Material polimérico para fabricar un artículo de envasado que tiene propiedades de barrera al oxígeno y propiedades de baja transmisión de luz.

Un material polimérico que tiene propiedades de barrera frente al oxígeno y características de baja trans-misión de la luz,

comprendiendo dicho material (A) un poliéster, (B) partículas minerales micrométricas, (C) una poliamida, y (D) al menos un catalizador de un metal de transición, y en el que la cantidad de partículas minerales micrométricas no es inferior al 20%, en peso, del peso total del material, y no es superior al 26%, en peso, del peso total del material.

Material polimérico para fabricar un artículo de envasado que tiene propiedades de barrera al oxígeno y propiedades de baja transmisión de luz.

Campo de la invención La presente se invención se refiere al campo del envasado en plástico, y más especialmente al campo del envasado en plástico para almacenar productos sensibles a la luz y sensibles al oxígeno, como por ejemplo productos lácteos o productos nutricionales. Un objeto principal de la invención es un nuevo material polimérico para hacer un artículo para fabricar envases que exhiba a la vez propiedades de barrera frente al oxígeno y una alta opacidad.

Técnica anterior

Resinas de poliésteres aromáticos, y en particular el poli (tereftalato de etileno) (PET) , se usan ampliamente en la industria del envasado para hacer diversos artículos para fabricar envases. El término “artículo para fabricar envases” aquí usado se refiere a cualquier artículo que se use para almacenar cualquier producto o material, y especialmente (pero no únicamente) alimentos o bebidas. Por ejemplo, un artículo para fabricar envases puede ser un recipiente rígido y hueco, como por ejemplo una botella, jarra o similares, un recipiente flexible de plástico, una película o una lámina para un envase.

El PET es un polímero ampliamente usado para hacer artículos para fabricar envases transparentes. El particular el PET se usa en la industria del envasado para hacer recipientes transparentes biaxialmente estirados que tienen buenas propiedades mecánicas (carga alta, presión de rotura) y buenas cualidades térmicas. Los artículos para fabricar envases hechos solo de PET no son, sin embargo, adecuados para almacenar productos que sean sensibles a las radiaciones ultravioletas y/o a las radiaciones de luz visible (es decir, que se puedan alterar o degradar por las radiaciones de luz y/o por la oxidación inducida por la luz) , tal como, por ejemplo, productos lácteos en la industria de la alimentación. Tales productos sensibles a la luz necesitan ser almacenados en artículos para fabricar envases opacos que tengan baja transmisión a longitudes de onda de hasta 800 nm, y más especialmente para radiaciones de luz entre 400 nm y 800 nm.

El PET, en muchas aplicaciones, carece de suficientes propiedades para actuar como barrera frente a los gases. En particular, debido a su permeabilidad al oxígeno, el PET solo no es apropiado para envasar productos alimenticios y bebidas sensibles al oxígeno, tales como la cerveza, jugos de frutas, algunos refrescos carbonatados, almacenados en recipientes de PET, durante largos tiempos de almacenamiento.

Una primera solución para hacer artículos para fabricar envases con baja transmisión de la luz consiste en usar una composición de poliéster aromático y, por ejemplo, una resina de PET, mezcladas con una cantidad suficiente de agentes opacificantes tales como, por ejemplo, dióxido de titanio (TiO2) . El uso de una elevada cantidad de agentes opacificantes, tales como el TiO2, da buen resultado en términos de opacidad, pero es extremadamente costoso debido al alto precio del TiO2.

Otra solución para hacer artículos para fabricar envases realmente opacos consiste en hacer artículos multicapas para fabricar envases que incluyan una capa negra. Esta solución es eficaz en términos de opacidad al UV (longitudes de onda de hasta 400 nm) y a la luz visible (longitudes de onda que oscilan entre 400 nm y 700 nm) y se usa comúnmente, por ejemplo, en la industria alimentaria para almacenar productos lácteos tales como leche UHT. Esta solución es, sin embargo, más costosa que una solución monocapa.

Otra solución para hacer una composición de poliéster aromático que se pueda usar para hacer artículos para fabricar envases opacos y monocapa está descrita en la solicitud PCT WO 2006/125549 a Amcor Limited. Esta composición polimérica comprende una resina de poliéster y, en particular, un homo- o copolímero de PET, y partículas micrométricas de sílice dispersas en la resina de poliéster. Semejante composición de poliéster aromático que comprende partículas micrométricas de sílice se pueden usar ventajosamente para fabricar envases y, en particular, recipientes moldeados por inyección con soplado y estiramiento, que exhiben propiedades de baja transmisión de la luz a longitudes de onda de hasta 800 nm, y más especialmente para radiaciones de luz visible entre 400 nm y 800 nm. Las propiedades de barrera frente a los gases de tales envases y más específicamente las propiedades de barrara frente al O2 no son, sin embargo, suficientes para muchas aplicaciones en las que se necesita que sean almacenados productos sensibles al oxígeno.

Con el fin de mejorar las propiedades de barrera frente a los gases de los artículos para fabricar envases, en particular propiedades de barrera frente al oxígeno y/o al dióxido de carbono, es ahora común usar artículos multicapas para fabricar envases y, en particular, recipientes multicapas que incluyen al menos una capa barrera. Por ejemplo, en el campo del envasado en botellas, una estructura típica y común de pared multicapas para un recipiente rígido hueco es una pared de tres capas: dos capas, interna y externa, hechas de PET, y una capa intermedia, barrera frente a los gases, intercalada entre las dos capas de PET.

Un primer tipo conocido de capa barrera está hecha de, o comprende, polímeros que tienen excelentes propiedades de barrera frente a los gases y, en particular, que exhiben baja permeabilidad al O2 y/o al CO2, y que en general se la denomina “capa barrera pasiva”. Entre los polímeros usados para hacer las capas barrera pasivas, se usan comúnmente homo- y copolímeros de poliamidas. Entre estas poliamidas se usan, preferiblemente, las denominadas “MXD6” o “nailon MXD6” (material de poliamida específica, fabricada por Mitsubishi Gas Chemical Company, Japón) ,

es decir una poli (m-xililenoadipamida) producida por la policondensación de un componente diamínico, compuesto principalmente de m-xililenodiamina y un componente ácido dicarboxílico compuesto principalmente de ácido adípico.

La Patente de EE.UU. 4.501.781, asignada a Yoshino Kogyosho Co. Ltd., describe un recipiente multicapas que tiene, por ejemplo, una estructura de tres capas: una capa interna y una capa externa, hechas de PET; y una capa intermedia barrera pasiva que está hecha de una mezcla de PET y una poliamida que contiene el grupo xilileno (preferiblemente MXD6) . La proporción de la poliamida que contiene el grupo xilileno en la mezcla esta en un intervalo del 5% en peso al 50% en peso, y preferiblemente en el intervalo del 10% en peso al 30% en peso.

Un segundo tipo conocido de capa barrera, que se ha desarrollado más recientemente, está hecha de, o comprende,

una composición polimérica que tiene propiedades eliminadoras del oxígeno, y que en general se la denomina “capa barrera activa”. Hablando de forma general, una capa barrera activa reacciona con el oxígeno y “captura” el oxígeno cuando el oxígeno penetra en la capa. Por eso, esta capa barrera activa se “consume” con el uso.

En particular, en la solicitud de Patente Europea EP-A-0301719, o en la solicitud de Patente Europea EP-A0507207, se describen ejemplos de composiciones poliméricas usadas para hacer la capa barrera activa. Dichas composiciones poliméricas generalmente comprenden un polímero oxidable y un catalizador de metal de transición. En el documento EP-A-0301719, los polímeros oxidables preferidos son poliamidas, y especialmente MXD6. En el documento EP-A-0507207, un polímero oxidable preferido es el polibutadieno. En ambos casos, los catalizadores de metales de transición preferidos son sales de metales de transición, y en particular estearato de cobalto. Otras sales de metales conocidas usadas para hacer tal composición son las rodio, manganeso, cobre y hierro.

La solicitud PCT WO 2005/014410 a Amcor Limited, describe también un material polimérico para hacer un artículo para fabricar envases que tiene una pared con ambas propiedades de eliminación del oxígeno y baja turbidez, comprendiendo dicho material una poliamida, un catalizador de metal de transición, y un copolímero de poli (tereftalato de etileno) y poli (isoftalato de etileno) , que tiene un contenido de ácido isoftálico purificado (IPA) de al menos el 5% en moles y/o un copolímero de poli (tereftalato de etileno) y 1, 4-ciclohexanodimetanol (CHDM) que tiene un contenido de CHDM de al menos el 5% en moles.

Con artículos para fabricar envases multicapas que tienen al menos una capa barrera frente a los gases, que comprende una poliamida (por ejemplo, MXD6) y un poliéster (por ejemplo, PET) ,... [Seguir leyendo]

1. Un material polimérico que tiene propiedades de barrera frente al oxígeno y características de baja transmisión de la luz, comprendiendo dicho material (A) un poliéster, (B) partículas minerales micrométricas, (C) una poliamida, y (D) al menos un catalizador de un metal de transición, y en el que la cantidad de partículas minerales micrométricas no es inferior al 20%, en peso, del peso total del material, y no es superior al 26%, en peso, del peso total del material.

2. El material de la reivindicación 1, en el que la cantidad de partículas minerales es inferior al 25%, en peso, del peso total del material.

3. El material de la reivindicación 1 ó 2, en el que la cantidad de partículas minerales no es inferior al 22%, en peso, del peso total del material.

4. El material de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que las partículas micrométricas tienen un

tamaño entre 1 μm y 20 μm.

5. El material de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que las partículas micrométricas tienen un tamaño medio de 3 μm.

6. El material de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que las partículas minerales comprenden partículas de sílice.

7. El material de la reivindicación 6, en el que las partículas de sílice contienen al menos 90% en peso de SiO2, preferiblemente al menos 95% en peso de SiO2, y más preferiblemente al menos 99% en peso de SiO2.

8. El material de la reivindicación 6 ó 7, en el que las partículas de sílice comprenden partículas de cristobalita y/o partículas de cuarzo.

9. El material según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la cantidad de poliamida (C) es no inferior al 2%, en peso, del material y, más preferiblemente, no inferior al 5%, en peso, del peso del material.

10. El material de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la poliamida es una poliamida que contiene un grupo xileno.

11. El material de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que la cantidad de poliéster (A) es de al menos el 50%, en peso, del peso total del material y, preferiblemente, al menos el 60% en peso.

12. El material de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el poliéster (A) comprende un homo o copolímero de PET.

13. El material de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el catalizador (D) de metal de transición se selecciona del grupo: compuesto de cobalto, compuesto de rodio, compuesto de cobre, compuesto de hierro.

14. El material de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el catalizador (D) de metal de transición es una sal de cobalto, y más preferiblemente estearato de cobalto.

15. El material de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, que comprende además un agente colorante.

16. El material de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, que comprende además TiO2.

17. El material de la reivindicación 16, en el que la cantidad de TiO2 es superior al 3%, en peso, del peso total del material.

18. El material de la reivindicación 16 ó 17, en el que la cantidad de TiO2 es no superior al 5%, en peso, del peso total del material.

19. El material de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, que es adecuado para ser inyectado y moldeado por soplado y estiramiento con el fin de formar recipientes rígidos huecos.

20. Un artículo para el envasado hecho del material de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19.

21. El artículo para el envasado, de la reivindicación 20, y que consiste en un artículo monocapa.

22. El artículo para el envasado, de la reivindicación 20 ó 21, seleccionado del grupo: performado, recipiente rígido, recipiente flexible, película, lámina.

23. El artículo para el envasado, de la reivindicación 20 ó 21, consistente en un recipiente estirado biaxialmente, y más concretamente un recipiente moldeado por inyección con soplado y estiramiento.

24. El artículo para el envasado, de una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 23, que comprende una pared (2’a) y que tiene una transmisión de la luz a través de la pared (2’a) que es inferior al 2, 5%, a 800 nm.

25. El artículo para el envasado, de una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 24, que comprende una pared (2’a) y que tiene una transmisión de la luz a través de la pared (2’a) que es inferior al 1%, a 550 nm.

26. El artículo para el envasado, de una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 25, caracterizado por una admisión del O2 disuelto que es inferior a 1 ppm, después de un periodo de almacenamiento de al menos 180 días.

27. El artículo para el envasado, de una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 25, caracterizado por una admi10 sión del O2 disuelto que es inferior a 0, 5 ppm, después de un periodo de almacenamiento de al menos 180 días.

28. El artículo para el envasado, de una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 27, que comprende una pared (2’a) estirada y en el que el estiramiento de la pared (2’a) es suficientemente bajo con el fin de obtener una admisión de O2 disuelto que es inferior a 1 ppm, después de un periodo de almacenamiento de al menos 180 días, y más preferiblemente inferior a 0, 5 ppm, después de un periodo de almacenamiento de al menos 180 días.

29. El artículo para el envasado, de una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 28, que consiste en un recipiente estirado biaxialmente que se caracteriza por una relación de estiramiento total (TSR) de no más de 9.

30. El uso del artículo para el envasado, de una cualquiera de las reivindicaciones 20 a 29 para almacenar un producto que es sensible a las radiaciones UV y/o a las radiaciones de la luz visible.