ES2227933T3 - Laminado para envases con propiedades de barrera de gas y de aroma. - Google Patents

Abstract

SE EXPONE UN MATERIAL EN LAMINAS, POR EJEMPLO UN LAMINADO PARA ENVASES, QUE SE PUEDE UTILIZAR EN UN RECIPIENTE DE ENVASE Y POSEE PROPIEDADES EXCELENTES DE BARRERA AL GAS OXIGENO Y LOS AROMAS. EL LAMINADO PARA ENVASE COMPRENDE UNA PRIMERA UNIDAD LAMINADA (10A) Y UNA SEGUNDA UNIDAD LAMINADA (10B), QUE VAN UNIDAS ENTRE SI POR MEDIO DE UNA CAPA INTERMEDIA DE UN ADHESIVO (11). LA PRIMERA UNIDAD LAMINADA TIENE UNA CAPA INTERIOR RIGIDA, PERO PLEGABLE (12) Y CAPAS EXTERIORES QUE LA RODEAN (13, 14) DE MATERIAL TERMOPLASTICO, Y LA SEGUNDA UNIDAD LAMINADA TIENE UN SUBSTRATO FLEXIBLE O CAPA DE SOPORTE (15) DE MATERIAL TERMOPLASTICO QUE, EN SU SUPERFICIE, LLEVA UNA CAPA (16) QUE ACTUA COMO BARRERA PARA EL GAS OXIGENO Y LOS AROMAS, Y CONSISTE EN UN OXIDO DE SILICIO APLICADO POR DEPOSICION QUIMICA DE PLASMA Y QUE TIENE LA FORMULA QUIMICA GENERAL SIO X , EN LA QUE X PUEDE VARIAR ENTRE 1,5 Y 2,2. SE EXPONE IGUALMENTE UN LAMINADO FLEXIBLE QUE TIENE UNA CAPA BARRERA DE SIO X .

Description

Laminado para envases con propiedades de barrera de gas y de aroma.

Campo técnico

El presente invento se refiere a laminados para envases, y más específicamente a laminados para envasar productos alimenticios que tienen propiedades de barrera mejoradas.

Antecedentes del invento

Los laminados flexibles para envases han sido usados durante muchos años para envasar productos alimenticios. Por ejemplo, la leche ha sido envasada en cajas de cartón hechas a partir de un laminado de cartón con un revestimiento de polietileno en ambos lados de manera que las superficies de la caja de cartón puedan ser selladas por calor unas con otras para formar una caja de cartón de la forma deseada. Algunos productos alimenticios, tales como el zumo de naranja, pierden su valor nutricional debido a la penetración de oxígeno a través de la pared de la caja de cartón. Para reducir la penetración de oxígeno hacia el interior de la caja de cartón y para minimizar la degradación de nutrientes tales como la vitamina C, ha sido usual añadir una capa de hoja de aluminio al laminado. Aunque la hoja de aluminio es eficaz como material de barrera, su uso produce perturbaciones medioambientales. Se han realizado diversos intentos para desarrollar alternativas prácticas a la hoja de aluminio que tengan superiores propiedades de barrera para el oxígeno, el gas y el aroma, y sin embargo sean fácilmente desechables después del uso.

En el proceso de envasar productos alimenticios, una pieza en bruto de caja de cartón puede ser plegada a lo largo de una o más líneas de doblado para permitir que la caja de cartón sea conformada apropiadamente y para formar partes de solape del material de envase para formar un sellado bien mediante la aplicación de un adhesivo adecuado o sellando por calor capas termoplásticas unas con otras. El doblado del laminado impone tensiones en el laminado que pueden ser suficientemente grandes para causar fugas, o pueden al menos debilitar suficientemente el laminado de manera que la subsiguiente manipulación de la caja de cartón pueda conducir a fugas.

Objetos y sumario del invento

En vista de las deficiencias de los laminados de barrera anteriores, es un objeto de este invento proporcionar un laminado para envases que tenga superiores propiedades de barrera.

Es otro objeto de este invento proporcionar un laminado para envases que sea flexible y efectivamente apto para ser conformado en forma de envases usando máquinas de envasar convencionales.

Otro objeto es proporcionar un laminado para envases que puedas ser fácilmente desechado sin perjuicio para el medio ambiente.

Estos objetos se consiguen mediante un laminado que tiene un substrato sobre el cual se aplica una capa de óxido de silicio por deposición química de plasma. El óxido de silicio que se deposita tiene la fórmula general SiO_{x}, en la que x está dentro del intervalo de entre 1,5 y 2,2.

La deposición química de vapor intensificada por plasma (PECVD) es una técnica conocida que, cuando se aplica de acuerdo con el presente invento, se basa en el concepto de que una mezcla de un compuesto de silicio orgánico vaporizado, por ejemplo tetrametil disiloxano (TMDSO) o hexametildisiloxano (HMDSO), un gas inerte (por ejemplo helio) y gas oxígeno es alimentada dentro de una cámara de vacío donde se inflama un plasma y el compuesto de silicio vaporizado reacciona con el oxígeno para formar el correspondiente compuesto de óxido de silicio que se deposita sobre y se une químicamente a un substrato enfriado o capa de núcleo en la cámara de vacío.

Regulando de la cantidad de oxígeno en la mezcla de gas que es alimentada en la cámara de vacío, es posible controlar la reacción química dentro de la cámara de vacío de tal manera que el óxido de silicio así formado toma la fórmula química SiO_{x}, en la que x puede variar desde un valor de menos de 1,5 hasta valores muy en exceso de 2,5. Según el presente invento, la reacción química es controlada de manera que x esté en el intervalo de entre 1,5 y 2,2, que ha demostrado ser el intervalo dentro del cual el compuesto de óxido de silicio formado presenta propiedades óptimas en lo que respecta a las propiedades de barrera para el gas oxígeno y el aroma y otras propiedades valiosas para el laminado para envases.

El proceso de deposición química de plasma es controlado de tal manera que el compuesto de óxido de silicio se forma directamente sobre la superficie del substrato, por lo que el rendimiento de la reacción química implicada será alto, por ejemplo del 45%, al mismo tiempo que la compacidad de la capa de óxido de silicio así formada sobre un substrato o capa de núcleo, desde el punto de vista de la barrera, será alta de manera que la capa de óxido de silicio puede ser hecha muy fina sin pérdida alguna de las propiedades de barrera deseadas. Los substratos preferidos son materiales termoplásticos flexibles, tales como el polietileno, polipropileno o polietileno tereftalato (PET).

Se ha encontrado que la capa de óxido de silicio formada por PECVD puede soportar sin rotura un alargamiento sustancial. Ésta es una característica particularmente importante cuando la capa de óxido de silicio es incorporada en un laminado que tiene que ser usado para envasar productos alimenticios líquidos. Típicamente, el laminado para envases tiene líneas de doblado formadas en la superficie del laminado para facilitar la flexión y el plegado para conformar un envase. La capacidad de la capa de óxido de silicio para ser deformada sin rotura asegura que no se producirán fugas a lo largo de las líneas de doblado. La capa fina de óxido de silicio formada por vapor químico intensificado por plasma es especialmente útil en el envasado de productos alimenticios líquidos.

Breve descripción de los dibujos

Las realizaciones preferidas del presente invento están ilustradas en los dibujos adjuntos, en los cuales:

La Figura 1 es un gráfico que muestra la relación del porcentaje de alargamiento con respecto a la permeabilidad al oxígeno para un laminado convencional de SiO_{x} y polietileno y para el laminado de SiO_{x} de este invento;

la Figura 2 es un gráfico que muestra la relación del espesor de la capa de barrera de SiO_{x} de este invento con respecto a la penetración de oxígeno;

la Figura 3 es una vista en planta de un laminado para envases con líneas de doblado de acuerdo con este invento;

la Figura 4 es una vista en sección transversal aumentada del laminado a lo largo de la línea 4-4 de la Figura 3;

la Figura 5 ilustra esquemáticamente un laminado para envases según una primera realización del presente invento;

la Figura 6 ilustra esquemáticamente un laminado para envases según una segunda realización del presente invento;

la Figura 7 ilustra esquemáticamente un laminado para envases según una tercera realización del presente invento;

la Figura 8 ilustra esquemáticamente un laminado para envases según una cuarta realización del presente invento;

la Figura 9 ilustra esquemáticamente un laminado para envases según una quinta realización del presente invento;

la Figura 10 ilustra esquemáticamente un laminado para envases según una sexta realización del presente invento;

la Figura 11 muestra un laminado para envases según una séptima realización del presente invento; y

la Figura 12 muestra una realización en la cual la capa de SiO_{x} está en contacto directo con el producto.

Descripción de las realizaciones preferidas

Se conocen varios procedimientos para utilizar la PECVD para producir películas finas sobre substratos. La Patente de los Estados Unidos Nº. 4.888.199 describe un procedimiento para depositar una película fina sobre la superficie de un substrato con el uso de un plasma bajo condiciones controladas. El plasma se forma en una cámara de reacción cerrada dentro de la cual un substrato es colocado para recibir una película fina depositada sobre su superficie. El substrato puede estar formado de metal, vidrio, o ciertos plásticos. El aire es extraído de la cámara hasta que se alcanza un alto vacío. Por ejemplo, un compuesto organosilícico, tal como el hexametildisiloxano, es introducido dentro de la cámara con oxígeno y helio, de manera que moléculas de silicio y moléculas de oxígeno se depositan sobre la superficie del substrato. La película resultante se describe en la Patente Nº. 4.888.199 como que es una película fina que es muy dura, resistente al rayado, ópticamente clara y que se adhiere bien a substratos flexibles. La publicación de esta patente es incorporada aquí como si se expusiera por completo. Un procedimiento de PECVD mejorado se describe en la Patente de los Estados Unidos Nº. 5.224.441, que también es incorporada aquí como si se expusiera por completo. En el procedimiento descrito en esta patente, el substrato sobre el que se aplica el óxido de silicio es mantenido a una temperatura de alrededor de 20ºC, y el substrato puede estar formado de polietileno tereftalato (PET) o de una resina de policarbonato. La patente describe la película de óxido de silicio como que tiene un espesor de alrededor de 100 \ring{A} hasta alrededor de 400 \ring{A} (0,01 micras hasta alrededor de 0,04 micras) y el espesor del substrato como que es de alrededor de 12,7 a 25,4 micras para aplicaciones de envasado de alimentos.

Los productos alimenticios líquidos tales como leche y zumos están siendo envasados generalmente en cajas de cartón conformadas a partir de material para envases laminado. Los envases pueden ser en forma de cajas de cartón con la parte de arriba en V invertida o de envases rectangulares, tales como los envases TETRA BRIK. Las cajas de cartón con la parte de arriba en V invertida se conforman a partir de piezas en bruto precortadas que son suministradas a una máquina llenadora que pliega la pieza en bruto, sella por calor las costuras para formar una caja de cartón, llena la caja de cartón con un producto alimenticio líquido, y cierra y sella la parte superior de la caja de cartón. Los envases rectangulares pueden ser conformados a partir de un rollo grande de material para envases que es conformado progresivamente en forma de un tubo, llenado con el producto alimenticio líquido, y cerrado mediante sellado por calor. En ambos casos el material para envases está provisto de líneas de doblado para facilitar el plegado del material a lo largo de líneas prescritas.

Una pieza en bruto convencional 2 para conformar una caja de cartón con la parte de arriba en V invertida se muestra en las Figuras 3 y 4. Las piezas en bruto se conforman a partir de una banda continua de material para envases, y una única pieza en bruto corresponde a la dimensión L en la Figura 3. Las líneas de doblado 4 están estampadas o impresas de otra manera en la superficie que va a llegar a ser la superficie interna de la caja de cartón. La pieza en bruto laminada 2 tiene una capa de núcleo 6 de papel o cartón y una capa de barrera 8, que típicamente es una capa de hoja de aluminio. La pieza en bruto 2 también tiene una capa interior 10 de contacto con el producto de polietileno de baja densidad (LDPE) y una capa exterior 12 de LDPE (Figura 4). Las líneas de doblado 4 causan entallas en la capa interior 10 de LDPE y en la capa de barrera 8, y en la capa de núcleo 6. Cuando la pieza en bruto 2 es plegada en forma de una caja de cartón y cerrada, las partes 14 (Figura 3) son selladas por calor a temperaturas entre 121ºC y 260ºC para unir unas con otras las capas de LDPE interiores y exteriores.

Se ha descubierto que un revestimiento fino de SiO_{x} proporciona una eficaz barrera para el oxígeno cuando se aplica como revestimiento sobre un substrato termoplástico por deposición química de vapor intensificada por plasma (PECVD). El revestimiento de SiO_{x} tiene una ductilidad mayor que los revestimientos de óxido de silicio formados por procedimientos de deposición química de vapor convencionales. Los laminados para envases que contienen una capa de SiO_{x} de acuerdo con este invento pueden ser plegados y sellados por calor en máquinas de envasar convencionales sin producir grietas o agujeros en la capa de barrera.

Como se muestra en la Figura 1, un revestimiento de óxido de silicio aplicado por PECVD puede soportar una cantidad sustancial de alargamiento antes de que las grietas en el revestimiento de óxido de silicio produzcan fugas. El laminado particular que fue ensayado para proporcionar los datos de la Figura 1 es un laminado de óxido de silicio depositado por deposición química de vapor intensificada por plasma y tenía un espesor medio de 200 \ring{A}. El substrato era una lámina de poliéster que tenía un espesor de 12 micras. Como se muestra en la Figura 1, un revestimiento de esencialmente el mismo espesor aplicado por deposición de vapor puede soportar menos alargamiento sin aumentar sustancialmente la permeabilidad al oxígeno. Se cree que esto se explica parcialmente por el enlace químico entre el revestimiento y el substrato que tiene lugar en la deposición química de vapor intensificada por plasma, pero no tiene lugar en los procedimientos de deposición de vapor convencionales.

Es conveniente producir un revestimiento fino de óxido de silicio porque esto permite que el proceso de revestimiento avance más rápidamente. También, un revestimiento grueso sobre el substrato tiende a causar ondulación del laminado, lo cual hace más difícil la posterior fabricación.

La Figura 2 es una representación gráfica de la relación entre la permeabilidad al oxígeno del laminado con respecto al espesor de la capa de óxido de silicio. Por debajo de alrededor de 50 \ring{A} hay insuficiente cobertura del óxido de silicio para servir como una barrera sustancial para el oxígeno. Por encima de 1.000 \ring{A} se cree que el aumento de permeabilidad es un resultado de la formación de tensiones internas. Preferentemente, la capa de SiO_{x} tiene un espesor de entre 50 \ring{A} y 500 \ring{A}.

Para utilizar la capa de barrera de SiO_{x} producida en el proceso de deposición química de vapor intensificada por plasma como un laminado para envases para productos alimenticios líquidos, deberían incluirse ciertas capas adicionales.

Una realización preferida del laminado para envases de este invento se muestra en la Figura 5. El laminado 10 comprende dos laminados prefabricados 10a y 10b que están unidos permanentemente el uno al otro por una capa intermedia 11 de un adhesivo. El primer laminado 10a tiene una capa de núcleo 12 rígida pero plegable de papel o cartón y dos capas exteriores 13 y 14 de LDPE, que son sellables por calor.

El segundo laminado 10b tiene un substrato o capa de soporte 15 sobre la cual ha sido depositada por PECVD una capa fina 16 de SiO_{x}. La capa 16 actúa como una barrera para el gas oxígeno y el aroma y se compone de un óxido de silicio de la fórmula general SiO_{x}, en la que x puede variar entre 1,5 a 2,2. La capa de óxido de silicio 16 que se deposita por PECVD sobre el substrato o capa de soporte 15 tiene un espesor de entre 50 y 500 \ring{A}, lo que da al laminado para envases 10 las deseadas propiedades de barrera para el gas oxígeno y el aroma. El substrato o capa de soporte 15 es un material termoplástico flexible que es sellable por calor a una temperatura entre 121ºC y 260ºC con la capa 13 de LDPE, para producir envases para productos alimenticios líquidos. Por ejemplo, la capa de soporte 15 podría estar formada de LDPE.

El laminado para envases 10 es producido uniendo uno con otro el primer laminado 10a y el segundo laminado 10b con un adhesivo 11 que se aplica entre las bandas para la unión permanente de las bandas para la formación del laminado para envases 10 terminado.

La Figura 6 muestra otra realización del laminado para envases según el presente invento para producir por conformación por plegado y sellado un envase que posee superiores propiedades de barrera para el gas oxígeno y el aroma. El laminado para envases 20 comprende una primera unidad de laminado 20a y una segunda unidad de laminado 20b que están unidas permanentemente una a otra por una capa de adhesivo intermedia 21. La primera unidad de laminado 20a tiene una capa de núcleo 22 de papel o cartón rígida pero plegable y capas exteriores 23 y 24 de LDPE.

La segunda unidad de laminado 20b tiene un substrato o capa de soporte 25 de plástico flexible, por ejemplo polietileno tereftalato (PET), poliéster amorfo, poliéster orientado biaxialmente o polipropileno que, sobre su lado que está frente a la unidad de laminado 20a, soporta una capa 26 de barrera para el gas oxígeno y el aroma que se compone de un óxido de silicio de la fórmula general SiO_{x}, en la que x puede variar dentro de 1,5 a 2,2. El otro lado del substrato o capa de soporte 25 tiene una capa exterior 27 de termoplástico que es sellable por calor a temperaturas entre 121ºC y 260ºC con el termoplástico de la capa termoplástica exterior 23 del laminado 20a y que se une al substrato o capa de soporte 25 con la ayuda de una capa de adhesivo intermedia 28.

En el laminado 20 de esta realización, la capa de óxido de silicio que actúa como la barrera para el gas oxígeno y el aroma ha sido producida por PECVD y tiene un espesor de 50-500 \ring{A}, y preferentemente de entre 100 y 200 \ring{A}, que es totalmente suficiente para dar las deseadas propiedades de barrera para el gas oxígeno y el aroma a un recipiente para envases producido a partir del laminado para envases.

El laminado para envases 20 puede ser producido uniendo una con otra la banda prefabricada de la unidad de laminado 20a y la banda prefabricada de la unidad de laminado 20b por medio de una capa de adhesivo que se aplica entre las dos bandas para la conformación del laminado para envases 20 terminado.

La Figura 7 muestra todavía otra realización de un laminado para envases según el presente invento para producir por conformación por plegado y sellado un envase que posee superiores propiedades de barrera para el gas oxígeno y el aroma. El laminado para envases 30 comprende una primera unidad de laminado 30a y una segunda unidad de laminado 30b, las cuales están unidas permanentemente una a otra por una capa de adhesivo intermedia 31. La primera unidad de laminado 30a tiene una capa de núcleo 32 de papel o cartón rígida pero plegable y capas exteriores colindantes de termoplástico 33 y 34.

La segunda unidad de laminado 30b comprende un substrato o capa de soporte 35 de plástico que, sobre su lado que mira en sentido opuesto a la unidad de laminado 30a, soporta una capa 36 que actúa como barrera para el gas oxígeno y el aroma y que se compone de un óxido de silicio de la fórmula química general SiO_{x}, en la que x puede variar dentro de 1,5 a 2,2. La capa de óxido de silicio 36 está cubierta por una capa exterior de termoplástico 37 que es sellable por calor con el termoplástico de la capa termoplástica exterior 33 de la unidad de laminado 30a y que está unida a la capa de óxido de silicio 36 por la mediación de una capa de adhesivo intermedia 38.

El laminado para envases 30 se diferencia del laminado para envases 20 de la Figura 6 solamente en que la segunda unidad de laminado 30b está laminada a la primera unidad de laminado 30a con la capa de óxido de silicio 36 mirando en sentido opuesto a la primera unidad de laminado 30a. Sin embargo, como en el laminado para envases 20, la capa de óxido de silicio 36 está producida por deposición química de vapor intensificada por plasma y tiene un espesor de entre 50 y 500 \ring{A}, que ha demostrado ser totalmente suficiente para dar superiores propiedades de barrera para el gas oxígeno y el aroma a un recipiente para envases producido a partir del laminado para envases 30.

La Figura 8 muestra aún otra realización de un laminado para envases según el presente invento para producir por conformación por plegado y sellado por calor un envase que posee superiores propiedades de barrera para el gas oxígeno y el aroma. El laminado para envases 40 comprende una primera unidad de laminado 40a y una segunda unidad de laminado 40b que están unidas permanentemente una a otra por una capa de adhesivo intermedia 41.

La primera unidad de laminado 40a incluye una capa de núcleo 42 rígida pero plegable de un material plástico sellable por calor, por ejemplo polietileno celular o expandido, polipropileno celular o expandido o polipropileno con carga mineral, y una capa exterior colindante 43 de termoplástico sellable por calor que es apto para ser unido a la capa de núcleo 42 mediante sellado por calor.

La segunda unidad de laminado 40b comprende un substrato o capa de soporte 44 de un termoplástico que es sellable por calor a la capa termoplástica exterior 43 de la primera unidad de laminado 40a, por ejemplo poliéster o polipropileno, y que, sobre su lado que mira hacia la primera unidad de laminado 40a, soporta una capa 45 que actúa como barrera para el gas oxígeno y el aroma y que se compone de un óxido de silicio de la fórmula química general SiO_{x}, en la que x puede variar dentro de 1,5 a 2,2.

En el laminado 40 de esta realización, la capa 45 de óxido de silicio que actúa como la barrera para el gas oxígeno y el aroma ha sido producida por deposición química de vapor intensificada por plasma y tiene un espesor de 50-500 \ring{A}, que es totalmente suficiente para dar superiores propiedades de barrera para el gas oxígeno y el aroma a un recipiente para envases producido a partir del laminado para envases 40.

La Figura 9 ilustra esquemáticamente un laminado para envases 50 según el presente invento para producir un envase del tipo bolsa, sin una capa de núcleo de papel o cartón. El laminado para envases 50 comprende una primera unidad de laminado prefabricada o película de plástico flexible 50a y una segunda unidad de laminado prefabricada 50b que están unidas permanentemente una a otra por una capa de adhesivo intermedia 51. La primera unidad de laminado o película de plástico 50a se compone de una única capa de un termoplástico flexible sellable por calor, por ejemplo poliéster, polietileno o polipropileno, que es apto para ser sellado por calor a temperatura de 121ºC a 260ºC en una máquina de sellar por calor convencional. La segunda unidad de laminado 50b comprende un substrato o capa de soporte 52 que, sobre su lado que mira hacia la unidad de laminado 50a, soporta una capa 53 que actúa como una capa de barrera para el gas oxígeno y el aroma y que se compone de un óxido de silicio de la fórmula química general SiO_{x}, en la que x puede variar dentro de 1,5 a 2,2. El substrato o capa de soporte 52 se compone de un termoplástico que es flexible y sellable por calor a una temperatura entre 121ºC y 260ºC a la capa termoplástica de la primera unidad de laminado 50a. Por ejemplo, la capa de soporte 52 puede estar formada de poliéster, polietileno o polipropileno.

En el laminado 50 de esta realización, la capa 53 que actúa como barrera para el gas oxígeno y el aroma ha sido producida por deposición química de vapor intensificada por plasma y tiene un espesor de entre 50 y 500 \ring{A}, que da las deseadas propiedades de barrera para el gas oxígeno y el aroma a un envase de bolsa producido a partir del laminado para envases 50.

El laminado para envases 50 es producido uniendo la capa termoplástica de la primera unidad de laminado 50a a la segunda unidad de laminado 50b por medio de una capa de adhesivo 51 que se aplica entra las dos unidades. El laminado 50 puede ser conformado en forma de envases como se ha descrito arriba, incluyendo la formación de líneas de doblado en la capa interior 50a y parcialmente en la capa de barrera 53. Estas líneas de doblado facilitan el plegado del laminado a lo largo de líneas predeterminadas. Puesto que todas las capas del laminado 50 son flexibles, este laminado puede usarse para producir un envase de paredes flexibles.

La Figura 10 ilustra esquemáticamente un laminado para envases según el presente invento para producir una cinta de sellado para uso en un recipiente para envases. El laminado para envases 60 comprende una primera unidad de laminado 60a y una segunda unidad de laminado 60b que han sido unidas permanentemente una a otra por una capa de adhesivo intermedia 61.

La primera unidad de laminado 60a está formada de polietileno. La segunda unidad de laminado 60b comprende un substrato o capa de soporte 62 de plástico, por ejemplo poliéster, poliéster orientado biaxialmente o polipropileno que, sobre su lado que mira en sentido opuesto a la primera unidad de laminado 60a, soporta una capa de barrera 63 que actúa como barrera para el gas oxígeno y el aroma y se compone de un óxido de silicio de la fórmula química general SiO_{x}, en la que x puede variar dentro de 1,5 a 2,2. La capa de óxido de silicio 63 está cubierta por una capa exterior de termoplástico 64, por ejemplo polietileno, que está unida a la capa de óxido de silicio 63 por una capa de adhesivo intermedia 65.

La capa de óxido de silicio 63 ha sido producida por PECVD y tiene un espesor de entre 50 y 500 \ring{A}, que da al laminado para envases 60 las deseadas propiedades de barrera para el gas oxígeno y el aroma. El laminado para envases 60 es producido uniendo una con otra la capa termoplástica de la primera unidad 60a con la segunda unidad de laminado 60b por medio de una capa de adhesivo 61 que se aplica entre las unidades.

La Figura 11 muestra un laminado para envases según el presente invento para producir un laminado de envase que posee superiores propiedades de barrera para el gas oxígeno y el aroma. El laminado para envases 70 comprende una primera unidad de laminado o película de plástico 70a y una segunda unidad de laminado 70b que han sido unidas permanentemente una a otra por una capa de adhesivo intermedia 71. La primera unidad de laminado 70a comprende un material termoplástico flexible o plegable, polipropileno celular o expandido, poliéster celular o expandido o polipropileno con carga mineral.

La segunda unidad de laminado 70b comprende un substrato o capa de soporte 72 de termoplástico que es sellable por calor con el termoplástico de la primera unidad de laminado 70a. El lado de la segunda unidad de laminado 70b que está frente a la primera unidad de laminado 70a soporta una capa 73 que actúa como una barrera para el gas oxígeno y el aroma y que se compone de óxido de silicio de la fórmula química general SiO_{x}, en la que x puede variar dentro de 1,5 a 2,2. La capa de óxido de silicio 73 es producida por deposición química de vapor intensificada por plasma y tiene un espesor de entre 50 y 500 \ring{A}, que da las deseadas propiedades de barrera para el gas oxígeno y el aroma al laminado para envases 70.

El laminado para envases 70 puede ser producido uniendo una con otra la primera unidad de laminado 70a y la segunda unidad de laminado 70b por medio de una capa de adhesivo intermedia 71 que se aplica entre las unidades.

La Figura 12 muestra una realización en la que la capa de SiO_{x} está en contacto directo con el producto en el interior del envase. En esta realización, el laminado para envases 80 incluye una capa base 81, que puede ser cualquier material adecuado que sea flexible, tal como papel, núcleo de espuma, PET, poliamida, polietileno, o polipropileno. El lado exterior de la capa base 81 está revestido con una capa 82 de LDPE. Sobre el lado interior de la capa base, una capa 83 de LDPE tiene un revestimiento fino 84 de SiO_{x}, como se ha descrito arriba con respecto a las capas 15 y 16 de la Figura 5. La capa 83 de LDPE puede ser unida a la capa base por un adhesivo adecuado.

Puesto que el revestimiento de SiO_{x} o capa 84 está expuesto en el lado interior del laminado, cuando el laminado es plegado y sellado por calor para formar un recipiente, la capa 84 de SiO_{x} estará en contacto directo con el contenido del recipiente. Cuando el laminado se usa para recipientes de productos alimenticios, la capa 84 de SiO_{x} es un material aceptable para este fin, puesto que no tendría ningún efecto nocivo sobre el contenido alimenticio. Debido a la delgadez de la capa 84 de SiO_{x}se forma una fuerte unión de sellado por calor entre la capa exterior 82 y la capa interior 83 cuando el laminado es plegado y conformado en máquinas de envasar convencionales a una temperatura de sellado por calor de entre 121ºC y 260ºC. Otra manera de formar una unión usando el laminado para envases 80 es emplear el calentamiento por ultrasonidos, que produce ablandamiento de la capa 83 de LDPE sin requerir la transmisión de calor a través de la capa 84 de SiO_{x}.

Como un ejemplo de un laminado para envases preferido de acuerdo con la realización de la Figura 12, la capa exterior de LDPE tendría un espesor de alrededor de 15 micras y la capa interior de LDPE tendría un espesor de alrededor de 15 micras. La capa base 81, si estuviera presente, tendría un espesor de entre 15 micras y 200 micras. La capa 84 de SiO_{x} tendría un espesor de entre 50 y 500 \ring{A}. Un laminado que tenga capas de estos espesores tendrá buenas propiedades de barrera y será apto para ser conformado en forma de envases mediante sellado por calor sin formación de grietas.

Así, según el presente invento, se realizará un laminado para envases del tipo descrito a manera de introducción que posee excelentes propiedades de barrera para el gas oxígeno y el aroma sin problemas ni inconvenientes concomitantes del tipo inherente en la tecnología de la técnica anterior, conforme a, por ejemplo, la Solicitud de Patente Europea publicada bajo el número 0 378 990. En particular, se realizará un laminado para envases que incluye una capa de óxido de silicio producida por deposición química de plasma y que, incluso a espesores tan pequeños como 50-500 \ring{A}, hace posible la producción, mediante conformación por plegado, de un recipiente para envases que posee superiores propiedades de barrera para el gas oxígeno y el aroma.

Aun cuando el presente invento ha sido descrito arriba con referencia a estructuras de laminado específicas, no está, naturalmente, restringido exclusivamente a tales estructuras. Sin apartarse del espíritu y alcance del concepto inventivo según se define en las Reivindicaciones adjuntas, es posible, y obvio para una persona experta en la técnica, seleccionar otros materiales que los específicamente expuestos aquí en lo que respecta al substrato o la capa de soporte y a la capa de núcleo. Por ejemplo es posible, dentro de la esfera del concepto inventivo según se expone aquí, emplear como material para el substrato o capa de soporte una capa de papel impermeable a la grasa, donde se desee. El laminado de este invento tiene una capa de barrera para el gas que es eficaz en espesores tan pequeños como 50 \ring{A}, y en un espesor preferido de 200 \ring{A}. La ventaja de los revestimientos finos reside principalmente en las superiores propiedades mecánicas que están relacionadas con sus menores tensiones internas. Esto significa que tales revestimientos finos tienen mejor resistencia a la grieta, lo cual es particularmente importante en el caso de los recipientes conformados por doblado y plegado según se describe en esta solicitud. Las esquinas y bordes plegados de tales recipientes son zonas particularmente sensibles y el uso de materiales con revestimientos más gruesos resultaría en grietas en estas partes del envase y en la consiguiente pérdida de propiedades de barrera. En contraste, los revestimientos finos según se ha expuesto en esta solicitud son suficientemente flexibles y extensibles para hacer posible una transformación del material en recipientes para envases sin ningún peligro de agrietamiento o rotura incluso en las zonas más expuestas. Las menores tensiones internas de los revestimientos finos se reflejan también en la propiedad de que estos materiales no se ondulan. Los revestimientos gruesos sobre películas de plástico se ondulan, lo que puede causar problemas durante el subsiguiente procesado para producir laminados.

Debería observarse finalmente que un laminado para envases según el presente invento, además de superiores propiedades de barrera para el gas oxígeno y el aroma, también posee la ventaja de que es del tipo que no se desprende, lo que asegura que la capa de óxido de silicio del laminado para envases puede emplearse en contacto directo con contenidos del envase que sean particularmente sensibles al almacenaje, tales como el zumo de frutas, sin "despojar" o empobrecer los contenidos de sus fragancias aromáticas, aceites esenciales, que aparecen en generosas cantidades en este tipo de contenidos.

Claims (15)

1. Un envase para contener productos alimenticios líquidos que comprende: un laminado flexible formado mediante conformación por plegado a lo largo de líneas de doblado previstas en el laminado para formar una caja para productos alimenticios líquidos, teniendo dicho laminado una primera capa de SiO_{x} en la que x está dentro del intervalo de entre 1,5 y 2,2, y una segunda capa de un material termoplástico flexible a la que está unida la primera capa, siendo formada dicha primera capa por un proceso de deposición química de vapor intensificada por plasma controlado de una manera tal que el SiO_{x} se forma directamente sobre la superficie de la segunda capa depositando y uniendo químicamente el compuesto de óxido de silicio formado por una reacción de un compuesto de silicio vaporizado y gas oxígeno a la segunda capa enfriada, teniendo dicho laminado costuras que unen partes adyacentes de dicho laminado para formar una caja sellada.

2. El envase según la reivindicación 1, en el cual la citada primera capa está formada a partir de una mezcla de un compuesto orgánico de silicio vaporizado y oxígeno en un vacío.

3. El envase según la reivindicación 2, en el cual dicho compuesto orgánico de silicio es hexametil disiloxano.

4. El envase según la reivindicación 1, en el cual dicha primera capa tiene un espesor de entre alrededor de 50 y alrededor de 500 \ring{A}.

5. El envase según la reivindicación 1, en el cual la citada segunda capa es polietileno.

6. El envase según la reivindicación 1, en el cual las citadas costuras están unidas mediante un sellado por calor.

7. El envase según la reivindicación 1, en el cual dicha primera capa está expuesta en el interior de dicho envase.

8. El envase según la reivindicación 1, en el cual el citado laminado incluye una tercera capa de un material termoplástico, estando la citada primera capa entre dichas segunda y tercera capas.

9. Una pieza en bruto preformada para envases que comprende: un laminado flexible que tiene una primera capa de SiO_{x} en la que x está dentro del intervalo de entre 1,5 y 2,2, y una segunda capa de un material termoplástico flexible a la que está unida la primera capa, siendo formada dicha primera capa por un proceso de deposición química de vapor intensificada por plasma controlado de una manera tal que el SiO_{x} se forma directamente sobre la superficie de la segunda capa depositando y uniendo químicamente el compuesto de óxido de silicio formado por una reacción de un compuesto de silicio vaporizado y gas oxígeno a la segunda capa enfriada, teniendo dicho laminado líneas de doblado para facilitar el plegado del laminado, siendo deformada dicha primera capa por dichas líneas de doblado, y medios para sellar dicho laminado cuando se pliega para formar un recipiente sellado para productos alimenticios
perecederos.

10. Una pieza en bruto preformada para envases según la reivindicación 9, en la cual dichos medios para sellar incluyen un sellado termoplástico por calor.

11. Una pieza en bruto preformada para envases según la reivindicación 9, en la cual dicha primera capa está sobre el lado de la pieza en bruto que constituye la superficie interior del envase cuando está conformado.

12. Una pieza en bruto preformada para envases según la reivindicación 9, en la cual el laminado incluye una tercera capa de un material termoplástico, estando dicha primera capa entre dichas segunda y tercera capas.

13. Una pieza en bruto preformada para envases según la reivindicación 9, en la cual dicha primera capa tiene un espesor de entre alrededor de 50 y alrededor de 500 \ring{A}.

14. Método para fabricar un envase para contener productos alimenticios líquidos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende

proporcionar una segunda capa de un material termoplástico flexible;

unir a dicha segunda capa una primera capa de SiO_{x} en la que x está dentro del intervalo de entre 1,5 y 2,2, siendo formada dicha primera capa por un proceso de deposición química de vapor intensificada por plasma controlado de una manera tal que el SiO_{x} se forma directamente sobre la superficie de la segunda capa depositando y uniendo químicamente el compuesto de óxido de silicio formado por una reacción de un compuesto de silicio vaporizado y gas oxígeno a la segunda capa enfriada, formando la primera y la segunda capa un laminado flexible;

proveer a dicho laminado de líneas de doblado para facilitar el plegado del laminado;

formar dicho laminado mediante conformación por plegado a lo largo de las líneas de doblado para conformar una caja para productos alimenticios líquidos; y

proveer a dicho laminado de costuras que unen partes adyacentes de dicho laminado para formar una caja sellada.

15. Método para fabricar una pieza en bruto preformada para envases según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, que comprende

proporcionar una segunda capa de un material termoplástico flexible;

unir a dicha segunda capa una primera capa de SiO_{x} en la que x está dentro del intervalo de entre 1,5 y 2,2, siendo formada dicha primera capa por un proceso de deposición química de vapor intensificada por plasma controlado de una manera tal que el SiO_{x} se forma directamente sobre la superficie de la segunda capa depositando y uniendo químicamente el compuesto de óxido de silicio formado por una reacción de un compuesto de silicio vaporizado y gas oxígeno a la segunda capa enfriada, formando la primera y la segunda capa un laminado flexible;

proveer a dicho laminado de líneas de doblado para facilitar el plegado del laminado, siendo deformada dicha primera capa por dichas líneas de doblado; y

proveer a dicho laminado de medios para sellar dicho laminado cuando se pliega para formar un recipiente sellado para productos alimenticios perecederos.