MXPA04011631A - Metodo y disposicion para manufacturar un laminado de empaque en forma de cinta cotinua. - Google Patents

Abstract

Una disposicion para manufacturar un laminado de empaque en forma de cinta continua (9) caracterizado porque comprende un inyector (3) dispuesto para inyectar una pelicula (5) de material polimero dentro una linea de contacto entre un rodillo de enfriamiento (1) y un rodillo invertido (2), tambien los medios para introducir al menos otra capa (4) del laminado de empaque dentro de la linea de contacto para unir la pelicula (5) a la capa (4). De acuerdo con la invencion, la disposicion comprende una disposicion (6) para recubrir el rodillo de enfriamiento (1) con una capa superficial de una composicion con base de agua (7) que comprende un contenido de materia seca. La invencion tambien se refiere al metodo para manufacturar el laminado de empaque en forma de cinta continua (9), en el que la composicion (7) se transfiere a la pelicula (5) de material polimero como una capa delgada dentro de la linea de contacto mientras la pelicula de material polimero aun esta caliente.

Description

METODO Y DISPOSICION PARA MANUFACTURAR UN LAMINADO DE EMPAQUE EN FORMA DE CINTA CONTINUA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención hace referencia a un método para manufacturar un laminado de empaque en forma de cinta continua en el que una película de material polímero es vertido dentro de una línea de contacto entre un rodillo de enfriamiento y un rodillo invertido, la película del material polímero se une en la línea de contacto entre los rodillos, directa o indirectamente, con al menos otra capa laminado de empaque . La invención también hace referencia a una disposición para implementar el método. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los laminados de empaque para empaques, por ejemplo los empaques hechos para alimentos líquidos, comúnmente se fabrican con un número de capas, donde cada capa tiene su función particular. De esta manera, por ejemplo, una capa central, que comúnmente está hecha de un material con base de fibras tal como el cartón, o de un material con base de polímeros, le proporciona resistencia, estabilidad de sujeción y estabilidad dimensional al empaque a ser manufacturado del laminado. Una o más capas de polímeros proporcionan impermeabilidad, y una capa de barrera hecha de hoja de aluminio por ejemplo, proporciona una barrera de RER: 160004 oxígeno. Los tipos de capas mencionados, comúnmente se incorporan al laminado en forma de materiales prefabricados formados por bandas, las capas de polímeros son normalmente vertidas como una película de material polímero fundido en la línea de contacto entre un rodillo de enfriamiento y un rodillo invertido, por ejemplo un laminador engomado de impresión. Al mismo tiempo, al menos una de las otras capas prefabricadas, normalmente por lo menos la capa central, es guiada dentro de la línea de contacto entre los rodillos para ahí unirse con la película del material polímero, sobre básicamente toda su superficie. Otros tipos de capas, son incorporados al laminado en virtud de que al menos una capa prefabricada en el laminado esté siendo recubierta con una composición con base de agua que comprende el contenido de una materia seca. Después del secado, que es remover el agua, la materia seca permanece y a continuación forma una capa. Tales capas pueden ser por ejemplo, capas que le proporcionan al laminado de empaque una característica mejorada con respecto a barrera de aroma, barrera de gas, brillo, capacidad de sujeción, efecto de eliminación, incorporación o capacidad para ser deslaminado fácilmente para su reciclaje. El contenido de la materia seca puede comprender, por ejemplo, alcohol polivinílico , alcohol etileno vinílico, ácido etileno acrílico, ácido etileno metacrílico, ácido ascórbico, vitamina E, Fe o compuestos de Fe2+, carboximetilcelulosa, acetato polivinílico o almidón y probablemente también nanopartículas . Un problema para formar tales capas con base de agua en el laminado es tener la capacidad para hacerlas delgadas pero que conserven las propiedades indispensables. Otro problema es que para su producción se necesita un costoso equipo de recubrimiento que es voluminoso y complicado. Mismo que es un problema suficientemente grande en tanto se refiere a crear una línea completamente nueva para producir laminados de empaquetado y representa un problema aún mayor cuando se desea complementar una línea existente con un equipo de recubrimiento para producir tales capas recubiertas en el laminado de empaque. La única solución hoy, es adaptar el equipo de recubrimiento fuera de línea, lo que significa hacerlo fuera de la línea de producción ordinaria, lo que a su vez genera problemas de logística, etc. e incrementa los costos de producción. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la invención, se proporciona un método y disposición para manufacturar un laminado de empaque en forma de cinta continua, en virtud de que los problemas antes mencionados se reducen. Más específicamente, se proporciona un método y disposición para manufacturar un laminado de empaque en forma de cinta continua, en virtud de que se puede incorporar una capa muy delgada de una composición con base de agua que comprende un contenido de materia seca al laminado para empaquetado. Adicionalmente, de acuerdo con la invención, la disposición se puede incluir muy favorablemente en una línea de producción del laminado de empaque existente con sólo un mínimo requisito de equipo complementario. En una nueva línea de producción para un laminado de empaque, la invención resulta un ahorro considerable en términos de espacio y costos de inversión. Los costos de mantenimiento también se reducen en comparación con el caso en donde se usa un equipo de recubrimiento convencional . De acuerdo con la invención, esto se logra mediante un método para manufacturar un laminado de empaque en forma de cinta continua, en el cual una película de material polímero se vierte en la línea de contacto entre un rodillo de enfriamiento y un rodillo invertido y la película del material polímero se une directa o indirectamente dentro de la línea de contacto de los rodillos con al menos una de las otras capas del laminado de empaque, y en donde el rodillo de enfriamiento es recubierto por una capa superficial de una composición con base de agua que comprende un contenido de materia seca cuya composición se transmite a la película del material polímero dentro de la línea de contacto entre los rodillos como una capa delgada cuando la película del material polímero aún está caliente.

Por lo tanto, la invención, favorablemente significa que un par de rodillos, que incluye un inyector para producir una película polímera que se une a por lo menos otra capa en el laminado dentro de la línea de contacto entre el par de bandas, sólo requiere ser complementada con una disposición para recubrir el rodillo de enfriamiento con la composición con base de agua que comprende un contenido de materia seca. Posiblemente también con un secador después del par de bandas. Se conocen disposiciones apropiadas, de la industria de la imprenta, para cubrir un rodillo con una capa superficial de un líquido. Abarcando todos los métodos y disposiciones que normalmente usan uno o más bisturís para esparcir el líquido sobre el rodillo. De cualquier forma, también se puede imaginar cubrir el rodillo de enfriamiento por medio de goteo o rociado como algo muy simple. En la línea de contacto entre el par de rodillos, la capa de superficie será transferida directamente a la película fundida o material polimérico mientras que este aún está caliente y formable. Esto ventajosamente significa que "el revestimiento" es muy uniforme y cubre bien. El calor de la película de material polimérico conducirá además a la evaporación de agua de la capa de la composición a base de agua, lo cual ventajosamente significa que ninguno o solamente el secador corto se requiere para secar la capa completamente. Otra ventaja es que el flujo de medio de enfriamiento al rodillo de enfriamiento se puede reducir debido a que el rodillo de enfriamiento se enfría parcialmente por la composición a base de agua. De acuerdo con un aspecto de la invención, la composición a base de agua consiste de una composición la cual proporciona el laminado de envasado con una característica mejorada en el grupo que consiste de barrera de aroma mejorada, barrera de gas, abrillantamiento, capacidad de sujeción, efecto de eliminación, adhesión o capacidad de ser fácilmente deslaminado para el reciclado de las diversas capas en el laminado. El efecto de eliminación significa una capacidad del laminado para consumir o "comer" oxígeno, de modo que el oxígeno no alcanza el producto en el envase . Para una barrera de aroma mejorada se puede hacer uso de por ejemplo una composición con base de agua que comprende un contenido de materia seca de alcohol polivinílico o de alcohol etileno vinílico. Para un abrillantamiento mejorado se puede hacer uso de por ejemplo un barniz. Para un efecto de eliminación mejorado se puede hacer uso de por ejemplo ácido ascórbico, vitamina E, Fe o compuestos de Fe2+. Para una incorporación mejorada se puede hacer uso de por ejemplo ácido etileno acrílico o de ácido etileno metacrílico. Para una capacidad mejorada de poder ser deslaminado fácilmente se puede hacer uso de por ejemplo carboximetilcelulosa, acetato polivinílico o almidón. Para una barrera de oxígeno mejorada se puede hacer uso de por ejemplo alcohol polivinílico, alcohol etileno vinílico, ácido etileno acrílico, ácido etileno metacrílico, acetato etileno vinílico, copolímeros de estireno o las combinaciones de éstos. Para una barrera adicional de oxígeno mejorada la composición también puede incluir nanopartículas, preferiblemente nanopartículas de minerales arcillosos o de Si02 coloidal, esférico o amorfo. Los ejemplos mencionados del contenido de materia seca en la composición con base de agua no deberán ser considerados como limitantes de la invención, ya que la invención es aplicable para todo tipo de composiciones con base de agua que comprendan un contenido de materia seca. De acuerdo con otro aspecto de la invención, la capa de la composición con base de agua que se transfiere a la película de material polímero tiene un contenido de agua de 0.5-8 g/m2, preferiblemente 1-5 g/m2 , cuando acaba de ser transferida al material polímero. El contenido de materia seca es típicamente de 1-50% en peso. Una vez que la capa transferida se ha secado, preferiblemente por medio de IR (por sus siglas en inglés) la capa transferida a la película de material polímero tiene un peso por unidad de superficie de 0.1 g/m2 hasta 10 g/m2, preferiblemente hasta 5 g/m2, más preferiblemente hasta 3 g/m2 y lo más preferible hasta 2 g/m2, en base a pesos secos.

Convenientemente, la viscosidad y/o concentración de la composición con base de agua puede ser usada para controlar el grosor de una capa de la composición en el laminado de empaque. Estos parámetros influyen en el tamaño del espacio formado en la línea de contacto entre el rodillo de enfriamiento y el rodillo invertido. Para composiciones que comprenden una solución de polímero, por ejemplo alcohol polivinílico o alcohol etileno vinílico, la concentración puede ser como máximo, de aproximadamente 20% porque a mayores concentraciones, la viscosidad se eleva demasiado. Para composiciones que comprendan una dispersión, por ejemplo ácido etileno acrílico o ácido etileno metacrílico, la concentración puede incrementar a aproximadamente 50% sin que la viscosidad se eleve demasiado. De acuerdo a un aspecto adicional de la invención, la película de material polímero comprende al menos un polímero en el grupo que consiste en polietileno, polipropileno, ácido etileno acrílico y alcohol etileno vinílico de cualquier calidad conveniente para laminados de empaquetado. Si fuese apropiado, en un paso subsiguiente se le puede proporcionar al laminado de empaque, al menos una capa adicional que recubra la capa transferida de la composición con base de agua, lo que significa que la capa formará una capa intermedia dentro del laminado que está recubierto por al menos una capa exterior. Esto es necesario, por lo menos, en el caso de capas de adherencia. El propósito primordial de ésta capa es aportar una unión con una capa exterior (probablemente la más exterior) ubicada en la parte externa o en el caso de capas que proporcionan capacidad de deslaminado, con el objeto de hacer posible la separación de las capas, una de la otra, en cualquiera de los lados de la capa adaptada de acuerdo con la invención. Otros tipos de capas, tales como capas con barrera de aroma, barrera de gas o efecto de eliminación, pueden ser recubiertas con al menos una capa exterior. De cualquier forma, también es posible para la capa transferida de la composición con base de agua formar una capa exterior, lo más externa, en el laminado de empaque. Misma que debe ser adaptada en cualquiera de los lados, exterior o interior del empaque. Esto es necesario, al menos en el caso de capas que deban proporcionar abrillantamiento o capacidad de sujeción mejoradas (al exterior) y es en algunos casos conveniente para capas que deban proporcionar una barrera de aroma y/o una barrera de oxígeno mejoradas (al interior) . Por lo tanto se entenderá que el término "exterior" o "más exterior" significa ambas capas que pueden tener la finalidad de ver hacia el producto ( al interior) del empaque a ser producidas del laminado de empaque y las capas que tienen la finalidad de ver hacia el exterior o constituir el exterior del empaque. De acuerdo con una modalidad preferida de la invención, se puede crear un laminado de empaque excepcionalmente impermeable respecto a una barrera de oxígeno, si el laminado de empaque incluye ambas capas de barrera de oxígeno, una barrera de oxígeno convencional (por ejemplo hoja de aluminio o una capa de un polímero que tenga propiedades de barrera) y una barrera de oxígeno de acuerdo con la de la invención, transferida por medio de la banda de enfriamiento. Esto es porque el efecto de sinergia adquirido cuando se usan dos o más capas de barrera de oxígeno en un laminado significa que el total de las barreras de oxígeno es mayor que la suma de las capas de barrera individuales. En este caso, se prefiere usar alcohol etileno vinílico dispersable en la capa producida de acuerdo a la invención, misma que se ha hecho más insoluble en agua al agregarle ácido etileno vinílico, ácido etileno metacrílico y/o nanopartículas . De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, se pueden sellar las conocidas como pequeñas picaduras en una capa de polímero, en virtud de que la capa de polímero sea recubierta de acuerdo a la invención con un sello de composición con base de agua de, por ejemplo, ácido etileno acrílico o ácido etileno metacrílico. Esto es preferido en particular en laminados de empaquetado que sólo tienen una capa de polímero que ve hacia el interior del empaque, y está en contacto con un alimento líquido. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La invención se describe abajo, en referencia a la figura 1 que muestra una disposición en diagrama de acuerdo a la invención.

El componente 1 de la figura 1 representa un rodillo de enfriamiento giratorio, que es normalmente enfriado internamente a través de un medio enfriador (líquido enfriador) . El rodillo enfriador 1 tiene un armazón hecho de metal, comúnmente acero y preferiblemente tiene una superficie gravada, por ejemplo del tipo de rodillo con retícula. Lo que significa que su superficie es capaz de contener una cantidad mayor de la composición con base de agua en una capa superior, de lo que puede contener una superficie completamente lisa. De cualquier forma, de acuerdo a la invención, también es posible que el rodillo tenga una superficie completamente lisa o una superficie que varíe sólo ligeramente de una superficie completamente lisa, por ejemplo en virtud de tener un baño mate. Un rodillo invertido 2, por ejemplo un rodillo de impresión engomado, se apoya en el rodillo de enfriamiento 1 en una posición sobre su eje central horizontal, en una línea de contacto, con un espacio de contacto ajustable a presión. Se abastece dentro de la línea de contacto una banda 4, de al menos una capa en el laminado a ser manufacturado, una capa central comúnmente, que puede ya haber sido laminada junto con una capa de barrera. También dentro de la línea de contacto, entre la banda 4 y el rodillo de enfriamiento 1, se abastece una película 5 de material polímero fundido, vertido desde un inyector 3. La banda 4 se junta con la película 5 del material polímero dentro de la línea de contacto básicamente sobre la totalidad de ambas superficies encontradas frente a frente. Durante el contacto continuo con la superficie del rodillo de enfriamiento 1, la película 5 se enfría y consecuentemente se solidifica/cristaliza, cuando el laminado de la banda 4 y la película 5 corren al rededor del rodillo de enfriamiento 1. De acuerdo con la invención, la disposición 6 para recubrir el rodillo de enfriamiento 1, una capa superficial de una composición con base de agua 7 que comprende un contenido de materia seca, se adapta en el lado opuesto a la línea de contacto, en una posición sobre el eje central horizontal del rodillo de enfriamiento 1. Aquí se muestra la disposición 6 comprendiendo 2 rodillos que transfieren la composición 7 a la superficie del rodillo enfriador. De cualquier forma, como ya se mencionó antes, muchas otras configuraciones son posibles. El recubrimiento del rodillo de enfriamiento 1 con la composición con base de agua, debe ser por supuesto, tan ancho como lo son la banda 4 que es suministrada al interior de la línea de contacto y la película 5. Dentro de la línea de contacto, la capa superficial presente en el rodillo de enfriamiento será posteriormente transferida a la película de material polímero 5 mientras aún está caliente y formable. De este modo, se forma una capa de la composición con base de agua en la película del material polímero, dicha capa formará parte del laminado de empaque terminado. De acuerdo con la invención, la transferencia permite la posibilidad de hacer la capa de la composición con base de agua tan delgada que después del secado toma la naturalidad de una capa fina. La disposición también comprende los medios (no representados) para controlar el grosor de la capa de la composición con base de agua que se transfiere a la película del material polímero 5 dentro de la línea de contacto. El grosor es preferiblemente controlado al menos parcialmente por medio de la viscosidad y/o concentración de la composición con base de agua. Cuando el laminado de empaque 9 sale del rodillo de enfriamiento 1, mismo que puede ahora ya estar completo o constituir la base para la posterior incorporación de otras capas, comprende al menos una capa prefabricada (preferiblemente una capa central) contra una capa de polímero, misma que en su otro lado tiene directamente una capa de la composición con base de agua. Mientras la capa de la composición con base de agua se sitúa entre la superficie del rodillo de enfriamiento y la capa de polímero, se calienta debido a la capa de polímero, (la cual, en el caso de polietileno, por ejemplo, se vierte a una temperatura de alrededor de 280-325°C) Cuando el laminado 9 sale del rodillo de enfriamiento 1, el agua calentada de la composición con base de agua, se evapora, misma que consecuentemente se seca al menos parcialmente. Sin embargo, al par de rodillos 1, 2 normalmente le sigue un secador 8, preferiblemente un secador IR de una longitud de hasta como máximo 8 m o más preferiblemente un máximo de 5 m. Posteriormente, el laminado de empaque está listo para ser moldeado en empaques, si fuese apropiado por medio de dobleces y cortes en piezas individuales o la banda del laminado de empaque puede también ser llevada al siguiente equipo 10 para proporcionarle al laminado de empaque al menos una capa adicional del mismo lado del laminado como la capa de material polímero, lo que es encapsular la capa de la composición con base de agua. Al otro lado del laminado 9 se le pueden proporcionar, por supuesto, capas adicionales. Ej emplo En la fábrica, se condujeron pruebas en las que a un rodillo de enfriamiento existente se le suministró una capa superficial de alcohol polivinílico de acuerdo con las condiciones de la Tabla 1. Se tomó un gran número de muestras del cartón laminado y éste presentó barreras de oxígeno de desde 27 hasta 108 cm3/m2*24h, 1 atm a 23°C, 50% RH (por sus siglas en inglés) La variación se debió al hecho de que el equipo de prueba no permitía un control más preciso del grosor de las capas aplicadas, lo que teóricamente era seco 0.6 g/ m2. De cualquier forma, el objetivo del ejemplo es principalmente mostrar que la técnica de acuerdo con la invención funciona en la práctica. Tabla 1 La invención no está limitada a las modalidades aqui mostradas pero puede variar dentro del alcance de las reivindicaciones de la patente. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (16)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Método para manufacturar un laminado de empaque en forma de cinta continua, en el que una película de material polímero es vertido dentro de la línea de contacto entre un rodillo de enfriamiento y un rodillo invertido y la película de material polímero se une directa o indirectamente en la línea de contacto con al menos otra capa del laminado de empaque, caracterizado porque un rodillo de enfriamiento que es recubierto con una capa superficial de una composición con base de agua que comprende un contenido de materia seca cuya composición se transfiere como una capa delgada a la película de material polímero dentro de la línea de contacto mientras la película de material polímero aún esta caliente.

2. Un método de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque una composición con base de agua que consiste en una composición que le proporciona al laminado de empaque una característica mejorada en el grupo que consiste en me orada barrera de aroma, barrera de gas, brillo, capacidad de sujeción, efecto de eliminación, incorporación o capacidad para ser deslaminado fácilmente.

3. Un método de conformidad con la reivindicación 1 o 2 caracterizado porque una composición con base de agua comprende un contenido de materia seca de al menos una sustancia del grupo que consiste en alcohol polivinílico, alcohol etileno vinílico, ácido etileno acrílico, ácido etileno metacrílico, ácido ascórbico, vitamina E, Fe o compuestos de Fe2+, carboximetilcelulosa , acetato polivinílico y almidón.

4. Un método de conformidad con la reivindicación 3 caracterizado porque una composición con base de agua comprende un contenido de materia seca de al menos una sustancia del grupo que consiste en alcohol polivinílico, alcohol etileno vinílico, ácido etileno acrílico, ácido etileno metacrílico y también un contenido de materia seca de nanopartículas, preferiblemente nanopartículas de minerales arcillosos o de Si02.

5. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la viscosidad y/o concentración de la composición con base de agua es/son usadas para controlar el grosor de la capa de la composición en el laminado de empaque.

6. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la capa transferida a la película de material polímero que tiene un contenido de agua de 0.5-8 g/m2, preferiblemente 1-5 g/m2 cuando acaba de ser transferido a la película de material polímero .

7. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la capa transferida que es secada después de que el laminado de empaque sale del rodillo de enfriamiento, preferiblemente por medio de un secado IR.

8. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la capa transferida a la película de material polímero que tiene un peso por unidad de superficie de 0.1 g/m2 hasta 10 g/m2 , preferiblemente hasta 5 g/m2, más preferiblemente hasta 3 g/m2 y lo más preferible hasta 2 g/m2 , en base a pesos secos.

9. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la película (5) de material polímero comprende al menos un polímero del grupo que consiste en polietileno, polipropileno, ácido etileno acrílico y alcohol etileno vinílico.

10. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque un laminado de empaque, es en un paso subsiguiente, provisto de una capa adicional que recubre la capa transferida de la composición con base de agua .

11. Un método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1-9 caracterizado porque la capa transferida de la composición con base de agua está hecha para conformar una capa exterior, lo más externa en el laminado de empaque.

12. Una disposición para manufacturar un laminado de empaque en forma de cinta continua que comprende un inyector dispuesto para inyectar una película de material polímero dentro de una línea de contacto entre un rodillo de enfriamiento y un rodillo invertido, también los medios para introducir al menos otra capa del laminado de empaque dentro de la línea de contacto para unir la película a la capa, caracterizado porque la disposición para recubrir el rodillo de enfriamiento con una capa superficial de una composición con base de agua comprende un contenido de materia seca.

13. Una disposición de conformidad con la reivindicación 12 caracterizada porque comprende el rodillo de enfriamiento tiene una superficie gravada

14. Una disposición de conformidad con la reivindicación 12 o 13 caracterizada porque la disposición para recubrir el rodillo de enfriamiento cuenta con una disposición de goteo o rociado o en una disposición que comprende uno o más bisturís.

15. Una disposición de conformidad con las reivindicaciones 12-14 caracterizada porque comprende un secador , preferiblemente un secador IR es seguido de un rodillo de enfriamiento.

16. Una disposición de conformidad con las reivindicaciones 12-15 caracterizada porque comprende un equipo seguido de un rodillo de enfriamiento para proporcionar al laminado de empaque al menos una capa adicional del mismo lado del laminado como la película de material polímero.