MX2014010339A - Composicion de revestimiento de cierre con reduccion de oxigeno mejorada. - Google Patents

Abstract

Se da a conocer una composición de revestimiento de cierre que comprende una mezcla (o combinación) de un polímero termoplástico, un polímero de barrera de oxígeno, y un material de eliminación de oxígeno en forma de partículas. El polímero de barrera de oxigeno preferiblemente comprende poliisobutileno. El material de eliminación de oxígeno en forma de partículas preferiblemente se selecciona del grupo que consiste de una sal de metal alcalino de sulfito, ascorbato, isoascorbato, y una mezcla de dos o más de esos materiales. La composición de revestimiento de cierre se puede usar para fabricar un revestimiento para un cierre (por ejemplo, una corona de metal usada para tapar una botella) que proporciona propiedades de reducción de oxigeno superiores y mejora su vida útil.

Description

COMPOSICION DE REVESTIMIENTO DE CIERRE CON REDUCCION DE OXIGENO MEJORADA CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a una composición de revestimiento de cierre con reducción de oxigeno mejorada.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los cierres (o tapas) para uso en comida, bebidas y recipientes farmacéuticos se hacen típicamente de plástico o metal o ambos metal y plástico. Tales cierres generalmente incluyen un revestimiento (o junta) en la superficie interna para proporcionar un sello hermético en la apertura del recipiente. Ya que muchos productos que se empacan en un recipiente se pueden ver afectados adversamente por la presencia de oxígeno, es deseable particularmente si el revestimiento de cierre se formula para prevenir ingreso de oxígeno. Varios productos son sensibles al oxígeno y se debe proteger de ingreso de oxígeno, el más típico es una cerveza. Tal como productos sensibles al oxígeno, en forma particular cerveza, se empacan en una botella tapada con un cierre de metal (o corona).

Varias téenicas se han empleado para formular composiciones de cierre para prevenir el ingreso de oxígeno. En una técnica, como se describe, por ejemplo, en US 5,075,362 y EP 0 328 336, la composición de revestimiento incluye un eliminador de oxígeno, tal como una sal de ascorbato o de sulfato, mezclando en la composición de base de polímero que se puede moldear en la forma de un revestimiento de cierre. Con este tipo de revestimiento de cierre, el eliminador de oxígeno reduce la cantidad de oxígeno residual en el espacio de cabeza del recipiente al llenar, así como consume cualquier oxígeno externo que permanece a través del cierre. Ya que el eliminador de oxigeno es un agente de reducción que reacciona con el oxígeno en la presencia de vapor de agua (pero es sustancialmente inerte en la ausencia de humedad), uno podría razonablemente concluir que la composición de polímero base debe tener alguna permeabilidad a ambos oxígeno y vapor de agua para permitir a esos materiales alcanzar la eliminación de oxígeno incorporado en el polímero.

Otro enfoque para prevenir el ingreso de oxígeno es para utilizar una composición de revestimiento que es una barrera de oxígeno - es decir, el revestimiento es una barrera física que previene el ingreso de oxígeno. Tal como se describe una composición de revestimiento, por ejemplo, en US 6,677,397 e incluye poliisobutileno como un material de barrera de oxígeno en la composición de polímero base que se puede moldear en la forma de un revestimiento de cierre. Mientras que este tipo de revestimiento puede reducir el ingreso de oxígeno externo en el recipiente, no reducirá la cantidad de oxígeno en el espacio de cabeza del recipiente.

Un enfoque adicional para prevenir el ingreso de oxigeno es utilizar un revestimiento de cierre que tiene ambas un eliminador de oxigeno y una barrera de oxigeno. Tal enfoque se describe, por ejemplo, en US 6,194,042. Sin embargo, el revestimiento descrito en esta patente consiste de múltiples capas, donde una capa es una capa espumada que incluye un material de eliminación de oxígeno y otro, la capa separada sirve como una capa de barrera de gas. La capa espumada permite el flujo libre de oxígeno (y mezcla) para poner en contacto con la eliminación de oxígeno. Un dispositivo multicapa tal como este es costoso y complicado de fabricar porque requiere diferentes pasos de proceso de fabricación múltiples: por ejemplo, se co-extrude una hoja de revestimiento multicapa, luego se conforma en revestimientos individuales y entonces se coloca en la tapa.

Seria altamente deseable proporcionar una composición de revestimiento de cierre con propiedades de reducción de oxigeno mejoradas y, por lo cual, mejora su vida útil. Además, será altamente deseable proporcionar una composición de revestimiento de cierre que es tanto rentable y capaz de ser procesada (por ejemplo, moldeada en cierres tales como coronas de botella) en un solo paso de fabricación. Será además deseable proporcionar una composición de revestimiento de cierre que previene la contaminación de otros gases o solventes indeseables, tales como tricloroanisol (TCA).

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION La presente invención abarca una composición de revestimiento de cierre que comprende una mezcla (o combinación) de un polímero termoplástico, un polímero de barrera de oxígeno, y un material de eliminación de oxígeno en forma de partículas. El polímero de barrera de oxígeno preferiblemente comprende poliisobutileno . El material de eliminación de oxígeno en forma de partículas preferiblemente se selecciona desde el grupo que consiste de las sales de metal alcalino de sulfito, ascorbato, isoascorbato, y una mezcla de dos o más de eso materiales. En otras palabras, el material de eliminación de oxígeno puede ser uno o más de un sulfito de metal alcalino, un ascorbato de metal alcalino o un isoascorbato de metal alcalino. La composición de revestimiento de cierre de la presente invención proporciona propiedades de reducción de oxígeno superiores y mejorar su vida útil.

La composición de revestimiento de cierre descrito anteriormente se puede usar para fabricar un revestimiento para un cierre. El revestimiento se fabrica preferiblemente como una sola capa. Si el revestimiento incluye más de una capa, entonces al menos una capa debe comprender la composición de revestimiento de cierre descrita anteriormente.

La presente invención también incluye un cierre para un recipiente, en donde el cierre incluye un revestimiento de cierre fabricado de la composición de revestimiento descrito después. En forma particular, la presente invención se dirige a una corona de metal para un recipiente de bebida, en donde la corona de metal incluye un revestimiento de cierre fabricado de la composición de revestimiento de cierre descrito después. Además, la presente invención abarca un recipiente rellenado con un producto, en donde el recipiente se tapa por un cierre que incluye un revestimiento fabricado de la composición de revestimiento de cierre descrita después. En forma particular, la presente invención abarca una botella rellena con una bebida, en donde la botella se tapa por una corona de metal que incluye un revestimiento fabricado de la composición de revestimiento de cierre descrito después.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 es una gráfica que representa las propiedades de reducción de oxigeno (es decir, absorción/bloqueo) sobre el tiempo de un revestimiento de cierre de la presente invención (C) que incluye ambos un material de eliminación de oxigeno y un polímero de barrera de oxígeno comparado a los revestimientos de cierre que incluyen tanto un material (A) de eliminación de oxígeno como un polímero (B) de barrera de oxígeno.

La figura 2 es una gráfica de los datos contenidos en la figura 1, pero sin el control para permitir la expansión de la gráfica y representa más claramente las propiedades de reducción de oxígeno de un revestimiento de cierre de la presente invención (C) sobre el tiempo comparado a los revestimientos A y B de cierre.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En forma particular, la composición de revestimiento de cierre de la presente invención vent josamente comprende, por peso de la composición, 40% a 80%, preferiblemente 50% a 70%, de un polímero termoplástico, 5% a 50%, preferiblemente 10% a 30%, de un polímero de barrera de oxígeno, y 1% a 30%, preferiblemente 3% a 20%, más preferiblemente 5% a 15%, de un material de eliminación de oxígeno en forma de partículas.

El polímero de barrera de oxígeno preferiblemente comprende poliisobutileno , y más preferiblemente consiste esencialmente de poliisobutileno. Típicamente, el poliisobutileno es un copolímero de isobutileno con una cantidad pequeña (por ejemplo, cerca de 2% por peso) de isopreno. El material de eliminación de oxígeno preferiblemente se selecciona del grupo que consiste de un sulfito de metal alcalino, un ascorbato de metal alcalino, un isoascorbato de metal alcalino, y una mezcla de dos o más de esos materiales. El metal alcalino preferido es sodio o potasio. El sulfito de sodio se prefiere especialmente como el material de eliminación de oxígeno. Se prefiere que el material de eliminación de oxígeno en forma de partículas tiene un tamaño de partícula promedio en el rango de cerca de 0.1 mm a cerca de 50 mm.

El polímero termoplástico generalmente debe ser permeable, o al menos parcialmente permeable, al oxígeno y vapor de agua. El polímero termoplástico típicamente comprenderá uno o más polímeros seleccionados del grupo que consiste de polietileno, polipropileno, copolímero de propileno etileno, caucho butadieno estireno, butadieno estireno carboxilado, poliisopreno, copolímero de bloque de estireno isopreno estireno, copolímero de bloque de estireno butadieno estireno, copolímero de bloque de estireno etileno butileno estireno, copolímero de acetato de etileno, copolímero de (met)acrilato de etileno (por ejemplo, copolímero de acrilato de butil etileno) , copolímero de alcohol de vinil etileno, homopolimero o copolímero de cloruro de vinilo, polímero de acrílico estireno, poliamida, y polímero de acetato de vinilo y mezclas de uno o más de esos. Polímeros termoplásticos particularmente preferidos incluyen acetato de vinil etileno, polietileno, polietileno de densidad particularmente alta, y mezclas del mismo.

La composición de revestimiento de cierre puede contener otros componentes opcionales tales como relleno, ayudantes de deslizamiento, ayudantes de proceso, pigmentos, lubricantes, estabilizadores, antioxidantes, estabilizadores UV, plastificantes, aceite mineral, resinas de pegajosidad y otros aditivos convencionales en las cantidades convencionales, dependiendo de la naturaleza de la composición y las propiedades deseadas. Típicamente, la cantidad total de tales aditivos está generalmente debajo de 20%, preferiblemente debajo de 10%, por peso de la composición.

Los componentes descritos anteriormente para la composición de revestimiento de cierre típicamente se sujetan a un proceso de composición de tornillos gemelos (por ejemplo, usar temperaturas de fusión de paso de cerca de 150°C a 220°C) para formar bolitas, que las bolitas pueden entonces ser moldeadas en un revestimiento de cierre, típicamente mediante un proceso de moldeado en frió de velocidad rápida. Un revestimiento de cierre fabricado de la composición de revestimiento de cierre descrito anteriormente preferiblemente tendrá una dureza Shore entre 70 Shore A y 100 Shore A, y un índice de flujo fundido (MFI) entre 0 y 20 g/min (2.16 kg, 190°C).

El revestimiento de cierre se puede pre-moldear, entonces insertar en un cierre, o preferiblemente será moldeada directamente (es decir, in si tu) en la porción interna del cierre, particularmente donde el cierre es una corona de metal para usar en coronado de botella. El cierre con revestimiento entonces se puede fijar sobre un recipiente que se ha rellenado con un producto, por ejemplo, una botella llenada con cerveza.

Ejemplo Los revestimientos de cierre se preparan de las composiciones de revestimiento de cierre mostradas en la Tabla 1 a continuación. Las composiciones A y B son composiciones de arte previo para comparación, mientras que la composición C es una composición de la presente invención. La composición A incluye un material de eliminación de oxígeno (sulfito de sodio), pero no incluye un polímero de barrera de oxígeno. La composición B incluye un polímero de barrera de oxígeno (poliisobutileno), pero no incluye un material de eliminación de oxígeno. La composición C incluye tanto un material de eliminación de oxígeno (sulfito de sodio) y un polímero de barrera de oxígeno (poliisobutileno).

Tabla 1 1 LDPE 1070 MN 18C (Total Petrochemicals) 2 Stamylan HD7108 (Sabic) 3 Flexireno CL10 (Polimeri)paraA; Clearflex M BO (Polymeri) paraB&C 4 Butilo 101-3 (Lanxess) 6 Kraton D1153 ES (30%Estireno; Kraton Polymers) 8 Finavestan A360B (Total Lubricante) 7 Siliconol AK1000 (Wacker Chimie) La preparación de las bolitas o pellets de revestimiento de cierre. Todos los ingredientes de la composición se mezclaron en una extrusora de doble husillo a temperaturas de fusión entre 150°C y 220°C para proporcionar bolitas para cada una de las composiciones A, B y C, asi como el Control, el cual no incluye barrera de oxigeno ni material de eliminación.

La preparación de lineas de cierres de corona. Las bolitas extruidas se funden, depositadas en cierres de corona y moldeadas en frió usando equipamiento de revestimiento de corona convencional. El revestimiento de cierre adhiere bien a la superficie interna de la cascara (cierre) de corona.

La prueba de barrera física. Los cierres de corona alineados se prueban para el rendimiento de la barrera física, es decir su capacidad para bloquear la permeabilidad del contaminante 2,4,6-tricloroanisol (TCA). Las coronas de prueba (contienen revestimientos A, B y C como se describe anteriormente) se sella en botellas que contienen 5% de solución de etanol. Las botellas entonces se colocan en un ambiente controlado que contiene TCA y almacenado por 30 días hasta un nivel detectable de TCA ha permeado las muestras y controles. Las muestras se sujetan a extracción líquido/líquido y análisis GC/MS para medir el contaminante TCA permeada en la botella. Los resultados se muestran en la Tabla 2.

Tabla 2 Como se puede ver de la tabla anterior, la composición C tiene propiedades de barrera física excelentes a TCA, el cual significa que también puede realizar una barrera física al oxígeno. Cuando se compara al rendimiento de barrera de la composición B, se puede ver que la presencia de eliminador de oxígeno en la composición C no afecta adversamente el rendimiento de la barrera física.

La prueba de reducción de oxígeno. Las coronas alineadas se encierran sobre 330 mi de botellas de vidrio rellenas con agua carbonatada y acidificada. Un sensor de oxígeno se pega adentro de las botellas después del paso de llenado. Después pasteurización en 62°C por 20 minutos, las botellas se almacenan alrededor de 22°C para la medición del contenido de oxígeno. Las mediciones de oxígeno se realizan en botellas sacudidas usando el método no invasivo, Oxysense™ 101. Esta téenica mide la cantidad de oxígeno en el empaque sobre el tiempo y, por tanto evalúa el rendimiento de revestimiento de corona para eliminar oxígeno dentro del empaque y/u oxígeno de bloque desde que permanece en el empaque.

La capacidad de las coronas que contienen revestimiento de cierre fabricado de las composiciones A, B y C para reducir los niveles de oxigeno en botellas llenas contra un Control se representa en la figura 1. Como se puede ver, los revestimientos de cierre fabricados de la composición C de la presente invención muestra la reducción más grande en oxigeno, y los niveles bajos de oxígeno se mantienen por más de 300 días. En contraste, los revestimientos de cierre fabricados de composiciones A y B reducen niveles de oxígeno a una extensión mucho menor, y que incrementa el nivel sobre el periodo de tiempo extendido. La diferencia en rendimiento de la composición A contra las composiciones B y C se representa más claramente en la figura 2, el cual es una gráfica basada en los mismos datos mostrados en la figura 1, pero sin el control, para expandir la gráfica.

El rendimiento superior de los revestimientos de cierre hechos con la composición C es sorprendente en dos aspectos. Primero, el material de eliminación de oxígeno requiere la presencia de humedad a activar. Ya que un revestimiento que contiene el polímero de barrera debe tener una permeabilidad inferior al agua comparada a un revestimiento sin el polímero de barrera, se esperaría tenga una eficiencia de eliminación de oxígeno inferior reduciendo la permeabilidad de mezcla. Segundo, ya que un revestimiento que contiene el polímero de barrera tiene una permeabilidad reducida al oxígeno comparado a un revestimiento sin el polímero de barrera, se esperaría tener una eficiencia de eliminación de oxígeno inferior reduciendo la permeabilidad de oxígeno. En otras palabras, uno esperaría que el polímero de barrera inhiba ambos humedad y oxígeno de contactar el material de eliminación de oxígeno. Este ejemplo indica que no es el caso. El rendimiento de eliminación de oxígeno del revestimiento no se impacta adversamente por el polímero de barrera. De hecho, como se ve, el revestimiento hecho de la composición C reacciona más rápidamente que el revestimiento hecho de la composición A.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Una composición de revestimiento de cierre, caracterizada en que comprende un polímero termoplástico, un polímero de barrera de oxígeno, y un material de eliminación de oxígeno, en forma de partículas.

2. La composición de revestimiento de cierre de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada en que el polímero de barrera de oxígeno comprende poliisobutileno, y en donde el material de eliminación de oxígeno, en forma de partículas, se selecciona del grupo que consiste de un sulfito de metal alcalino, un ascorbato de metal alcalino, un isoascorbato de metal alcalino, y una mezcla de dos o más de esos materiales.

3. La composición de revestimiento de cierre de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada en que comprende, por peso de la composición, 40% a 80% de un polímero termoplástico, 5% a 50% de un polímero de barrera de oxígeno que comprende polisiobutileno, y 1% a 30% de un material de eliminación de oxígeno, en forma de partículas, seleccionado del grupo que consiste de un sulfito de metal alcalino, un ascorbato de metal alcalino, un isoascorbato de metal alcalino, y una mezcla de dos o más de esos materiales.

4. La composición de revestimiento de cierre de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada en que comprende, por peso de la composición, 50% a 70% de un polímero termoplástico, 10% a 30% de un polímero de barrera de oxígeno que comprende poliisobutileno, y 3% a 20% de un material de eliminación de oxígeno, en forma de partículas, seleccionado de un sulfito de metal alcalino, un ascorbato de metal alcalino, un isoascorbato de metal alcalino, y una mezcla de dos o más de esos materiales.

5. La composición de revestimiento de cierre de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, caracterizada en que el polímero termoplástico comprende uno o más polímeros seleccionados del grupo que consiste de polietileno, polipropileno, copolímero de propileno etileno, caucho de butadieno estireno, butadieno estireno carboxilado, poliisopreno, copolímero de bloque estireno isopreno estireno, copolímero de bloque estireno butadieno estireno, copolímero de bloque estireno butileno estireno, copolímero de acetato vinil etileno, copolímero de acrilato (meta)etileno, copolímero de alcohol viniletileno, homopolimero o copolímero de clorudo de vinilo, polímero de acrílico estireno, poliamida, y polímero de acetato de vinilo, y mezclas de uno o más de esos.

6. La composición de revestimiento de cierre de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada en que el polímero de barrera de oxígeno consiste esencialmente de poliisobutileno.

7. La composición de revestimiento de cierre de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada en que el material de eliminación de oxigeno en forma de partículas comprende sulfito de sodio.

8. Un cierre para un recipiente, caracterizado en que el cierre incluye un revestimiento de cierre fabricado a partir de la composición de revestimiento de cierre de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.

9. Una corona de metal para un recipiente de bebida, caracterizada en que la corona de metal incluye un revestimiento de cierre fabricado a partir de la composición de revestimiento de cierre de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.

10. Un recipiente rellenado con un producto, caracterizado en que el recipiente se tapa por un cierre, en donde el cierre incluye un revestimiento de cierre fabricado de la composición de revestimiento de cierre de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.

11. Una botella llena con una bebida, caracterizada en que la botella se tapa por una corona de metal que incluye un revestimiento fabricado a partir de una composición de revestimiento de cierre de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7. RESUMEN DE LA INVENCIÓN Se da a conocer una composición de revestimiento de cierre que comprende una mezcla (o combinación) de un polímero termoplástico, un polímero de barrera de oxígeno, y un material de eliminación de oxígeno en forma de partículas. El polímero de barrera de oxigeno preferiblemente comprende poliisobutileno. El material de eliminación de oxígeno en forma de partículas preferiblemente se selecciona del grupo que consiste de una sal de metal alcalino de sulfito, ascorbato, isoascorbato, y una mezcla de dos o más de esos materiales. La composición de revestimiento de cierre se puede usar para fabricar un revestimiento para un cierre (por ejemplo, una corona de metal usada para tapar una botella) que proporciona propiedades de reducción de oxigeno superiores y mejora su vida útil. 1/1 Figura 2