BRPI0721992B1

BRPI0721992B1 - Filme antimicrobiano coextrudado de múltiplas camadas com geração de dióxido de enxofre e seu método de obtenção

Info

Publication number: BRPI0721992B1
Application number: BRPI0721992-0A
Authority: BR
Inventors: Kwong Peter; De Witt H. Andres
Original assignee: Intellipack Quimas S.A.
Priority date: 2007-10-17
Filing date: 2007-10-18
Publication date: 2018-06-05
Also published as: CL2010000389A1; CA2702918A1; AU2007360176B2; EP2207671A1; CA2702918C; ES2556941T3; US20090104442A1; MY150486A; EP2207671B1; MX2010004180A; CN101842232B; PT2207671E; ZA201003130B; IL205138A0; CN101842232A; BRPI0721992A2; US8932708B2; IL205138A; EP2207671A4; AU2007360176A1

Description

(54) Título: FILME ANTIMICROBIANO COEXTRUDADO DE MÚLTIPLAS CAMADAS COM GERAÇÃO DE DIÓXIDO DE ENXOFRE E SEU MÉTODO DE OBTENÇÃO (51) Int.CI.: B32B 5/16 (30) Prioridade Unionista: 17/10/2007 US 11/873,575 (73) Titular(es): INTELLIPACK QUIMAS S.A.

(72) Inventor(es): PETER KWONG; ANDRES DE WITT H.

1/7 “FILME ANTIMICROBIANO COEXTRUDADO DE MÚLTIPLAS CAMADAS COM GERAÇÃO DE DIÓXIDO DE ENXOFRE E SEU MÉTODO DE OBTENÇÃO”

Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a elementos de polímero ou plástico geradores de gás dióxido de enxofre moldados por coextrusão de múltiplas camadas, não laminadas. Este elemento coextrudado de múltiplas camadas pode ser empregado para filme, folhas, tubos, invólucros, almofadas, espumas e sacos para evitar, retardar, controlar, atrasar ou eliminar contaminação microbiológica em alimentos e produtos agrícolas e botânicos.

Antecedentes da Invenção [002] Empregam-se geralmente polímeros e plásticos na embalagem de produtos agrícolas para preservar características desejáveis do produto tais como frescor, gosto, aroma, cor e odor, que funcionam como barreira contra umidade, oxigênio, dióxido de carbono, etileno, e odores penetrantes. Cria-se dentro da barreira um ambiente dinâmico isolado que muda com o tempo e condições de armazenamento como, por exemplo, temperatura. Produtos que contém grande quantidade de água, tais como, melões, uvas, bagas, carne, frutos do mar e laticínios, liberam a umidade aprisionada acumulada ao longo do tempo. De forma problemática, os produtos embalados são invariavelmente contaminados por uma concentração residual inoculada de micróbios ou biocarga. A atmosfera de alta umidade aprisionada e a disponibilidade de nutrientes criam condições favoráveis a um rápido desenvolvimento de micróbios e à deterioração dos produtos.

[003] Têm sido usados dispositivos e composições que geram gases durante a embalagem, transporte e armazenamento de alimentos, produtos agrícolas e botânicos, para proteger contra a deterioração devido à contaminação microbiológica oriunda de mofos, fungo, vírus e bactérias. Com o

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2/7 contínuo aumento da globalização das indústrias agrícolas e de alimentos, transportam-se mais produtos a maiores distâncias do que no passado. O resultado é a ampliação dos tempos de transporte e de armazenamento com a concomitante necessidade de uma preservação mais eficaz.

[004] Concluiu-se que o gás dióxido de enxofre é particularmente adequado contra mofo e fungos, sendo amplamente usado para controlar a deterioração do mofo cinzento (Botrytis cineria sp) induzida em uvas, bagas, sanguessugas, e outros produtos frescos embalados, e também como antioxidante de comprovada eficácia contra o processo de escurecimento dos tecidos verdes presentes em frutas, vegetais e flores.

[005] O documento WO03/028977, considerado o estado da técnica mais próximo, descreve um filme para emissão de dióxido de enxofre, produzido por extrusão simultânea de uma pluralidade de camadas de polímeros. No entanto, os processos descritos por tal documento resultam em material instável que geram liberação insuficiente de gás dióxido de enxofre (SO2) do filme.

Descrição da Invenção [006] A presente invenção direciona-se à geração e liberação de gás a partir de um filme coextrudado de múltiplas camadas. A presente invenção pode proporcionar um gerador de dióxido de enxofre que manterá um nível aceitável de concentração de dióxido de enxofre dentro de um recipiente de acondicionamento, um saco ou tubo por um período de semanas durante o transporte ou meses, se os produtos agrícolas e frutos frescos são armazenados para a venda fora de estação.

[007] A presente invenção é uma coextrusão de múltiplas camadas, sem laminação, que proporciona um gerador de dióxido de enxofre incluindo duas ou mais camadas estruturais que formam um filme (espessura <

0,381 milímetro) ou uma folha (espessura > 0.381 milímetro) de material

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3/7 permeável a gás com uma substância ativa incorporada em uma ou entre elas. As substâncias ativas coextrudadas incluem um material nelas disperso que, na presença de umidade, libera o gás dióxido de enxofre.

[008] A presente invenção direciona-se à geração e liberação de gás a partir de um elemento coextrudado de múltiplas camadas que consiste essencialmente entre 40% e 99,9% em peso de um polímero e entre 0,1% e 70% de um corpo sólido gerador de gás disperso dentro da matriz de polímero.

[009] A presente invenção envolve um elemento coextrudado de múltiplas camadas que consiste essencialmente em um filme ou folha polimérica de múltiplas camadas. Uniu-se a estrutura do filme de três camadas através da coextrusão do filme por sopro ou fundição (Figura 1: coextrusão de sopro e fundição).

[010] A presente invenção envolve um filme coextrudado de múltiplas camadas, sendo a camada interna do elemento uma olefina como, por exemplo, um polietileno de baixa densidade (LDPE), com variação de densidade de 0,89 até 0,93. O LDPE permite vapor de água dentro da camada ativa para assim gerar o gás dióxido de enxofre. O LDPE é também permeável e permite ao gás dióxido de enxofre transferir-se para o interior da embalagem de produtos agrícolas e frutos. O gás dióxido de enxofre proporciona impedir, retardar, controlar, atrasar ou eliminar a contaminação de microorganismos em alimentos e produtos agrícolas e botânicos.

[011] A camada intermediária do filme, ou folha, inventada consiste em uma mistura polimérica com um sal precursor gerador de gás dióxido de enxofre. Este sal consiste em uma partícula cujo tamanho varia entre 1 mícron a menos que 16 mícrons dispersa no polímero dito LDPE. Estes sais de pequeno tamanho de partícula em presença de umidade produzirão uma taxa de liberação rápida de gás dióxido de enxofre de até 150 ppm (partes por milhão) por hora de 0,1 até 4 dias para uma rápida eliminação de Botrytis

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Cinérea sp, mofos, bactérias e esporos. Estes sais incluem: sulfito de sódio, metabissulfito de sódio e bissulfito de sódio dispersos em um polímero dito LDPE. Em adição, pode-se juntar um tingidor ou corante para efeitos estéticos, de seleção ou redução de luz.

[012] A terceira camada do filme, ou folha, inventada consiste em uma mistura polimérica com um sal precursor gerador de gás dióxido de enxofre. Este sal constitui-se de partículas com tamanho que varia de 16 mícrons até 80 mícrons dispersas em um polímero dito LDPE. Estes sais de partículas maiores, em presença de umidade, produzirão uma taxa de liberação muito mais lenta e continuada de gás dióxido de enxofre que varia de 0,1 até 8 ppm por hora por um período de tempo mais longo, até 75 dias ou mais, para impedir o desenvolvimento de Botrytis Cinérea sp, mofos, bactérias, e esporos. Estes sais incluem: sulfito de sódio, metabissulfito de sódio e bissulfito de sódio, dispersos em um polímero dito LDPE. Em adição, pode-se juntar um tingidor ou corante para efeitos estéticos, de seleção ou redução de luz. Ver Figura 1 e Figura 2.

Breve Descrição Dos Desenhos [013] A Figura 1 ilustra o processo de extrusão de filme por sopro ou fundição.

[014] A Figura 2 mostra um filme de três camadas.

[015] A Figura 3 mostra a taxa de emissão de SO2 para dois tipos de filmes.

Descrição da Composição da Camada Estrutural Preferencial [016] De acordo com a presente invenção, fabricou-se um elemento de liberação de gás ativado por umidade que compreende um polímero e um componente sólido ativado por umidade capaz de gerar e liberar um gás. O elemento proporciona proteção antimicrobiana para produtos agrícolas embalados, sendo capaz de gerar e liberar continuamente um gás na

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5/7 presença de umidade. O gás geralmente controla o desenvolvimento de microorganismos, o que proporciona, em conseqüência, a proteção dos produtos agrícolas contra esses microorganismos durante a embalagem, transporte e armazenamento.

[017] Na primeira camada estrutural, o elemento polimérico da invenção compreende um polímero dito polietileno de baixa densidade com densidade que varia de 0,89 até 0,93. Pode ser adicionado ao LDPE um pequeno percentual de ajuda de processamento. A estrutura do filme de polietileno de baixa densidade é permeável à umidade e ao gás dióxido de enxofre. O gás gerado é eficaz para se introduzir no produto agrícola a fim de controlar o desenvolvimento de microorganismos.

[018] Na segunda camada estrutural, o elemento polimérico da invenção compreende um polímero dito polietileno de baixa densidade com densidade variando de 0.89 até 0,93; além de um componente sólido disperso capaz de gerar um gás ao se expor à umidade. Esta camada estrutural consiste essencialmente em 40% a 99,9% de peso de um polímero e entre 0,1% e 70% em peso de um corpo sólido gerador de gás com tamanho de partícula que varia de 1 mícron até 15 mícrons disperso na matriz de polímero. Os sais são, por exemplo: sulfito de sódio, metabissulfito de sódio e bissulfito de sódio. Adicionalmente, pode-se juntar um tingidor ou corante para efeitos estéticos, de seleção ou redução de luz.

[019] Na terceira camada estrutural, o elemento polimérico da invenção compreende um polímero dito polietileno de baixa densidade que tem uma densidade variando de 0,89 até 0,93. Esta camada estrutural inclui de 40% a 99,9% em peso de um polímero e entre 0,1% e 70% em peso de um corpo sólido gerador de gás com tamanho de partícula de 16 mícrons a 80 mícrons disperso na matriz de polímero. As partículas maiores na matriz de polímero liberam o gás dióxido de enxofre em um ritmo muito mais lento do que

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6I7 as partículas menores, por exemplo, por 75 dias ou mais, para controle contínuo do desenvolvimento de microorganismos durante o transporte (Condições de armazenamento: -1° C até + 10° C, RH de 80% a 99%).

Preparação do Lote Padrão de Metabissulfito de Sódio [020] Preparou-se um lote padrão através da adição de polietileno de baixa densidade (LDPE) e de metabissulfito de sódio diretamente em uma extrusora de polímeros no LDPE: a proporção de peso de Na2MB varia de 60:40 e 40:60. O lote padrão foi composto, extrudado, cortado por uma extrusora de parafusos gêmeos ventilada e cortado em esferas. As condições de extrusão foram mantidas abaixo de 175° C e acima de 110° C. Podem ser empregadas de 0,1% até 3% de ajudas de processamento, tais como amidas, como lubrificante interno e externo.

Processo do Filme Coextrudado de Três Camadas [021] Preparou-se o filme, ou folha, de três camadas como se segue: uma primeira camada interna coextrudada que contém 0% em peso de metabissulfito de sódio foi preparada empregando uma extrusora de parafuso único com todas as áreas e o molde mantidas abaixo de 175° C e acima de 110° C através da adição de LDPE com densidade de 0,89 até 0,93. Preparouse este filme, ou folha, coextrudado empregando processos e equipamentos usados normalmente na produção de filme por sopro ou fundição (Figura 2).

[022] Preparou-se uma segunda camada intermediária coextrudada contendo de 15% até 18% em peso de lote padrão de metabissulfito de sódio com tamanho de partícula de 0,1 mícron até 15 mícrons por um equipamento de produção de filme por sopro.

[023] Preparou-se um terceiro filme coextrudado empregando um equipamento de produção de filme por sopro através da adição de um lote padrão contendo de 5% até 40% em peso de metabissulfito de sódio. O lote

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7/7 padrão é uma mistura de metabissulfito de sódio com tamanho de partículas de 16 mícrons até 80 mícrons dentro de 60% até 95% de LDPE.

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Claims

Reivindicações

1. FILME COEXTRUDADO DE MÚLTIPLAS CAMADAS PARA GERAÇÃO E LIBERAÇÃO DE GÁS DIÓXIDO DE ENXOFRE, que compreende entre 40,0% e 99,9% em peso de um polímero de polietileno de baixa densidade e entre 0,1% e 70,0% em peso de um corpo sólido gerador de gás disperso no polímero, caracterizado pelo fato de que o filme coextrudado de múltiplas camadas é eficaz para gerar uma rápida liberação seguida de uma lenta liberação de gás dióxido de enxofre, em que o filme inclui uma camada intermediária de filme associada que inclui um corpo sólido gerador de gás de tamanho de partícula de 1 até menos que 16 mícrons, e uma camada externa associada de filme que inclui um corpo sólido gerador de gás com tamanho de partícula de 16 até 80 mícrons.
2. FILME, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o filme coextrudado de múltiplas camadas inclui uma camada de filme interna associada de polietileno de baixa densidade, em que a camada interna de filme não inclui um corpo sólido gerador de gás.
3. FILME, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corpo sólido gerador de gás é um sal de geração e liberação de gás dióxido de enxofre.
4. FILME, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato deque o sal de geração e liberação de gás dióxido de enxofre é selecionado a partir de bissulfito de sódio, bissulfito de potássio, bissulfito de lítio, bissulfito de cálcio, metabissulfito de sódio, metabissulfito de potássio, metabissulfito de lítio, metabissulfito de cálcio, sulfito de sódio, sulfito de potássio, e suas misturas.
5. FILME, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero é selecionado do grupo que consiste em poliolefinas, polietileno de ultra baixa densidade, polietileno de baixa

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2/3 densidade, polietileno de média densidade e uma mistura de LDPE e EVA (Acetato de Vinila Etileno) com uma variação de proporção de 90 até 10 e de 10 até 90.
6. FILME, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero é formado a partir de uma resina que tem uma temperatura de fusão entre 100° C e abaixo de 150° C.
7. FILME, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que se pode fabricar o filme coextrudado de múltiplas camadas em forma de saco, envelope, almofada, espuma, bucha, bandeja, invólucro, filme ou tubo de folha, além de um grande recipiente.
8. FILME, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada intermediária inclui um gás dióxido de enxofre de liberação rápida de até 150 ppm por hora de 0,1 até 4 dias.
9. FILME, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada intermediária é eficaz para impedir e não formar depósito de cristais de sal na superfície do filme depois de gerar e liberar gás dióxido de enxofre.
10. FILME, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada externa inclui uma liberação lenta de 0,1 até 8 ppm por hora de gás dióxido de enxofre em um período de 0,1 até 75 dias ou mais.
11. MÉTODO PARA GERAR UMA RÁPIDA E UMA LENTA LIBERAÇÃO DE GÁS DIÓXIDO DE ENXOFRE EM UMA EMBALAGEM, o método compreendendo embalar um produto agrícola em um filme coextrudado de múltiplas camadas para liberação de gás, caracterizado pelo fato de que, o filme inclui uma camada interna de polietileno de baixa densidade, uma camada intermediária de polietileno de baixa densidade que inclui um corpo sólido gerador de gás nela disperso e que tem um tamanho de partícula de 1 mícron a menos que 16 mícrons, além de uma camada externa de polietileno

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3/3 de baixa densidade que inclui um corpo sólido gerador de gás nela disperso e tendo um tamanho de partícula de 16 até 80 mícrons.
12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o corpo sólido gerador de gás é um sal de geração e liberação de gás dióxido de enxofre.
13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o sal de geração e liberação de gás dióxido de enxofre é selecionado a partir de bissulfito de sódio, bissulfito de potássio, bissulfito de lítio, bissulfito de cálcio, metabissulfito de sódio, metabissulfito de potássio, metabissulfito de lítio, metabissulfito de cálcio, sulfito de sódio, sulfito de potássio e suas misturas.
14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a camada intermediária inclui uma taxa de liberação rápida de gás dióxido de enxofre de até 150 ppm por hora de 0,1 a 4 dias.
15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a camada externa inclui uma taxa de liberação lenta de 0,1 até 8 ppm por hora de gás dióxido de enxofre em um período de até 75 dias ou mais.

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