ES2296016T3 - Agentes antiempañantes para plasticos. - Google Patents
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Abstract
Utilización de mezclas que pueden obtenerse por transesterificación de aceites nativos con PEG o mezclas de PEG con otros polialcoholes, como agentes antiempañantes para plásticos.
Description
Agentes antiempañantes para plásticos.
La invención se encuentra en el ámbito de los
plásticos, y se refiere a la utilización de una mezcla de base de
aceites nativos como agente antiempañante para plásticos, así como a
los plásticos que contienen este agente antiempañante.
En el campo de envases u hojas transparentes, se
emplean con frecuencia agentes antiempañantes (antifogging agents)
(Plastics Additives Handbook [manual de aditivos plásticos], 5ª
edición, Hanser Verlag, páginas 609 - 626).
Estos agentes antiempañantes, o también llamados
agentes de visión transparente, producen sobre las hojas de los
envases capas transparentes en las que al condensarse agua, se
impide la formación de gotas de agua sobre la superficie del
plástico.
Los plásticos presentan por lo regular una gran
tensión interfacial respecto al agua y, por tanto, actúan como
hidrófobos, de manera que sobre las superficies no se deposita
película ninguna uniforme, sino agua en forma de gotas. Sin agente
antiempañante, en las hojas del envase se forma el empañamiento en
la cara interior de los productos envasados, y ya no permite
reconocer más el contenido del envase. Además, las gotas de agua
condensada ofrecen un medio favorable para la multiplicación de
gérmenes y microorganismos perjudiciales para los alimentos.
Por consiguiente, se procura reducir la tensión
superficial de los plásticos respecto al agua, y se consigue esto
mediante la hidrofilización de los plásticos. Para ello son
apropiados los llamados agentes "internos" antiempañantes, que
se agregan directamente a la receta del plástico, o los llamados
agentes "externos" antiempañantes, que se aplican como
recubrimiento sobre la superficie del plástico. Estos agentes
"externos" antiempañantes es verdad que son eficaces de
inmediato, pero no son de larga duración, puesto que se pueden
limpiar o retirar con facilidad. Para un efecto a largo plazo sólo
son apropiados pues, agentes "internos" antiempañantes que
estén incorporados en la matriz del polímero del plástico, y se
difundan lentamente hacia la superficie del substrato. A estos,
precisamente en el campo de los alimentos, se imponen grandes
exigencias en cuanto a su compatibilidad. Junto a la compatibilidad
con los alimentos, tienen que ser apropiados para el trabajo de los
plásticos, es decir, estables al calor a las correspondientes
temperaturas del proceso de trabajo. No pueden influenciar
desfavorablemente la transparencia de las películas ni las
características para la compresión y sellado de las hojas, o
conducir a decoloraciones o molestias por olores. Además,
precisamente en la industria de fabricación de plástico, se presta
cada vez más atención a los procesos compatibles ecológicamente y,
no obstante, ventajosos económicamente.
Por consiguiente sería misión de la invención
poner a disposición un agente antiempañante que satisfaga la
multitud de exigencias, sin presentar los inconvenientes
citados.
El objeto de la invención es la utilización como
agentes antiempañantes para plásticos, de mezclas que pueden
obtenerse haciendo que aceites nativos se
trans-esterifiquen con polietilenglicoles (PEG), o
con mezclas de PEG y otros polialcoholes; así como plásticos que
contengan estos agentes antiempañantes.
Se encontró que tales agentes antiempañantes se
podían producir muy fácilmente, por transesterificación de aceites
nativos en un procedimiento de un solo recipiente.
Entre los aceites nativos empleados para la
producción de los agentes antiempañantes, se entienden aceites de
procedencia natural, de origen vegetal o animal. Estos son por lo
regular, triglicéridos de ácidos grasos con 10 a 24 átomos de C,
como por ejemplo, aceite de cacahuete, aceite de pescado, aceite de
linaza, aceite de palma, aceite de colza, aceite de ricino, aceite
de nabo, aceite de soja, aceite de girasol y/o aceite de cártamo,
empleándose de preferencia aceite de girasol, aceite de colza,
aceite de soja y/o aceite de ricino.
La fabricación se lleva a cabo por
transesterificación básica catalítica de los aceites con
polietilenglicoles (PEG) o con una mezcla de PEG y otros
polialcoholes. Como catalizadores se utilizan NaOH, KOH y en
especial, de preferencia, LiOH.
La masa molar de los PEG está situada entre PEG
100 y PEG 3000, en especial de preferencia entre PEG 200 y PEG
1000. Como otros polialcoholes pueden utilizarse pentaeritrita,
dipentaeritrita, tripentaeritrita, bistrimetilolpropano, inositol,
polialcohol vinílico, bistrimetiloletano, trimetilolpropano (TMP),
sorbita, maltitol, isomaltitol, lactitol, licasina, manita,
inositol, lactosa, leucosina, tris-(hydroxiletil)isocianurato
(THEIC), palatinita, tetrametilolciclohexanol,
tetrametilolciclopentanol,
tetrametilol-ciclopiranol, glicerina, diglicerina,
poliglicerina o tiodiglicerina. Especialmente apropiados son la
glicerina, TMP, sorbita y pentaeritrita.
La proporción en peso de aceite:PEG:polialcohol
es de 10:1:0 a 1:5:1.
En cada caso según las proporcione de
ingredientes y las condiciones de la reacción, se generan mezclas
diferentes de ácidos grasos, de ésteres PEG, mono, di y
triglicéridos.
Estas mezclas se pueden incorporar muy bien en
plásticos, y se caracterizan por una buena compatibilidad con los
alimentos. Pueden utilizarse en todos los plásticos, no obstante, en
especial en PVC, PP, PE y PET. Se agregan a los plásticos en
cantidades de 0,05 a 10% en peso, de preferencia en especial, de 0,5
a 4% en peso.
Por consiguiente también son objeto de la
presente invención, plásticos que contengan estas mezclas como
agentes antiempañantes, así como la utilización de mezclas que se
pueden obtener mediante la transesterificación de aceites nativos
con PEG o mezclas de PEG con otros polialcoholes, como agentes
antiempañantes para plásticos. Principalmente se emplean estos
agentes antiempañantes como los llamados agentes "internos"
antiempañantes.
En el procedimiento para la producción de los
agentes antiempañantes para plásticos, los aceites nativos se
transesterifican catalizados en medio básico, con PEG o con mezclas
de PEG con otros polialcoholes, en un procedimiento de un solo
recipiente. Como procedimiento de un solo recipiente, este
procedimiento se caracteriza por la forma productiva ecológica y
económica.
En un matraz se pusieron 169,6 g de aceite de
colza, 114,1 g de polidialcohol 600, 17,5 g de glicerina y 0,03 g
de LiOH*H_{2}O, y se calentaron a 235ºC bajo agitación. Después de
1 h se aplicó un vacío de 100 mbar, después de 2 h de tiempo de
reacción, se enfrió. La mezcla se mezcló con 15 g de agente auxiliar
filtrante y 15 g de arcilla descoloradora, y se filtró.
Rendimiento, 264 g de líquido amarillo brillante.
Color 1'' amarillo lov. [colorímetro de
Lovibond] = 1,7, rojo lov. = 0,4
Grado de acidez = 0,31, índice de saponificación
= 106,5, índice de iodo = 63,4
En un matraz se pusieron 172,6 g de aceite de
colza, 127,4 g de polidialcohol 600 y 0,03 g de LiOH*H_{2}O, y se
calentaron a 235ºC bajo agitación. Después de 1 h se aplicó un vacío
de 100 mbar, después de 2 h de tiempo de reacción, se enfrió. La
mezcla se mezcló con 15 g de agente auxiliar filtrante y 15 g de
arcilla descoloradora, y se filtró. Rendimiento, 267 g de líquido
amarillo brillante.
Color 1'' amarillo lov. = 4,5, rojo lov. =
1,4
Grado de acidez = 0,32, índice de saponificación
= 80,5, índice de iodo = 48,2
Este ensayo simula las propiedades
antiempañantes de películas que se utilizan como material de envase
para alimentos, que se guardan en la nevera.
Para ello se llenan 200 ml de agua potable en un
vaso de precipitados de 250 ml, el vaso se cubre con una probeta de
la hoja a ensayar, y se coloca en un recinto de temperatura
regulable, atemperado a 4ºC.
El hot fogging test simula las propiedades
antiempañantes de películas que se utilizan para envases en los que
se cargan alimentos ardientes o calientes, que después se guardan en
el envase cerrado, en la nevera.
Para ello se llenan 50 ml de agua potable en un
vaso de precipitados de 250 ml, el vaso se cubre con una probeta de
la hoja a ensayar, y se posiciona en un baño atemperado a 60ºC.
Después de esto, durante un espacio de tiempo de 600 s, se anotan
los intervalos de tiempo, en los que se puede observar una variación
de la película.
Claims (8)
1. Utilización de mezclas que pueden obtenerse
por transesterificación de aceites nativos con PEG o mezclas de PEG
con otros polialcoholes, como agentes antiempañantes para
plásticos.
2. Utilización según la reivindicación 1,
caracterizada porque los aceites nativos se eligen del grupo
que se forma por el aceite de girasol, aceite de colza, aceite de
soja y aceite de ricino.
3. Utilización según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque la transesterificación se cataliza
mediante un catalizador básico elegido del grupo compuesto por el
hidróxido sódico, el hidróxido potásico y el hidróxido de litio.
4. Utilización según alguna de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque se emplea PEG
con una masa molar de 100 a 3000, de preferencia de 200 a 1000.
5. Utilización según alguna de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque como otros
polialcoholes, se agregan glicerina y/o TMP y/o sorbita y/o
pentaeritrita
6. Utilización según alguna de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la proporción en
peso de aceite a PEG a polialcohol es de 10:1:0 a 1:5:1.
7. Plásticos conteniendo mezclas que pueden
obtenerse por transesterificación de aceites nativos con PEG o
mezclas de PEG con otros polialcoholes, como agentes
antiempañantes.
8. Plásticos según la reivindicación 7,
conteniendo de 0,05 a 10% en peso de las mezclas como agentes
antiempañantes.
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