ES2617377T3 - Composición con componente metálico activable con ácido - Google Patents

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Rainer Schnee
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Abstract

Composición que comprende una matriz de material sintético, un componente metálico seleccionado entre aluminio (Al), magnesio (Mg), cinc (Zn), cobre (Cu), hierro (Fe), estaño (Sn), cobalto (Co) y manganeso (Mn), activable con ácido, y al menos un portador de ácido, que presenta en el ensayo de RoO una velocidad de oxidación (RoO >= tasa de oxidación) de menos de 1000 ppm de hierro, en un tiempo de reacción de 60 minutos, definiéndose la RoO como se describe a continuación bajo RoO (tasa de oxidación) en la descripción, seleccionándose el portador de ácido entre fosfato dicálcico dihidrato (DCPD), sulfato de sodio y aluminio (SAS), fosfato de sodio y aluminio (SALP), fosfato de potasio y aluminio (PALP), fosfato de calcio y magnesio y aluminio, polifosfato de calcio, polifosfato de magnesio, pirofosfato de calcio, pirofosfato de magnesio, y mezclas de los compuestos citados anteriormente.

Description

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DESCRIPCION
Composicion con componente metalico activable con acido Objeto de la invencion
La invencion se refiere a una composicion que comprende una matriz de material sintetico, un componente metalico seleccionado entre aluminio (Al), magnesio (Mg), cinc (Zn), cobre (Cu), hierro (Fe), estano (Sn), cobalto (Co) y manganeso (Mn), activable con acido, y al menos un portador de acido.
Antecedentes de la invencion
Los productos envasados en materiales sinteticos, pero tambien los materiales de envasado de plastico estan expuestos al contacto con oxfgeno ambiental, debido a lo cual los productos envasados, pero tambien los envases, se degradan, se descomponen, o se modifican desfavorablemente de algun otro modo. En productos alimenticios, en el mejor de los casos, tiene lugar solo una decoloracion debida a reacciones de oxidacion, pero frecuentemente tambien se presenta una perdida de sabor mas rapida, una degradacion de sustancias relevantes para la nutricion y un crecimiento de microorganismos, y de este modo la formacion de sustancias nocivas para la salud, tales como mohos y toxinas. Bajo la influencia de oxfgeno mediante degradacion por oxidacion, los medicamentos envasados pueden perder su accion y tambien su forma de administracion original mas rapido de lo deseado, debido a reacciones de descomposicion. Los propios materiales de envasado pueden modificar incluso su color bajo la influencia de reacciones de degradacion o descomposicion, volverse turbios o porosos, y perder su hermeticidad, de modo que los productos envasados pierden la proteccion a traves del material de envasado, y estan expuestos a influencias ambientales.
Medidas conocidas para la proteccion de productos o envases contra el ataque debido a oxfgeno ambiental comprenden, por ejemplo, el uso de laminas compuestas como materiales de envasado, revestimientos resistentes a oxfgeno en el material de envasado, el empaquetado de productos bajo gas de proteccion, tal como nitrogeno y/o dioxido de carbono, el uso de sustancias antimicrobianas y sustancias conservantes para la inhibicion del crecimiento de microorganismos, y el uso de materiales reductores de oxfgeno como materiales de envasado.
En el estado de la tecnica son conocidos materiales de envasado reductores de oxfgeno. El principio se basa en que el material de envasado contiene una sustancia oxidable, con la que puede reaccionar el oxfgeno ambiental, sin que el propio material se deteriore de este modo, y el oxfgeno ambiental enlazado tampoco pueda reaccionar ya con los productos envasados. Por ejemplo, es conocido el uso de polvo de hierro reducido como material reductor de oxfgeno, que esta alojado en un material de envasado sintetico. El hierro reacciona con oxfgeno bajo formacion de oxidos.
Proporciona una sinopsis sobre el estado de la tecnica el documento WO-A-9640412, que da a conocer incluso una composicion reductora de oxfgeno con un componente metalico oxidable, preferentemente hierro, un componente electrolftico, preferentemente cloruro sodico, y un componente acido no electrolftico. El componente acido sirve para la activacion del metal en una reaccion redox bajo formacion de los cationes metalicos y de gas de hidrogeno a partir de los protones de acido. Los cationes metalicos pueden enlazar entonces oxfgeno libre bajo formacion de oxido. El componente acido no electrolftico comprende pirofosfato sodico acido. Segun la ensenanza del documento WO-A- 9640412, la calidad de la absorcion de oxfgeno determina la composicion debida a los electrolitos NaCl., Sin estos electrolitos, la absorcion de oxfgeno es muy deficiente.
El documento EP 1 640 408 A1 describe composiciones para la captura de oxfgeno, en las que esta contenida como capturador de oxfgeno una combinacion de partfculas de hierro en el intervalo de micrometres, combinadas con partreulas de hierro nanofinas, y un acelerador de oxidacion, que se selecciona entre bisulfato metalico alcalino, halogenuros metalicos y ascorbatos, o combinaciones de los mismos. Mediante la adicion de un promotor de halogenuro metalico y un catalizador de sal de acido se debe acelerar la velocidad de absorcion de oxfgeno de la composicion, mediante lo cual se activan muy pronto las propiedades reductoras de oxfgeno de la composicion.
El documento WO-A-2008008715 describe igualmente un capturador de oxfgeno con un componente metalico, una sal y un material acido con gran superficie, en cuyo caso se trata manifiestamente de un material poroso, cuyos poros portan un acido.
Un inconveniente y problema de los sistemas reductores de oxfgeno conocidos, con metal y acido activante, consiste en que la reaccion de activacion de metal comienza frecuentemente en un momento muy temprano, por ejemplo ya en la preparacion del material sintetico, o en su transporte o almacenamiento, antes de emplearse en realidad para el envasado de productos alimenticios u otros productos, donde se requiere primeramente la accion reductora de oxfgeno. Otro inconveniente de sistemas conocidos consiste en que la accion reductora de oxfgeno se agota pronto, y no perdura un tiempo suficiente.
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Cometido
Por consiguiente, el cometido de la presente invencion consistfa en poner a disposicion una composicion con una matriz de material sintetico, apropiada, por ejemplo, como material de envasado, que presentara propiedades reductoras de oxfgeno, y mejorar esta composicion en el sentido de que estas propiedades reductoras de oxfgeno se activen mas tarde que en el caso de composiciones conocidas y/o se conserven durante mas tiempo.
Descripcion de la invencion
El cometido segun la invencion se resuelve mediante una composicion, que comprende una matriz de material sintetico, un componente metalico, seleccionado entre aluminio (Al), magnesio (Mg), cinc (Zn), cobre (Cu), hierro (Fe), estano (Sn), cobalto (Co) y manganeso (Mn), activable con acido, y al menos un portador de acido, que presenta en el ensayo de RoO una velocidad de oxidacion (RoO = tasa de oxidacion) de menos de 1000 ppm de hierro, en un tiempo de reaccion de 60 minutos, definiendose la RoO como se describe en lo que sigue bajo RoO (tasa de oxidacion) en la descripcion, seleccionandose el portador de acido entre fosfato dicalcico dihidrato (DCPD), sulfato de sodio y aluminio (SAS), fosfato de sodio y aluminio (SALP), fosfato de potasio y aluminio (PALP), fosfato de calcio y magnesio y aluminio, polifosfato de calcio, polifosfato de magnesio, pirofosfato de calcio, pirofosfato de magnesio, y mezclas de los compuestos citados anteriormente.
RoO (tasa de oxidacion)
La RoO es una medida de la capacidad de un portador de acido, o de una combinacion de portadores de acido, para oxidar hierro elemental. El ensayo de RoO se define como sigue en el sentido de la presente invencion:
Se pesan 100 g de agua (H2O dest.) en un vaso de precipitados, se cubre el vaso de precipitados con un vidrio de reloj y se calienta el agua a 50°C bajo agitacion. Cuando se ha alcanzado la temperatura se anade 1 g de polvo de hierro elemental (producto ABC100.30 de la firma Hoganas AB, Suecia) y 4 g de portador de acido o de la combinacion de portadores de acido. Tras un determinado tiempo de reaccion (10 minutos, 30 minutos y/o 60 minutos) se retira el vaso de precipitados de la placa calefactora y se decanta o se filtra la disolucion para separar hierro elemental no transformado de la disolucion. El contenido en hierro disuelto en la disolucion se indica por medio de espectroscopfa de absorcion atomica (AAS) y/o espectroscopfa de emision atomica (AES, OES) y se indica en ppm de hierro.
Mediante la presente invencion se pueden mejorar claramente las propiedades a proteger de composiciones reductoras de oxfgeno en materiales sinteticos. A tal efecto es importante que el portador de acido empleado o la combinacion de portadores de acido empleada cumpla los requisitos en la velocidad de oxidacion (RoR) segun la invencion. Sorprendentemente, con la invencion se pudo conseguir que la accion reductora de oxfgeno no comenzara de manera prematura ya en la preparacion y/o en el transporte o el almacenamiento, y con ello se agotara tambien prematuramente. Por lo demas, mediante la seleccion segun la invencion del portador de acido o de la combinacion de portadores de acido, que cumplen los criterios de velocidad de oxidacion (RoR) segun la invencion, se obtiene una eficacia de consumo de oxfgeno mas duradera frente a sistemas conocidos.
Si en relacion con la presente invencion se habla de un componente metalico seleccionado entre los elementos citados anteriormente, activable con acido, en el sentido de la presente invencion esto debe comprender tambien combinaciones de los citados elementos, o bien componentes metalicos activables con acido, en tanto esto sea realizable y razonable tecnicamente. Si en relacion con la presente invencion, en esta solicitud, se habla de un portador de acido, esto comprende tambien una combinacion de varios portadores de acido, en tanto esto sea realizable y razonable tecnicamente.
En una forma preferente de realizacion de la invencion, el portador de acido presenta en el ensayo de RoO una velocidad de oxidacion (RoO = tasa de oxidacion) de menos de 900 ppm de hierro, o de menos de 800 ppm de hierro, o de menos de 700 ppm de hierro, o de menos de 600 ppm de hierro, en un tiempo de reaccion de 60 minutos.
En otra forma preferente de realizacion de la invencion, el portador de acido en el ensayo de RoO presenta una velocidad de oxidacion (RoO = tasa de oxidacion) de menos de 600 ppm de hierro, preferentemente menos de 400 ppm de hierro, en un tiempo de reaccion de 30 min. De manera simultanea o alternativa, el portador de acido en el ensayo de RoO presenta una velocidad de oxidacion de menos de 300 ppm de hierro, preferentemente menos de 200 ppm de hierro, en un tiempo de reaccion de 10 minutos.
El portador de acido de la presente invencion cumple los requisitos segun la invencion en la velocidad de oxidacion (RoR). Este debfa ser apto para activar, o bien oxidar los componentes metalicos empleados.
Portadores de acido segun la invencion son fosfato dicalcico dihidrato (DCPD), sulfato de sodio y aluminio (SAS), fosfato de sodio y aluminio (SALP), fosfato de potasio y aluminio (PALP), fosfato de calcio, magnesio y aluminio, polifosfato de calcio, polifosfato de magnesio, pirofosfato calcico, pirofosfato de magnesio, y mezclas de los compuestos citados anteriormente.
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No todos los compuestos de fosfato citados anteriormente cumplen, como portadores de acido en su forma pura, el requisito en la velocidad de oxidacion (RoO) segun la invencion. Estos se pueden emplear entonces en forma modificada. Tales modificaciones para la reduccion de la velocidad de reaccion de portadores de acido son conocidas en principio para el especialista por el estado de la tecnica. En el comercio tambien se encuentran disponibles productos correspondientes con velocidad de reaccion retardada. Por ejemplo, se encuentran disponibles comercialmente modificaciones, que reaccionan con diferente intensidad, de pirofosfato sodico acido (SAPP) conocido como portador de acido por el estado de la tecnica, que estan modificadas respecto a su velocidad de reaccion, por ejemplo mediante adicion de diversos iones metalicos (Al, K, Ca, etc.). No obstante, los mecanismos exactos que conducen a la velocidad de reaccion retardada no son conocidos, o se entienden completamente en cualquier caso, en los portadores de acido modificados.
En una forma ulterior de realizacion de la invencion, la composicion contiene el componente metalico en una cantidad de 0,1 a 70 % en peso, preferentemente 5 a 40 % en peso, referido al peso total de la composicion.
En otra forma ulterior de realizacion de la invencion, la composicion contiene el portador de acido en una cantidad de 0,1 a 70 % en peso, preferentemente 5 a 40 % en peso, referido al peso total de la composicion.
En una forma ulterior de realizacion de la invencion, la composicion comprende al menos dos portadores de acido, de los cuales un primer portador de acido presenta en el ensayo de RoO una velocidad de oxidacion (RoO = tasa de oxidacion) de menos de 1000 ppm de hierro, o de menos de 900 ppm de hierro, o de menos de 800 ppm de hierro, o de menos de 700 ppm de hierro, o de menos de 600 ppm de hierro, en un tiempo de reaccion de 60 minutos, y de los cuales otro de los portadores de acido presenta en el ensayo de RoO una velocidad de oxidacion (RoO = tasa de oxidacion) que se situa en al menos 200 ppm de hierro, o en al menos 300 ppm de hierro, o en al menos 400 ppm de hierro, o en al menos 500 ppm de hierro, o en al menos 600 ppm de hierro por encima de de la velocidad de oxidacion del primer portador de acido, en un tiempo de reaccion de 60 minutos.
La combinacion, citada anteriormente, de un primer portador de acido con la velocidad de oxidacion limitada segun la invencion y un portador de acido ulterior con una velocidad de oxidacion mas elevada de manera definida que el primer portador de acido, se denomina tambien sistema de doble accion. Este sistema con un portador de acido que reacciona mas rapidamente y un portador de acido que reacciona mas lentamente, reune diversas ventajas.
El portador con la velocidad de oxidacion mas elevada confiere al sistema una activacion inicial intensificada, para consumir prematuramente, por ejemplo, la mayor cantidad posible de oxfgeno contenido en un envase. El portador de acido ulterior con la velocidad de oxidacion mas reducida proporciona una activacion mas tardfa y mas debil de una parte ulterior del componente metalico, y con ello una eficacia mas duradera de la composicion. Esta combinacion en un sistema de doble accion se ha mostrado especialmente ventajosa en el sentido de una proteccion elevada y duradera de productos y materiales de envasado.
De modo especialmente preferente, el componente metalico activable con acido es o comprende hierro (Fe).
Ademas de la seleccion de componente metalico activable con acido y portador(es) de acido, tambien mediante aditivos ulteriores se puede influir sobre las propiedades de la composicion. En formas de realizacion de la invencion, la composicion contiene, por ejemplo, uno o varios agentes separadores para la inhibicion o el retraso de la reaccion prematura entre componente metalico y portador de acido. El agente separador se selecciona preferentemente entre almidon de cereales, tales como, por ejemplo almidon de mafz, almidon de arroz o almidon de trigo, harinas modificadas, dioxido de silicio, tales como, por ejemplo acido silfcico pirogeno, acido silfcico hidrofobo o acido silfcico hidrofilo, fosfatos tricalcicos, carbonato calcico, sulfato calcico, silanos, grasas, y mezclas de los citados anteriormente. Mediante la adicion de agentes separadores se puede influir tambien en la velocidad de reaccion en la matriz de material sintetico.
Como matriz de material sintetico para la composicion segun la invencion se emplean preferentemente polfmeros termoplasticos. Son ejemplos de polfmeros termoplasticos apropiados poliolefinas, tales como polietileno, polipropileno, polibutileno, polimetilpenteno, asf como polfmeros en bloques, polfmeros de injerto y copolfmeros de los mismos, polfmeros de estireno, tales como poliestireno estandar, poliestireno tenaz al impacto, estireno acrilonitrilo, acrilonitrilo butadieno estireno, acrilonitrilo estireno, caucho acnlico, polfmero vimlico halogenado, tales como cloruro de polivinilo, cloruro de polivinilideno, fluoruro de polivinilo, copolfmero de tetrafluormetileno- hexafluormetileno, copolfmero de etileno-tetrafluoretileno, policlorotrifluoretileno, copolfmero de etileno- clorotrifluoretileno, polfmeros acnlicos, poliacrilato, polimetacrilato, poliacetales, tales como polioximetileno, policondensados lineales, tales como poliamidas (PA-6, PA-66, PA-610, PA-612, PA-11, PA-12, etc.), policarbonatos, polieteres (por ejemplo tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno, etc.), poliimidas, poliarilcetonas, polisulfonas, poliuretanos, polifenilenos, polfmeros de alcoholes insaturados y amidas, o derivados de acilo o acetales de los mismos, tales como alcohol polivimlico, acetatos de polivinilo, polivinilbutiral, benzoato de polivinilo, policondensados y poliaductos reticulados, tales como fenoplastos, aminoplastos, resinas epoxfdicas, poliesteres insaturados, poliuretano, sustancias naturales modificadas, tales como esteres de celulosa, incluyendo copolfmeros, o mezclas de los polfmeros citados anteriormente.
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La invencion comprende ademas una composicion de aditivos para la introduccion en una matriz de material sintetico, que comprende un componente metalico seleccionado entre aluminio (Al), magnesio (Mg), cinc (Zn), cobre (Cu), hierro (Fe), estano (Sn), cobalto (Co) y manganeso (Mn), activable con acido, y al menos un portador de acido segun la anterior descripcion y las reivindicaciones.
La composicion de aditivos contiene preferentemente el componente metalico y el/los portador(es) de acido en una relacion ponderal de 1 : 10 a 10 : 1, de modo especialmente preferente 1 : 2 a 2 : 1, y en caso dado otros aridos.
La composicion de aditivos segun la invencion se puede presentar ventajosamente en forma de polvo o alojada en una matriz de material sintetico en forma de granulado, por ejemplo como una denominada mezcla madre. Bajo el concepto mezcla madre se entiende una composicion de aditivos alojada en una matriz de material sintetico en forma de granulados o polvos, en los que la composicion de aditivos se presenta en contenidos que son mas elevados que en la aplicacion final. Estos se anaden al material sintetico (polfmero crudo) para la modificacion de las propiedades. Frente a la adicion de diferentes sustancias en forma de pastas, polvos o lfquidos, las mezclas madre tienen la ventaja de garantizar una alta seguridad de proceso y poderse elaborar muy convenientemente. En el caso de una mezcla madre, en la mayor parte de los casos se intenta concentrar el aditivo tanto como sea posible, es decir, emplear la menor cantidad posible de material de matriz sintetico, para alojar el aditivo o los aditivos. Para la preparacion de una mezcla madre se mezclan los aditivos, por ejemplo tambien pigmentos de color, con polfmero crudo, es decir, granulado de material sintetico no tratado. Esta mezcla se funde a continuacion en una extrusora, y despues se granula. Alternativamente, los componentes se pueden mezclar tambien directamente en la extrusora a traves de diferentes balanzas de dosificacion, y fundir. Una mezcla madre posibilita un manejo sencillo debido a la buena dosificabilidad.
Finalmente, la invencion se refiere tambien al uso de una composicion de aditivos segun la anterior descripcion y las reivindicaciones como componente reductor de oxfgeno en piezas de material sintetico de todo tipo, preferentemente en envases, envases de productos alimenticios, laminas, etc. El uso de la composicion segun la invencion en envases de productos alimenticios es especialmente preferente, ya que en estos se desarrollan especialmente las propiedades reductoras de oxfgeno de las composiciones segun la invencion.

Claims (11)

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    REIVINDICACIONES
    1. - Composicion que comprende una matriz de material sintetico, un componente metalico seleccionado entre aluminio (Al), magnesio (Mg), cinc (Zn), cobre (Cu), hierro (Fe), estano (Sn), cobalto (Co) y manganeso (Mn), activable con acido, y al menos un portador de acido, que presenta en el ensayo de RoO una velocidad de oxidacion (RoO = tasa de oxidacion) de menos de 1000 ppm de hierro, en un tiempo de reaccion de 60 minutos, definiendose la RoO como se describe a continuacion bajo RoO (tasa de oxidacion) en la descripcion, seleccionandose el portador de acido entre fosfato dicalcico dihidrato (DCPD), sulfato de sodio y aluminio (SAS), fosfato de sodio y aluminio (SALP), fosfato de potasio y aluminio (PALP), fosfato de calcio y magnesio y aluminio, polifosfato de calcio, polifosfato de magnesio, pirofosfato de calcio, pirofosfato de magnesio, y mezclas de los compuestos citados anteriormente.
  2. 2. - Composicion segun la reivindicacion 1, caracterizada por que el portador de acido presenta en el ensayo de RoO una velocidad de oxidacion (RoO = tasa de oxidacion) de menos de 900 ppm de hierro, o de menos de 800 ppm de hierro, o de menos de 700 ppm de hierro, o de menos de 600 ppm de hierro, en un tiempo de reaccion de 60 minutos.
  3. 3. - Composicion segun la una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el portador de acido presenta en el ensayo de RoO una velocidad de oxidacion (RoO = tasa de oxidacion) de menos de 600 ppm de hierro, preferentemente menos de 400 ppm de hierro, en un tiempo de reaccion de 30 minutos, y/o de menos de 300 ppm de hierro, preferentemente menos de 200 ppm de hierro, en un tiempo de reaccion de 10 minutos.
  4. 4. - Composicion segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que contiene el componente metalico en una cantidad de 0,1 a 70 % en peso, preferentemente 5 a 40 % en peso, referido al peso total de la composicion, y/o el portador de acido en una cantidad de 0,1 a 70 % en peso, preferentemente 5 a 40 % en peso, referido al peso total de la composicion.
  5. 5. - Composicion segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que comprende al menos dos portadores de acido, de los cuales un primer portador de acido presenta en el ensayo de RoO una velocidad de oxidacion (RoO = tasa de oxidacion) de menos de 1000 ppm de hierro, o de menos de 900 ppm de hierro, o de menos de 800 ppm de hierro, o de menos de 700 ppm de hierro, o de menos de 600 ppm de hierro, en un tiempo de reaccion de 60 minutos, y de los cuales otro de los portadores de acido presenta en el ensayo de RoO una velocidad de oxidacion (RoO = tasa de oxidacion) que se situa en al menos 200 ppm de hierro, o en al menos 300 ppm de hierro, o en al menos 400 ppm de hierro, o en al menos 500 ppm de hierro, o en al menos 600 ppm de hierro por encima de de la velocidad de oxidacion del primer portador de acido, en un tiempo de reaccion de 60 minutos.
  6. 6. - Composicion segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que la matriz de material sintetico es un material sintetico termoplastico.
  7. 7. - Composicion segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por que el componente metalico activable con acido es o comprende hierro (Fe).
  8. 8. - Composicion de aditivos para la introduccion en una matriz de material sintetico, que comprende un componente metalico seleccionado entre aluminio (Al), magnesio (Mg), cinc (Zn), cobre (Cu), hierro (Fe), estano (Sn), cobalto (Co) y manganeso (Mn), activable con acido, y al menos un portador de acido, que se definen segun una de las reivindicaciones precedentes.
  9. 9. - Composicion de aditivos segun la reivindicacion 9, que contiene el componente metalico y el/los portador(es) en una relacion ponderal de 1 : 10 a 10 : 1, de modo especialmente preferente 1 : 2 a 2 : 1, y en caso dado otros aridos.
  10. 10. - Composicion de aditivos segun la reivindicacion 9 o 10 en forma de polvo o alojada en una matriz de material sintetico en forma de granulado (mezcla madre).
  11. 11. - Uso de una composicion de aditivos segun una de las reivindicaciones 9 a 11 como componente reductor de oxfgeno en piezas de material sintetico, preferentemente en envases de productos alimenticios.
ES11743464.7T 2010-07-14 2011-07-11 Composición con componente metálico activable con ácido Active ES2617377T3 (es)

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