Aditivos para la eliminación de oxígeno en envases plásticos.

Una composición que comprende:

a) un polímero base;

b) al menos un compuesto orgánico oxidable no polimérico que tiene la estructura de la Fórmula I ó II**Fórmula**

en donde:

Ar es o-, m-, ó un resto de p-fenileno, un resto de fenileno substituido, o un resto de naftaleno;

R1 y R2 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en: hidrógeno, alquilo,

alquenilo, y arilo;

X es O ó, -(CH2)n-; y

n ≥ 0, 1, ó 2;

p ≥ 0, 1, ó 2; y

c) al menos un metal de transición en un estado de oxidación positivo, estando dicho metal presente en la composición en una cantidad de aproximadamente 10 a aproximadamente 400 ppm,

en el que dicho compuesto está presente en una cantidad de 0,10 a 10 por ciento en peso de la composición.

Aditivos para ia eiiminación de oxígeno en envases piásticos

ANTECEDENTES DE LA iNVENCiÓN

La presente invención se refiere a compuestos útiles para eliminación de oxígeno. La Invención también se refiere a composiciones substanclalmente transparentes que comprenden un polímero base, un componente orgánico oxidable y un metal de transición. La invención también se refiere a usos de estas composiciones en la fabricación de envases para materiales sensibles al oxígeno.

Ya es conocido en la técnica el incluir un depurador de oxígeno en la estructura del envasado para la protección de materiales sensibles al oxígeno. Estos depuradores se considera que reaccionan con el oxígeno que está atrapado en el envase o que permea desde el exterior del envase, de esta manera se aumenta la vida útil del contenido del envase. Estos envases incluyen películas, botellas, recipientes y semejantes. Alimentos, bebidas (tales como cerveza y jugos de frutas), cosméticos, medicamentos y semejantes son particularmente sensibles a la exposición del oxígeno y requieren altas propiedades de barrera al oxígeno para conservar la frescura de los contenidos del envase y evitar cambios en el sabor, textura y en el color.

[0003]EI conoce que el uso de ciertas pollamldas en combinación con un metal de transición es útil como el material de eliminación del oxígeno. Una pollamlda particularmente útil es la MXD6 que contiene residuos de meta- xileno en la cadena de polímero. Véase por ejemplo, las patentes US números 5,639,815; 5,049,624; y 5,021,515.

Otros depuradores de oxígeno Incluyen sulflto de potasio (Patente de los EEUU No. 4,536,409), hidrocarburos ¡nsaturados (Patente de los EEUU No. 5,211,875), y derivados de ácido ascòrbico (Patente de los EEUU No. 5,075,362). El documento US 2008/161529 se refiere a composiciones de polléster para la eliminación de oxígeno para el envasado incluyendo metales de transición.

[0005]En las capas de barrera de las paredes del envase que están hechas a partir de mezclas de materiales de eliminación de oxígeno, con resinas de polímero base tales como PET, puede resultar una opacidad superficial debido a factores tales como la ¡nmiscibilidad de los materiales de eliminación (en especial cuando el material de eliminación es un material polimèrico), con las resinas de polímero base y la Incapacidad por crear por medio de mezclado mecánico, dominios de fase dispersa que son tan pequeños para no Interferir con el paso de luz; y la Influencia adversa del material de eliminación en el comportamiento de la cristalización de la resina base de PET. Un enfoque para reducir al mínimo dicha opacidad superficial es la selección cuidadosa de resina base para mejorar la dispersabllldad del material depurador y de esta manera reducir pero no eliminar substanclalmente la opacidad superficial; y reducir al mínimo el efecto de cristalización adverso. Este enfoque puede restringir en forma Indeseablemente estrecha la selección de resina de polímero base. Otro enfoque es utilizar composiciones que sirven como compatibilizantes para reducir la opacidad superficial. Estos enfoques agregan costo a la capa y el compatlblllzante agrega un material adicional que debe ser evaluado por su conveniencia para contacto con alimentos. De esta manera, hay necesidad en la técnica de materiales mejorados tales como compuestos orgánicos de bajo peso molecular que proporcionen alta capacidad de eliminación de oxígeno, cuando se mezclan en PET para formar envases mientras que mantienen una transparencia substancial.

BREVE RESUMEN DE LA INVENCION

La presente Invención proporciona una composición que comprende: un polímero base; al menos un compuesto que tiene la estructura de la Fórmula I ó II

en donde Ar es una porción o-, m- ó p-fenileno, un resto de fenileno substituido, o un resto de porción naftaleno; Ri y R2 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en:

hidrógeno, alquilo, alquenilo, y arilo; X es O, ó -(CH2)n-¡ n=0, 1, ó 2; y p = 0, 1, ó 2; y al menos un metal de transición en un estado de oxidación positivo, el metal está presente en la composición en una cantidad desde aproximadamente 10 a aproximadamente 400 ppm, en donde dicho compuesto está presente en una cantidad de aproximadamente 0,10 a aproximadamente 10 por ciento en peso de la composición.

[0007]En otro aspecto, la presente Invención proporciona una pared de un envase que comprende al menos una capa, la capa comprende una composición, la composición comprende: un polímero base; al menos un compuesto que tiene la estructura de la Fórmula I ó II

en donde Ar es un resto de o-, m-, ó p-fenileno, un resto de fenileno substituido, o una porción de naftaleno; R1 y R2 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en: hidrógeno, alquilo, alquenilo, y arilo; X es O, ó - (CH2)n-¡ n = 0, 1, ó 2; y p = 0, 1, ó 2; y al menos un metal de transición en un estado de oxidación positivo, estando el metal presente en la composición en una cantidad de aproximadamente 10 a aproximadamente 400 ppm, en donde el compuesto está presente en una cantidad de aproximadamente 0,10 a aproximadamente 10 por ciento en peso de la composición.

[0008]En aún otro aspecto, la presente invención proporciona un método para el envasado de un material sensible al oxígeno que comprende: preparar un envase que tiene una pared que comprende al menos una capa, al menos una de las capas comprende una composición, la composición comprende un polímero base; al menos un compuesto que tiene la estructura de la Fórmula I ó II

en donde Ar es un resto o-, m-, ó p-fen¡leno, un resto de fenileno substituido, o una porción de naftaleno; Ri y R2 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en: hidrógeno, alquilo, alquenilo, y arilo; X es O, ó - (CH2)n-i n = 0, 1, ó 2; y p = 0, 1, ó 2; y al menos un metal de transición en un estado de oxidación positivo, el metal está presente en la composición en una cantidad de aproximadamente 10 a aproximadamente 400 ppm, en donde el compuesto está presente en una cantidad de aproximadamente 0,10 a aproximadamente 10 por ciento en peso de la composición; Introducir al envase el material sensible a oxígeno; y cerrar el envase.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 es un espectro de RMN de protones de un compuesto de eliminación de oxígeno para utilizar en la presente Invención;

La figura 2 es un espectro de RMN de protones de un compuesto de eliminación de oxígeno para utilizar en la presente invención;

La figura 3 es un gráfico que ¡lustra el rendimiento de eliminación de oxígeno de ciertas realizaciones de la presente Invención; y

La figura 4 es una gráfica que ¡lustra el rendimiento de eliminación de oxígeno de ciertas realizaciones de la presente Invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La presente Invención se refiere a composiciones que son útiles en la fabricación de envases para materiales sensibles al oxígeno. En algunas realizaciones, la Invención se refiere a una composición de polímero de polléster que comprende un componente orgánico oxidable no polimèrico, en donde la composición presenta excelentes propiedades de eliminación de oxígeno así como una excelente claridad (es decir, falta de opacidad superficial) cuando se moldean por soplado, por ejemplo a partir de una preforma en un recipiente monocapa mediante un proceso de moldeo por Inyecclón-estlrado-soplado.

Se prefiere que el componente orgánico oxidable no polimèrico de la presente Invención tenga un alto grado de afinidad por los pollésteres.

0012]En ciertas realizaciones preferidas, la Invención se refiere a composiciones que contienen un polímero base, un metal de transición en un estado de oxígeno positivo y al menos un componente orgánico no oxidable polimèrico presente en una cantidad de aproximadamente 0,10 a 10 en peso presente en la composición y el componente comprende al menos un compuesto que tiene la estructura de la Fórmula I ó II

o

o

o

o

N CHyAr CH,N

O

O

N-CH¡-Ar-CH, N

O

P

en donde Ar es un resto de o-, m-, ó p-fen¡leno, un resto de fenileno substituido, o una porción de naftaleno; Ri y R2 se selecciona independientemente del grupo que consiste de: hidrógeno, alquilo, alquenilo, y arilo; X es O, ó - (CH2)n-; n = 0, 1, ó2; yp = 0, 1, Ó2.

Tal y como aquí se utiliza, el término "alquilo" se refiere a una cadena hidrocarburo alifático sustituido... [Seguir leyendo]

1. Una composición que comprende:

a) un polímero base;

b) al menos un compuesto orgánico oxidable no polimèrico que tiene la estructura de la Fórmula I ó II

Ar es o-, m-, ó un resto de p-fenlleno, un resto de fenlleno substituido, o un resto de naftaleno;

Ri y R2 se seleccionan Independientemente del grupo que consiste en: hidrógeno, alquilo, alquenllo, y arilo;

X es O ó, -(CH2)n-; y

n = 0, 1, Ó2;

p = 0, 1, ó 2; y

c) al menos un metal de transición en un estado de oxidación positivo, estando dicho metal presente en la composición en una cantidad de aproximadamente 10 a aproximadamente 400 ppm,

en el que dicho compuesto está presente en una cantidad de 0,10 a 10 por ciento en peso de la composición.

2. Pared para envase que comprende al menos una capa, dicha capa comprende una composición de conformidad con la reivindicación 1, comprendiendo dicha composición:

a) un polímero base;

b) al menos un compuesto que tiene la estructura de la Fórmula I ó II

Ar es un resto de o-, m-, ó, p-fenileno, un resto de fenileno substituido, o un resto de naftaleno;

Ri y R2 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en: hidrógeno, alquilo, alquenllo, y arllo; y

X es O ó, -(CH2)n-; y

n = 0,1, Ó2;

p = 0, 1, ó 2; y

c) al menos un metal de transición en un estado de oxidación positivo, estando el metal presente en la composición en una cantidad de 10 a 400 ppm,

en el que dicho compuesto está presente en una cantidad de 0,10 a 10 por ciento en peso de la composición.

3. La composición de la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque al menos un metal de transición es cobalto; dicho metal de transición comprende además zinc.

4. La composición de la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque dicho polímero base comprende un polímero de polléster; preferiblemente el polímero de polléster es tereftalato de polietilene.

5. La composición de la reivindicación 1 ó 2 caracterizada porque el compuesto está presente en una cantidad de 1 a 10 por ciento en peso basado en el peso de la composición; preferiblemente el compuesto está presente en una cantidad de 1 a 5 por ciento en peso basado en el peso de la composición; más preferiblemente, el compuesto está presente en una cantidad de 1 a 3 por ciento en peso basado en el peso de la composición.

6. La composición de la reivindicación 1 ó 2 caracterizada porque la concentración de metal de transición es de 30 a 150 ppm.

7. La composición de la reivindicación 1 ó 2 caracterizada porque el compuesto orgánico oxidable no polimèrico es m-xlllleno-bis-(tetrahidroftalimida):

8. La composición de la reivindicación 1 caracterizada porque el compuesto orgánico oxidable no pollmérlco es m- xlllleno-bls-citraconlmlda:

9. Método para el envasado de un material sensible al oxígeno que comprende:

(a) la preparación de un envase que tiene una pared que comprende al menos una capa, al menos una de dichas capas comprende una composición de acuerdo con la reivindicación 1, comprendiendo dicha composición un polímero base; al menos un compuesto que tiene la estructura de Fórmula I ó II

en donde:

Ar es un resto de o-, m-, ó de p-fenileno, un resto de fenileno substituido, o un resto de naftaleno;

Ri y R2 se seleccionan independientemente del grupo que consiste en: hidrógeno, alquilo, alquenllo, y arilo; y X es O, ó -(CH2)n-; n = 0, 1, ó 2; p = 0, 1, ó 2; y al menos un metal de transición en un estado de oxidación positiva, estando el metal presente en la composición en una cantidad de 10 a 400 ppm, en el que dicho compuesto está presente en una cantidad de 0,10 a 10 por ciento en peso de la composición.

(b) la Introducción de dicho material sensible al oxígeno en dicho envase; y

(c) el cerramiento de dicho envase.

10. El método de la reivindicación 9, caracterizado porque al menos el metal de transición es cobalto; preferiblemente dicho metal de transición comprende además zinc.

11. El método de la reivindicación 9, caracterizado porque dicho polímero base comprende un polímero de polléster; preferiblemente, dicho polímero de polléster es tereftalato de polletlleno.

12. El método de la reivindicación 9 caracterizado porque el compuesto está presente en una cantidad de 1 a 10 por ciento en peso basado en el peso de la composición; preferiblemente, el compuesto está presente en una cantidad de 1 a 5 por ciento en peso basado en el peso de la composición; más preferiblemente, el compuesto está presente en una cantidad de 1 a 3 por ciento en peso basado en el peso de la composición.

13. El método de la reivindicación 9 caracterizado porque la concentración de metal de transición es de 30 a 150 ppm.

14. Una composición que comprende:

a) tereftalato de polletlleno;

b) m-xlllleno-bls- (tetrahldroftallmlda):

c) al menos un metal de transición en un estado de oxidación positivo, estando dicho metal presente en la composición en una cantidad de 10 a 400 ppm,

en donde m-xll¡leno-b¡s-(tetrahldroftal¡m¡da) está presente en una cantidad de 0,10 a 10 por ciento en peso de la composición.

15. Pared para envase que comprende al menos una capa, la capa que comprende una composición, dicha composición de conformidad con la reivindicación 1 que comprende:

a) tereftalato de polletlleno;

b) m-xll¡leno-b¡s-(tetrahldroftal¡m¡da):

c) al menos un metal de transición en un estado de oxidación positivo, estando dicho metal presente en la composición en una cantidad de 10 a 400 ppm,

en el que m-xll¡leno-b¡s-(tetrahldroftal¡m¡da) está presente en una cantidad de 0,10 a 10 por ciento en peso de la composición.

16. La composición de la reivindicación 8 ó 9, en el que al menos un metal de transición es cobalto preferentemente la concentración de metal de transición es de 30 a 150 ppm.