KR102554088B1 - 산소-포집 중합체 조성물 - Google Patents

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다니엘 페어스만
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안헤우저-부시 인베브 에스.에이.
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Abstract

본 발명은 산소 장벽으로서 향상된 특성을 갖는 중합체 조성물, 뿐만 아니라 이러한 산소-포집(oxygen-scavenging) 중합체의 제조 방법 및 이러한 산소-포집 중합체로 구성된 디바이스를 기술한다. 이러한 산소-포집 중합체는 중합체를 투과하는 산소 및 이산화탄소에 대한 감소된 능력, 중합체로 구성된 용기 내에 저장된 음료의 감소된 거품 형성, 개선된 수분 흡수, 및 증가된 항-박테리아/항-진균 특성을 포함하여, 기존의 재료보다 몇몇 이점을 제공한다.

Description

산소-포집 중합체 조성물
본 발명은 산소-포집 중합체(oxygen-scavenging polymer), 뿐만 아니라 이러한 중합체의 제조 및 사용 방법 및 이러한 중합체로 구성된 장치 및 용기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 a) 소수성 중합체 및 산소 포집제(oxygen scavenger) 둘 모두를 포함하는 산소-포집 중합체; b) 산소 포집제의 입자를 소수성 중합체의 매트릭스 전체에 분산시킴으로써, 산소-포집 중합체를 제조하는 방법; 및 c) 소수성 중합체와 산소 포집제의 조합물을 포함하는 산소-포집 중합체를 함유하는 장치에 관한 것이다. 산소 포집 중합체는 또한 친수성 중합체 성분을 포함할 수 있다.
식품 및 음료를 포장 및 저장하는 경우, 이들 음료 및 식품류의 풍미 및 다른 특성이 보존되도록 보장하는 것을 고려해야 한다. 식품 및 음료 보존 분야의 당업자에게 하나의 주요 우려는 산화, 즉 산소와 식품 또는 음료 내의 다양한 화합물의 분자 사이에서 일어나는 화학 반응이다. 예를 들어, 맥주가 산소와 접촉할 때, 분자, 예컨대 푸젤(fusel) 알콜, 아세트알데히드, 및 트랜스-2-노넨알이 산화 반응에 의해서 생성되어, 맥주가 퀴퀴한 맛이 나거나 적절하지 않은 풍미가 나게 할 수 있다(이러한 맥주를 시음한 사람은 그것이 퀴퀴한 "판지" 또는 "종이" 풍미를 갖는 것으로서 설명할 수도 있음). 이러한 효과는 산화에 의해서 급속하게 나빠질 수 있는 섬세한 풍미의 균형을 갖는 향이 적은(lighter-bodied) 저알콜성 맥주에서 특히 두드러진다.
산화에 의해서 유발되는 문제점을 해결하기 위해서, 관련 기술 분야의 당업자는 산소가 맥주와 반응하여, 그의 풍미 및 맛에 지장을 주는 것을 예방하고, 산소 수준을 감소시켜서 미생물의 성장을 예방하는 것을 목표로 하는 맥주(및 다른 식품 및 음료)를 저장하기 위한 방법 및 재료를 개발하여 왔다. 그러나, 맥주(및 다른 식품 및 음료)를 보존하는 이러한 기존의 방식은 여러 단점에 시달리고 있다.
예를 들어, 식품/음료 보존의 분야에서 일부는 산소가 용기 내에 저장된 식품과 반응하는 것을 예방하기 위해서, 산소와 반응하여 저장 용기에서 산소를 소모시켜서 용기에서 산소 수준을 감소시키는 "산소-포집" 재료를 개발하여 왔다. 그러나, 임의의 조건하에서 산소와 즉시 반응하는 산소-포집 재료는 용기를 구조화하고, 그 용기 내에 식품/음료를 저장하기 위해서 즉시 사용되어야 하고 - 그렇지 않으면, 이러한 재료의 산소-포집 능력은 창고 또는 다른 저장 시설에서 저장되어 사용을 기다리는 동안 사라질 것이다. 이와 같이, 이들 재료는 물류적 이유로 인해서 대부분의 식품/음료 저장 응용에서 사용하기에 부적합하다고 밝혀져 있다.
이를 염두해 두고, 심지어는 식품 또는 음료가 그 용기에 저장되기 전에 용기 재료의 산소-포집 능력이 사라지지 않거나 소모되지 않는 것을 보장하기 위해서, 관련 기술 분야의 당업자는 일부 조건 - 예를 들어 습도에 의해서 "촉발될" 때까지 산소를 포집하지 않는 재료를 개발하려고 시도해 왔다. 관련 기술 분야의 당업자는 습도에 의해서 촉발되는 산소-포집 특성을 갖고, 기체에 대해서 투과성이지 않은 다양한 폴리에스테르를 사용하여 실험해 왔다.
그러나, 이들 폴리에스테르 재료는 또 다른 문제에 시달리고 있는데, 그 이유는 습도에 의해서 촉발될 그의 산소-포집 능력이 너무 긴 시간, 일부 경우에는 수 시간이 걸리기 때문이다. 그리고, 특정 식품/음료의 경우에, 수 시간은 너무 길고 - 그때, 산화 반응이 이미 그것을 손상시켜서 용기 내에 저장된 풍미를 부정적으로 변경한다.
식품 및/또는 음료가 그 재료로부터 제조된 용기 내에 저장될 때까지 그의 산소-포집 능력을 소모하지 않지만, 또한 그것이 산소 포집을 시작할 때까지 과도하게 지연되지 않는 용기 재료를 개발하려는 시도로, 일부는 식품 또는 드링크제를 저장하기 위해서 코발트-함침된 중합체를 사용하여 실험하였다. 그러나, 불행하게도, 코발트는 증가된 수준에서 유독성이고, 효과적인 산소-포집을 위한 충분한 양의 코발트를 함유하는 중합체는 그 내의 코발트의 독성 효과로 인해서 식품/드링크제를 저장하는 데 법적으로 사용될 수 없다.
따라서, 산소-포집 재료를 포함하는 용기 내에 저장된 식품 또는 음료의 산화를 예방하기 위해서 효과적으로 사용될 수 있는 안전하고, 비-독성인 산소-포집 재료에 대한 필요성이 존재한다.
본 발명은, 특정 구현예에서, 산소-포집 중합체에 관한 것이며, 산소-포집 중합체는 소수성 중합체 및 산소 포집제를 포함한다.
본 발명의 특정 구현예에서, 산소-포집 중합체는 친수성 중합체를 추가로 포함한다. 본 발명의 특정 추가 구현예에서, 친수성 중합체 및 산소 포집제의 입자는 각각 소수성 중합체의 매트릭스 전체에 분산된다.
본 발명의 특정 구현예에서, 친수성 중합체는 에틸렌 비닐 알콜(EVOH), 폴리비닐 알콜(PVOH), 및 폴리아미드로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 특정 구현예에서, 산소-포집 중합체는 약 5% 내지 20%의 산소 포집제 및 약 1% 내지 약 6%의 친수성 중합체를 포함한다. 본 발명의 특정 추가 구현예에서, 산소-포집 중합체는 10% 내지 약 15%의 산소 포집제, 및 약 2% 내지 약 5%의 친수성 중합체를 포함한다. 본 발명의 더 추가의 구현예에서, 산소-포집 중합체는 약 12%의 산소 포집제, 및 약 3%의 친수성 중합체를 포함한다. 본 발명의 특정 다른 추가 구현예에서, 산소-포집 중합체는 약 12%의 산소 포집제, 및 약 4%의 친수성 중합체를 포함한다.
본 발명의 특정 구현예에서, 산소 포집제의 입자는 소수성 중합체의 매트릭스 전체에 분산된다.
본 발명의 특정 구현예에서, 산소-포집 중합체는 활석을 포함한다.
본 발명의 특정 구현예에서, 산소 포집제는 수-활성화 산소 포집제이다. 본 발명의 특정 추가 구현예에서, 수-활성화 산소 포집제는 아황산나트륨, 아스코르브산나트륨, 아황산칼륨, 및 아스코르브산칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 특정 구현예에서, 소수성 중합체는 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌; 폴리아미드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET); 열가소성 엘라스토머, 예컨대 열가소성 가황물, 스티렌 이소프렌 부타디엔, 폴리메틸펜텐, 폴리부텐-1, 폴리이소부틸렌, 에틸렌 프로필렌 고무, 및 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무; 및 2종 이상의 이러한 소수성 중합체의 블렌드로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본 발명의 특정 추가 구현예에서, 소수성 중합체는 열가소성 가황물이다.
본 발명의 특정 구현예에서, 산소-포집 중합체는 약 5% 내지 20%의 산소 포집제를 포함한다. 본 발명의 특정 추가 구현예에서, 산소-포집 중합체는 약 10% 내지 약 15%의 산소 포집제를 포함한다. 본 발명의 더 추가의 구현예에서, 산소-포집 중합체는 약 12%의 산소 포집제를 포함한다.
본 발명은, 특정 구현예에서, 산소-포집 중합체를 제조하는 방법에 관한 것이며, 이 방법은 산소 포집제의 입자를 소수성 중합체의 매트릭스 전체에 분산시키는 단계를 포함한다. 본 발명의 특정 구현예에서, 방법은 친수성 중합체를 소수성 중합체의 매트릭스 전체에 분산시키는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 특정 구현예에서, 방법은 활석을 소수성 중합체의 매트릭스 전체에 분산시키는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명은, 특정 구현예에서, 산소 포집 중합체를 함유하는 장치에 관한 것이며, 산소-포집 중합체는 소수성 중합체 및 산소 포집제를 포함한다.
본 발명의 특정 구현예에서, 산소-포집 중합체는 활석을 포함한다.
본 발명의 특정 구현예에서, 장치는 음료 용기를 위한 마개이고, 마개는 쉘 및 밀봉 부재를 포함한다. 본 발명의 특정 추가 구현예에서, 쉘은 소수성 중합체로 구성되고, 밀봉 부재는 열가소성 엘라스토머로 구성되고, 산소 포집제는 쉘 및/또는 밀봉 부재 내에 분산된다.
본 발명의 특정 구현예에서, 소수성 중합체는 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌이다.
본 발명의 특정 구현예에서, 장치는 마개, 액관, 액체용 포장재, 및 액체 저장기로 이루어진 군으로부터 선택되는 장치이다.
본 발명은, 특정 구현예에서, a) 소수성 중합체 및 산소 포집제를 포함하는 산소-포집 중합체를 포함하는 적어도 하나의 벽, 및 b) 적어도 1종의 음료 또는 음료 성분을 포함하는 용기에 관한 것이다.
본 발명의 특정 구현예에서, 용기의 용량은 약 0.01 리터 내지 약 20 리터이다.
본 발명의 특정 구현예에서, 용기는 에탄올 및 물을 추가로 포함한다.
본 발명의 특정 구현예에서, 적어도 1종의 음료 또는 음료 성분은 음료 농축물 및 농축된 음료 성분으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본 발명의 특정 추가 구현예에서, 음료 농축물은 상기 음료 농축물에 의해 유래되는 음료와 동일한 부피에서 약 2배 내지 약 6배의 당(sugar) 함량 및 알콜 함량을 포함한다. 본 발명의 특정 추가 구현예에서, 음료 농축물은 상기 음료 농축물에 의해 유래되는 음료와 동일한 부피에서 약 2.5 내지 약 3.5배의 당 함량 및 알콜 함량을 포함한다.
본 발명의 특정 구현예에서, 용기는 밀봉된 용기이다. 본 발명의 특정 추가 구현예에서, 밀봉된 용기는 기체를 추가로 포함한다.
본 발명은, 특정 구현예에서, 산소-포집 중합체를 함유하는 장치를 제공하는 단계(산소-포집 중합체는 친수성 중합체 및 산소 포집제를 포함하고, 장치는 적어도 하나의 벽 및 적어도 1종의 음료 성분을 갖는 제1 용기를 포함함), 및 음료 성분을 액체로 희석하여 음료를 제조하는 단계를 포함하여, 음료를 제조하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 특정 구현예에서, 액체는 물, 탄산수, 또는 맥주를 포함한다.
본 발명의 특정 구현예에서, 적어도 1종의 음료 성분은 음료 농축물 및 농축된 음료 성분으로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본 발명의 특정 추가 구현예에서, 음료 농축물은 양조된(brewed) 농축물이다. 본 발명의 더 추가의 구현예에서, 양조된 농축물은 맥주 농축물이다.
본 발명의 특정 구현예에서, 방법은 음료를 탄산화시키는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 특정 구현예에서, 방법은 음료를 제2 용기내로 분배하는 단계를 추가로 포함한다.
본 발명의 특정 구현예에서, 산소 포집제는 아황산나트륨, 아스코르브산나트륨, 아황산칼륨, 및 아스코르브산칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
도 1은 산소-포화수를 보유하는 용기에서 시간에 따른 산소 수준을 도시한 그래프이다.
도 2는 산소-포화수, 및 제1 열가소성 가황물을 포함하는 기재 수지 재료 둘 모두를 보유하는 용기에서 시간에 따른 산소 수준을 도시한 그래프이다.
도 3은 산소-포화수, 및 제1 열가소성 가황물, 에틸렌 비닐 알콜(EVOH) 및 아황산나트륨을 포함하는 산소-포집 재료 둘 모두를 보유하는 용기에서 시간에 따른 산소 수준을 도시한 그래프이다.
도 4는 산소-포화수, 및 제2 열가소성 가황물을 포함하는 기재 수지 재료 둘 모두를 보유하는 용기에서 시간에 따른 산소 수준을 도시한 그래프이다.
도 5a 및 도 5b는 산소-포화수, 및 제2 열가소성 가황물, 에틸렌 비닐 알콜(EVOH) 및 아황산나트륨을 포함하는 산소-포집 재료 둘 모두를 보유하는 용기에서 시간에 따른 산소 수준을 도시한 그래프이다.
도 6은 산소-포화수, 및 제3 열가소성 가황물을 포함하는 기재 수지 재료 둘 모두를 보유하는 용기에서 시간에 따른 산소 수준을 도시한 그래프이다.
도 7은 산소-포화수, 및 제3 열가소성 가황물, 활석, 및 아황산나트륨을 포함하는 산소-포집 재료 둘 모두를 보유하는 용기에서 시간에 따른 산소 수준을 도시한 그래프이다.
도 8은 산소-포화수, 및 제3 열가소성 가황물, 활석, 에틸렌 비닐 알콜(EVOH), 및 아황산나트륨을 포함하는 산소-포집 재료 둘 모두를 보유하는 용기에서 시간에 따른 산소 수준을 도시한 그래프이다.
상기에 논의된 바와 같이, 본 발명은 소수성 중합체 및 산소 포집제 둘 모두를 포함하는 산소-포집 중합체에 관한 것이다. 관련 기술 분야의 당업자가 인지할 바와 같이, 이러한 산소-포집 중합체는 장치 또는 용기에서 산소 수준을 감소시켜서, 물질, 예컨대 식품 및 음료를 산화 반응에 의해서 유발되는 손상, 변경, 및 다른 효과로부터 보호하는 것을 돕는다.
플라스크 내에 산소-포화수가 충진되고, 어떠한 산소-포집 재료도 없이 밀봉된 유리 플라스크에서 시간에 따른 산소 수준의 설명이 도 1의 그래프에 제시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같고, 관련 기술 분야의 당업자에 의해서 인지되는 바와 같이, 산소 포집제가 존재하지 않으면, 플라스크 내에서 산소 수준이 시간에 따라서 비교적 일정하게 유지된다. 식품 또는 음료의 존재하에서, 이들 일정한 산소 수준은 용기에서 산화 반응, 뿐만 아니라 미생물, 예컨대 진균 또는 박테리아의 성장을 유발한다.
도 2 및 도 4는 산소-포화수가 충진되고, 플라스크 내에 열가소성 엘라스토머 기재 수지(구체적으로, 열가소성 가황물)가 삽입된 밀봉된 유리 플라스크에서 시간에 따른 산소 수준을 도시하고, 도 6은 대략 8000 ppm의 산소 농도를 갖는 탈미네랄화된 수돗물이 충진되고, 플라스크 내에 열가소성 엘라스토머 기재 수지(구체적으로, 열가소성 가황물)가 삽입된 밀봉된 유리 플라스크에서 시간에 따른 산소 수준을 도시한다. 도 2는 제1 유형의 열가소성 가황물의 샘플이 삽입된 물로 충진된 유리 플라스크에서 산소 수준을 도시하고, 도 4는 제2 유형의 열가소성 가황물의 샘플이 삽입된 물로 충진된 유리 플라스크에서 산소 수준을 도시하고, 도 6은 제3 유형의 열가소성 가황물의 샘플이 삽입된 물로 충진된 유리 플라스크에서 산소 수준을 도시한다. 도 2, 도 4, 및 도 6에서 측정된 산소 수준은 시간에 따라서 서서히 감소하지만, 그 자체 상에서, 열가소성 엘라스토머 기재 수지는 본 발명의 목적을 위해서 충분히 신속하게 산소를 포집하지 않는다.
본 발명의 목적을 위해서, 용어 "산소-포집"은 주변 산소와 반응하여, "산소-포집" 재료와 접촉한 기체 또는 액체의 부피에서 산소의 양을 감소시키는 재료를 지칭한다. 예를 들어, 폐쇄된 용기의 내부에 위치된 산소-포집 재료는 시간에 따라서 밀폐된 용기에서 산소의 주변 수준을 감소시킬 것인데, 그 이유는 그 용기 내의 산소가 산소-포집 재료와의 산화 반응을 통해서 소모되기 때문이다.
본 발명의 구현예에서, 산소-포집 재료는 소수성 중합체 및 산소 포집제 둘 모두를 포함하는 산소-포집 중합체이다. 소수성 중합체는 친수성 중합체보다 비교적 덜 극성인 작용기를 포함하여, 이들 소수성 중합체는 물 중에 불용성이게 된다. 일부 바람직한 구현예에서, 소수성 중합체는 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌, 폴리아미드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 열가소성 엘라스토머, 예컨대 열가소성 가황물, 스티렌 이소프렌 부타디엔, 폴리메틸펜텐, 폴리부텐-1, 폴리이소부틸렌, 에틸렌 프로필렌 고무, 또는 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무, 또는 2종 이상의 이러한 소수성 중합체의 블렌드이다. 소수성 중합체는 수분에 대한 장벽으로서 작용하고, 주변 온도에서 수증기에 대해서 비교적 불투과성이다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 소수성 중합체는 열가소성 가황물, 예컨대(예를 들어) 열가소성 엘라스토머(TPE) 부류의 연성의 착색 가능한 전문(specialty) 열가소성 가황물(TPV)의 군 중 하나이다. 이들 열가소성 가황물은 예를 들어, 비-지방 식품 접촉 응용에서 사용될 수 있다.
본 발명의 다양한 구현예에서, 산소 포집제는 소수성 중합체의 매트릭스 전체에 분산된 산소-포집 재료의 입자를 포함할 수 있다. 본 발명의 다양한 구현예에서, 소수성 중합체 매트릭스 전체에 분산된 산소 포집제는 습도/물 흡수에 의해서 활성화되는 수-활성화 산소 포집 재료일 수 있다. 이러한 수-활성화 산소 포집 재료는 아황산나트륨, 아스코르브산나트륨, 아황산칼륨, 및 아스코르브산칼륨을 포함한다. 본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 소수성 중합체 매트릭스 전체에 분산된 산소-포집 재료는 아황산나트륨이다.
본 발명의 다양한 구현예에서, 산소-포집 중합체 재료는 약 5% 내지 20%의 산소 포집제, 약 10% 내지 약 15%의 산소 포집제 또는 약 12% 내지 약 13%의 산소 포집제를 포함할 수 있다. 본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 산소-포집 중합체는 약 12%의 아황산나트륨을 포함한다.
관련 기술 분야의 당업자가 인지할 바와 같이, 너무 적거나 너무 많은 산소 포집제, 예컨대, 예를 들어, 아황산나트륨은 산소-포집 중합체의 산소-포집률을 덜 효과적인 수준으로 감소시킬 것이다. 더욱이, 관련 기술 분야의 당업자가 또한 인식할 바와 같이, 식품 또는 음료 중의 과량의 아황산염은 아황산염-민감성 개인에서 부정적인 반응을 유발할 수 있고, 따라서 산소-포집 중합체에서 아황산나트륨의 수준은 본 발명의 일부 구현예에서 제한될 수 있다.
본 발명의 일부 구현예에서, 산소-포집 재료는 또한 1종 이상의 친수성 중합체를 포함한다. 친수성 중합체는 극성 또는 하전된 작용기를 포함하는데, 이것은 이들 중합체에게 물에 대한 더 큰 친화도를 제공하고, 친수성 중합체가 수-용해성이 되게 할 수 있다. 본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 친수성 중합체는, 산소 포집제와 함께, 소수성 중합체의 매트릭스 전체에 분산된다. 소수성 매트릭스 전체에 분산되는 경우, 친수성 중합체는 소수성 매트릭스 전체에 분산된 산소 포집제에 수분을 안내한다고 여겨진다. 이는 산소 포집제를 수증기와 반응시켜서 산소를 포집하여, 주변 환경의 산소 수준을 신속하게 감소시킨다.
본 발명의 일부 바람직한 구현예에서, 친수성 중합체는 에틸렌 비닐 알콜(EVOH), 폴리비닐 알콜(PVOH), 또는 폴리아미드를 포함한다. 이들 구현예에서, 산소-포집 중합체 재료는 약 1% 내지 약 6%의 친수성 중합체, 또는 약 2% 내지 약 5%의 친수성 중합체를 포함할 수 있다. 일부 바람직한 구현예에서, 산소-포집 중합체 재료는 약 3%의 EVOH 및 약 12%의 아황산나트륨을 포함한다. 다른 바람직한 구현예에서, 산소-포집 중합체 재료는 약 4%의 EVOH 및 약 12%의 아황산나트륨을 포함한다.
본 발명의 일부 예시적인 구현예에서, 산소-포집 중합체는 활석을 포함할 수 있다. 이들 구현예에서, 활석은 수분의 산소-포집 중합체 내로의 흡수를 용이하게 할 수 있다. 본 발명의 이들 예시적인 구현예 중 일부에서, 산소-포집 중합체는 약 1% 내지 약 10%의 활석을 포함할 수 있다. 특정 바람직한 구현예에서, 산소-포집 중합체는 약 4% 내지 약 6%의 활석을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 구현예에서, 산소-포집 중합체를 포함하는 다양한 장치를 제조 및 사용할 수 있다. 본 발명의 일부 구현예에서, 장치는 맥주를 저장, 수송 또는 분배하는 데 사용되는 디바이스일 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 구현예에서, 장치는 다른 음료, 예컨대 사이다, 와인, 맥아계 음료, 발효 음료, 사이다계 음료, 스프라이트, 주스, 시럽, 탄산 또는 비-탄산 청량 음료, 커피, 또는 차를 저장, 수송 또는 분배하는 데 사용되는 디바이스일 수 있다. 유사하게, 장치는 고체 또는 액체 성분, 예컨대 홉 농축물, 과일 농축물, 감미료, 쓴맛 첨가제, 농축된 향신료, 거품 형성 촉진제, 농축된 맥아계 액체, 농축된 발효 액체, 농축 맥주, 착색제, 풍미 첨가제 및 이들의 혼합물을 비롯한, 식품류 또는 식품 또는 음료를 위한 성분을 저장 또는 수송하는 데 사용되는 디바이스일 수 있다. 일부 경우에, 성분(예를 들어, 알콜성 농축 맥주)은 알콜성 성분일 수 있다. 적합한 풍미 첨가제의 예는 향신료 풍미제, 과일 풍미제, 홉 풍미제, 맥아 풍미제, 견과류 풍미제, 스모크 풍미제, 다른 적합한 풍미제(예컨대 커피 풍미제 또는 초콜릿 풍미제), 및 이러한 풍미제의 혼합물을 포함한다(이들로 제한되는 것은 아님).
본 발명의 목적을 위해서, 용어 "맥주"는 효모를 사용하여 물 중에서 전분 공급원을 양조 및 발효시킴으로써 제조된 음료로서 정의된다. 적합한 전분 공급원은 곡물, 예컨대 보리, 밀, 옥수수, 벼, 수수, 및 기장을 포함하지만, 이들로 제한되는 것은 아니다. 다른 전분 공급원, 예컨대 카사바, 사탕수수, 및 감자가 또한 맥주를 제조하기 위한 전분 공급원으로서 사용될 수 있다. 유사하게, 에일(ale) 효모 균주("상면-발효" 효모) 및 더 큰 효모 균주("하면-발효" 효모)를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는 다양한 효모 균주를 사용하여 "맥주"를 발효시킬 수 있다.
본 발명의 목적을 위해서, 용어 "맥주"는 특정 국가의 법, 규정, 또는 표준하에서 "맥주"로서 정의된 음료의 특정 하위세트를 포함하지만 이들로 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 독일 맥주 순수령(Reinheitsgebot)은 물, 보리-맥아, 및 홉 이외의 성분을 갖는 음료는 "맥주"로 간주될 수 없다고 언급하지만 - 그러나 본 발명의 목적을 위해서, 용어 "맥주"는 이러한 성분 제약을 갖지 않는다. 유사하게, 본 발명의 목적을 위해서, 용어 "맥주"는 음료의 알콜 함량에 제약을 부여하거나 암시하지 않는다.
본 발명의 일부 예시적인 구현예에서, 맥주를 저장, 분배, 또는 수송하기 위한 장치는 음료 용기를 위한 마개(예를 들어, 캡(cap) 또는 탭(tab))이고, 마개는 쉘뿐만 아니라 밀봉 부재 둘 모두를 포함한다. 밀봉 부재는 마개가 용기의 입구에 고정될 때 마개의 쉘을 용기의 입구에 밀봉시키기에 적합하다. 이러한 예시적인 마개의 일부 바람직한 구현예에서, 마개의 쉘은 소수성 중합체, 예를 들어 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌으로 구성되고, 밀봉 부재는 열가소성 엘라스토머(예컨대 열가소성 가황물)로 구성된다. 본 발명의 바람직한 구현예에서, 산소 포집제, 예컨대 아황산나트륨이 밀봉 부재, 쉘 또는 둘 모두 전체에 분산된다.
본 발명의 일부 다른 예시적인 구현예에서, 맥주를 저장, 분배 또는 수송하기 위한 장치는 맥주 또는 다른 음료의 1회 이상의 제공량을 저장하기 위한 병, 캔 또는 다른 용기 또는 포장재 중 임의의 것; 맥주 풍미제, 맥주 농축물 또는 다른 음료, 음료 농축물, 성분, 또는 농축된 성분을 저장하기 위한 팟(pod), 팩, 캡슐, 카트리지, 또는 다른 용기; 맥주 또는 다른 음료를 액관을 통해서 수송하기 위한 액관, 또는 이의 일부; 및 맥주 또는 다른 음료의 1회 이상의 제공량을 보유하기 위한 저장기 또는 유사한 용기일 수 있다. 장치가 용기인 본 발명의 예시적인 구현예에서, 용기의 용량은 0.01 리터만큼 작은 것에서 20 리터만큼 큰 것까지의 범위일 수 있다.
본 발명의 이들 예시적인 구현예에서, 용기는 적어도 하나의 벽을 포함할 수 있고, 적어도 하나의 벽은 본 발명의 산소-포집 중합체를 포함한다. 용기는 상기에 기술된 바와 같은, 1종 이상의 음료, 농축된 음료, 음료 성분, 또는 농축된 음료 성분을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 용기는 기체를 함유하는 밀봉된 용기이다. 이들 구현예에서, 이산화탄소, 질소, 이산화질소 및 아산화질소를 포함하지만 이들로 제한되지 않는 기체는 음료 또는 농축된 음료를 밀봉된 용기에서 가압하기 위해서 사용되는 가압 기체일 수 있다. 이들 구현예에서, 가압 기체는 농축된 음료 중에 용해된다. 일부 구현예에서, 기체는 비활성 기체일 수 있다.
본 발명의 일부 구현예에서, 음료는 액체를 본 발명의 용기 내에 함유된 음료 또는 음료 성분과 배합함으로써 제조된다. 본 발명의 특정 예시적인 구현예에서, 물을 농축된 음료에 첨가하여 소비에 적합한 음료를 제조한다. 다른 구현예에서, 물은 탄산수 또는 맥주이다. 다른 예시적인 구현예에서, 농축된 음료를 물과 혼합함으로써 제조된 음료는 음료 중에 추가 이산화탄소를 (관련 기술 분야의 당업자에게 공지된 스파징(sparging) 또는 동등한 방법을 통해서) 용해시킴으로써 탄산화된다. 본 발명의 예시적인 구현예에서, 추가 알콜, 풍미제, 착색제, 또는 다른 성분을 마찬가지로 음료에 첨가할 수 있다.
상기에 기술된 예시적인 장치에서, 산소-포집 중합체는 1종 이상의 이로운 효과를 가질 수 있다. 산소-포집 중합체는 수분 및 수증기를 흡수하고, 장치에서 산소를 포집하여, 이들 장치로부터 함유, 수송 및 분배된 맥주의 맛에 대한 산화 반응의 효과를 감소시킨다. 산소-포집 중합체는 또한 미생물 성장, 예컨대 진균, 박테리아 및 다른 바람직하지 않은 유기체의 성장을 예방하는 데 도움을 준다. 그리고, 산소-포집 중합체는 맥주의 표면 상에 바람직한 양의 거품을 생성하는 데 도움을 준다.
실시예
하기 실시예는 본 발명의 산소-포집 중합체의 예시적인 구현예를 기술한다. 이들 예시적인 구현예 각각은 산소-포집 중합체의 사출-성형 플레이트로부터의 산소-포집 중합체 절단물의 샘플을 포함한다.
실시예 1:
4개의 유리 플라스크에 주변 조건(예를 들어, 약 960 밀리바 내지 약 970 밀리바의 주변 압력, 및 약 23의 온도)에서 산소로 포화된 물 60 cc를 충진시켰고, 산소 센서를 플라스크 내에 넣어서 플라스크 내에서 산소 수준을 측정하였다(십억분율(parts per billion) 단위).
중량이 3.5 그램이고, 두께가 2 mm인 제1 예시적인 산소-포집 중합체의 샘플을 4개의 플라스크 각각에 넣었고, 이어서 플라스크를 밀봉하였다. 플라스크 내의 산소 함량이 0 근처에 도달했을 때, 플라스크를 개방하고, 물을 비우고, 플라스크를 산소-포화수로 다시 충진시키고, 다시 밀봉하였다. 도 3은 이들 4개의 유리 플라스크에서 시간에 따라서 측정된 산소 수준을 도시한다(십억분율 단위). 플라스크 내의 산소가 고갈되었을 때, 새로운 부피의 산소-포화수를 사용하여 측정을 2회 반복하였다.
도 3에 도시된 실험에서 사용된, 제1 예시적인 구현예의 산소-포집 중합체는 도 2에 도시된 실험에서 사용된 제1 유형의 열가소성 가황물, 뿐만 아니라 12%의 아황산나트륨 및 3%의 에틸렌 비닐 알콜(EVOH)로 구성된다.
도 2에 도시된 실험에서 사용된 열가소성 엘라스토머 기재 수지(제1 유형의 열가소성 가황물을 포함함)와 비교할 때, 제1 예시적인 구현예의 산소-포집 중합체는 산소-포집 중합체를 먼저 플라스크에 넣었을 때 열가소성 엘라스토머 기재 수지보다 훨씬 더 높은 속도(수천배)로 산소를 흡수하였다. 도 2에 도시된 실험에서 사용된 재료는 0.34 ± 0.15의 정규화된 반응 상수를 갖는 반면, 도 3에 도시된 실험에서 사용된 제1 예시적인 산소-포집 중합체는 제1 시험 동안 6244 ± 838의 정규화된 반응 상수를 가졌다. 플라스크에 산소-포화수를 다시 충진한 경우에도, 제1 예시적인 산소-포집 중합체의 정규화된 반응 상수는 도 2에 도시된 열가소성 엘라스토머 기재 수지의 수백배였다.
실시예 2:
4개의 유리 플라스크에 주변 조건(예를 들어, 약 960 밀리바 내지 약 970 밀리바의 주변 압력, 및 약 23의 온도)에서 산소로 포화된 물 60 cc를 충진시켰고, 산소 센서를 플라스크 내에 넣어서 플라스크 내에서 산소 수준을 측정하였다(십억분율 단위).
중량이 3.5 그램이고, 두께가 2 mm인 제2 예시적인 산소-포집 중합체의 샘플을 4개의 플라스크 각각에 넣었고, 이어서 플라스크를 밀봉하였다. 플라스크 내의 산소 함량이 0 근처에 도달했을 때, 플라스크를 개방하고, 물을 비우고, 플라스크를 산소-포화수로 다시 충진시키고, 다시 밀봉하였다. 도 5a 및 도 5b는 이들 4개의 유리 플라스크에서 시간에 따라서 측정된 산소 수준을 도시한다(십억분율 단위). 플라스크 내의 산소가 고갈되었을 때, 새로운 부피의 산소-포화수를 사용하여 측정을 6회 반복하였다.
도 5a 및 도 5b에 도시된 실험에서 사용된, 제2 예시적인 구현예의 산소-포집 중합체는 도 4에 도시된 실험에서 사용된 제2 유형의 열가소성 가황물, 뿐만 아니라 12%의 아황산나트륨 및 3%의 에틸렌 비닐 알콜(EVOH)로 구성된다.
도 4에 도시된 실험에서 사용된 열가소성 엘라스토머 기재 수지(제2 유형의 열가소성 가황물을 포함함)와 비교할 때, 제2 예시적인 구현예의 산소-포집 중합체는 산소-포집 중합체를 먼저 플라스크에 넣었을 때 열가소성 엘라스토머 기재 수지보다 훨씬 더 높은 속도(수천배)로 산소를 흡수하였다. 도 4에 도시된 실험에서 사용된 재료는 0.35 ± 0.21의 정규화된 반응 상수를 갖는 반면, 도 5a 및 도 5b에 도시된 실험에서 사용된 제2 예시적인 산소-포집 중합체는 제1 시험 동안 18420 ± 8750의 정규화된 반응 상수를 가졌다. 플라스크에 산소-포화수를 다시 충진한 경우에도, 제2 예시적인 산소-포집 중합체의 정규화된 반응 상수는 여전히 도 4에 도시된 열가소성 엘라스토머 기재 수지의 수백배였다.
실시예 3:
도 7 및 도 8은 각각 탈미네랄화된 수돗물(8000 ppm의 산소 함량을 가짐)로 충진된 4개의 유리 플라스크의 2개의 별개의 군에서 시간에 따른 산소 수준을 도시한다. 도 7에 도시된 실험의 경우, 중량이 0.66 그램이고, 두께가 2 mm인 본 발명의 제3 예시적인 구현예의 산소-포집 중합체의 샘플을 4개의 플라스크의 제1 군의 4개의 유리 플라스크 각각에 넣었고, 플라스크를 밀봉하였고, 플라스크 내의 산소 수준을 시간에 따라서 측정하였다(십억분율 단위). 도 8에 도시된 실험의 경우, 중량이 0.66 그램이고, 두께가 2 mm인 본 발명의 제3 예시적인 구현예의 산소-포집 중합체의 샘플을 4개의 플라스크의 제1 군의 4개의 유리 플라스크 각각에 넣었고, 플라스크를 밀봉하였고, 플라스크 내의 산소 수준을 시간에 따라서 측정하였다(십억분율 단위). 각각의 실험에서, 플라스크 내의 산소가 고갈되었을 때, 새로운 부피의 산소-포화수를 사용하여 측정을 2회 반복하였다.
도 7에 도시된 실험에서 사용된, 제3 예시적인 구현예의 산소-포집 중합체는 도 6에 도시된 실험에서 사용된 제3 유형의 열가소성 가황물, 뿐만 아니라 활석 및 12%의 아황산나트륨으로 구성된다. 도 8에 도시된 실험에서 사용된, 제4 예시적인 구현예의 산소-포집 중합체는 도 6에 도시된 실험에서 사용된 제3 유형의 열가소성 가황물, 뿐만 아니라 활석, 12%의 아황산나트륨, 및 4%의 에틸렌 비닐 알콜(EVOH)로 구성된다.
도 6에 도시된 실험에서 사용된 열가소성 엘라스토머 기재 수지(제3 유형의 열가소성 가황물을 포함함)와 비교할 때, 제3 예시적인 산소-포집 중합체 및 제4 예시적인 산소-포집 중합체는 이러한 예시적인 산소-포집 중합체를 먼저 플라스크 내에 넣었을 때 열가소성 엘라스토머 기재 수지보다 훨씬 더 높은 속도로 산소를 흡수하였다. 그리고, 플라스크에 탈미네랄화된 수돗물을 다시 충진한 경우에도, 도 7 및 도 8의 제3 예시적인 산소-포집 중합체 및 제4 예시적인 산소-포집 중합체는 도 6에 도시된 열가소성 엘라스토머 기재 수지보다 훨씬 더 신속한 속도로 반응하였다.
본 발명의 구현예 및 실시예는 예시의 목적을 위해서 기술되었다. 관련 기술 분야의 당업자는 이러한 설명으로부터 기술된 구현예 및 실시예가 제한이 아니고, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주에 의해서만 제한된 개질 및 변경으로 실시될 수 있고, 첨부된 청구범위는 본 발명의 다양한 구현예 및 이의 등가물에 대한 넓은 보호를 제공하도록, 이러한 개질 및 변경을 포괄하도록 의도된다는 것을 인지할 것이다.

Claims (45)

  1. 산소-포집 중합체(oxygen-scavenging polymer)로서,
    열가소성 엘라스토머로 이루어진 군으로부터 선택되는 소수성 중합체;
    아황산나트륨, 아스코르브산나트륨, 아황산칼륨 및 아스코르브산칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 5 중량% 내지 20 중량%의 산소 포집제(scavenger); 및
    1 중량% 내지 6 중량%의 친수성 중합체를 포함하고,
    상기 친수성 중합체 및 상기 산소 포집제의 입자는 각각 상기 소수성 중합체의 매트릭스 전체에 분산되는 산소-포집 중합체.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 친수성 중합체는 에틸렌 비닐 알콜, 폴리비닐 알콜, 및 폴리아미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 산소-포집 중합체.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 소수성 중합체는 열가소성 가황물, 스티렌 이소프렌 부타디엔, 폴리메틸펜텐, 폴리부텐-1, 폴리이소부틸렌, 에틸렌 프로필렌 고무, 및 에틸렌 프로필렌 디엔 단량체 고무; 및 2종 이상의 이러한 소수성 중합체의 블렌드로 이루어진 군으로부터 선택되는 산소-포집 중합체.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 산소-포집 중합체는 활석을 포함하는 산소-포집 중합체.
  5. 산소-포집 중합체를 함유하는 장치로서, 산소-포집 중합체가
    a) 열가소성 엘라스토머로 이루어진 군으로부터 선택되는 소수성 중합체;
    b) 아황산나트륨, 아스코르브산나트륨, 아황산칼륨 및 아스코르브산칼륨으로 이루어진 군으로부터 선택되는 5 중량% 내지 20 중량%의 산소 포집제; 및
    c) 1 중량% 내지 6 중량%의 친수성 중합체를 포함하고,
    상기 친수성 중합체 및 상기 산소 포집제의 입자는 각각 상기 소수성 중합체의 매트릭스 전체에 분산되는 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 장치가 음료 용기용 마개이고,
    상기 마개는 쉘 및 밀봉 부재를 포함하는, 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 쉘은 소수성 중합체로 구성되고,
    상기 밀봉 부재는 열가소성 엘라스토머로 구성되고,
    상기 산소 포집제는 상기 밀봉 부재 내에 분산된, 장치.
  8. a) 적어도 하나의 벽(적어도 하나의 벽은 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항의 산소- 포집 중합체를 포함함); 및
    b) 적어도 1종의 음료 또는 음료 성분
    을 포함하는 용기.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 적어도 1종의 음료 또는 음료 성분은 음료 농축물 및 농축된 음료 성분으로 이루어진 군으로부터 선택되는 용기.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 음료 농축물은 상기 음료 농축물에 의해 유래되는 음료와 동일한 부피에서 2배 내지 6배의 당 함량 및 알콜 함량을 포함하는 용기.
  11. a) 제 8항의 용기를 제공하는 단계(상기 용기는 적어도 하나의 벽, 및 적어도 1종의 음료 성분을 포함함), 및
    b) 상기 음료 성분을 액체로 희석하여 음료를 제조하는 단계
    를 포함하는 음료의 제조 방법.
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