temperatura inicial extrapolada (207) del pico B y una temperatura final extrapolada (206) del pico A se encuentra en un intervalo entre 5 y 20 °C, en el que las temperaturas iniciales extrapoladas de los picos A y B se determinan de acuerdo con el método de prueba tal como se describe aquí.
6. Precursor de recipiente (300), que incluye el material compuesto laminar (100) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.
7. Precursor de recipiente (300) según la reivindicación 6, en el que el material compuesto laminar (100) tiene por lo menos 3 pliegues (301).
8. Precursor de recipiente (300) según la reivindicación 6 o 7, en el que el material compuesto laminar (100) incluye un primer borde longitudinal y un borde longitudinal adicional, estando unido el primer borde longitudinal al borde longitudinal adicional formando una unión longitudinal (302) del precursor de recipiente (300).
9. Recipiente cerrado (400), que comprende el material compuesto laminar (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.
10. Recipiente cerrado (400) según la reivindicación 9, en el que el material compuesto laminar (100) incluye un primer borde longitudinal y un borde longitudinal adicional, estando unido el primer borde longitudinal al borde longitudinal adicional formando una unión longitudinal (302) del recipiente cerrado (400).
11. Proceso (600) que incluye, como etapas de proceso
A. proporcionar el material compuesto laminar (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que incluye un primer borde longitudinal y un borde longitudinal adicional;
B. plegar el material compuesto laminar (100); y
C. poner en contacto y unir el primer borde longitudinal al borde longitudinal adicional, obteniéndose así una unión longitudinal (302).
12. Uso del material compuesto laminar (100) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 para producir un recipiente cerrado (400) lleno con un producto alimenticio.
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