ES2634548T3 - Recipiente que tiene un sistema de indicación de extracción de oxígeno - Google Patents

Recipiente que tiene un sistema de indicación de extracción de oxígeno Download PDF

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Abstract

Un recipiente (10) incluyendo: un generador de hidrógeno que genera hidrógeno molecular; un catalizador que cataliza una reacción química entre dicho hidrógeno y oxígeno, combinándose dicho generador de hidrógeno y dicho catalizador para proporcionar capacidad de extracción de oxígeno; y un sistema de indicación que indica cuándo dicha capacidad de extracción de oxígeno se ha reducido a o por debajo de un nivel predeterminado, caracterizado porque dicho sistema de indicación incluye un adhesivo de etiqueta sensible a oxígeno que une una etiqueta al recipiente, adhiriéndose menos dicho adhesivo de etiqueta sensible a oxígeno a dicho recipiente en presencia de oxígeno.

Description

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DESCRIPCION
Recipiente que tiene un sistema de indication de extraction de ox^geno Campo
Esta description se refiere en general a recipientes para contener un arftculo de consumo, tal como un arftculo de consumo solido o ftquido. Mas espedficamente, esta descripcion se refiere a un recipiente de tereftalato de polietileno (PET) que tiene un sistema indicador para uso con un sistema de extraccion de oxigeno que tiene un generador de hidrogeno y un catalizador.
Antecedentes
Como resultado de problemas medioambientales y otros, los recipientes de plastico, mas espedficamente los recipientes de poliester e incluso mas espedficamente de tereftalato de polietileno (PET), se estan utilizando cada vez mas para empaquetar numerosos artfculos de consumo previamente suministrados en recipientes de vidrio. Los fabricantes y los envasadores, asi como los consumidores, han reconocido que los recipientes de PET son ligeros, baratos, reciclables y manufacturables en grandes cantidades.
Los recipientes de plastico moldeados por soplado se han convertido en un lugar comun en el envasado de numerosos arftculos de consumo. El PET es un poftmero cristalizable, lo que quiere decir que esta disponible en forma amorfa o en forma semicristalina. La capacidad de un recipiente de PET de mantener su integridad material se refiere al porcentaje del recipiente de PET en forma cristalina, tambien conocido como la “cristalinidad” del recipiente de PET. La ecuacion siguiente define el porcentaje de cristalinidad como una fraction de volumen:
% CRISTALINIDAD =
imagen1
\
xlOO
\Pc Pa )
donde p es la densidad del material de PET; pa es la densidad de material de PET amorfo puro (1,333 g/cc); y pc es la densidad de material cristalino puro (1,455 g/cc).
Por desgracia, el PET es una pobre barrera al oxigeno. Uno de los principales factores que limitan la duration en almacenamiento de alimentos y bebidas (aqm conocidos como “rellenos”) en recipientes de PET es la entrada de oxigeno a traves de las paredes del recipiente seguida de oxidation del relleno. Se han empleado muchas estrategias para reducir la cantidad de oxigeno en contacto con alimentos en recipientes de PET. Algunas estrategias incluyen sustitucion de la carga superior, que sustituye oxigeno de la carga durante el envasado por un gas inerte, tal como N2 o CO2. Las estrategias alternativas incluyen el uso de recubrimientos barrera del envase, tal como oxido de aluminio u oxido de silicio depositados qmmicamente al vapor. Ademas, algunas estrategias incluyen el uso de capas barrera incrustadas tal como envases multicapa, o aditivos barrera a PET que crean barreras ftsicas a la difusion de oxigeno a traves del envase (por ejemplo, nylon, nanoarcillas). Finalmente, algunas estrategias han usado extractores de oxigeno que reaccionan con oxigeno de forma predeterminada (por ejemplo, plastico oxidable, gas hidrogeno, metales reactivos y moleculas organicas) para minimizar su efecto, que generalmente requiere el uso de un catalizador.
Un ejemplo de la tecnologia de reduction de oxigeno se puede obtener de ColorMatrix (aqm conocido como “Hy- Guard Technology”; Publication Internacional numero WO 2008/090354 A1). La tecnologia implica la lenta liberation de hidrogeno del recipiente usando un generador de hidrogeno tal como borohidrudo de sodio que libera hidrogeno a la exposition a agua segun la reaction siguiente:
NaBH4 + 2H20 -> NaBQ2 + 4 H2
El hidrogeno reacciona posteriormente con oxigeno en presencia de un catalizador de metal (por ejemplo, paladio) creando agua. El hidrogeno que no reacciona con oxigeno permeara lentamente del recipiente.
02 + 2 H2 -»• 2 H20 Pd
Sin embargo, el sistema ColorMatrix no describe ni sugiere un metodo para determinar cuando el generador de hidrogeno se ha gastado y/o no funciona. Esto puede afectar negativamente al funcionamiento del sistema y limitar su utilidad y aplicacion, porque puede permitir la entrada de oxigeno al recipiente y de nuevo comenzar a degradar el relleno.
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Los fabricantes de recipientes usan procesado mecanico y mecanico termico para aumentar la cristalinidad del poKmero PET de un recipiente. El procesado mecanico implica orientar el material amorfo para lograr endurecimiento contra esfuerzo. Este procesado implica comunmente estirar una preforma de PET moldeada por inyeccion a lo largo de un eje longitudinal y expandir la preforma de PET a lo largo de un eje transversal o radial para formar un recipiente de PET. La combinacion promueve lo que los fabricantes definen como orientacion biaxial de la estructura molecular en el recipiente. Los fabricantes de recipientes de PET usan actualmente procesado mecanico para producir recipientes de pEt que tienen aproximadamente 20% de cristalinidad en el lado del recipiente.
El procesado termico implica calentar el material (amorfo o semicristalino) para promover el crecimiento de cristal. En el material amorfo, el procesado termico de material de PET da lugar a una morfologfa esferulftica que interfiere con la transmision de luz. En otros terminos, el material cristalino resultante es opaco, y por ello en general indeseable. Sin embargo, usado despues del procesado mecanico, el procesado termico da lugar a una cristalinidad mas alta y excelente claridad para las porciones del recipiente que tienen orientacion molecular biaxial. El procesado termico de un recipiente de PET orientado que se conoce como fraguado por calor, incluye tipicamente moldear por soplado una preforma de PET contra un molde calentado a una temperatura de aproximadamente 250°F-350°F (aproximadamente 121°C-177°C), y mantener el recipiente soplado contra el molde calentado durante aproximadamente de dos (2) a cinco (5) segundos. Los fabricantes de botellas de PET para zumos que deben llenarse en caliente a aproximadamente 185°F (85°C), usan actualmente fraguado por calor para producir botellas de PET que tienen una cristalinidad general en el rango de aproximadamente 25%-35%.
WO 2008/090354 A1 describe un recipiente segun el preambulo de la reivindicacion anexa, que incluye una bebida. El vapor de la bebida contacta un hidruro bajo desarrollo de hidrogeno molecular. El hidrogeno se combina con oxfgeno en presencia de un catalizador de paladio para extraer oxfgeno molecular que ha entrado al recipiente a traves de sus paredes permeables.
Resumen
Esta seccion proporciona un resumen general de la descripcion, y no es una descripcion general de su pleno alcance o de todas sus caractensticas. La presente invencion proporciona un recipiente incluyendo: un generador de hidrogeno que genera hidrogeno molecular; un catalizador que cataliza una reaccion qmmica entre dicho hidrogeno y oxfgeno, combinandose dicho generador de hidrogeno y dicho catalizador para proporcionar una capacidad de extraccion de oxfgeno; y un sistema de indicacion que indica cuando dicha capacidad de extraccion de oxfgeno se ha reducido a o por debajo de un nivel predeterminado, y dicho sistema de indicacion incluye un adhesivo de etiqueta sensible a oxfgeno que une una etiqueta al recipiente, adhiriendose menos dicho adhesivo de etiqueta sensible a oxfgeno a dicho recipiente en presencia de oxfgeno.
Segun los principios de la presente invencion, se facilita un recipiente de PET que tiene un generador de hidrogeno y catalizador dispuestos o incorporados de otro modo en componentes del recipiente. El recipiente tambien incluye un sistema indicador o un medio para indicar cuando el generador de hidrogeno se ha gastado o no funciona por otra causa.
Otros ambitos de aplicabilidad seran evidentes a partir de la descripcion que aqrn se ofrece. La descripcion y los ejemplos espedficos de este resumen tienen fines ilustrativos solamente y no tienen la finalidad de limitar el alcance de la presente descripcion.
Dibujos
Los dibujos aqrn descritos tienen la unica finalidad de ilustrar solamente realizaciones seleccionadas y no todas las implementaciones posibles, y no se preve que limiten el alcance de la presente descripcion.
La figura 1 es una vista lateral de un recipiente ejemplar que incorpora las caractensticas de las ideas de la presente invencion.
Descripcion detallada
Ahora se describiran realizaciones ejemplares mas plenamente con referencia al dibujo acompanante. Se exponen realizaciones ejemplares de modo que esta descripcion sea exhaustiva, e indique plenamente el alcance a los expertos en la tecnica. Se exponen numerosos detalles espedfico, tal como ejemplos de componentes, dispositivos y metodos espedficos, para facilitar una comprension completa de las realizaciones de la presente descripcion. Sera evidente a los expertos en la tecnica que no hay que emplear detalles espedficos, que se pueden llevar a la practica realizaciones ejemplares de muchas formas diferentes y que ninguna debera ser interpretada como limitacion del alcance de la descripcion.
La terminologfa aqrn usada tiene la finalidad de describir realizaciones ejemplares concretas solamente y no se ha previsto que sea limitativa. En el sentido en que se usa aqrn, las formas singulares “un/uno/una” y “el/la” incluiran tambien las formas plurales, a no ser que el contexto indique claramente lo contrario. Los terminos “comprende”,
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“comprender”, “incluir” y “tener” son inclusivos y por lo tanto especifican la presencia de caractensticas, enteros, pasos, operaciones, elementos y/o componentes indicados, pero no excluyen la presencia o la adicion de una u otras varias caractensticas, enteros, pasos, operaciones, elementos, componentes y/o grupos de los mismos. Los pasos, procesos y operaciones del metodo aqm descritos no se han de interpretar en el sentido de que requieren necesariamente su realizacion en el orden concreto explicado o ilustrado, a no ser que se identifiquen espedficamente como un orden de realizacion. Tambien se ha de entender que se puede emplear pasos adicionales o alternativos.
Cuando se dice que un elemento o capa esta “sobre”, “enganchado a”, “conectado a” o “acoplado a” otro elemento o capa, puede estar directamente sobre, enganchado, conectado o acoplado al otro elemento o capa, o puede haber elementos o capas intervinientes. En contraposicion, cuando se afirma que un elemento esta “directamente sobre”, “directamente enganchado a”, “directamente conectado a” o “directamente acoplado a” otro elemento o capa, no puede haber elementos o capas intervinientes. Otros terminos usados para describir la relacion entre elementos deberan interpretarse de forma analoga (por ejemplo, “entre” en funcion de “directamente entre”, “adyacente” en funcion de “directamente adyacente”, etc). En el sentido en que se usa aqm, el termino “y/o” incluye cualquiera y todas las combinaciones de uno o mas de los elementos enumerados asociados.
Aunque los terminos primero, segundo, tercero, etc, pueden usarse aqm para describir varios elementos, componentes, regiones, capas y/o secciones, estos elementos, componentes, regiones, capas y/o secciones no deberan quedar limitados por estos terminos. Estos terminos solamente pueden usarse para distinguir un elemento, componente, region, capa o seccion de otra region, capa o seccion. Terminos tales como “primero”, “segundo” y otros terminos numericos aqm usados no implican una secuencia u orden a no ser que lo indique claramente el contexto. Asf, un primer elemento, componente, region, capa o seccion explicado mas adelante podna denominarse un segundo elemento, componente, region, capa o seccion sin apartarse de las ideas de las realizaciones ejemplares.
Se puede usar aqm terminos espacialmente relativos, como “interior”, “exterior”, “debajo”, “abajo”, “inferior”, “encima”, “superior” y analogos, para facilitar la descripcion al describir una relacion de elementos o caractensticas con otro u otros elementos o caractensticas ilustrados en las figuras. Se ha previsto que los terminos espacialmente relativos abarquen diferentes orientaciones del dispositivo en el uso o la operacion ademas de la orientacion ilustrada en las figuras. Por ejemplo, si se le da la vuelta al dispositivo de las figuras, los elementos descritos como “abajo” o “debajo” de otro elementos o caractensticas estanan orientados entonces “encima” del otro elementos o caractensticas. Asf, el termino ejemplo “abajo” puede abarcar tanto una orientacion de arriba como de abajo. El dispositivo puede estar orientado de otro modo (girado 90 grados o en otras orientaciones) y los descriptores espacialmente relativos se usan aqm interpretados consiguientemente.
Esta descripcion proporciona un recipiente hecho de PET y que incorpora un generador de hidrogeno y un componente catalizador. El recipiente de las ideas de la presente invencion controla y/o reduce el efecto de que el oxfgeno penetre en el material del recipiente y entre en el artroulo de consumo o producto que contenga. El recipiente de las ideas de la presente invencion tambien incluye un sistema indicador para determinar cuando el generador de hidrogeno se ha gastado o no sirve, al menos en parte, para conocer la duracion en almacenamiento del producto.
Se debera apreciar que el tamano y la configuracion espedfica del recipiente puede no estar limitada en particular y, asf, los principios de la presente invencion pueden ser aplicables a una amplia variedad de formas de recipiente de PET. Por lo tanto, se debera observar que puede haber variaciones en las presentes realizaciones. Es decir, se debera observar que las ideas de la presente descripcion pueden usarse en una amplia variedad de recipientes, incluyendo recipientes reutilizables/desechables incluyendo bolsas de plastico resellable (por ejemplo, bolsas ZipLock®), recipientes resellables (por ejemplo, recipientes TupperWare®), recipientes de alimentos secos (por ejemplo, leche en polvo), recipientes de medicamentos y envases qmmicos sensibles a oxfgeno.
Consiguientemente, las ideas de la presente invencion proporcionan un recipiente de plastico, por ejemplo, de tereftalato de polietileno (PET), generalmente indicado en 10. El recipiente ejemplar 10 puede ser sustancialmente alargado visto de lado. Las personas con conocimientos ordinarios en la tecnica apreciaran que las ideas siguientes de la presente descripcion son aplicables a otros recipientes, tal como recipientes de forma rectangular, triangular, pentagonal, hexagonal, octagonal, poligonal o cuadrada, que pueden tener diferentes dimensiones y capacidades de volumen. Tambien se contempla que se pueda hacer otras modificaciones dependiendo de la aplicacion espedfica y los requisitos medioambientales.
Como se representa en la figura 1, el recipiente ejemplar de plastico 10 segun las ideas de la presente invencion define un cuerpo 12, e incluye una porcion superior 14 que tiene una pared lateral cilmdrica 18 que forma un cuello 20. Formada integralmente con el cuello 20 y extendiendose hacia abajo de el hay una porcion de hombro 22. La porcion de hombro 22 se une a y proporciona una transicion entre el cuello 20 y una porcion de pared lateral 24. La porcion de pared lateral 24 se extiende hacia abajo de la porcion de hombro 22 a una porcion de base 28 que tiene una base 30. En algunas realizaciones, la porcion de pared lateral 24 puede extenderse hacia abajo y casi contactar
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la base 30, minimizando por ello el area general de la porcion de base 28 de tal manera que no haya una porcion de base discernible 28 cuando el recipiente ejemplar 10 este vertical sobre una superficie.
El recipiente ejemplar 10 tambien puede tener un cuello 23. El cuello 23 puede tener una altura sumamente corta, es decir, ser una extension corta del cuello 20, o una altura alargada, que se extiende entre el cuello 20 y la porcion de hombro 22. La porcion superior 14 puede definir una abertura para introducir y dispensar un artfculo de consumo almacenado en ella. Aunque el recipiente se representa como un recipiente de bebida, se debera apreciar que recipientes que tienen formas diferentes, tal como paredes laterales y aberturas, pueden hacerse segun los principios de la presente invencion.
El cuello 20 del recipiente ejemplar de plastico 10 puede incluir una region roscada 46 que tiene roscas 48, una arista de sellado inferior 50, y un aro de soporte 51. La region roscada proporciona un medio para el montaje de un cierre o tapon de rosca similar (no ilustrado). Las alternativas pueden incluir otros dispositivos adecuados que enganchen el cuello 20 del recipiente ejemplar de plastico 10, tal como un encaje a presion, de tipo BapCo, o tapon de encaje por salto, por ejemplo. Consiguientemente, el cierre o tapon (no ilustrado) engancha el cuello 20 para realizar preferiblemente un cierre hermetico del recipiente ejemplar de plastico 10. El cierre o tapon (no ilustrado) es preferiblemente de un material plastico o metal convencional en la industria de cierres y adecuado para posterior procesado termico.
Como se describe aqrn, aunque la tecnica anterior proporciona un buen metodo de extraccion de oxfgeno de un recipiente cerrado, no proporciona ninguna supervision y/o indicaciones que indiquen la terminacion o activacion del proceso de extraccion de oxfgeno. Es decir, no proporciona ningun mecanismo para determinar cuando el generador de hidrogeno se ha gastado o ya no funciona a un nivel deseado. Sin embargo, los principios de la presente invencion proporcionan un metodo para indicar cuando el generador de hidrogeno se ha gastado y entra oxfgeno en el recipiente. Tener un indicador que se active cuando ya no se genere hidrogeno a un nivel suficiente para lograr el efecto de extraccion deseado sena util tanto para el distribuidor de paquetes como para el consumidor. De hecho, el distribuidor de paquetes puede almacenar un paquete durante un largo penodo de tiempo antes de la distribucion para venta al consumidor. Por lo tanto, el indicador de las ideas de la presente invencion sena ventajoso para la toma de decisiones sobre cuando o si enviar el recipiente.
Igualmente, el consumidor se beneficiana de tal indicador para determinar cuando el contenido de un paquete ya no esta fresco. Dado que por lo general el consumidor abre y cierra un recipiente muchas veces durante su uso, entra oxfgeno a una tasa dependiente del numero de veces y de cuanto tiempo esta abierto el recipiente. Por lo tanto, los recipientes, tal como condimentos que no se usan a menudo, conservaran su frescura mas tiempo que, por ejemplo, una botella de zumo de naranja. Un indicador de “duracion en almacenamiento” permitina al consumidor obtener el mayor uso de un producto dado en lugar de tirar el producto despues de pasar la fecha impresa en el envase.
Para ello, los principios de la presente invencion, en general, emplean un material que cambia o de otro modo emite o proporciona una indicacion de cuando el material esta en presencia de oxfgeno o ausencia de hidrogeno. A modo de ejemplos no limitadores, los mecanismos siguientes se han considerado utiles para reconocer cuando un recipiente con capacidad de extraccion de oxfgeno ha perdido su capacidad de extraer oxfgeno. Estos indicadores pueden colocarse en cualquier parte del recipiente que sea visible para una persona que vea el recipiente.
Un primer grupo de indicadores que se ha hallado que proporcionan las indicaciones y la fiabilidad necesarias, pero que no es parte de la presente invencion, incluye colorantes sensibles a oxfgeno (colorantes redox-activos) que indican cuando hay oxfgeno. De esta forma, los colorantes redox-activos pueden colocarse dondequiera que sean facilmente visibles para el usuario final incluyendo la base del recipiente, la pared del recipiente, la etiqueta del recipiente, tinta de impresion o material usado en el recipiente, accesorios (tal como un distintivo, soporte, banda, asa o cualquier otro objeto que se pueda poner en contacto con el recipiente), y la envuelta de cierre.
En algunas realizaciones, los colorantes redox-activos pueden proporcionar las indicaciones necesarias a traves de cambio de color y/o cambio de invisible a visible (o viceversa). Por ejemplo, en algunas realizaciones, la impresion colocada en un lado exterior del recipiente puede cambiar de color. Igualmente, en algunas realizaciones, colorantes dispersados en el recipiente, el cierre y/o la etiqueta pueden cambiar de color. Igualmente, en algunas realizaciones, la impresion previamente invisible puede ser visible, la impresion previamente visible puede ser invisible, y/o un tinte dispersado en recipiente, el cierre o la etiqueta puede ser visible o invisible.
En algunas realizaciones, los cambios de luminescencia o fluorescencia pueden proporcionar las indicaciones necesarias. Es decir, un compuesto que previamente no era visible por luminescencia o fluorescencia (por ejemplo, bajo luz UV) puede ser visible. Igualmente, un compuesto que previamente era visible por luminescencia o fluorescencia (por ejemplo, bajo luz UV) puede ser invisible.
En algunas realizaciones puede usarse un sistema de agotamiento de inhibidor en forma de un sistema qmmico que, en presencia de oxfgeno, permita que tenga lugar una reaccion qmmica. Cuando un inhibidor de un sistema de reaccion es consumido por O2, la reaccion puede proseguir, lo que produce una cierta indicacion (por ejemplo, una polimerizacion).
El adhesivo de etiqueta sensible a oxfgeno del recipiente de la invencion puede deteriorate en presencia de ox^geno (o ausencia de hidrogeno) haciendo que una etiqueta se caiga descubriendo una impresion que dice “contenido caducado” o similar. A modo de ejemplo no limitador, un adhesivo puede ser oxidado por O2, con 5 entrecruzamiento, ser ngido y/o menos pegajoso.
Un segundo grupo de indicadores que se ha hallado que proporcionan las indicaciones y la fiabilidad necesarias, que, sin embargo, no es parte de la invencion, incluye marcadores de agotamiento de inhibidor que indican cuando no hay hidrogeno. De esta forma, pueden usarse colorantes sensibles a hidrogeno que son de un color en presencia 10 de hidrogeno y de un color diferente en ausencia de hidrogeno y, en algunas realizaciones, pueden usarse independientemente de la presencia de oxfgeno.
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Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un recipiente (10) incluyendo:
    un generador de hidrogeno que genera hidrogeno molecular;
    5
    un catalizador que cataliza una reaccion qmmica entre dicho hidrogeno y ox^geno, combinandose dicho generador de hidrogeno y dicho catalizador para proporcionar capacidad de extraccion de oxfgeno; y
    un sistema de indicacion que indica cuando dicha capacidad de extraccion de oxfgeno se ha reducido a o por debajo 10 de un nivel predeterminado, caracterizado porque dicho sistema de indicacion incluye un adhesivo de etiqueta sensible a ox^geno que une una etiqueta al recipiente, adhiriendose menos dicho adhesivo de etiqueta sensible a oxfgeno a dicho recipiente en presencia de oxfgeno.
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