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ES2331793T3 - Procedimiento para estimular, almacenar y distribuir un captador de oxigeno, y un captador de oxigeno almacenado. - Google Patents

Procedimiento para estimular, almacenar y distribuir un captador de oxigeno, y un captador de oxigeno almacenado. Download PDF

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ES2331793T3
ES2331793T3 ES03773282T ES03773282T ES2331793T3 ES 2331793 T3 ES2331793 T3 ES 2331793T3 ES 03773282 T ES03773282 T ES 03773282T ES 03773282 T ES03773282 T ES 03773282T ES 2331793 T3 ES2331793 T3 ES 2331793T3
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ES
Spain
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oxygen
film
stimulated
container
scavenger
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
ES03773282T
Other languages
English (en)
Inventor
Richard Dayrit
Scott W. Beckwith
Brian L. Butler
Ronald L. Cotterman
Drew V. Speer
Thomas D. Kennedy
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cryovac LLC
Original Assignee
Cryovac LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cryovac LLC filed Critical Cryovac LLC
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Abstract

Un método de procesamiento de una película captadora de oxígeno que comprende: a) someter una película que comprende un captador de oxígeno a radiación actínica a una dosificación suficiente para estimular el captador de oxígeno; después b) enrollar la película de captador de oxígeno estimulado sobre un rodillo; y después c) almacenar la película de captador de oxígeno estimulado enrollado en un recipiente barrera al oxígeno, estando configurado el recipiente barrera al oxígeno de manera que el captador de oxígeno no muestre actividad captadora de oxígeno esencial mientras está dentro del recipiente barrera al oxígeno.

Description

Procedimiento para estimular, almacenar y distribuir un captador de oxígeno, y un captador de oxígeno almacenado.
Campo de la invención
La invención se refiere a un procedimiento para estimular, almacenar, y distribuir un captador de oxígeno, y a un captador de oxígeno almacenado, para su uso en el envasado de productos sensibles al oxígeno.
Antecedentes de la invención
Se sabe que muchos productos sensibles al oxígeno incluyendo productos alimenticios tales como carne y queso, carnes ahumadas y fiambres, así como productos no alimenticios tales como componentes electrónicos, fármacos, y productos médicos, se deterioran en presencia de oxígeno. Tanto el color como el sabor de los alimentos se pueden ver adversamente afectados. La oxidación de los lípidos del producto alimenticio puede producir el desarrollo de ranciedad. Estos productos se benefician del uso de captadores de oxígeno en su envasado.
Algunos de estos captadores de oxígeno, típicamente polímeros insaturados con un catalizador metálico de transición, pueden ser estimulados por radiación actínica. Tales materiales ofrecen la ventaja de un captador de oxígeno que no capta prematuramente oxígeno hasta el momento en el que el usuario decide emplear el captador de oxígeno en un entorno de envasado comercial. De este modo el captador de oxígeno no es estimulado hasta que pasa a través de una unidad de estimulación, típicamente un banco de luces UV a través del cual pasa un captador de oxígeno en forma de película para estimular la actividad captadora de oxígeno del material. Esto se realiza normalmente inmediatamente antes de la etapa de envasado, en la cual se elabora un envase que tiene como componente el captador de oxígeno, con un producto sensible al oxígeno colocado en el envase antes del cierre del envase para prolongar la vida útil del producto sensible al oxígeno.
Desafortunadamente, la estimulación del tipo de captador de oxígeno recién descrita durante aplicaciones de envasado de alta velocidad (con una velocidad de la línea de envasado de más de aproximadamente 0,2 m/s (40 pies por minuto)) presenta un reto con un equipamiento y una tecnología convencionales. Las unidades y las formulaciones de estimulación convencionales están limitadas prácticamente a una velocidad de la línea máxima de aproximadamente 0,1 m/s (20 pies por minutos). El equipamiento de estimulación convencional ya es bastante grande, y para lograr velocidades más altas con esta tecnología se requerirían unidades aún mayores. El tamaño y los costes asociados con la adquisición o el arrendamiento de semejante equipamiento, los costes de mantenimiento, y el requerimiento de espacio en la planta de tratamiento para alojar semejante equipamiento, pueden ser económicamente poco atractivos. Tales
procesadores o usuarios potenciales de la película captadora de oxígeno no tienen salas para un equipamiento grande.
Otra clase de captadores de oxígeno, que no requieren estimulación actínica, y de este modo no requieren el equipamiento estimulador asociado, son los capadores con una base de hierro y algunos captadores poliméricos que se proporcionan en forma activa. Tales captadores de oxígeno son activos en el momento de la fabricación sin estimulación mediante radiación actínica. Sin embargo, estos también tienen varias desventajas. Algunos requieren la presencia de humedad para iniciar la captación de oxígeno. Esto puede no resultar técnicamente atractivo en entornos de envasado donde es poco deseable o poco práctico de otro modo proporcionar una fuente de humedad para estimular el captador de oxígeno. Asimismo, la óptica del envasado acabado puede resultar a menudo comprometida indeseablemente por decoloración o pigmentación del propio captador de oxígeno, o bien en su estado original o bien después de un período de actividad captadora de oxígeno. El tratamiento de estos captadores de oxígeno de una forma uniformemente dispersa también puede mostrar dificultad en las operaciones de extrusión convencionales. Si tales captadores no se dispersan, como en el caso de los sobrecitos con una base de hierro, la actividad captadora puede estar demasiado localizada, y la uniformidad de la captación puede no ser suficiente de este modo en todo el entorno de envasado para proporcionar una separación de oxígeno apropiada y adecuada desde el espacio de cabeza del envase, y/o una barrera activa desde el posterior ingreso de oxígeno del exterior del envase. Además, los sobrecitos captadores de oxígeno no son adecuados para aplicaciones de envasado al vacío.
Se ha descubierto ahora que una solución a estos problemas consiste en estimular un captador de oxígeno con radiación actínica o calor, por ejemplo en una instalación para convertidores de película, y después almacenar el captador de oxígeno estimulado en un recipiente de manera que el captador de oxígeno no muestre actividad captadora de oxígeno sustancial mientras esté dentro del recipiente. El captador de oxígeno estimulado, almacenado puede ser enviado a un procesador. El procesador puede almacenar el recipiente hasta el momento en el que se necesite el captador de oxígeno para su uso en una aplicación de envasado u otra aplicación. En ese momento, el captador de oxígeno estimulado se retira del recipiente, y se utiliza según sea necesario en un procedimiento de envasado u otro procedimiento.
Esta solución evita el coste de un equipamiento de estimulación muy grande en una planta de procesamiento. Se ha de trasmitir menos coste al procesador. Además, esta solución no requiere un espacio adicional en la planta de procesamiento. Una mayor proporción del mercado potencial puede acceder después a la tecnología captadora de oxígeno. Aún se conserva la ventaja de utilizar un captador de oxígeno cuya capacidad captadora de oxígeno no ha sido en gran parte y prematuramente agotada durante el almacenamiento.
Además de almacenar simplemente el captador de oxígeno estimulado en un recipiente, los inventores de esta tecnología también han descubierto sus ventajas para almacenar y transportar ese recipiente en condiciones de temperatura sub-ambientales. Los inventores han descubierto que combinando el almacenamiento del captador de oxígeno estimulado, en un recipiente barrera de oxígeno (de manera que la atmósfera del recipiente tenga una atmósfera de oxígeno reducida, lograda p. ej. haciendo salir con gas la atmósfera del recipiente con un gas inerte para obtener una concentración reducida de oxígeno con un sistema de envasado a vacío) y almacenando después el captador de oxígeno estimulado en envasado y envasado en un almacenamiento a una temperatura sub-ambiental, mejora el potencial para liberar la capacidad captadora de oxígeno potencial máxima.
El captador de oxígeno estimulado puede ser enrollado sobre un rodillo antes de ser almacenado en el recipiente, y opcionalmente se puede utilizar un rodillo de aplicación enfriado durante el proceso de enrollado para disminuir la temperatura de la película estimulada antes de y/o durante la operación de enrollado. Alternativamente, la película estimulada se puede envolver alrededor de un rodillo enfriado inmediatamente antes de enrollar la película sobre el rodillo. Se pueden utilizar aire o rodillos enfriados en la producción de bolsitas pre-estimuladas.
En la patente de los Estados Unidos 6.254.803 se describe una composición captadora de oxígeno, para su uso en o con materiales plásticos, incluyendo un polímero u oligómero que tiene al menos un grupo o funcionalidad ciclohexeno. La composición produce solamente bajos niveles de productos volátiles o extraíbles (del material plástico en el
cual está incorporada) como consecuencia de la captación de oxígeno que es estimulada por la exposición a luz UV.
En el documento WO 02/33024 se describen métodos de inició de la captación de oxígeno que depende de la estimulación térmica. Se describe una composición captadora de oxígeno que comprende un compuesto orgánico oxidable y un catalizador metálico de transición se calienta hasta un punto suficiente para iniciar la captación de oxígeno.
Definiciones
En la presente memoria "captador de oxígeno" y similares representa una composición, compuesto, película, capa de película, recubrimiento, plastisol, junta, o similar que puede consumir, agotar o reaccionar con el oxígeno de un entorno dado.
En la presente memoria "radiación actínica" y similares representan la radiación o energía radiante que produce cambios químicos. Se prefiere la luz visible o ultravioleta, especialmente la luz UV-C, y la radiación ionizante en forma de rayos X, rayos gamma, descarga de corona, o irradiación con haz de electrones, capaces de causar un cambio químico, como se ilustra en la Patente de los Estados Unidos Núm. 5.211.875 (Speer et al.).
En la presente memoria "estimulación" y similares hacen referencia al proceso definido en la Patente de los Estados Unidos Núm. 5.211.875, por medio del cual se inicia la captación de oxígeno exponiendo una composición, película, etc. a radiación actínica que tiene una longitud de onda de menos de aproximadamente 750 nm a una intensidad de al menos de aproximadamente 1,6 mW/cm^{2} o un haz de electrones a una dosis de al menos aproximadamente 0,2 megarads, donde después del inicio la velocidad de captación de oxígeno es de al menos aproximadamente 0,05 cc de oxígeno por día por gramo de compuesto orgánico oxidable u otro captador de oxígeno durante al menos dos días después del inicio de la captación de oxígeno. Se prefiere un método que ofrece un "período de inducción" corto (el tiempo que transcurre, después de la exposición del captador de oxígeno a una fuente de radiación actínica, antes de que comience el inicio de la captación de oxígeno) de manera que el captador de oxígeno puede ser estimulado en o inmediatamente antes del uso durante el llenado del envase con un material sensible al oxígeno. En algunos casos se sabe que los captadores de oxígeno que comprenden polímeros insaturados con un catalizador metálico de transición, pueden ser estimulados o activados por el calor de los procesos de extrusión o mezclado, o de un proceso posterior de formación de un artículo envasado de la composición. Tales composiciones y métodos se describen en la patente de los Estados Unidos 6.610.215 (Cai et al.). En estos casos, la composición o artículo es activo inmediatamente y se espera que se beneficien de los métodos de almacenamiento descritos en la presente memoria. Además, tales composiciones y métodos de inicio de una composición captadora de oxígeno están bien ajustadas al método comercial descrito en la presente memoria.
De este modo, "estimulación" o similar hace referencia a la exposición de un captador de oxígeno a radiación actínica como se ha descrito antes o a un calor suficiente durante el procesamiento para activar la reacción de captación; "inicio" hace referencia al momento en el tiempo en el cual comienza la captación de oxígeno; y "tiempo de inducción" hace referencia a la duración del momento, si lo hay, entre la estimulación y el inicio.
"Recipiente", en la presente memoria, representa un recinto tal como una bolsa, bolsita, funda, o similar, que es capaz de incluir un captador de oxígeno de tal manera que el captador de oxígeno no muestra actividad captadora de oxígeno esencial mientras está dentro del recipiente. "Sin actividad captadora de oxígeno esencial mientras está dentro del recipiente" significa, en la presente memoria, que mientras el captador de oxígeno está dentro del recipiente, la tasa de captación de oxígeno del captador de oxígeno es 0, si no menor que la velocidad que agotaría la actividad captadora de oxígeno del captador de oxígeno, mientras está en el recipiente, hasta el punto de que volvería inútil el captador de oxígeno para su aplicación pretendida. Se prefiere una velocidad de captación de oxígeno, mientras está en el recipiente, de menos de 0,3 cc de oxígeno por día por gramo de compuesto orgánico oxidable u otro captador de oxígeno durante al menos dos días mientras el captador de oxígeno está en el recipiente.
En la presente memoria, "película" representa una película, producto laminado, lámina, red, recubrimiento, o similar, que puede ser utilizado para envasar un producto sensible a oxígeno. La película se puede utilizar como componente en un producto rígido, semi-rígido, o flexible, y se puede adherir a sustratos no poliméricos o no termoplásticos tales como papel o metal. La película también se puede utilizar como cupón o inserto en un envase.
En la presente memoria "polímero" y similares representa un homopolímero, pero también sus copolímeros, incluyendo bispolímeros, terpolímeros, etc.
En la presente memoria "sub-ambiente" y similares hace referencia a temperaturas de 25ºC o menos.
En la presente memoria "refrigerado" y similares hace referencia a temperaturas de 10ºC o menos.
En la presente memoria, "estructura" y similares hace referencia a una película, trama, pared, etc. que incluye un captador de oxígeno como componente o capa del mismo.
Todos los porcentajes composicionales utilizados en la presente memoria se presentan "en peso", a menos que se designe de otro modo.
Compendio de la invención
En un primer aspecto de la invención, un método de procesamiento de una película captadora de oxígeno comprende: a) someter una película que comprende un captador de oxígeno a radiación actínica a una dosificación suficiente para estimular el captador de oxígeno; después b) enrollar la película de captador de oxígeno estimulado sobre un rodillo; y después c) almacenar la película de captador de oxígeno estimulado enrollada en un recipiente barrera para el oxígeno, configurado el recipiente barrera para el oxígeno de manera que el captador de oxígeno no muestre actividad captadora de oxígeno esencial mientras se encuentra dentro del recipiente barrera para el
oxígeno.
En un segundo aspecto de la invención, se proporciona un método de procesamiento de una película tubular que comprende un captador de oxígeno, comprendiendo el método: a) someter la película tubular no obstruida a radiación actínica a una dosis suficiente para estimular el captador de oxígeno, comprendiendo la película tubular una capa barrera para oxígeno, y una capa de captador de oxígeno; b) obstruir la película tubular, eliminando de ese modo esencialmente el aire del interior de la película tubular, de manera que las capas de captador de oxígeno resultantes están más próximas a la interfaz obstruida de la película tubular que las capas barrera para el oxígeno resultantes; y c) enrollar la película tubular, estimulada sobre un rodillo de manera que el captador de oxígeno de la película estimulada, enrollada no muestre una actividad captadora de oxígeno esencial.
En un tercer aspecto de la invención, se proporciona un artículo que comprende: a) una película de captador de oxígeno estimulado, enrollada la película de captador de oxígeno estimulado sobre un rodillo; y b) un recipiente barrera para el oxígeno en el cual se almacena la película enrollada de captador de oxígeno estimulado, configurado el recipiente barrera para el oxígeno de manera que la película enrollada de captador de oxígeno no muestre actividad captadora de oxígeno esencial mientras está dentro del recipiente.
Se pretende que la invención ofrezca un método para transportar la película no estimulada a la vez que se protegen las químicas de captación de una estimulación involuntaria o accidental por medio de un abuso de luz o temperatura. Esta metodología puede resultar útil para la exportación de la película que tropieza con un almacenamiento y unas condiciones de distribución más largas y menos controladas.
Descripción detallada de la invención
La presente invención ofrece la capacidad de "exportar" la función estimuladora realizada ahora p. ej. en una ubicación del procesador de alimentos en la que se necesitan los materiales captadores de oxígeno.
Por ejemplo, la invención permite que un productor de película estimule una película captadora de oxígeno en la instalación productora de película; enrollar la película de captador de oxígeno estimulada en un rodillo; almacenar la película estimulada en una bolsita barrera para el oxígeno para "sofocar" temporalmente la actividad captadora de oxígeno del captador de oxígeno estimulado; y después transportar la película estimulada pero quiescente al procesador o al envasador. El procesador, envasador, u otro usuario puede separar después el rodillo de película de captador de oxígeno estimulada del recipiente según se necesite en el transcurso del proceso de envasado típico. Puede situar el rodillo sobre un mecanismo de alimentación que introduce la película separada del rodillo y en una línea de envasado en la que la película se convierte en un componente de un envase para envasar un producto sensible al oxígeno.
Alternativamente, el usuario puede retirar el rodillo de película captadora de oxígeno estimulada según sea necesario, y utilizar la película como componente de una trama laminada, p. ej. una trama que incluye la película estimulada como capa. Este producto laminado se puede utilizar a su vez para elaborar un envase. De este modo, el usuario puede ser un convertidor intermedio que a su vez utiliza el producto laminado para elaborar un envase terminado, o proporciona el producto laminado a una tercera parte para su uso adicional.
En otra alternativa, el usuario puede retirar el rodillo de película de captador de oxígeno estimulada según sea necesario, y se puede adherir la película a un sustrato de cartón o metalizado y se puede procesar adicionalmente.
En otra alternativa más, el fabricante puede elaborar un envase parcialmente terminado que incluye el captador de oxígeno como componente; estimular el envase parcialmente terminado (o estimular el componente captador de oxígeno antes de que este forme el envase parcialmente terminado); almacenar el envase parcialmente terminado o múltiples unidades del mismo en una bolsita, caja u otro recipiente barrera para el oxígeno, para "sofocar" temporalmente la actividad captadora de oxígeno del captador de oxígeno estimulado; y después transportar los envases parcialmente terminados estimulados pero quiescentes al procesador o envasador. El procesador, envasador, u otro usuario pueden retirar después el envase o la pluralidad de envases parcialmente terminados del recipiente según se necesite en el transcurso de un procedimiento de envasado típico. Después se puede insertar un producto sensible al oxígeno en o sobre cada uno de los envases parcialmente terminados, y completar y cerrar cada envase.
Un ejemplo de un envase parcialmente terminado es una bandeja termoformada con un componente captador de oxígeno, o un forro sobre la bandeja con un componente captador de oxígeno, que puede completarse insertando un producto sensible a oxígeno, y aplicando después una película tapadera para cerrar y completar cada envase.
Otro ejemplo de envase parcialmente terminado es un cartón barrera tal como el utilizado para tetrabriks de zumo que incorpora un captador de oxígeno. La estimulación de tales recipientes opacos se describe en la patente de los Estados Unidos 6.233.907 (Cook et al.). Otro ejemplo de envase parcialmente terminado es una bolsita con un componente captador de oxígeno. Los ejemplos de tales bolsitas incluyen bolsitas con base redonda, bolsitas planas, y bolsitas con accesorios. El envase se completa insertando un producto sensible al oxígeno, y aplicando después los sellos requeridos para crear un envase hermético.
En el caso de una bolsita, es posible crear una bolsita hermética en la que el componente captador es aislado eficazmente del entorno exterior utilizando un material barrera de oxígeno pasivo, utilizado como capa en la estructura del envase, localizado en una posición dentro de la composición del envase entre el componentes captador de oxígeno y el entorno externo. En este caso los procesadores retirarían o abrirían un sello, insertarían el componente sensible al oxígeno, y después volverían a sellar o crearían un nuevo sello que restableciera el hermetismo del envase. En este caso la barrera para el oxígeno pasiva utilizada en el envase crea las condiciones necesarias para "sofocar" temporalmente la actividad captadora de oxígeno del captador de oxígeno estimulado.
El recipiente
El recipiente de cada una de las realizaciones anteriores se configura de manera que el captador de oxígeno no muestra actividad captadora de oxígeno sustancial mientras está dentro del recipiente. En la presente memoria "configurado" significa que la estructura física y química del recipiente, y los materiales que forman el recipiente se seleccionan de manera que no haya un agotamiento esencial de la capacidad captadora de oxígeno del captador de oxígeno almacenado mientras el captador de oxígeno está almacenado en el recipiente.
Esto se puede lograr mediante el uso de formatos de recipientes tales como bolsitas de alta barrera elaboradas de materiales que tienen una permeabilidad al oxígeno, del material barrera, de menos de 500 cm^{3} de O_{2}/m^{2} \cdot día \cdot atmósfera (sometido a ensayo a un grosor de 1 mil y a 25ºC de acuerdo con ASTM D3985), por ejemplo menos de 100, menos de 50, menos de 25, menos de 10, menos de 5, y menos de 1 cm^{3} de O_{2}/m^{2} \cdot día \cdot atmósfera. Los ejemplos de los materiales poliméricos con tasas de transmisión de oxígeno bajas son copolímero de etileno/alcohol vinílico (EVOH), poli(dicloruro de vinilideno) (PVDC), copolímero de cloruro de vinilideno/acrilato de metilo, poliamida, y poliéster.
Alternativamente, se pueden utilizar compuestos hechos de papel metálico, o alúmina o SiO_{x} para proporcionar una baja transmisión de oxígeno al recipiente. Los papeles metalizados pueden incluir un recubrimiento metalizado u otra aplicación de una capa metálica o de óxido metálico a un sustrato polimérico tal como los descritos antes, o a polietileno de alta densidad (HDPE) u otras poliolefinas, copolímero de etileno/alcohol vinílico (EVOH), polipropileno (PP), poli(tereftalato de etileno) (PET), naftalato de polietileno (PEN), poliamida (PA), y similares.
En algunos casos incluso una capa suficientemente gruesa de poliolefina tal como un polietileno de baja densidad lineal (LLDPE), o poli(cloruro de vinilo) PVC puede proporcionar una tasa de transmisión de oxígeno suficientemente baja a la película total para su función pretendida. La permeabilidad al oxígeno exacta óptimamente permitida para una aplicación dada puede ser determinada fácilmente mediante experimentación por un experto en la técnica.
Se pueden elaborar películas monocapa o multicapa con una o más capas de material barrera utilizando los procedimientos de extrusión, coextrusión, o laminación convencionales, y los procedimientos de fabricación de bolsitas, bolsas o cajas convencionales.
Típicamente será necesario el sellado hermético de la bolsita, bolsa u otro recipiente para evitar que entre en el recipiente oxígeno ambiental del exterior del recipiente y agote cierta parte de la capacidad captadora de oxígeno del captador de oxígeno estimulado. Temperaturas de almacenamiento suficientemente bajas pueden obviar la necesidad de un recipiente sellado herméticamente.
En algunos casos, la formación de vacío en el recipiente, y/o el lavado con gas del recipiente con un gas inerte tal como nitrógeno o dióxido de carbono, antes de cerrar, pueden ser útiles para prevenir, reducir, o retrasar la actividad captadora de oxígeno prematura del captador de oxígeno mientras se almacena en el recipiente.
Manteniendo el interior del recipiente a temperaturas sub-ambientales (25ºC o menos) o refrigeradas (10ºC o menos) se puede evitar o reducir del mismo modo la actividad captadora de oxígeno prematura. Las temperaturas de almacenamiento muy bajas (por ejemplo de -10ºC a -196ºC) pueden eliminar la necesidad de que el recipiente comprenda una barrera al oxígeno.
El recipiente puede ser esencialmente opaco a la luz UV y/o visible.
Los requerimientos exactos del recipiente dependerán de una variedad de factores, incluyendo la naturaleza química del captador de oxígeno, la cantidad de captador de oxígeno, la concentración del captador de oxígeno en un material anfitrión o diluyente, la configuración física del captador de oxígeno, la presencia de sellado hermético, la formación de vacío y/o una atmósfera modificada dentro del recipiente, la concentración de oxígeno inicial dentro del recipiente, el uso final pretendido del captador de oxígeno, el tiempo de almacenamiento pretendido del recipiente antes de su uso, el nivel de dosis de radiación actínica, etc.
La dosis de estimulación podría ser proporcionada a altas velocidades durante la fabricación utilizando un equipamiento que puede no ser adecuado para su instalación en una planta ad hoc. Los ejemplos incluyen lámparas germicidas de alto rendimiento, lámparas de presión media, lámparas de xenón pulsadas o radiación con haces de electrones. La estimulación con luz pulsada se describe en la Patente de los Estados Unidos Núm. 6.449.923 (Cook et al.). La dosis de radiación actínica podría incluir el haz de electrones como parte de una etapa de fabricación de la película.
Es muy deseable mantener el captador de oxígeno sustancialmente conservado hasta el momento en el que el procesador desea hacer uso del captador de oxígeno. El procesador está capacitado para repartir los materiales captadores de oxígeno con la máxima capacidad captadora de oxígeno potencial.
Se ha encontrado que es beneficioso almacenar y transportar el recipiente en condiciones de temperatura sub-ambientales. Los autores de la invención han descubierto que almacenando el captador de oxígeno estimulado, en un recipiente barrera de oxígeno (p. ej. de manera que la atmósfera del recipiente tenga una atmósfera con un contenido de oxígeno reducido, logrado lavando con gas la atmósfera del recipiente con un gas inerte para lograr una concentración reducida de oxígeno o retirando la atmósfera con un sistema de envasado al vacío) a temperaturas sub-ambientales, se mejora el potencial para repartir la capacidad captadora de oxígeno potencial máxima.
El captador de oxígeno
Los captadores de oxígeno adecuados para el uso comercial en los artículos de la presente invención, tales como películas, se describen en la Patente de los Estados Unidos Núm. 5.350.622, y un método para iniciar la captación de oxígeno se describe generalmente en la Patente de los Estados Unidos Núm. 5.211.875. El equipamiento adecuado para iniciar la captación de oxígeno se describe en la Patente de los Estados Unidos 6.287.481 (Luthra et al.). De acuerdo con la Patente de los Estados Unidos Núm. 5.350.622, se elaboran captadores de oxígeno de un hidrocarburo etilénicamente insaturado y un catalizador metálico de transición. El hidrocarburo etilénicamente insaturado preferido puede estar sustituido o no sustituido. Según se define en la presente memoria, un hidrocarburo etilénicamente insaturado no sustituido es cualquier compuesto que posee al menos un doble enlace carbono-carbono alifático y comprende 100% en peso de carbono e hidrógeno. Un hidrocarburo etilénicamente insaturado sustituido se define en la presente memoria como un hidrocarburo etilénicamente insaturado, que posee al menos un doble enlace carbono-carbono alifático y comprende aproximadamente 50% - 99% en peso de carbono e hidrógeno. Los hidrocarburos etilénicamente insaturados sustituidos o no sustituidos son aquellos que tienen dos o más grupos etilénicamente insaturados por molécula. Más preferiblemente, es un compuesto polimérico que tiene tres o más grupos etilénicamente insaturados y un peso molecular igual o mayor a un peso molecular medio ponderal de 1.000.
Los ejemplos de los hidrocarburos etilénicamente insaturados no sustituidos incluyen, pero no están limitados a, polímeros diénicos tales como poliisopreno, (p. ej., trans-poliisopreno) y sus copolímeros, 1,4-polibutadieno cis y trans, 1,2-polibutadienos, (que se definen como aquellos polibutadienos que poseen un 50% o más de microestructura 1,2), y sus copolímeros, tales como copolímero de estireno/butadieno y copolímero de estireno/isopreno. Tales hidrocarburos también incluyen compuestos poliméricos tales como polipentenámero, polioctenámero, y otros polímeros preparados mediante metátesis de olefinas cíclicas; oligómeros diénicos tales como escualeno; y polímeros o copolímeros con insaturación derivados de diciclopentadieno, norbornadieno, 5-etiliden-2-norborneno, 5-vinil-2-norborneno, 4-vinilciclohexeno, 1,7-octadieno, u otros monómeros que contienen más de un doble enlace carbono-carbono (conjugado o no conjugado).
Los ejemplos de los hidrocarburos etilénicamente insaturados sustituidos incluyen, pero no están limitados a, aquellos con radicales que contiene oxígeno, tales como ésteres, ácidos carboxílicos, aldehídos, éteres, cetonas, alcoholes, peróxidos, y/o hidroperóxidos. Los ejemplos de tales hidrocarburos específicos incluyen, pero no están limitados a, polímeros de condensación tales como poliéster derivado de monómeros que contienen dobles enlaces carbono-carbono, y ácidos grasos insaturados tales como los ácidos oleico, ricinoleico, ricinoleico deshidratado, y linoleico y sus derivados, p. ej., ésteres. Tales hidrocarburos también incluyen polímeros o copolímeros derivados de (met)acrilatos de (met)alilo. Los polímeros captadores de oxígeno adecuados se pueden elaborar mediante trans-esterificación. Tales polímeros se describen en la Patente de los Estados Unidos Núm. 5.859.145 (Ching et al.) (Chevron Research and Technology Company). La composición utilizada también puede comprender una mezcla de dos o más de los hidrocarburos etilénicamente insaturados sustituidos o no sustituidos descritos antes. Si bien se prefiere un peso molecular medio ponderal de 1.000 o más, se puede utilizar un hidrocarburo etilénicamente insaturado que tiene un peso molecular inferior, especialmente si se combina con un polímero o combinaciones de polímeros formadores de película.
Otros captadores de oxígeno, que se pueden utilizar con respecto a esta invención se describen en la Patente de los Estados Unidos Núm. 5.958.254 (Rooney). Estos captadores de oxígeno incluyen al menos un compuesto orgánico reducible que se reduce en condiciones predeterminadas, siendo oxidable la forma reducida del compuesto por oxígeno molecular, donde la reducción y/o posterior oxidación del compuesto orgánico se produce con independencia de la presencia de un catalizador metálico de transición. El compuesto orgánico reducible es preferiblemente una quinona, un colorante fotorreducible, o un compuesto carbonílico que tenga absorbancia en el espectro UV.
Un ejemplo adicional de captadores de oxígeno que se pueden utilizar con respecto a esta invención se describen en la publicación de patente PCT WO 99/48963 (Chevron Chemical et al.), y en el documento US 6.254.803 (Matthews et al.). Estos captadores de oxígeno incluyen un polímero u oligómero que tiene al menos un grupo o funcionalidad ciclohexeno. Estos captadores de oxígeno incluyen un polímero que tiene un esqueleto polimérico, un grupo pendiente olefínico cíclico, y un grupo conector que conecta el grupo pendiente olefínico con el esqueleto polimé-
rico.
Una composición captadora de oxígeno adecuada para su uso en la invención comprende:
(a)
un polímero o material de bajo peso
molecular que contiene una funcionalidad ciclohexeno sustituida de acuerdo con el siguiente diagrama:
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1 
\vskip1.000000\baselineskip
donde A puede ser hidrógeno o metilo y uno o dos cualesquiera de los grupos B es una conexión que contiene un heteroátomo que ancla el anillo ciclohexénico a dicho material, y donde los grupos B restantes son hidrógeno o metilo;
(b)
un catalizador metálico de transición; y opcionalmente
(c)
un fotoiniciador.
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Las composiciones pueden ser de naturaleza polimérica o pueden ser materiales de bajo peso molecular. En cualquier caso se pueden combinar con polímeros adicionales u otros aditivos. En el caso de los materiales de bajo peso molecular, estos se pueden componer muy probablemente con una resina portadora antes de su uso.
Cuando se utiliza en forma de artículo envasado, la composición captadora de oxígeno de la presente invención puede incluir solamente los polímeros descritos antes y un catalizador metálico de transición. Sin embargo, se puede añadir fotoiniciadores para facilitar y controlar adicionalmente el inicio de las propiedades captadoras de oxígeno. Los fotoiniciadores adecuados son conocidos por los expertos en la técnica. Los ejemplos específicos incluyen, pero no están limitados a, benzofenona, y sus derivados, tales como metoxibenzofenona, dimetoxibenzofenona, dimetilbenzofenona, difenoxibenzofenona, aliloxibenzofenona, dialiloxibenzofenona, dodeciloxibenzofenona, dibenzosuberona, 4,4'-bis(4-isopropilfenoxi)benzofenona, 4-morfolinobenzofenona, 4-aminobenzofenona, tribenzoil- trifenilbenceno, tritoluoil-trifenilbenceno, 4,4'-bis(dimetilamino)benzofenona, acetofenona y sus derivados, tales como, o-metoxi-acetofenona, 4'-metoxiacetofenona, valerofenona, hexanofenona, \alpha-fenil-butirofenona, p-morfolinopropiofenona, benzoína y sus derivados, tales como, éter metílico de benzoína, éter butílico de benzoína, éter tetrahidropiranílico de benzoína, 4-o-morfolinodesoxibenzoína, antraquinonas sustituidas y no sustituidas, \alpha-tetralona, acenaftenoquinona, 9-acetilfenantreno, 2-acetil-fenantreno, 10-tioxantenona, 3-acetil-fenantreno, 3-acetilindol, 9-fluorenona, 1-indanona, 1,3,5-triacetilbenceno, tioxanten-9-ona, isopropiltioxanten-9-ona, xanten-9-ona, 7-H-benz[de]antracen-7-ona, 1'-acetonaftona, 2'-acetonaftona, acetonaftona, óxido de 2,4,6-trimetilbenzoildifenilfosfina, óxido de bis(2,4,6-trimetilbenzoil)fenilfosfina, fosfinato de etil-2,4,6-trimetilbenzoilfenilo, óxido de bis(2,6-dimetoxibenzoil)-2,4,4-trimetilpentilfosfina, benz[a]antraceno-7,12-diona, 2,2-dimetoxi-2-fenilacetofenona, \alpha,\alpha-dietoxiacetofenona, \alpha,\alpha-dibutoxiacetofenona, 4-benzoil-4'-metil(difenil sulfuro) y similares. También se pueden utilizar fotosensibilizadores generadores de oxígeno individuales tales como Rosa de Bengala, azul de metileno, y tetrafenilporfina así como iniciadores poliméricos tales como poli(monóxido de carbono etilénico) y oligo[2-hidroxi-2-metil-1-[4-(1-metilvinil)fenil]propanona]. La cantidad de fotoiniciador puede depender de la cantidad y tipo de insaturación cíclica presente en el polímero, de la longitud de onda y de la intensidad de radiación utilizadas, de la naturaleza y la cantidad de antioxidantes utilizados, y del tipo de fotoiniciador utilizado.
También es adecuado para su uso en la presente invención el captador de oxígeno de la Patente de los Estados Unidos Núm. 6.255.248 (Bansleben et al.), que describe un copolímero de etileno y un alquileno cíclico, coloreado, preferiblemente ciclopenteno; y un catalizador metálico de transición.
Otro captador de oxígeno que se puede utilizar con relación a esta invención es el captador de oxígeno del documento WO 00/00538, publicado el 6 de Enero de 2.000, que describe un copolímero de etileno/vinil-aralquilo y un catalizador metálico de transición.
Como se ha indicado antes, el hidrocarburo etilénicamente insaturado se combina con un catalizador metálico de transición. Los catalizadores metálicos adecuados son aquellos que se interconvierten fácilmente entre al menos dos estados de oxidación.
Preferiblemente, el catalizador está en forma de una sal de un metal de transición, con el metal seleccionado entre la primera, segunda o tercera serie de transición de la Tabla Periódica. Los metales adecuados incluyen, pero no están limitados a, manganeso II o III, hierro II o III, cobalto II o III, níquel II o III, cobre I o II, rodio II, III o IV, y rutenio II o III. El estado de oxidación del metal cuando se introduce no es necesariamente el de la forma activa. El metal es preferiblemente hierro, níquel o cobre, más preferiblemente manganeso y muy preferiblemente cobalto. Los contraiones adecuados para el metal incluyen, pero no están limitados a, cloruro, acetato, estearato, palmitato, caprilato, linoleato, talato, 2-etilhexanoato, neodecanoato, oleato o naftenato. Las sales particularmente preferibles incluyen 2-etilhexanoato de cobalto (III), oleato de cobalto, estearato de cobalto, y neodecanoato de cobalto (II). La sal metálica también puede ser un ionómero, en cuyo caso se emplea un contraión polimérico. Tales ionómeros son bien conocidos en la técnica.
Cualquiera de los captadores de oxígeno y catalizadores metálicos de transición anteriormente mencionados puede ser combinado adicionalmente con uno o más diluyentes poliméricos, tales como polímeros termoplásticos que se utilizan típicamente para formar capas de película en artículos de envasado en plástico. En la fabricación de ciertos artículos de envasado también se pueden utilizar sustancias termoendurecibles bien conocidas como diluyente polimérico.
También se pueden incluir aditivos adicionales en la composición para conferir propiedades deseadas al artículo concreto que se está fabricando. Tales aditivos incluyen, pero no están limitados necesariamente a, cargas, pigmentos, colorantes, antioxidantes, estabilizadores, coadyuvantes del procesado, plastificadores, retardantes de la llamas, agentes anti-niebla, etc.
La mezcla de los componentes enumerados antes se completa preferiblemente combinando en estado reblandecido a una temperatura en el intervalo de 50ºC a 300ºC. No obstante, también se pueden emplear alternativas tales como el uso de un disolvente seguido de evaporación.
Las estructuras captadoras de oxígeno pueden generar a veces subproductos de reacción, que pueden afectar al sabor y olor del material envasado (esto es a las propiedades organolépticas), o aumentar las regulaciones de los alimentos. Este problema puede ser minimizado mediante el uso de barreras funcionales poliméricas. Las barreras funcionales poliméricas para las aplicaciones captadoras de oxígeno se describen en el documento WO 96/08371 de Ching et al. (Chevron Chemical Company), el documento WO 94/06626 de Balloni et al., y el documento WO 97/32,925, y el documento EP 0927221 B1 (Miranda et al.), e incluyen polímeros vítreos de elevada temperatura de transición vítrea (T_{g}) tales como poli(tereftalato de etileno) (PET) y nailon 6 que preferiblemente están además orientados; polímeros de baja T_{g} y sus combinaciones; un polímero derivado de un monómero de propileno, un polímero derivado de un monómero de acrilato de metilo, un polímero derivado de un monómero de acrilato de butilo; un polímero derivado de un monómero de ácido metacrílico, tereftalato de polietilenglicol (PETG); nailon amorfo; ionómero; una combinación polimérica que incluye un politerpeno; y poli (ácido láctico). Las barreras funcionales se pueden incorporar a una o más capas de una película de múltiples capas u otro artículo que incluya una capa captadora de oxígeno.
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Ejemplos Ejemplo 1
Se produjo una película captadora de oxígeno que tenía la siguiente estructura
2
El grosor de cada capa se indica en la tabla anterior. El grosor total de la película fue de 0,9 mm (3,54 mils).
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Compositivamente, cada capa se formuló como sigue:
La Capa 1 fue una combinación de 60%, en peso de la combinación, de un copolímero de etileno/hexeno catalizado en un único sitio, y 40%, en peso de la combinación, de una mezcla maestra de sílice/antioxidante con una base de polietileno.
La Capa 2 fue una combinación de 50%, en peso de la combinación, de un copolímero de propileno/etileno, y 40%, en peso de la combinación, de un copolímero de etileno/acrilato de metilo.
La Capa 3 fue una combinación de 45%, en peso de la combinación, de un copolímero de etileno/acetato de vinilo, 40%, en peso de la combinación, de un copolímero de estireno/butadieno, y 15%, en peso de la combinación, de una mezcla maestra basada en copolímero de etileno/acetato de vinilo que contenía un fotoiniciador y un catalizador metálico de transición.
La Capa 4 fue una combinación de 35%, en peso de la combinación, de un copolímero de etileno/acetato de vinilo, 60% en peso de la combinación, de un polietileno lineal de baja densidad, y 5%, en peso de la combinación, de una mezcla maestra de sílice/antioxidante con una base de polietileno.
La Capa 5 fue un adhesivo con una base de poliuretano.
La Capa 6 fue un poli(tereftalato de etileno) recubierto con Saran®.
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Las Capas 1 a 4 fueron extrudidas simultáneamente mediante técnicas de co-extrusión convencionales. Después el poli(tereftalato de etileno) recubierto se adhirió al sustrato de las capas 1 a 4 por medio del adhesivo con una base de poliuretano.
La película se estimuló en una unidad estimuladora CRYOVAC® 4104 que tenía dos bancos de luces UV a una dosis de 800 milijulios/centímetro^{2}. La película estimulada se procesó inmediatamente después de eso en una máquina termoformadora Multivac® R-230. Se utilizó la película de PVC que tenía un grosor entre 12 y 14 mils como trama termoformadora inferior (bandeja), y la película de captador de oxígeno formó la trama superior (película polimérica sensible). La trama de PVC inferior no formó parte directa del ensayo, pero se run sickly para permitir que la máquina termoformadora produjera una trama de película polimérica sensible continua.
Después de la etapa de termoformación/retractilación, se cortó la trama superior de los envases en piezas rectangulares que medían aproximadamente 130 mm (5 pulgadas) de ancho y aproximadamente 180 mm (7 pulgadas) de largo. De este modo se elaboraron diez muestras de película.
Cada muestra de película se enrolló sin apretar individualmente, y se colocó en una bolsita separada. Cada bolsita era una barrera al oxígeno altamente comercial, bolsita de Saran® (PVDC o copolímero de cloruro de vinilideno/cloruro de vinilo o cloruro de vinilideno/acrilato de metilo), P640B® asequible de Cryovac, que tenía un grosor de aproximadamente 0,058 mm (2,3 mils).
La bolsita P640B tiene la siguiente estructura:
3
Se aplicó vacío a cada bolsa con base y se selló en un Koch Ultravac® 250, y después se colocó en una bolsita del mismo tipo, a la que también se había aplicado vacío y se había sellado.
Finalmente, se colocó la disposición de doble bolsita dentro de una envoltura de papel de aluminio opaca y se selló.
Después de cuatro semanas, las diez muestras de bolsitas envueltas en aluminio se procesaron adicionalmente como sigue.
La envoltura de papel de aluminio opaca de cada muestra de doble bolsa con base se retiró, y la parte más interna de cada una de las bolsitas dobles de color tostado se llenó con aproximadamente 300 centímetros cúbicos de una atmósfera con 20,6% de oxígeno (aire) o 1,0% de oxígeno.
El análisis del O2 del espacio de cabeza se realizó sobre las diez muestras después de que fueran llenadas para determinar la concentración del espacio de cabeza inicial. Se realizó un análisis similar un día después, 5 días después, y 18 días después del llenado.
Durante este período, las muestras se mantuvieron a la temperatura ambiente, aproximadamente 21ºC (70ºF).
Los datos de la Tabla 1 demostraron que sin una segunda etapa de estimulación, se producía/se reanudaba la actividad captadora de oxígeno (véanse las muestras A, B, H, J). De este modo, la estimulación del captador de oxígeno seguida del almacenamiento del captador de oxígeno estimulado en un recipiente que evitara la actividad captadora de oxígeno esencial, conservaba esencialmente la actividad captadora de oxígeno del captador de oxígeno para su uso posterior.
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TABLA 1
4
Ejemplo 2
Se estimuló una película multicapa captadora de oxígeno como la del Ejemplo 1 en una unidad estimuladora CRYOVAC® 4104V. En esta película, la Capa 3 era una mezcla maestra de 90% de poli(etilenmetil acrilato/ciclohexen-metil acrilato) (EMCM) asequible de Chevron-Phillips, y 10% de etilen/metil acrilato (EMA) que contenía fotoiniciador y catalizador metálico de transición con un grosor de 0,019 mm (0,75 mil). La Capa 4 era 100% LLDPE con un grosor de 0,038 mm (1,5 mil). Las Capas 1 y 2 eran ambas una combinación de 94% de LLDPE y 7% de mezcla maestra antibloqueo con un grosor total de 0,0064 mm (0,25 mil). Se activaron los cuatro bancos de luz, y la película se hizo circular a una velocidad de 0,05 m/s (10 pies por minuto) proporcionando una dosis a la película de aproximadamente 712 mJ/cm^{2}. La película estimulada se cortó en piezas de 10 x 10 cm. Con esta película estimulada se envolvieron núcleos de 7,6 cm, se envasaron a vacío dos veces en bolsas Cryovac TBG®, y se colocaron en bolsas de aluminio de 230 x 400 mm (9 x 16 pulgadas) (Georgia Packaging Inc. FOIL-O-RAP® 2175-B). Las bolsas se envasaron a vacío y se sellaron, y se almacenaron en la oscuridad a 24ºC (75ºF) durante 24 horas.
Después las bolsas se rellenaron con 2.000 cm^{3} de O_{2} al 1% o 3.000 cm^{3} de O_{2} al 0,5%. Se midió el oxígeno del espacio de cabeza utilizando Mocon PACCHECK® 400 los días 0, 5, 7, 14, 21, y 31 o 32.
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Ensayo Día 1
Después de 24 horas, se retiraron las bolsas TBG y se cogió la película del exterior del rodillo, del medio del rodillo, y del interior del rodillo cerca del núcleo. Después se siguió el procedimiento descrito antes.
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TABLA 2 Capacidad de la película cuando se sometió a ensayo en el tiempo 0.
5 
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TABLA 3 Capacidad de la película cuando el ensayo se inició un día después de la estimulación
6
Estos datos demuestran que la película puede ser estimulada y almacenada durante al menos 1 día y conservar la capacidad captadora de oxígeno esencial.
Ejemplo 3
La película estimulada del ejemplo 2 en forma de un rodillo se envasó a vacío en bolsas barrera Cryovac, y se colocó en un refrigerador Styrofoam rodeado por hielo seco (\sim -78ºC). La película estimulada se almacenó en ese estado hasta 7 días. Las muestras de la película se sometieron a ensayo sin almacenamiento (tiempo cero) y a los 1, 2, 3, 4, y 7 días. Para someter a ensayo la actividad captadora, se cortó la película estimulada en piezas de 10 x 10 cm y se envasaron a vacío en bolsas con base de aluminio de 230 x 400 mm (9 x 16 pulgadas) (Georgia Packaging Inc., FOIL-O-RAP® 2175-B). Las bolsas con base se inflaron con 3050 co de atmósfera de oxígeno al 1% nominalmente. Se midió el oxígeno del espacio de cabeza residual utilizando Mocon PACCHECK® 400 en diferentes momentos hasta 64 días de ensayo a la temperatura ambiente.
La tasa de captación de oxígeno media se calcula considerando solamente los criterios de valoración, con la siguiente fórmula: Tasa Media = cm^{3} O_{2} captado/(m^{2}\cdotdía), y en estos ejemplos se calculó aproximadamente 4 días después de la estimulación con UV. La tasa pico (instantánea) es la captación más alta observada durante cualquier período de muestreo, y viene dada por: \Delta cm^{3} O_{2} captado/(m^{2}\cdot\Deltadía), donde \Delta es el cambio incremental entre dos medidas consecutivas. La capacidad se calculó como el total de cm^{3} de O_{2} captado/(m^{2}\cdotmil) donde l grosor hace referencia solamente a la capa captadora de la estructura. DT hace referencia a la desviación típica de cuatro muestras repetidas. Los resultados se muestran más abajo en la Tabla 4.
TABLA 4 Funcionamiento Captador de Oxígeno para Película Pre-estimulada Fijada a -78ºC
7
Se cree que las desviaciones típicas algo elevadas de los ensayos de capacidad a tiempo cero, uno, dos y tres se deben al menos en parte a envases de ensayo agujereados. Estos datos demuestran que la tasa de captación y las propiedades de capacidad se mantienen esencialmente mediante el almacenamiento a baja temperatura de la película captadora de oxígeno pre-estimulada durante al menos 7 días.
Ejemplo 4
La película del ejemplo 2 se estimuló utilizando un Sistema Iniciador de la Captación modelo 4104V de Cryovac con una dosis de 300 u 800 mJ/cm^{2}. La película se almacenó envasada al vacío en bolsas con base barrera a la temperatura ambiente. La actividad captadora de oxígeno se determinó como en el ejemplo 1, después de 1 día, 14 días y 28 días de almacenamiento. Los resultados se muestran más abajo en la Tabla 5.
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TABLA 5 Contenido de Oxígeno en Envases de Ensayo Refrigerados, Ensayo MAP Refrigerado con una Concentración de Oxígeno Inicial de \sim1%
8
Estos resultados demuestran que la película OS puede ser estimulada y almacenada durante al menos 28 días con una escasa pérdida de capacidad captadora de oxígeno total. Se observa una cierta caída de la tasa de captación el día 1 y 4, pero esta caída tiene escasas consecuencias después de 14 días de ensayo.
Ejemplo 5
La película captadora de oxígeno del Ejemplo 1 se estimuló como se describe en el ejemplo 1 a una dosis de 800 mJ/cm^{2} utilizando un Sistema Iniciador de Captación modelo 4104. La película se envasó al vacío en una bolsa con base Cryovac P640B® y se almacenó a la temperatura ambiente en la oscuridad durante 624 días. Después de 624 días, la bolsa con base P640B® se abrió y se sellaron muestras de 10 x 10 cm en una bolsa con base P640B con 300 cm^{3} de oxígeno al 1% y se refrigeraron. El contenido de oxígeno de la bolsa con base se controló con los siguientes resultados.
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TABLA 6 Contenido de Oxígeno en las Bolsas con Base de Ensayo de Película Estimulada Después de 624 Días de Almacenamiento, Ensayo MAP Refrigerado
9 
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Este ejemplo demuestra que la actividad captadora se puede conservar hasta cierto punto incluso después del almacenamiento durante 624 días a la temperatura ambiente.
Puede haber dificultades con el mantenimiento de la estructura captadora de oxígeno en estado inactivo, concretamente cuando se encuentran presentes tiempos de almacenamiento prolongados y condiciones de temperatura de almacenamiento elevada. La distribución eficaz del material puede ser de este modo difícil. La protección del oxígeno, la luz, y temperaturas elevadas y cualquier combinación de estos tres fenómenos puede acortar significativamente la vida estable de la película captadora activable con UV.
Esta invención proporciona una solución a las dificultades asociadas con el almacenamiento y la distribución de estructuras captadoras de oxígeno estimuladas.
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Realizaciones alternativas
En una realización alternativa, la estructura comprende una capa barrera al oxígeno, y una capa captadora de oxígeno. En otra realización, la estructura comprende una capa barrera al oxígeno, una capa captadora de oxígeno, y una capa sellante. Estas estructuras pueden ser producidas en forma anular, tubular, p. ej., por medio de procedimiento de coextrusión en molde o por soplado por otra parte convencional; el tubo producido de este modo es aplastado, de manera que el aire es esencialmente eliminado del interior del tubo, y la estructura aplastada se enrolla sobre un rodillo. ("Esencialmente" con respecto a la eliminación de aire en la presente memoria significa que cualquier aire que permanezca entro del tubo no afectará a la tasa o capacidad de captación de oxígeno del material suficientemente como para inutilizar la película para su propósito pretendido). La capa captadora de oxígeno se localiza hacia el interior del tubo aplastado con la capa barrera al oxígeno localizada hacia el exterior (con respecto a la capa captadora de oxígeno) del tubo.
El tubo aplastado podría ser construido de este modo en sección transversal como:
Barrera al oxígeno
Captador de oxígeno
Captador de oxígeno
Barrera al oxígeno
o como
Barrera al oxígeno
Captador de oxígeno
Sellante
Sellante
Captador de oxígeno
Barrera al oxígeno
Se pueden añadir capas adicionales, tales como barreras funcionales, capas ligantes o adhesivas, capas para conferir volumen, capas de abuso, etc. a estas películas ya sea internamente o externamente, o ambos, según se necesite mediante inclusión en el procedimiento de extrusión o mediante laminación como es bien sabido en la técnica.
La película es estimulada mediante radiación actínica, ya sea inmediatamente después de la extrusión ya sea en un cierto momento antes de ser enrollada sobre un núcleo.
Por ejemplo, la estructura tubular puede ser estimulada y después aplastada, o viceversa.
En el método descrito antes, la estructura en forma de trama puede ser aplastada y enrollada sobre un rodillo en una sola operación.
Debido a que el tubo contiene poca o ninguna atmósfera, y a que la tasa de transmisión de oxígeno a través de la capa barrera al oxígeno está minimizada, la actividad captadora de oxígeno de la capa captadora de oxígeno, una vez estimulada por calor o radiación actínica, puede ser eficazmente controlada de este modo.
La película puede ser transportada a una segunda localización (ya sea en la misma instalación o en una localización separada), los bordes cortados, y los lados opuestos del tubo enrollados sobre rodillos separados. Después se puede convertir la película en un producto terminado. Tales artículos terminados pueden incluir laminaciones tales como películas retráctiles, tramas rígidas y semi-rígidas termoformables, y estructuras de cartón barrera.
Este método de distribución elimina la necesidad de un envasado barrera especializado ya que la propia película minimiza la exposición de la capa captadora al oxígeno.
El envasado de grandes rodillos de materiales captadores para su exportación a países extranjeros donde tendrá lugar la conversión en el producto de envasado terminado, sería difícil. Encontrar una bolsa con base barrera suficientemente grande, un método para excluir la luz y el oxígeno resulta costoso. Este método proporciona una solución a esta dificultad. No se requieren materiales de envasado especiales ni costosos. El cliente puede simplemente separar el tubo en rodillos de película separados. Esto se puede realizar en una operación de conversión convencional por lo demás.
En otra realización alternativa, de acuerdo con la presente invención, se puede proporcionar una trama captadora de oxígeno mediante métodos de extrusión adecuados; después se puede estimular la trama, luego la trama estimulada, p. ej., en forma de un rodillo, puede ser almacenada, p. ej., utilizando un envase con atmósfera modificada (MAP) o un envase a vacío, en un recipiente, estando configurado el recipiente de manera que el captador de oxígeno no muestre actividad captadora de oxígeno esencial mientras está dentro del recipiente. El recipiente almacenado puede ser transportado después a un usuario de la película, tal como un procesador de alimentos. El usuario puede sacar la trama captadora de oxígeno estimulada del recipiente, y utilizar el material en una línea de envasado para envasar un producto sensible al oxígeno tal como un alimento. El envase MAP y/o a vacío del rodillo reduce la cantidad de oxígeno que alcanza la estructura captadora de oxígeno ahora estimulada. De este modo es posible liberar un pre-captador de oxígeno estimulado que permita al procesador/envasador utilizar el material sin tener que estimularlo. El resultado de utilizar un método de envasado MAP o a vacío en un envase barrera al oxígeno o similar evita cualquier pérdida sustancial de capacidad captadora de oxígeno durante la vida útil de almacenamiento de la composición pretendido. "Vida útil de almacenamiento" en la presente memoria hace referencia al período de tiempo durante el cual la estructura captadora de oxígeno puede ser estimulada (si no está estimulada), o si está estimulada, mantener una tasa y una capacidad captadora de oxígeno suficiente para ser comercialmente útil para el uso final pretendido de la estructura.
La estructura captadora de oxígeno puede ser estimulada de este modo en o durante el procedimiento de fabricación (como una etapa del procedimiento de estimulación separada) o en combinación con otro procedimiento de conversión (como p. ej., combinado con un procedimiento de elaboración de una bolsa con base o un procedimiento de estirado). El captador de oxígeno estimulado después se envasa en un recipiente, el recipiente se configura de manera que el captador de oxígeno no muestra actividad captadora de oxígeno esencial mientras está dentro del recipiente, p. ej. en un envase barrera, para evitar el fácil acceso del oxígeno a la estructura ahora captadora de oxígeno, y/o a una temperatura que reduce la tasa de captación de oxígeno.
Una vez estimulado, si se ha separado completamente el oxígeno del captador, es posible reducir esencialmente la capacidad captadora de oxígeno de la composición. En el peor de los casos, el comportamiento del captador de oxígeno puede ser extinguido irreversiblemente.
Para evitar esto, resulta beneficioso utilizar el material tan pronto como sea posible después de la estimulación. Incluso si la trama es estimulada y después envasada MAP o a vacío y/o transportada o almacenada a temperaturas refrigeradas o congeladas, si la trama pre-estimulada puede ser expuesta de nuevo a la atmósfera suficientemente rápido, se minimiza o se elimina el riesgo de que el comportamiento captador sea extinguido. Las tramas pueden ser envasadas a vacío en bolsas barrera, en condiciones de temperatura ambiente, durante aproximadamente una semana sin reducción sustancial del comportamiento captador. La dosificación mínima de radiación actínica a la cual el captador de oxígeno necesita ser sometido para efectuar la estimulación variará de acuerdo con muchos factores, incluyendo pero no limitado a la intensidad y longitud de onda de las bombillas de UV u otra fuente actínica, la naturaleza del captador de oxígeno, la velocidad del equipamiento estimulador que se está utilizando, la temperatura de la película, etc. En muchos casos, será suficiente una dosificación de al menos 200 mJ/cm^{2}; en algunos casos, se puede necesitar un mínimo de al menos 300 o 400 mJ/cm^{2}, o incluso al menos 600 mJ/cm^{2}. De este modo, p. ej. pueden ser adecuadas dosificaciones de 200 a 10.000 mJ/cm^{2}, tal como 400 a 8.000 mJ/cm^{2}, tal como 500 a 7.000 mJ/cm^{2}, p. ej. 1.000 a 5.000 mJ/cm^{2}.

Claims (10)

  1. \global\parskip0.970000\baselineskip
    1. Un método de procesamiento de una película captadora de oxígeno que comprende:
    a)
    someter una película que comprende un captador de oxígeno a radiación actínica a una dosificación suficiente para estimular el captador de oxígeno; después
    b)
    enrollar la película de captador de oxígeno estimulado sobre un rodillo; y después
    c)
    almacenar la película de captador de oxígeno estimulado enrollado en un recipiente barrera al oxígeno, estando configurado el recipiente barrera al oxígeno de manera que el captador de oxígeno no muestre actividad captadora de oxígeno esencial mientras está dentro del recipiente barrera al oxígeno.
    \vskip1.000000\baselineskip
  2. 2. El método de la reivindicación 1, donde el recipiente barrera al oxígeno está en forma de una bolsa con base.
  3. 3. El método de la reivindicación 1, donde la película se almacena en el recipiente barrera al oxígeno a temperaturas subambientales.
  4. 4. El método de la reivindicación 1, donde el recipiente barrera al oxígeno comprende un material seleccionado del grupo que consiste en:
    a)
    materiales poliméricos con tasas de transmisión de oxígeno bajas seleccionados entre copolímero de etileno/alcohol vinílico (EVOH), dicloruro de polivinilideno (PVDC), copolímero de cloruro de vinilideno/acrilato de metilo, poliamida, y poliéster;
    b)
    papel aluminio;
    c)
    sustrato polimérico recubierto de alúmina; y
    d)
    sustrato polimérico recubierto de sílice.
    \vskip1.000000\baselineskip
  5. 5. Un método de procesamiento de una película tubular que comprende un captador de oxígeno, comprendiendo el método:
    a)
    someter la película tubular no aplastada a radiación actínica a una dosificación suficiente para estimular el captador de oxígeno, comprendiendo la película tubular una capa barrera al oxígeno, y una capa captadora de oxígeno;
    b)
    aplastar la película tubular, eliminando esencialmente de ese modo el aire del interior de la película tubular, de manera que las capas captadoras de oxígeno resultantes estén más próximas a una interfaz aplastada de la película tubular que las capas barrera al oxígeno resultantes; y
    c)
    enrollar la película tubular estimulada, sobre un rodillo de manera que el captador de oxígeno de la película estimulada, enrollada no muestre actividad captadora de oxígeno esencial.
    \vskip1.000000\baselineskip
  6. 6. El método de la reivindicación 5 que comprende transportar el rodillo de película tubular a una segunda localización.
  7. 7. El método de la reivindicación 6, donde, después de transportar el rodillo de película tubular a una segunda localización, el rodillo de película tubular se desenrolla, los bordes de la película tubular se estiran, y los lados opuestos resultantes de la película tubular se enroscan sobre rodillos separados.
  8. 8. Un artículo que comprende:
    a)
    una película de captador de oxígeno estimulado, la película de captador de oxígeno estimulado enrollada sobre un rodillo; y
    b)
    un recipiente barrera al oxígeno en el que se almacena la película de captador de oxígeno estimulado enrollada, estando configurado el recipiente barrera al oxígeno de manera que la película de captador de oxígeno estimulado enrollada no muestre actividad captadora de oxígeno esencial mientras está dentro del recipiente.
    \vskip1.000000\baselineskip
  9. 9. El artículo de la reivindicación 8, donde la película de captador de oxígeno estimulado comprende una capa barrera al oxígeno, y una capa captadora de oxígeno.
    \global\parskip1.000000\baselineskip
  10. 10. El artículo de la reivindicación 8, donde el recipiente barrera al oxígeno comprende un material seleccionado del grupo que consiste en:
    a)
    materiales poliméricos con tasas de transmisión de oxígeno bajas seleccionados entre copolímero de etileno/alcohol vinílico (EVOH), dicloruro de polivinilideno (PVDC), copolímero de cloruro de vinilideno/acrilato de metilo, poliamida, y poliéster;
    b)
    papel aluminio;
    c)
    sustrato polimérico recubierto con alúmina; y
    d)
    sustrato polimérico recubierto con sílice.
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