LAMINADOS DE BARRERA SIN HOJA METALICA.

Un laminado de barrera que comprende

a) un substrato de cartón que tiene una primera superficie y una segunda superficie,

estando la segunda superficie opuesta a la primera superficie,

b) una capa de poliolefina aplicada directamente sobre la segunda superficie del substrato de cartón,

c) una primera capa de poliamida aplicada directamente sobre la primera superficie del substrato de cartón,

d) una primera capa de barrera de oxígeno de EVOH aplicada directamente sobre la primera capa de poliamida,

e) una segunda capa de poliamida aplicada directamente sobre la primera capa de barrera de oxígeno de EVOH,

f) una primera capa de unión aplicada directamente sobre la segunda capa de poliamida,

g) una segunda capa de barrera de oxígeno elegida del grupo constituido por EVOH, alcoholes polivinílicos, poliamidas, poliésteres, polietilen tereftlatos, poliolefinas, copolímeros olefínicos cíclicos, policarbonatos, polímeros cristalinos líquidos y sus mezclas y mezclas de cualquiera de los miembros del grupo precedente con por lo menos un miembro elegido del grupo constituido por secantes, tamices moleculares y ciclodextrinas aplicados directamente sobre dicha primera capa de unión,

h) una segunda capa de unión aplicada directamente sobre dicha segunda capa de barrera de oxígeno, e

i) una capa de poliolefina aplicada sobre dicha segunda capa de unión como la capa mas interna y de contacto con el producto

Laminados de barrera sin hoja metálica.

Patentes relacionadas

Esta patente se relaciona con el Serial nº 10/288.841 que es una continuación en parte de la patente Serial nº 10/105.713 depositada el 25 de marzo de 2002.

Campo del invento

El presente invento se refiere a laminados de cartón y mas particularmente a laminados de cartón sin hoja metálica útiles para obtener contenedores para productos tales como jugos de fruta y cítricos y otras bebidas, así como productos secos no líquidos, en donde el laminado tiene buenas características de barrera incluyendo la capacidad de impedir la transmisión de oxígeno que conduce a la pérdida de vitamina C, componentes de aroma/sabor y otros ingredientes de jugos de fruta y cítricos y otras bebidas envasadas en estos. Los laminados son también efectivos en la minimización del desarrollo microbiano en virtud de su reducida permeabilidad al oxígeno. Mas particularmente este invento se refiere a laminados de barrera sin hoja metálica destinados para obtener contenedores conocidos en el mercado como contenedores "gable top" (envase de cartón con recubrimiento de plástico) u otras cajas para utilizarse para productos que se envasan convencionalmente en caliente tal como jugos de fruta o refrescos de frutas. Estas cajas llenas se almacenan a condiciones ambientales para una vida de almacenamiento de 3-7 meses antes que se comprometa la calidad del producto.

Antecedentes del invento

Se ha utilizado cartón con polietileno de baja densidad (LDPE) para fabricar contenedores de bebida, pero no llega a proporcionar un contenedor aceptable para algunos productos tales como jugos de fruta. En particular, cartón con LDPE tiene una permeabilidad relativamente alta frente al oxígeno que puede conducir a pérdidas de los componentes soborizantes y vitaminas a través de la oxidación durante el almacenamiento. Puede producirse pérdida de sabor también como resultado de migración o absorción de componentes saborizantes en la capa de LDPE, un proceso referido como "scalping".

La pérdida oxidativa de vitaminas y en particular vitamina C puede reducirse sustancialmente con el empleo de un laminado que contiene una lámina de metal como forro de barrera de oxígeno a lo largo del interior del contenedor. Sin embargo, la economía implicada en el empleo de una hoja de metal requiere con frecuencia un recargo en el precio que limita su utilización. Además, los laminados de hoja de metal son susceptibles de desarrollar poros, que afectan seriamente su capacidad para contener líquidos. Una búsqueda de alternativas económicas a la lámina que resulta en el desarrollo de estructuras laminadas que utilizan materiales poliméricos coextruidos tales como polietilen tereftalato (PET), cloruros de polivinilo, cloruro de polivinilideno (PVdC) y etilen vinil alcohol copolímero (EVOH) como el material de barrera y en particular EVOH (para proporcionar protección contra la transferencia de oxígeno y ayuda en la retención de ácido ascórbico y d-limoneno en jugos de cítricos).

La WO 95/03939 A describe una estructura multicapa que comprende un substrato de cartón, una capa de una poliolefina aplicada sobre una superficie y una capa de barrera de oxígeno que comprende EVOH.

Los laminados de cartón que contienen estos materiales de barrera, además de ser mas económicos que las estructuras que contienen láminas metálicas, pueden exhibir superiores propiedades de retención de aroma debido al uso de niveles inferiores de LDPE como la capa de contacto con el producto. Muchas estructuras comerciales convencionales para una caja de cartón para jugo, refresco de frutas y productos similares utilizan ahora un laminado conteniendo etilen vinil alcohol copolímero como una barrera para oxígeno y para impedir pérdida de sabor y vitamina.

Se ha propuesto también nylon y se ha utilizado comercialmente como un polímero de barrera en contendores de cartón. Se ha encontrado no solo proporcionar una barrera efectiva frente al oxígeno sino también proporcionar resistencia térmica, resistencia mecánica y durabilidad. Tal cual sirve como una capa de resistencia al abuso en la construcción de laminados.

Con el fin de asegurar la vida adecuada o extendida durante el almacenamiento, distribución y exhibición en venta al menor bajo condiciones de humedad altas así como bajas, o sea, proporcionar un laminado con buenas propiedades de barrera de oxígeno con humedad relativamente alta en donde EVOH es especialmente susceptible de degradación en propiedades de barrera como resultado de la presencia de humedad, se ha propuesto la combinación de nylon y EVOH ya que el nylon tiene buenas propiedades de barrera aún a condiciones superiores de humedad. Si bien el nylon solo ofrece propiedades de barrera inaceptables, la combinación con EVOH proporciona propiedades de barrera mejoradas de los laminados.

Como puede apreciarse, se ha desarrollado un esfuerzo considerable para hallar la mejor estructura de capa en un laminado de barrera para una caja de jugo, refrescos de fruta u otras bebidas. Así pues se han propuesto otras estructuras laminadas que utilizan material polimérico coextruido tal como polipropileno, polietilen tereftalatos, cloruros de polivinilo, cloruro de polivinilideno, etilen vinil alcohol y otros materiales poliméricos como el material de barrera para proporcionar protección contra la transferencia de oxígeno.

Constituye un objeto del presente invento el proporcionar un material laminado termosellable mejorado para caja de bebida que no transmita ingredientes de sabor/olor de cítricos y otros jugos y refrescos de frutas, que exhiba una barrera de oxígeno sustancial, disminuya sustancialmente la pérdida de Vitamina C, sabor y aroma, minimice el crecimiento microbiano, tenga prestación igual o mejor que los laminados de barrera de polímero utilizados convencionalmente, y reduzca o elimine las dificultades de fabricación sin perjuicios económicos.

Constituye otro objeto del presente invento el proporcionar una caja de bebidas constituida por un laminado efectivo para prevenir la entrada de oxígeno en la caja y con ello la degradación por oxígeno de los componentes de sabor y vitamina, particularmente vitamina C, y la migración, o sea, extracción, de ingredientes de sabor y aroma de la bebida.

Otro objeto del invento es proporcionar un laminado termosellable que tenga una baja permeabilidad al oxígeno durante el llenado en una gama de temperaturas (llenado en frío a llenado en caliente), en condiciones de temperatura ambiente y almacenamiento refrigerado y bajo condiciones de alta y baja humedad.

Sumario del invento

De conformidad con una modalidad del presente invento se proporciona laminados sin hoja metálica termosellables mejorados para jugos de frutas o cítricos, refrescos de frutas, otras bebidas y similares que proporcionan una barrera efectiva a la entrada de oxígeno y migración de sabores y para retención de Vitamina C, sabores y aromas, que comprende desde la superficie del cartón a la superficie interna que contacta con el contenido de la caja fabricada con el laminado, un substrato de cartón que tiene una superficie interior y exterior, una primera capa de poliolefina recubierta en la superficie exterior del substrato, una primera capa de poliamida aplicada en la superficie interna del substrato, una primera capa de barrera de oxígeno de EVOH aplicada directamente sobre la primera capa de poliamida, una segunda capa de poliamida aplicada directamente sobre dicha primera capa de EVOH, una primera capa de unión aplicada directamente sobre la capa de poliamida, una segunda capa de barrera de oxígeno de EVOH aplicada directamente sobre la primera capa de unión, una segunda capa de unión aplicada directamente sobre la segunda capa de EVOH, y una capa mas interna de poliolefina que entrará en contacto con el contenido del contenedor.

En otra modalidad del invento, una estructura laminada de cajas o contenedores de cartón que tienen las propiedades recién descritas comprende cartón que se reviste con una capa externa de poliolefina, una primera capa de poliamida prevista sobre la superficie interna del cartón, una primera capa de EVOH aplicada directamente sobre la primera capa de poliamida, una segunda capa de poliamida aplicada directamente sobre la primera capa de EVOH, una primera capa de unión aplicada directamente sobre la segunda capa de poliamida, una capa de poliolefina recubierta sobre la primera capa de unión, una segunda capa de unión aplicada sobre la capa de poliolefina, una segunda capa de EVOH recubierta sobre la segunda capa de unión, una tercera...

1. Un laminado de barrera que comprende

a) un substrato de cartón que tiene una primera superficie y una segunda superficie, estando la segunda superficie opuesta a la primera superficie,

b) una capa de poliolefina aplicada directamente sobre la segunda superficie del substrato de cartón,

c) una primera capa de poliamida aplicada directamente sobre la primera superficie del substrato de cartón,

d) una primera capa de barrera de oxígeno de EVOH aplicada directamente sobre la primera capa de poliamida,

e) una segunda capa de poliamida aplicada directamente sobre la primera capa de barrera de oxígeno de EVOH,

f) una primera capa de unión aplicada directamente sobre la segunda capa de poliamida,

g) una segunda capa de barrera de oxígeno elegida del grupo constituido por EVOH, alcoholes polivinílicos, poliamidas, poliésteres, polietilen tereftlatos, poliolefinas, copolímeros olefínicos cíclicos, policarbonatos, polímeros cristalinos líquidos y sus mezclas y mezclas de cualquiera de los miembros del grupo precedente con por lo menos un miembro elegido del grupo constituido por secantes, tamices moleculares y ciclodextrinas aplicados directamente sobre dicha primera capa de unión,

h) una segunda capa de unión aplicada directamente sobre dicha segunda capa de barrera de oxígeno, e

i) una capa de poliolefina aplicada sobre dicha segunda capa de unión como la capa mas interna y de contacto con el producto.

2. Un laminado de barrera de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicha capa de poliolefina aplicada sobre la segunda superficie del susbstrato de cartón es polietileno.

3. Un laminado de barrera de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicha poliolefina aplicada sobre la segunda capa de unión y que forma la capa de contacto es polietileno.

4. Un laminado de barrera de conformidad con la reivindicación 1, en donde dicha primera y segunda capas de poliamida comprenden, cada una, un miembro elegido del grupo constituido por nylon 6, nylon 66, nylon 10, nylon 6-10, nylon 11, nylon 12, nylons amorfos, mxd-6 y nanocompuestos de nylon.

5. Un laminado de barrera, de conformidad con la reivindicación 1, en donde la segunda capa de barrera de oxígeno es EVOH.

6. Un laminado de barrera, de conformidad con la reivindicación 1, en donde las capa de unión son cada una un copolímero a base de etileno modificado con grupos funcionales de anhídrido maleico.

7. Un laminado de barrera, de conformidad con la reivindicación 6, en donde las capas de unión son cada una de Plexar.

8. Un laminado de barrera, de conformidad con la reivindicación 5, en donde el EVOH contiene 26-44 mol % de etileno.

9. Un laminado de barrera, de conformidad con la reivindicación 1, en donde la segunda capa de barrera de oxígeno se separa de la primera capa de unión mediante una capa de poliolefina recubierta directamente sobre la primera capa de unión y una tercera capa de unión recubierta directamente sobre la capa de poliolefina.

10. Una laminado de barrera de conformidad con la reivindicación 1, que comprende además una capa de poliolefina aplicada directamente sobre dicha primera capa de unión y una capa de unión aplicada directamente sobre dicha capa de poliolefina que se aplica directamente sobre dicha primera capa de unión.

11. Una laminado de barrera de conformidad con la reivindicación 10, en donde la segunda capa de barrera de oxígeno comprende EVOH.

12. Un método para extender la vida de almacenamiento de una bebida que incluye jugos de fruta y cítricos almacenados en un contenedor de cartón, en donde dicho contenedor se forma a partir de un laminado de conformidad con la reivindicación 1.

13. Un método para extender la vida de almacenamiento de una bebida que incluye jugos de fruta y cítricos almacenados en un contenedor de cartón, en donde dicho contenedor se forma a partir de un laminado de conformidad con la reivindicación 10.

14. Un contenedor sellado y un producto perecedero contenido en este, estando construido el contenedor por un laminado de conformidad con la reivindicación 1 o 10, siendo llenado el producto en caliente en el contenedor, habiéndose calentado dicho producto hasta una temperatura suficiente para exterminar esencialmente todos los microorganismos en el producto alimenticio, estando el contenedor sellado y el producto dentro del contenedor refrigerado para asegurar que el producto es estable al almacenamiento.