ES2241805T3 - Metodo para disminuir el contenido en acetaldehido de poliesteres tratados en estado fundido. - Google Patents
Metodo para disminuir el contenido en acetaldehido de poliesteres tratados en estado fundido.Info
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Abstract
Un método para disminuir contenido en acetaldehído de poliéster elaborado en estado fundido, que comprende combinar con poliéster un compuesto aditivo orgánico que comprende al menos dos heteroátomos sustituidos de hidrógeno unidos a carbonos del compuesto aditivo orgánico de manera que el compuesto aditivo orgánico sea reactivo con acetaldehído en el poliéster para formar agua y un compuesto orgánico resultante que comprende un anillo de 5 ó 6 miembros, sin puente, incluyendo al menos los dos heteroátomos con la condición de que dicho compuesto aditivo orgánico no sea 3, 4-dihidroxifenilalanina o un compuesto hidroxílico seleccionado de: compuestos hidroxílicos alifáticos que contengan al menos dos grupos hidroxi, compuestos alifáticos-cicloalifáticos que contengan al menosdos grupos hidroxi y compuestos hidroxílicos cicloalifáticos que contengan al menos dos grupos hidroxi.
Description
Método para disminuir el contenido en
acetaldehído de poliésteres tratados en estado fundido.
La presente invención se refiere a productos de
poliéster tales como envases de poli(tereftalato de etileno).
Más particularmente, esta invención se refiere a la reducción del
contenido en acetaldehído de poliésteres elaborados en estado
fundido por incorporación de aditivos capaces de reaccionar con
acetaldehído.
Los poliésteres, especialmente
poli(tereftalato de etileno) (PET) son polímeros versátiles
que gozan de amplia aplicabilidad como fibras, películas y
estructuras tridimensionales. Una aplicación particularmente
importante para el PET es para envases, especialmente para alimentos
y bebidas. Esta aplicación ha visto un enorme crecimiento durante
los últimos 20 años y continúa gozando de una popularidad creciente.
A pesar de este crecimiento, el PET tiene algunas limitaciones
fundamentales que restringen su aplicabilidad. Una de tales
limitaciones es su tendencia a generar acetaldehído (AA) cuando se
elabora en estado fundido. Debido a que el AA es una molécula
pequeña, el AA generado durante la elaboración en estado fundido
puede migrar a través del PET. Cuando se elabora el PET en un
envase, el AA migrará durante tiempo al interior del envase. Aunque
el AA es un saborizante que se encuentra de forma natural en una
serie de bebidas y productos alimenticios, para muchos productos, el
sabor impartido por el AA es considerado no deseable. Por ejemplo,
el AA impartirá un sabor afrutado al agua, que desvirtúa el sabor
limpio deseado para este producto.
El PET se produce tradicionalmente por la
transesterificación o esterificación/polimerización de un precursor
de tereftalato (bien tereftalato de dimetilo o ácido tereftálico) y
etilenglicol. Si la aplicación de uso final para el PET polimerizado
en estado fundido es para envasado de alimentos, se somete entonces
el PET a una segunda operación conocida como polimerización en
estado sólido (SSP, por sus siglas en inglés), por lo cual el peso
molecular aumenta y se retira el AA generado durante la elaboración
en estado fundido. Un método ampliamente usado para transformar el
PET de SSP en envases consiste en secar y volver a fundir el PET,
moldear por inyección el polímero en un envase precursor (preformas)
y con posterioridad moldear por estiramiento-soplado
la preforma en la conformación del envase final. Es durante la
refusión del PET para adaptar las preformas del envase cuando se
genera AA. Las concentraciones típicas de AA de preformas para PET
elaborado en el equipo de moldeo por inyección más moderno es
6-8 \mug/g (ppm).
Históricamente, el impacto del AA sobre el sabor
del producto se ha minimizado por control cuidadoso de las
condiciones de elaboración en estado fundido usadas para fabricar
envases o preformas y por el uso de condiciones de elaboración
especiales en la preparación de polímeros. Este criterio tiene éxito
para la mayoría de los envases, cuando el umbral del sabor para AA
es suficientemente alto o donde la vida útil del envase es
suficientemente corta. Sin embargo, obtener AA bajo conlleva un
coste significativo. Ese coste incluye la necesidad de llevar a cabo
una etapa de elaboración independiente después de la polimerización
en estado fundido de PET (polimerización en estado sólido), la
necesidad de equipo de moldeo por inyección especialmente diseñado y
la necesidad de controlar continuamente el contenido en AA durante
la producción del envase. Para otras aplicaciones, en que el tiempo
de durabilidad deseado del envase es más largo, el producto es más
sensible a gusto extraño de AA o las condiciones ambientales
dominantes son más cálidas, no es posible mantener la concentración
de AA por debajo del umbral de sabor usando estos métodos. Por
ejemplo, en agua, el umbral de sabor se considera que es menor que
aproximadamente 40 \mug/l (ppb) y con frecuencia se desea un
tiempo de durabilidad de hasta dos años. Para una botella de PET que
puede contener 600 ml de bebida, un contenido en AA de la preforma
de 8 ppm puede dar como resultado una concentración de AA en la
bebida mayor que 40 ppb en tan poco como un mes.
Además de control cuidadoso de las condiciones de
elaboración en estado fundido para el PET, los métodos de la técnica
anterior incluyen modificaciones al procedimiento de moldeo por
inyección para minimizar el calentamiento térmico y de cizallamiento
del PET; el uso de resinas IV inferiores y el uso de resinas de PET
de fusión más baja. Cada uno de estos criterios sólo ha tenido éxito
parcialmente y cada uno padece sus propias limitaciones. Por
ejemplo, el equipo de moldeo por inyección especialmente diseñado
implica mayor coste de capital para el equipo. Las resinas IV
inferiores producen envases que son menos resistentes a factores
ambientales tales como fractura de grieta de tensión. Las resinas de
fusión más baja se consiguen aumentando el contenido en copolímero
de la resina de PET. Aumentar el contenido en copolímero también
aumenta la relación de estiramiento del PET, que se traduce en
productividad disminuida en moldeo por inyección y moldeo por
soplado.
Otro criterio de la técnica anterior ha sido
incorporar aditivos en PET que reaccionarán selectivamente con, o
eliminarán, el AA que se genera. Así, Igarashi (patente de EE.UU.
4.837.115) describe el uso de poliamidas terminadas con grupo amino
y grupo amino que contiene moléculas pequeñas. Igarashi explica que
los grupos amino son eficaces debido a que pueden reaccionar con AA
para formar iminas, en el caso de que el nitrógeno amínico forme un
doble enlace con el resto AA. Igarashi explica que esencialmente
cualquier amina es eficaz. Una de las aminas enumerada en Igarashi
es 3,4-dihidroxifenilalanina. Mills (patentes de
EE.UU. 5.258.233; 5.650.469 y 5.340.884) y Long (patente de EE.UU.
5.266.416) reivindican el uso de diversas poliamidas, especialmente
poliamidas de bajo peso molecular. Turner y Nicely (patente
internacional WO 97/28218) reivindican el uso de poliesteramidas. Se
cree que estas poliamidas y poliesteramidas reaccionan con AA de la
misma manera que se describe por Igarashi.
Mientras estos eliminadores de AA son eficaces en
reducir el contenido en AA de PET elaborado en estado fundido,
padecen sus propias desventajas. En particular, se necesitan cargas
relativamente altas de las poliamidas para efectuar reducciones de
AA significativas y tiene lugar un amarilleamiento muy significativo
del PET en la incorporación de estos aditivos que contienen amina.
Esta formación de color se cree que es debida al color del grupo
imino mismo y no es por lo tanto evitable. La formación de color
amarillo limita inherentemente este criterio a artículos en los que
el PET se pueda teñir para enmascarar el color. Desafortunadamente,
la mayoría de los artículos de PET en uso hoy en día son claros e
incoloros.
Por lo tanto, hay una necesidad de un método
simple y económico para reducir el contenido de AA en productos de
poliéster sin usar poliéster especial, equipo de elaboración en
estado fundido o condiciones de elaboración en estado fundido y sin
decolorar el producto de poliéster.
La patente internacional WO 00/66659, que forma
parte del estado de la técnica de acuerdo con el Artículo
54(3) EPC, describe aditivos de polímeros para la adición a
una composición de moldeo de termoplástico que comprende PET o un
copoliéster del mismo de manera que se reduzcan concentraciones de
acetaldehído. Los aditivos de polímero comprenden: un compuesto
hidroxílico seleccionado de compuestos hidroxílicos alifáticos que
contienen al menos dos grupos hidroxi, compuestos
alifáticos-cicloalifáticos que contienen al menos
dos grupos hidroxi y compuestos hidroxílicos cicloalifáticos que
contienen al menos dos grupos hidroxi.
Esta invención satisface la necesidad descrita
anteriormente proporcionando un método para disminuir contenido en
acetaldehído de poliéster elaborado en estado fundido, que comprende
combinar con poliéster fundido un compuesto aditivo orgánico que
reacciona con acetaldehído para formar agua y un compuesto orgánico
resultante. El compuesto orgánico resultante no imparte un gusto
extraño a las bebidas envasadas en envases fabricados con este
poliéster tratado y no decolora el poliéster. El compuesto aditivo
orgánico se puede añadir en concentraciones relativamente bajas al
poliéster y disminuir aún suficientemente el contenido en
acetaldehído del poliéster. Además, combinar el compuesto aditivo
orgánico al poliéster no requiere equipo o etapas de elaboración
especiales.
Más particularmente, el compuesto aditivo
orgánico comprende al menos dos heteroátomos sustituidos de
hidrógeno unidos a carbonos del compuesto aditivo orgánico de manera
que el compuesto aditivo orgánico sea reactivo con acetaldehído en
el poliéster para formar agua y el compuesto orgánico resultante. El
compuesto orgánico resultante comprende un anillo de cinco o seis
miembros, sin puente, incluyendo al menos los dos heteroátomos.
Heteroátomos adecuados incluyen oxígeno, azufre y nitrógeno. Sin
embargo, dicho compuesto aditivo orgánico no es
3,4-dihidroxifenilalanina o un compuesto hidroxílico
seleccionado de compuestos hidroxílicos alifáticos que contienen al
menos dos grupos hidroxi, compuestos
alifáticos-cicloalifáticos que contienen al menos
dos grupos hidroxi y compuestos hidroxílicos cicloalifáticos que
contienen al menos dos grupos hidroxi. Deseablemente, el compuesto
aditivo orgánico es sustancialmente térmicamente estable a la
temperatura de elaboración en estado fundido del poliéster.
Esta invención también incluye una composición
para uso en fabricación de artículos de poliéster con contenido en
acetaldehído disminuido que comprenden poliéster y el compuesto
aditivo orgánico descrito anteriormente. El compuesto aditivo
orgánico es particularmente eficaz en reducir el contenido en
acetaldehído de poliésteres formados a partir de etilenglicol y
diácidos o diésteres de tales ácidos. Un poliéster particularmente
preferido es poli(tereftalato de etileno) (PET).
Además, esta invención incluye envases fabricados
con la composición descrita anteriormente, que comprende poliéster y
el compuesto aditivo orgánico descrito anteriormente y bebidas
envasadas que comprenden una bebida dispuesta en tal envase.
Otros objetos, características y ventajas de esta
invención llegarán a ser evidentes a partir de la lectura de las
siguientes especificaciones y reivindicaciones.
Como se resumió anteriormente, la presente
invención se refiere a un método para disminuir sustancialmente el
contenido en acetaldehído (AA) de poliésteres elaborados en estado
fundido, especialmente PET, por combinación de bajas concentraciones
de un compuesto aditivo orgánico con el poliéster durante la
elaboración en estado fundido. El compuesto aditivo orgánico elimina
el AA en el poliéster por reacción por enlaces químicos con el
AA.
Los compuestos aditivos orgánicos, adecuados,
eficaces en la presente invención, se pueden caracterizar como
moléculas pequeñas que incluyen al menos dos heteroátomos
sustituidos de hidrógeno unidos a carbonos del compuesto aditivo
orgánico de manera que el compuesto aditivo orgánico sea reactivo
con acetaldehído en el poliéster para formar agua y un compuesto
orgánico resultante que comprende un anillo de 5 ó 6 miembros, sin
puente, incluyendo al menos los dos heteroátomos. Sin embargo, dicho
compuesto aditivo orgánico no es
3,4-dihidroxifenilalanina o un compuesto hidroxílico
seleccionado de compuestos hidroxílicos alifáticos que contienen al
menos dos grupos hidroxi, compuestos
alifáticos-cicloalifáticos que contienen al menos
dos grupos hidroxi y compuestos hidroxílicos cicloalifáticos que
contienen al menos dos grupos hidroxi. A diferencia de los métodos
de la técnica anterior que dependen de la formación de iminas
inherentemente coloreadas, la formación de estructuras de anillo de
5 ó 6 miembros, sin puente, no da como resultado inherentemente
formación de color. Además, la termodinámica con frecuencia favorece
la formación de anillos más que la formación de iminas; por lo
tanto, cantidades significativamente menores del compuesto aditivo
orgánico de esta invención pueden disminuir eficazmente el contenido
en AA de poliésteres elaborados en estado fundido.
Los heteroátomos capaces de reaccionar con AA
incluyen oxígeno (O), nitrógeno (N) y azufre (S). Los heteroátomos
del compuesto aditivo deberían tener al menos un enlace a un
hidrógeno activo (H) y durante la condensación con AA se debería
eliminar agua. Grupos funcionales preferidos que contienen estos
heteroátomos incluyen: amina (NH_{2} y NHR), hidroxilo (OH),
carboxilo (CO_{2}H), amida (CONH_{2} y CONHR), sulfonamida
(SO_{2}NH_{2}) y tiol (SH). Es necesario que estos grupos
funcionales se dispongan estéricamente de manera que en la
condensación con AA se pueda formar un anillo de 5 ó 6 miembros, sin
puente. Se prefiere que la disposición estructural permita la
formación de un anillo de seis miembros. Se prefiere especialmente
que los heteroátomos del aditivo orgánico se unan a un anillo o
anillos preformado(s). Lo más preferido es que el(los)
anillo(s) preformado(s) sea(n)
aromático(s) de manera que el anillo de 5 ó 6 miembros, sin
puente, del compuesto orgánico resultante esté unido al anillo
aromático.
Compuestos aditivos orgánicos, adecuados, son
sustancialmente térmicamente estables a las temperaturas requeridas
para elaborar en estado fundido el poliéster. También se prefiere
que el compuesto aditivo orgánico incluya grupos funcionales que
incluyan los heteroátomos e hidrógenos activos y sean relativamente
no reactivos hacia las uniones éster presentes en los poliésteres.
La alta estabilidad térmica y la baja reactividad con uniones éster
aumenta la cantidad de compuesto aditivo orgánico no reaccionado que
estará disponible para condensación con AA, reduciendo así la
cantidad necesaria para conseguir concentraciones eficaces de
eliminadores de AA. Los compuestos con temperaturas de
descomposición >270 grados C, cuando se mide por Análisis
Termogravimétrico (TGA, por sus siglas en inglés) son deseables y
compuestos con temperaturas de descomposición >300 grados C, son
los más preferido. Los compuestos que se descomponen por reacciones
de eliminación intramolecular a temperaturas menores que
aproximadamente 200 grados C, es menos probable que sean
eficaces.
Ejemplos de aditivos que satisfagan los
requerimientos anteriores y sean eficaces en disminuir el contenido
en AA de poliésteres elaborados en estado fundido incluyen:
antranilamida, saliciclamida, salicilanilida,
o-fenilendiamina, ácido
3,4-diaminobenzoico,
1,8-diaminonaftaleno,
o-mercaptobenzamida,
N-acetilglicinamida, malonamida, ácido
4-amino-3-hidroxibenzoico,
sal disódica del ácido
4,5-dihidroxi-2,7-naftalenodisulfónico,
biuret, 2,3-diaminopiridina,
1,2-diaminoantraquinona, dianilinoetano, alantoína y
2-aminobencenosulfonamida. Los aditivos preferidos
incluyen: 1,8-diaminonaftaleno, salicilamida,
salicilanilida, alantoína y antranilamida. Se prefiere especialmente
antranilamida debido a su bajo coste, eficacia y facilidad de
incorporación en PET.
Ejemplos de aditivos que son capaces de formar
anillos de 5 ó 6 miembros pero carecen de la estabilidad térmica
necesaria incluyen: tetraetilenpentaamina, cisteína, asparagina y
1,3-diaminopentano. Ejemplos de aditivos que no son
capaces de formar anillos de 5 ó 6 miembros y que no muestran
eficacia en la disminución del contenido en AA de poliésteres
elaborados en estado fundido incluyen: antranilato de metilo,
tereftalato de 2-aminodimetilo y estearilamina. Se
debería observar que Igarashi explica que los aditivos tales como
éstos serán eficaces en reducir el contenido en AA de PET.
La cantidad de compuesto aditivo orgánico
necesario para conseguir la disminución deseada en contenido en AA
depende de qué compuesto aditivo específico se use y la cantidad de
reducción requerida. Los compuestos aditivos orgánicos que son
relativamente más eficaces pueden conseguir reducción mayor que 90%
en contenido en AA en cargas entre 200 y 500 ppm; los aditivos que
son relativamente menos eficaces pueden requerir concentraciones de
adición hasta 1.000 ppm. En todos los casos, sin embargo, la
eficacia de los compuestos aditivos reivindicados es mayor que la de
los eliminadores de AA de la técnica anterior.
Los compuestos aditivos orgánicos son los más
eficaces en reducir AA en poliésteres formados a partir de
etilenglicol y diácidos o diésteres de tales ácidos. Tales
poliésteres incluyen: poli(tereftalato de etileno),
poli(naftalato de etileno), poli(adipato de etileno),
poli(isoftalato de etileno) y mezclas o copolímeros de los
mismos. Las uniones glicol adicionales que pueden estar presentes
como comonómeros incluyen: ciclohexanodimetanol, dietilenglicol,
1,2-propanodiol, neopentilenglicol,
1,3-propanodiol y
1,4-butanodiol.
El método de incorporación de los compuestos
aditivos orgánicos reivindicados en poliésteres no es crítico. Los
compuestos aditivos se pueden dispersar en un vehículo liquido y
mezclar con los gránulos de poliéster inmediatamente antes del
moldeo por inyección. También se pueden incorporar por pulverización
de una suspensión del aditivo en agua sobre los gránulos previamente
al secado. Se pueden incorporar por inyección de una masa fundida o
suspensión del aditivo en poliéster fundido previamente. También se
pueden incorporar como gránulo de mezcla madre/mezcla de gránulos.
También se pueden incorporar haciendo una mezcla madre del aditivo
con PET y después mezclando los gránulos de la mezcla madre con
gránulos de PET en la concentración deseada antes de secado e
inyección.
Las siguientes ecuaciones ilustran la reacción de
condensación de compuestos aditivos orgánicos, adecuados, de esta
invención, con acetaldehído para formar agua y un compuesto
resultante con un anillo sin puente:
\vskip1.000000\baselineskip
En las ecuaciones anteriores, X-H
e Y-H representan grupos funcionales incluyendo al
menos un hidrogeno activo representado por H y un heteroátomo tal
como O, N o S. En la ecuación 3, R1 representa un anillo que podía
ser un anillo de 5 ó 6 miembros y podía ser aromático o no
aromático.
La composición que comprende poliéster y el
compuesto aditivo orgánico es particularmente adecuada para fabricar
envases, tales como un envase para uso en bebidas envasadas, debido
al reducido contenido en acetaldehído. Con el contenido de
acetaldehído reducido, los envases imparten menos de un gusto
extraño a las bebidas. Esto es particularmente importante para
bebidas tales como agua, que no tienen un sabor fuerte. Los envases
se pueden fabricar con la composición de la presente invención
usando métodos tradicionales tales como moldeo por inyección y
moldeo por soplado. Un método típico sería formar una preforma con
la composición de poliéster y compuesto aditivo orgánico y después
moldeo por soplado del envase de bebida. Los envases resultantes se
pueden usar en la fabricación de bebidas envasadas de acuerdo con
métodos de fabricación tradicionales.
Los siguientes ejemplos 1-14 y
28-51 ilustran el uso de los compuestos aditivos
orgánicos de esta invención para disminuir el contenido en AA de PET
elaborado en estado fundido. Los ejemplos 15-27 son
ejemplos comparativos que ilustran la técnica anterior. En estos
ejemplos, el contenido en AA se determinó tomando una porción
representativa del poliéster elaborado en estado fundido, moliendo
para pasar a tamiz de 2 mm y desorbiendo el AA contenido del
poliéster calentando a 150 grados C durante 45 minutos, en el vial
sellado. El AA desorbido se analizó después usando un cromatógrafo
de gases equipado con un detector de ionización de llama. Las
concentraciones de AA de las bebidas se determinaron retirando una
alíquota de 5 ml de la bebida, poniendo la alíquota en un vial de 20
ml, añadiendo 1 gramo de cloruro de sodio y desorbiendo el AA
contenido a 80 grados C, durante 30 minutos, seguido por el análisis
de la cámara de aire de la bebida usando un cromatógrafo de gases
equipado con un detector de ionización de llama.
Ejemplos
1-14
En los siguientes ejemplos, los gránulos de PET
se secaron en una estufa a vacío entre 50 y 100 ppm de humedad
residual. Los aditivos seleccionados se suspendieron en aceite de
parafina y se recubrieron sobre los gránulos de PET por volteo. Los
gránulos de PET recubiertos, resultantes, se extruyeron a 265 grados
C (510 grados F) a través de un extrusor de husillo único de 1,9 cm
(¾ pulgadas). El tiempo de permanencia total para la extrusión fue
90 segundos. El PET extruido resultante se enfrió rápidamente en
agua. Después de 30 minutos de extrusión continua, una porción del
PET extruido se aisló, se molió y se sometió a análisis de contenido
en AA. Los resultados a continuación se describen como % de
disminución en contenido de AA frente a un control de PET que
contiene la misma cantidad de aceite de parafina. En todos los casos
el contenido en aceite de parafina fue 0,2%. La ecuación para
calcular el porcentaje de disminución en contenido de AA es:
\text{Porcentaje de disminución}
= (1-(\text{control de contenido en AA} - \text{material de ensayo
de} \text{contenido en AA})/(\text{control de AA})) \ x \
100
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos comparativos
15-27
En los siguientes ejemplos comparativos, los
aditivos en los ejemplos 15-18, 23, 25, 26 y 27
carecen de capacidad para formar anillos de 5 ó 6 miembros en la
condensación con AA. Los aditivos en los ejemplos
19-22 y 24 son capaces de formar anillos de 5 ó 6
miembros pero carecen de suficiente estabilidad térmica bajo las
condiciones de elaboración en estado fundido, empleadas. Las
condiciones de elaboración y de ensayo usadas fueron idénticas a las
usadas en los ejemplos 1-14.
\vskip1.000000\baselineskip
También se debería observar que los compuestos
enumerados en los Ejemplos 19-25 se refieren
específicamente por Igarashi como eficaces en la disminución del
contenido en AA en PET.
Ejemplos
28-33
En los siguientes ejemplos que ilustran
realizaciones de la presente invención, se moldearon por inyección
preformas de 26,5 gramos, en una prensa Arburg de cavidad unitaria.
En todos estos ejemplos, se secó un PET IV 0,84 a menos de
aproximadamente 50 ppm de humedad y los aditivos seleccionados se
recubrieron sobre el PET, como se describió anteriormente. El moldeo
por inyección se llevó a cabo con, a 265 grados C (510 grados F) y
un ciclo de tiempo de 29 segundos. Se analizó el contenido en AA en
ppm en las preformas cortando el final de la hebra y preparando la
muestra como se describió anteriormente.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos
34-43
En los siguientes ejemplos 34-43
que ilustran realizaciones de la presente invención, se moldearon
preformas como en los Ejemplos 28-33 usando
antranilamida como el aditivo en diferentes concentraciones y a dos
temperaturas de moldeo diferentes. Se soplaron botellas de las
preformas y se registraron valores de color para ambas preformas y
botellas. Se determinaron los valores de color usando metodología L*
y b* clásica. Los valores de b* menores indican menos
coloración.
En el ejemplo 43, la antranilamida se dispersó
sobre los gránulos de PET como una suspensión acuosa. Los gránulos
se secaron con posterioridad en condiciones normales en una estufa a
vacío, a 160 grados C (320 grados F).
Ejemplo
44
Se polimerizó en estado fundido PET bajo
condiciones clásicas a un IV 0,65. Al final de la policondensación,
se añadieron 500 ppm de antranilamida al polímero fundido y se agitó
durante 2 minutos. El polímero se extruyó, se cortó y se analizó el
contenido en AA en ppm. Se preparó una muestra de control de la
misma manera pero sin adición de antranilamida. El polímero sin
adición de la antranilamida tuvo un contenido en AA de 37 ppm; la
muestra de polímero después de adición de la antranilamida tenía un
contenido en AA de 4,8 ppm.
Ejemplo
45
Se preparó una suspensión de antranilamida por
suspensión de 5 kg de antranilamida en 15 kg de vehículo de color
ColorMatrix. Esta suspensión se alimentó a un moldeador por
inyección de 96 cavidades Husky Super G que estuvo moldeando
preformas de 26,5 gramos usando resina de poliéster KoSa 1102 (IV
0,84). La temperatura del procedimiento fue 282 grados C (540 grados
F) y el tiempo de permanencia total fue 110 segundos. El descenso de
concentración fue 0,2% (90,7 g de aditivo por 45,36 kg de PET (0,2
libras de aditivo por cien libras de PET) y la concentración de
antranilamida en el polímero fue 500 ppm. Las preformas moldeadas de
las seis cavidades grandes tenían un contenido en AA medio de 1,25
ppm de AA frente a 7,5 ppm de AA en preformas de las mismas
cavidades donde no se había añadido antranilamida.
Las botellas se soplaron a partir de las
preformas tanto de control como de las que contenían antranilamida.
Ambas series estaban cargadas con agua ozonizada, tapadas y
almacenadas a 40 grados C, durante 52 días. El análisis del agua
mostró que los controles tenían una media de 79 ppb de AA en el agua
frente a una media de 5 ppb para las muestras que contenían 500 ppm
de antranilamida.
Ejemplos
46-51
En los siguientes ejemplos, se añadió la
antranilamida usando el criterio de la mezcla madre. Se mezcló
fundida antranilamida con resina de PET en un extrusor de doble
husillo y se volvió a romper en gránulos. Los lotes patrón se
prepararon a concentraciones de antranilamida del 20% en peso y 30%
en peso. Los pequeños fragmentos de mezcla maestra se mezclaron
después con pequeños fragmentos de PET regulares a la concentración
deseada necesaria para obtener una concentración de antranilamida
media final de 500 ppm y 1.200 ppm. Los pequeños fragmentos
mezclados se secaron y se inyectaron en preformas de 48 gramos a 560
grados F (293 grados C). En estos ejemplos, el contenido en AA se
determinó tomando una porción representativa de la preforma de
poliéster elaborada en estado fundido moliendo para pasar un tamiz
de 2 mm y calentando las muestras a 160 grados C, durante 90
minutos, en un vial sellado. El AA desorbido se analizó después
usando un cromatógrafo de gases equipado con un detector de
ionización de llama. Los resultados de AA de la preforma molida y
los resultados de amarillez se resumen en la siguiente tabla. El
criterio de mezcla madre muestra similar eficacia en la reducción de
AA comparado con el criterio de añadir antranilamida en la garganta
extrusora en un vehículo líquido.
Se debería entender que lo anterior se refiere a
realizaciones particulares de la presente invención y que se pueden
hacer numerosos cambios en la misma sin apartarse del alcance de la
invención, como se define por las siguientes reivindicaciones.
Claims (20)
-
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1. Un método para disminuir contenido en acetaldehído de poliéster elaborado en estado fundido, que comprende combinar con poliéster un compuesto aditivo orgánico que comprende al menos dos heteroátomos sustituidos de hidrógeno unidos a carbonos del compuesto aditivo orgánico de manera que el compuesto aditivo orgánico sea reactivo con acetaldehído en el poliéster para formar agua y un compuesto orgánico resultante que comprende un anillo de 5 ó 6 miembros, sin puente, incluyendo al menos los dos heteroátomos con la condición de que dicho compuesto aditivo orgánico no sea 3,4-dihidroxifenilalanina o un compuesto hidroxílico seleccionado de: compuestos hidroxílicos alifáticos que contengan al menos dos grupos hidroxi, compuestos alifáticos-cicloalifáticos que contengan al menos dos grupos hidroxi y compuestos hidroxílicos cicloalifáticos que contengan al menos dos grupos hidroxi. - 2. El método según la reivindicación 1, en el que los heteroátomos se seleccionan del grupo de O, S y N.
- 3. El método según la reivindicación 1, en el que el compuesto aditivo orgánico incluye un anillo preformado.
- 4. El método según la reivindicación 3, en el que el anillo preformado es un anillo aromático.
- 5. El método según la reivindicación 4, en el que el anillo de 5 ó 6 miembros, sin puente, del compuesto orgánico resultante está unido al anillo aromático.
- 6. El método según la reivindicación 1, en el que los dos heteroátomos son ambos nitrógeno.
- 7. El método según la reivindicación 1, en el que el compuesto aditivo se selecciona del grupo: 1,8-diaminonaftaleno, ácido 3,4-diaminobenzoico, antranilamida, biuret, malonamida y alantoína.
- 8. El método según la reivindicación 1, en el que el compuesto aditivo se selecciona del grupo que consiste en: antranilamida, saliciclamida, salicilanilida, o-fenilendiamina, ácido 3,4-diaminobenzoico, 1,8-diaminonaftaleno, o-mercaptobenzamida, N-acetilglicinamida, malonamida, ácido 4-amino-3-hidroxibenzoico, sal disódica del ácido 4,5-dihidroxi -2,7-naftalenodisulfónico, biuret, 2,3-diaminopiridina, 1,2-diaminoantraquinona, dianilinoetano, alantoína y 2-aminobencenosulfonamida.
- 9. El método según la reivindicación 1, en el que el compuesto aditivo es antranilamida.
- 10. El método según la reivindicación 1, en el que el compuesto aditivo está combinado con el poliéster en una cantidad en el intervalo de aproximadamente 10 a aproximadamente 1.000 ppm.
- 11. El método según la reivindicación 1, en el que el compuesto aditivo orgánico comprende al menos dos grupos funcionales, incluyendo al menos los dos heteroátomos sustituidos de hidrógeno, respectivamente, al menos los dos grupos funcionales seleccionados del grupo que consiste en grupos: amino, hidroxilo, carboxilo, amida, sulfonamida y tiol.
- 12. El método según la reivindicación 1, en el que el compuesto aditivo orgánico está sustancialmente térmicamente estable a la temperatura de elaboración en estado fundido del poliéster.
- 13. El método según la reivindicación 1, en el que el compuesto aditivo orgánico tiene una temperatura de descomposición térmica mayor que aproximadamente 270ºC.
- 14. El método según la reivindicación 1, en el que el compuesto aditivo orgánico tiene una temperatura de descomposición térmica mayor que aproximadamente 300ºC.
- 15. El método según la reivindicación 1, en el que el compuesto aditivo orgánico es sustancialmente no reactivo con el poliéster.
- 16. El método según la reivindicación 1, en el que el poliéster está compuesto de etilenglicol y diácidos o diésteres de tales ácidos.
- 17. Un envase fabricado de acuerdo con un método que comprende:
- combinar con poliéster un compuesto aditivo orgánico según se define en la reivindicación 1, y
- formar un envase con el poliéster.
- 18. Un envase como en la reivindicación 17, en el que el envase es una preforma.
- 19. Una bebida envasada que comprende una bebida dispuesta en el envase según la reivindicación 17.
- 20. Una composición para uso en fabricación de artículos de poliéster con contenido en acetaldehído disminuido que comprende poliéster y un compuesto aditivo orgánico como se definió en la reivindicación 1.
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