Eliminación de oxígeno.

Un recipiente permeable que comprende un medio generador de hidrógeno para generar hidrógeno molecular enuna reacción química,

en el que dicho medio generador de hidrógeno incluye una sustancia activa que liberahidrógeno molecular mediante reacción con humedad, estando embebida dicha sustancia activa en una matrizpolimérica para restringir la velocidad a la que la humedad puede alcanzar la sustancia activa, reduciendo ycontrolando de ese modo la velocidad de generación de hidrógeno molecular, en el que dicho recipiente incluye uncatalizador para catalizar una reacción entre dicho hidrógeno molecular y oxígeno molecular.

Eliminación de oxígeno ANTECEDENTES

Esta invención se refiere a la eliminación de oxígeno. Las presentes realizaciones ejemplares se refieren a un recipiente. Esta invención encuentra aplicación particular junto con un recipiente para alimento o bebidas, y se describirá con referencia particular a él. Sin embargo, se ha de apreciar que la presente realización ejemplar es también susceptible a otras aplicaciones similares.

Los polímeros tales como poli (tereftalato de etileno) (PET) son materiales versátiles que disfrutan de una amplia aplicabilidad como fibras, películas, y estructuras tridimensionales. Una aplicación particularmente importante para polímeros es para recipientes, especialmente para alimento y bebidas. Esta aplicación ha visto un crecimiento enorme a lo largo de los últimos 20 años, y continúa disfrutando de una popularidad cada vez mayor. A pesar de su crecimiento, los polímeros tienen ciertas limitaciones fundamentales que restringen su aplicabilidad. Una de tales limitaciones es que todos los polímeros muestran cierto grado de permeabilidad al oxígeno. La capacidad del oxígeno para permear a través de polímeros tales como PET al interior del recipiente es un aspecto significativo, particularmente para alimentos y bebidas que se degradan por la presencia de cantidades incluso pequeñas de oxígeno. Para los fines de esta descripción, permeable significa difusión de pequeñas moléculas a través de una matriz polimérica al hacer pasar por migración cadenas poliméricas individuales, y es distinto de la fuga, que es el transporte a través de orificios macroscópicos o microscópicos en una estructura de recipiente.

Además del alimento y las bebidas, otros productos afectados por el oxígeno incluyen muchos fármacos y compuestos farmacéuticos, así como un número de sustancias químicas e incluso electrónicas. A fin de envasar estos productos sensibles al oxígeno, los propietarios de las marcas han descansado históricamente en el uso del envasado de vidrio o de metal. Más recientemente, los propietarios de las marcas han comenzado a envasar sus productos en envases de plástico, que incorporan barreras pasivas al oxígeno y/o eliminadores de oxígeno. Generalmente, se ha logrado un mayor éxito utilizando eliminadores de oxígeno; sin embargo, los materiales eliminadores de oxígeno han sufrido hasta ahora un gran número de problemas. En particular, los eliminadores de oxígeno utilizados hasta la fecha se basan en la incorporación en el envase de un material sólido oxidable. Las tecnologías utilizadas incluyen oxidación de hierro (incorporado en saquitos o en la pared lateral del recipiente) , la oxidación de bisulfito de sodio, o la oxidación de un polímero oxidable (particularmente poli (butadieno) o mxililendiamina adipamida) . Todas estas tecnologías sufren velocidades lentas de reacción, capacidad limitada, posibilidad limitada de poner en marcha la reacción de eliminación en el momento de llenar el recipiente, formación de niebla en la pared lateral del envase, y/o decoloración del material de envasado. Estos problemas han limitado el uso de los eliminadores de oxígeno en general, y son especialmente significativos para el envasado plástico transparente (tal como PET) y/o allí donde el reciclado del plástico se considera importante.

Es bien sabido que el oxígeno molecular reaccionará con hidrógeno molecular en presencia de un catalizador adecuado. Por ejemplo, Ann. Chim. Phys. Vol. 39, p 328 (1828) describe la reacción catalizada por platino entre hidrógeno molecular y oxígeno molecular, y el documento GB 1.188.170 describe la aplicación de esta tecnología a la desoxigenación de los contenidos de recipientes impermeables. En esta patente, la pared del recipiente contiene un catalizador redox, y el interior del recipiente impermeable se inunda con hidrógeno molecular en el momento del cerrado hermético. Aunque este método es adecuado para eliminar oxígeno residual de los contenidos de recipientes impermeables, sería de poco valor para recipientes plásticos permeables. En el caso de recipientes plásticos permeables, cualquier hidrógeno introducido en el momento del cierre hermético se perdería rápidamente debido a que la permeabilidad de los plásticos al oxígeno es bastante elevada (para PET, la permeabilidad del hidrógeno es alrededor de 15 veces mayor que la permeabilidad del oxígeno) . Además, el oxígeno continuaría permeando a través de las paredes del recipiente y hacia el interior del recipiente con el tiempo. Por tanto, cualquier beneficio procedente de este enfoque tendría corta vida, puesto que cualquier oxígeno eliminado se reemplazaría inicialmente de forma rápida al ingresar el oxígeno, mientras que cualquier hidrógeno inicialmente presente se perdería rápidamente. Puesto que los propietarios de las marcas generalmente desean períodos de caducidad de los productos de más de tres meses (y algunas veces tanto como tres años) , tal protección a corto plazo es de muy poco valor.

El documento GB1005651 describe un método para desechar oxígeno residual en recipientes no permeables herméticamente cerrados, en el que se introduce un catalizador en el recipiente junto con un hidruro metálico.

El documento JP3284347 describe el uso de carbón activado e hidruro metálico. El carbón activado absorbe oxígeno, lo que quiere decir que es necesario generar menos hidrógeno para eliminar el hidrógeno que queda en el recipiente.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se define en las reivindicaciones independientes 1 y 29 siguientes. Otras características de la invención serán manifiestas a partir de las reivindicaciones dependientes y descripción que sigue.

Ahora se ha descubierto que se puede proporcionar protección a largo plazo frente al ingreso de oxígeno a recipientes permeables mediante inclusión de un medio generador de hidrógeno que puede comprender uno o más componentes que liberan lentamente hidrógeno molecular dentro del recipiente durante un período de tiempo prolongado. En presencia de un catalizador adecuado, el hidrógeno molecular reaccionará con cualquier oxígeno presente en el interior del recipiente o en la pared del recipiente. Preferiblemente, la velocidad de liberación del hidrógeno se personaliza para emparejarla a la velocidad de ingreso de oxígeno en el recipiente. Además, es preferible que haya una liberación inicial relativamente rápida de hidrógeno, seguido de una liberación continua lenta durante un período de meses o incluso años. Además, se prefiere que la liberación sustancial de hidrógeno comience de manera fidedigna sólo cuando el envase esté lleno. Finalmente, es preferible que la sustancia que libera hidrógeno no adultere los contenidos del recipiente.

En una realización, se proporciona un recipiente que comprende un medio generador de hidrógeno para generar hidrógeno molecular en una reacción química que implica una sustancia activa que se incorpora en dicho recipiente. El recipiente incluye adecuadamente un catalizador para catalizar una reacción entre dicho hidrógeno molecular y el oxígeno molecular. Como resultado, el oxígeno molecular en dicho recipiente, por ejemplo que pasa a dicho recipiente a través de una pared del mismo, se puede eliminar, con agua como subproducto.

Para los fines de esta descripción, un recipiente incluye cualquier envase que rodea un producto y que contiene orificios microscópicos o macroscópicos no intencionados que proporcionan transporte de pequeñas moléculas entre el interior y el exterior del envase. Dicho recipiente comprende opcionalmente un cierre. Para los fines de esta descripción, un catalizador incluye cualquier sustancia que cataliza o promueve una reacción entre hidrógeno molecular y oxígeno molecular.

El recipiente puede incluir una pared lateral construida a partir de una composición que incluye un primer componente de resina polimérica y un segundo componente que comprende un catalizador capaz de catalizar una reacción entre hidrógeno molecular y oxígeno molecular. El recipiente también puede incluir un tercer componente capaz de liberar hidrógeno molecular durante un período de tiempo prolongado. El tercer componente está situado preferiblemente en el recipiente o cerca de una superficie interior del recipiente. El componente capaz de liberar hidrógeno molecular está situado preferiblemente en o sobre un cierre de dicho recipiente. Adecuadamente, el componente capaz de liberar hidrógeno molecular comprende una sustancia activa que libera hidrógeno molecular mediante reacción con la humedad.

En una realización, se proporciona un método para eliminar oxígeno en un recipiente, comprendiendo el método incorporar un medio generador de hidrógeno... [Seguir leyendo]

1. Un recipiente permeable que comprende un medio generador de hidrógeno para generar hidrógeno molecular en una reacción química, en el que dicho medio generador de hidrógeno incluye una sustancia activa que libera hidrógeno molecular mediante reacción con humedad, estando embebida dicha sustancia activa en una matriz polimérica para restringir la velocidad a la que la humedad puede alcanzar la sustancia activa, reduciendo y controlando de ese modo la velocidad de generación de hidrógeno molecular, en el que dicho recipiente incluye un catalizador para catalizar una reacción entre dicho hidrógeno molecular y oxígeno molecular.

2. Un recipiente según la reivindicación 1, que comprende:

una composición que incluye un primer componente de resina polimérica y un segundo componente que comprende al menos un catalizador capaz de catalizar una reacción entre oxígeno molecular e hidrógeno molecular; y

al menos una fuente de hidrógeno dentro o cerca del interior de dicho recipiente, que es capaz de generar hidrógeno molecular durante un período de tiempo prolongado.

3. Un recipiente según la reivindicación 1 o reivindicación 2, en el que un dicho catalizador está situado en una pared del recipiente.

4. Un recipiente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que un dicho catalizador está situado cerca o en el interior del recipiente.

5. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que un dicho catalizador se selecciona del grupo que comprende metales del Grupo VIII, sales de metales del Grupo VIII, metales de transición, carburos de metales de transición, nitruros de metales de transición, boruros de metales de transición, y sus combinaciones.

6. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que el medio generador de hidrógeno y/o dicha al menos una fuente de hidrógeno es capaz de generar hidrógeno molecular durante un período de tiempo mayor de 1 semana.

7. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que el medio generador de hidrógeno y/o dicha al menos una fuente de hidrógeno es capaz de generar hidrógeno molecular durante un período de tiempo mayor de seis meses.

8. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que dicha sustancia activa comprende un hidruro.

9. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que dicho recipiente es un recipiente de bebidas.

10. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que la sustancia activa se selecciona del grupo que comprende metales del Grupo I, II y III, hidruros de metales del Grupo I, II y III, metales de tierras raras, hidruros de tierras raras, borohidruros de metales alcalinos, borohidruros de metales alcalino-térreos, hidruros de metales alcalinos y aluminio, hidruros de silicio, hidruros de estaño, y sus combinaciones.

11. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que la sustancia activa se selecciona del grupo que comprende hidruro de sodio, hidruro de litio, borohidruro de sodio, sodio metálico, litio metálico, potasio metálico, hidruro de calcio, hidruro de magnesio, hidruro de litio y aluminio, y sus combinaciones.

12. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que el procedimiento para obtener el recipiente comprende un moldeado por inyección y un procedimiento de moldeado por soplado con estiramiento.

13. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que el procedimiento para obtener el recipiente comprende un procedimiento de extrusión.

14. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que el procedimiento para obtener el recipiente comprende un procedimiento de termoconformado.

15. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que el recipiente también comprende un alimento o bebida.

16. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que el recipiente es rígido o semirrígido.

17. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que el recipiente es flexible.

18. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que el recipiente comprende más de un material polimérico.

19. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que dicho recipiente comprende un poliéster.

20. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que al menos una pared del recipiente comprende más de un material polimérico.

21. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que al menos una pared del recipiente comprende más de una capa.

22. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que el medio generador de hidrógeno está situado detrás o en el interior de un material polimérico permeable.

23. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que el medio generador de hidrógeno está situado en

o sobre un cierre.

24. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que dicho recipiente incluye una pared permeable que comprende uno o más polímeros que tienen, en ausencia de eliminación de oxígeno, una permeabilidad entre alrededor de 6, 5 x 10-7 cm3-cm/ (m2-atm-día) y alrededor de 1 x 104 cm3-cm/ (m2-atm-día) .

25. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que dicha matriz polimérica comprende al menos 2% en peso de sustancia activa.

26. Un recipiente según la reivindicación 25, en el que dicho material de matriz polimérica se selecciona de polietileno de baja densidad, polietileno de alta densidad, polipropileno y etileno-acetato de vinilo.

27. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que la relación del peso de medio generador de hidrógeno a material de matriz es al menos 0, 01.

28. Un recipiente según cualquier reivindicación anterior, en el que dicho medio generador de hidrógeno se conforma en una forma seleccionada de peletes, discos, películas, fibra, tejido tejido, tejido no tejido y polvos.

29. Un método para eliminar oxígeno en un recipiente permeable, comprendiendo el método incorporar un medio generador de hidrógeno en dicho recipiente, estando dispuesto dicho medio generador de hidrógeno para generar hidrógeno molecular en una reacción química que implica una sustancia activa que se incorpora en dicho recipiente, en el que dicha sustancia activa libera hidrógeno molecular mediante reacción con humedad, estando embebida dicha sustancia activa en una matriz polimérica para restringir la velocidad a la que la humedad puede alcanzar la sustancia activa, reduciendo y controlando de ese modo la velocidad de generación de hidrógeno molecular, en el que dicho recipiente incluye un catalizador para catalizar una reacción entre dicho hidrógeno molecular y oxígeno molecular.

30. Un método según la reivindicación 29, que comprende eliminar oxígeno de una pared lateral de un recipiente y/o del interior de un recipiente permeable.

31. Un alimento o bebida envasada que comprende un recipiente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 28 en el que está dispuesto dicho alimento o bebida.

32. Un método para reciclar un recipiente según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 28, que implica combinar el recipiente con otro material que comprende un material polimérico de un tipo también usado en dicho recipiente, y tratar dicho recipiente y otro material de manera que se puedan reutilizar.