Composición polimérica de polipropileno con capacidad absorbedora de oxigeno.

Composición polimérica que comprende un polipropileno, un polímero adhesivo y una composición absorbedora de oxígeno. La invención también se refiere al uso de dicha composición para la fabricación de artículos procesados.

Composición polimérica de polipropileno con capacidad absorbedora de oxígeno.

La presente invención se refiere a una composición polimérica que comprende un polipropileno, un polímero adhesivo y una composición absorbedora de oxígeno y a su uso para la fabricación de artículos procesados por cualquiera de las técnicas habituales de transformación de polímeros que incluyan dicha composición.

Estado de la técnica anterior

Los materiales poliméricos representan actualmente una parte muy sustancial en el conjunto de los utilizados en la industria del envasado debido entre otras razones a la flexibilidad en el diseño de formas y tamaños de los envases y a su menor peso en comparación con metales y vidrio.

A pesar de las mencionadas ventajas los materiales poliméricos presentan serios inconvenientes cuando los envases fabricados con dichos materiales han de asegurar la conservación de productos sensibles al oxígeno atmosférico, entre los que se incluyen alimentos, durante largos periodos de tiempo debido a la elevada, en general, permeabilidad a gases y más específicamente al oxígeno.

Los polímeros termoplásticos de uso más común como las poliolefinas tienen una permeabilidad relativamente elevada al paso de oxígeno lo que los hace inadecuados para fabricar envases que requieran una baja permeabilidad al oxígeno, sin embargo, son los materiales poliméricos de más bajo coste conocidos y por tanto de gran utilidad si pudiesen ser utilizados al menos como material principal o estructural de los citados envases.

La industria del envasado ha desarrollado tecnología y materiales poliméricos para mejorar las propiedades barrera de los mismos, como por ejemplo, se han desarrollado polímeros, denominados polímeros barrera, porque muestran una muy reducida permeabilidad al oxígeno, como el etilen-vinil-alcohol (EVOH), el policloruro de vinilideno (PVDC), poliacrilo nitrilo (PAN) o más recientemente polímeros de cristal líquido (LCP).

Una solución técnica conocida que aprovecha la facilidad de procesado, economía y adecuadas propiedades mecánicas de materiales poliméricos tales como las poliolefinas con las propiedades barrera requeridas para ser adecuados como envases con reducida permeabilidad al oxígeno consiste en el empleo de materiales multicapa que incluyen a modo de ejemplo capas externas de poliolefina de reducido coste ,en particular polipropileno e internas de polímero de reducida permeabilidad o polímeros barrera como los anteriormente mencionados.

Estos materiales multicapa contienen al menos una capa de polímero que actúa como barrera física para la transmisión de oxígeno no reaccionando con el mismo y reduciendo la permeabilidad que tendría la pared del recipiente si solamente estuviese constituida por el polímero base estructural utilizado generalmente como capas externas, como puede ser el polipropileno.

Pero existen inconvenientes que afectan substancialmente a la puesta en práctica de materiales barrera multicapa en caso de que se utilicen polímeros base no polares como las poliolefinas, ya que debido a la incompatibilidad de estas con los polímeros utilizados como barrera, las capas de ambos no se unen fácilmente, lo que ocasiona un deterioro del material multicapa resultante y de su eficacia debido a delaminación entre capas.

Una solución a este problema es la utilización de una capa adicional intermedia a la de ambos materiales: polímero base y polímero barrera conocida como capa adhesivo que sirve de unión entre ambas. Estos complejos multicapa con un mínimo de 5 capas sólo han podido fabricarse por extrusión y los envases fabricados por posterior termofoconformado. Así, han aparecido en el mercado láminas extruidas con estructuras PP-adhesivo-EVOH-adhesivo-PP que pueden termoconformarse posteriormente para obtener los envases. Sería sin embargo deseable disponer de estructuras que no requieran capas de adhesivo intermedias por simplificación y economía en el procesado.

A pesar de reducir significativamente la permeabilidad al oxígeno con la solución aportada de los materiales multicapa incluyendo una capa barrera, existen aplicaciones donde es necesario incrementar todavía más la restricción de entrada de oxígeno y asegurar un muy bajo contenido de oxígeno en el interior de recipientes construidos con este tipo de materiales durante largos periodos de tiempo. Para este propósito se han desarrollado una serie de aditivos conocidos como aditivos o composiciones secuestrantes, captadores, absorbedores o eliminadores de oxígeno, expresiones equivalentes en el contexto de esta descripción, que mediante una reacción química de oxidación de al menos alguno de sus componentes son capaces de eliminar irreversiblemente el oxígeno.

Estos aditivos o composiciones absorbedoras de oxígeno, en general, están compuestos por una mezcla de diferentes componentes y pueden estar diluidos o dispersos en una matriz polimérica por conveniencia para su incorporación a los materiales constitutivos de la pared de envases adecuados para preservar el contenido de sustancias sensibles al oxígeno durante largos periodos de tiempo.

Los aditivos o composiciones absorbedoras de oxígeno pueden clasificarse como orgánicas cuando están basadas preferentemente en componentes poliméricos e inorgánicas cuando los componentes responsables de eliminar oxígeno son compuestos inorgánicos.

En la solicitud de patente española ES2214538 se describen composiciones eliminadoras de oxígeno de tipo inorgánico susceptibles de poder ser utilizadas incorporándolas como mezcla en las capas de un material termoplástico en especial una poliolefina, como polipropileno o bien en forma de capa individual como barrera activa en materiales multicapa y están constituidas por hierro metálico un componente electrolítico como el cloruro de sodio y un componente acidificante. Estas composiciones se activan con la humedad.

Las composiciones absorbedoras de oxígeno basadas en componentes poliméricos orgánicos tienen en general como componente esencial un polímero capaz de reaccionar irreversiblemente con oxígeno en condiciones adecuadas en presencia en general de un sistema catalítico que activa el proceso. Este tipo de composiciones se han desarrollado más preferentemente para materiales multicapa basados en Polietilentereftalato (PET).

Así, en las patentes US 5,021,515, US 5,639,815 y adicionalmente en EP 520257 se describen combinaciones conteniendo un sistema de barrera pasiva y activa simultáneamente constituida por materiales tricapa tipo PET PET/mezcla PET-Poliamida/PET habiéndose encontrado que cuando la poliamida contiene un grupo meta-xileno como es el caso del producto comercial conocido MXD-6 fabricado por Mitsubishi y en la mezcla se añade un compuesto de metal de transición, como por ejemplo de cobalto, la propia capa barrera pasiva que ejerce la poliamida, debida a la relativamente reducida permeabilidad de las poliamidas actúa también en combinación con este sistema como barrera activa eliminadora de oxígeno.

Dentro de los materiales conteniendo polímeros absorbedores de oxígeno pueden citarse los descritos en la solicitud de patente EP1066337, donde las composiciones de material polimérico consisten en copolímeros etileno-metilacrilato modificados conteniendo grupos ciclohexeno en la cadena lateral, mientras que en la solicitud de patente EP1045801 consisten en copoliamidas conteniendo grupos oligoméricos conteniendo dobles enlaces como por ejemplo butadieno.

Son posibles varios tipos y combinaciones de materiales poliméricos conteniendo grupos insaturados que actúan como absorbedores de oxígeno y también mezclas de materiales poliméricos con los citados polímeros conteniendo grupos insaturados como se muestra en los documentos WO 2006/096885 donde se describen poliésteres conteniendo grupos laterales insaturados o en EP2017308 en donde la resina absorbedora de oxígeno está constituida por un polímero insaturado, obtenido a partir de una olefina cíclica por el procedimiento de metátesis de apertura de anillo, que puede incorporarse opcionalmente en forma de mezcla con un polímero barrera como el EVOH.

Otros sistemas descritos de resinas absorbedoras de oxígeno, están basados en composiciones poliméricas constituidas por una mezcla de un polímero barrera y un termoplástico que no contiene grupos polares, como es el caso de un copolímero bloque de estireno e isopreno como los descritos en las solicitudes de patentes EP1033080 y EP1314761.

1. Una composición polimérica que comprende: