MXPA03009547A

MXPA03009547A - Composicion de recubrimiento con capacidad para absorber radiacion uv.

Info

Publication number: MXPA03009547A
Application number: MXPA03009547A
Authority: MX
Inventors: Lele Imre
Original assignee: Commw Scient Ind Res Org
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2002-04-19
Publication date: 2004-12-06
Also published as: EP1392782A4; RU2003133667A; HRP20030941A2; WO2002085992A1; NO20034646L; CA2444705A1; EP1392782A1; KR20040007500A; HUP0303820A2; NO20034646D0; HUP0303820A3; JP2004534114A

Abstract

Se describe una composicion de recubrimiento que tiene la capacidad de absorber la luz UV o la luz visible y la luz UV. La composicion de recubrimiento incluye un vehiculo y un pigmento dispersado en el vehiculo de luz UV de modo que la composicion de recubrimiento puede absorber la luz UV hasta en 360 nm, o nanoparticulas de un absorbente de luz visible y luz UV de modo que la composicion de recubrimiento puede absorber la luz visible y la luz UV hasta en 550 nm, y el absorbente incluye un material inorganico.

Description

COMPOSICIÓN DE RECUBRIMIENTO CON CAPACIDAD PARA ABSORBER RADIACIÓN UV Campo del Invento La presente invención se refiere a una composición de recubrimiento que puede proporcionar protección contra la exposición a la luz ultravioleta ("UV") o la luz visible y luz UV que tienen longitudes de onda desde menos de 200 nm hasta más de 500 ó 550 nm. En particular, la presente invención se refiere a una composición de recubrimiento que puede ser aplicada a recipientes que son utilizados para el almacenamiento de productos los cuales son sensibles a la luz. Dichos productos incluyen, pero no están limitados a, alimentos, bebidas y productos farmacéuticos .

Antecedentes de la Invención Es sabido que los contenedores claros sin color fallan en la protección del contenido sensible a la luz de los recipientes, los efectos perjudiciales de la luz UV, o la luz visible y UV. En la técnica anterior, solamente los recipientes completamente opacos (tales como latas de metal y recipientes de cartón) y los recipientes transparentes (tales como los recipientes de plástico o vidrio de color ámbar) ofrecen una protección a la luz UV y a la luz visible. Los recipientes de color ámbar oscuro o completamente opacos son menos atractivos que los recipientes claros en situaciones en donde los consumidores desean ver y verificar el contenido de los recipientes. La investigación de mercado indica que los recipientes azules o verdes transparentes son particularmente atractivos para los consumidores debido a que presentan una imagen de alta calidad. Se considera generalmente que los recipientes transparentes azules o verdes proporcionan una protección a la luz ÜV y a la luz visible o UV. Sin embargo, de hecho, dichos recipientes proporcionan el mismo nivel bajo de protección proporcionado por los recipientes claros incoloros. Un efecto perjudicial particular de la luz visible y la luz UV en las bebidas tales como la cerveza y el vino es la generación de la falta de sabor denominada "sabores desabridos", la nariz humana es particularmente sensible a dicha falta de sabor y por lo tanto, es importante el uso de recipientes con protección a la luz visible y la luz ÜV para dichos productos . Un método para solucionar el problema de la cerveza "desabrida" ha sido el uso de lúpulos que son modificados químicamente de modo que eliminan el precursor químico de las moléculas responsables de la falta de sabor. Sin embargo, estas moléculas son también los químicos que contribuyen al sabor amargo que esperan los bebedores de cerveza. Por lo tanto, la cerveza resultante es considerablemente menos atractiva para muchos de los consumidores . Generalmente, los productos de cerveza son empacados en recipientes ámbar o de vidrio verde. Una comparación de las propiedades de protección contra la luz visible y la luz UV del vidrio ámbar y verde se puede apreciar en la figura 1 (absorbancia) y en la figura 2 (transmitencia) . El vidrio ámbar se muestra en la figura 1 y presenta una absorbancia significativa sobre todo la parte importante de luz UV y el espectro de luz visible, es decir, generalmente en la región de la longitud de ondas superior a 500 nm. Por otra parte, el vidrio verde absorbe de manera fuerte en la región debajo de los 320 nm, pero menos bien en la región entre 320 y los 500 nm. Los resultados mostrados en las figuras 1 y 2 son importantes, ya que se considera que se requiere la luz en estas longitudes de onda para la producción de sabores "desabridos". Por lo tanto, como se puede apreciar los vidrios verdes tradicionales no evitan la transmisión de las longitudes de onda de luz visible y ÜV perjudiciales bastante cercanas al vidrio ámbar, no obstante, el vidrio verde es utilizado por muchos fabricantes de cerveza para sus productos e indudablemente tiene una amplia aceptación del consumidor. La necesidad de aumentar las capacidades de protección contra la luz visible y la luz UV del vidrio han sido abordadas en el pasado mediante la aplicación de materiales orgánicos absorbentes de luz visible y luz UV a las superficies del vidrio. Generalmente, dichos materiales son de sacrificio y absorben la luz visible y la luz UV y por lo tanto, son degradados . Dichos materiales son bastante costosos y debido a su acción de sacrificio, son inadecuados para productos que tienen una larga vida en el anaquel . También es conocido que los óxidos de metal seleccionados se pueden absorber de manera fuerte en las regiones de luz visible y UV del espectro de luz. Sin embargo, dichos óxidos de metal han carecido de claridad y la transparencia que sea adecuada para usarlos como aditivos para recubrimientos que van a ser aplicados a recipientes en donde es importante poder ver el contenido del recipiente. Es un objeto de la presente invención proporcionar una composición de recubrimiento que tenga la capacidad para proporcionar la protección de las longitudes de onda perjudiciales de la luz UV o de la luz visible y la luz UV.

Sumario de la Invención De acuerdo con la presente invención, se proporciona una composición de recubrimiento que incluye un vehículo y un pigmento dispersado en el vehículo, y el pigmento incluye nanopartículas de absorbentes de luz UV, de modo que la composición de recubrimiento tiene la capacidad de absorber una cantidad importante de la luz incidente hasta 360 nm o nanopartículas de un absorbente de luz visible y luz UV de modo que la composición de recubrimiento tiene la capacidad de absorber una cantidad importante de la luz visible y la luz UV incidente hasta 550 nm, incluyendo el absorbente un material inorgánico . El término "nanopartículas" en la presente descripción significa que las partículas son lo suficientemente pequeñas para parecer transparentes sin nebulosidad en la luz visible. En vista de los problemas relacionados con la medición exacta del tamaño de las partículas pequeñas, el solicitante no desea estar limitado a una definición del término "nanopartículas" que esté basado en un rango de tamaño de partículas particular . Sin embargo, las nanopartículas preferidas son partículas con un diámetro esférico equivalente menor de 100 nm (0.1 mieras). Más preferentemente, las nanopartículas no incluyen una concentración importante de partículas que exceden de 100 nm (determinado por el Microscopio de Transmisión de- Electrones) y tienen la estabilización coloidal efectiva sin agregación, aglomeración o floculación de partículas individuales, tanto en una composición de recubrimiento líquida y como un recubrimiento de la composición de recubrimiento. Más preferentemente, las nanopartículas son partículas con un diámetro esférico equivalente menor de 50 nm (0.05 mieras) . Un tipo adecuado de material inorgánico del absorbente son los óxidos de hierro. Los absorbentes basados en óxido de hierro son adecuados particularmente para la formación de recubrimientos pigmentados transparentes de la composición de recubrimiento. Los absorbentes basados en óxido de hierro también son adecuados particularmente para absorber la región de luz visible y luz UV del espectro de luz . Otro tipo adecuado, aunque no es el único, de material inorgánico del absorbente son los óxidos de zinc . Los absorbentes basados en óxido de zinc son adecuados particularmente para formar recubrimientos transparentes incoloros de la composición de recubrimiento . Los absorbentes basados en óxido de zinc también son adecuados particularmente para absorber la región UV del espectro de luz . El pigmento puede incluir más de un tipo de absorbentes . De preferencia, el pigmento incluye además nanoparticulas de un pigmento que proporciona o contribuye al color de la composición del recubrimiento .

A modo de ejemplo, el pigmento puede incluir pigmentos azules o verdes o una combinación de pigmentos que da como resultado pigmentos azules o verdes . Más preferentemente, el pigmento incluye además nanoparticulas de pigmentos azul o verde que ocasionan que la composición de recubrimiento sea de un color azul o verde transparente. Más preferentemente, el pigmento incluye nanoparticulas de absorbente de óxido de hierro amarillas o rojas, y pigmentos azul o verde que ocasionan que la composición de recubrimiento sea sorprendentemente un color azul o verde transparente . La composición de pigmentos de absorbente de óxido de hierro rojo o amarillo pálido y los pigmentos azul y verde crean una composición de recubrimientos que tiene buenas características de absorción de la luz visible y la luz ÜV, mientras que son de apariencia transparente azul o verde - una composición comercial atractiva. De preferencia, el vehículo tiene la capacidad de actuar como (i) un dispersante de las partículas de pigmento y (ii) un formador de película. De preferencia el vehículo es un material polimérico .

El vehículo puede ser un compuesto de un número de materiales que tienen un rango de características.

Por ejemplo, los materiales pueden incluir materiales que tienen predominantemente características dispersantes que tienen características de formación de película predominantemente, y materiales que tienen características dispersantes y de formación de película . De preferencia, el material de formación de película es seleccionado del grupo que incluye poliuretanos , poliésteres, poliolefinas , polivinilos (incluyendo cloruros de polxvinilo) y poliacrílicos .

De acuerdo con la presente invención también se proporciona un substrato que tiene un recubrimiento de la composición de recubrimiento anteriormente descrita . El substrato puede ser formado a partir de cualquier material adecuado. Los ejemplos de los materiales adecuados son materiales de vidrio y plástico. De preferencia, el substrato forma una pared de un recipiente, tal como una botella, y el recubrimiento se encuentra sobre una superficie exterior del recipiente.

De preferencia, el espesor de recubrimiento no es mayor de 100 mieras. Más preferentemente, el espesor del recubrimiento no es mayor de 50 mieras. El espesor del recubrimiento está relacionado con el nivel de protección requerido y con la concentración del absorbente de luz visible y luz UV, o de luz UV ("UV/Vis") en el pigmento en la composición del recubrimiento. Específicamente, se puede proporcionar un rango de diferentes combinaciones de (i) las concentraciones del absorbente UV/Vis (ii) el espesor de recubrimiento puede proporcionar un nivel de protección determinado . En un extremo es posible tener una concentración relativamente alta de absorbente UV/Vis y un espesor de recubrimiento relativamente pequeño y en el otro extremo, es posible tener una concentración relativamente baja de absorbente UV/Vis y un espesor de recubrimiento relativamente grande. Éste es un punto importante, debido que significa que es posible impartir al recubrimiento los atributos físicos deseados, tales como resistencia al desgaste, resistencia a los rayones, costo y transparencia, cambiando la concentración del absorbente ÜV/Vis y/o el espesor del recubrimiento. Dependiendo de las circunstancias (tales como el substrato que está siendo recubierto, el uso final del substrato, y el aparato de recubrimiento para la aplicación del recubrimiento) puede ser preferible variar la concentración del absorbente UV/Vis, y el espesor del recubrimiento entre los dos extremos anteriormente descritos, para producir un nivel determinado de protección. Por ejemplo, para recipientes recubiertos de extremo frió, tales como botellas de cerveza se prefiere que el espesor del recubrimiento se encuentre en un rango de 0.1 a 2 mieras. Más preferentemente, el espesor de recubrimiento de es 0.1 a 1.5 mieras y más preferentemente de 0.3 a 1.5 mieras . Es un ' aspecto sorprendente de la presente invención, se pueden emplear recubrimientos azules absorbentes de luz visible y luz UV lisos aplicados como el recubrimiento de extremo frío en los espesores de recubrimiento del 0.3 a 1 miera. De acuerdo con la presente invención, también se proporciona un método de formación de una composición de recubrimiento con capacidad de absorber la luz UV hasta 360 nm, o la luz visible y la luz UV hasta 550 nm, cuyo método incluye un paso de molido húmedo de un vehículo y un pigmento para formar una dispersión diluida del pigmento en el vehículo, incluyendo el pigmento nanopartículas de un absorbente con capacidad para absorber la luz UV, o la visible o la luz UV hasta en 550 nm. Es particularmente preferido que el vehículo incluya un dispersante con el objeto de evitar la formación de flóculos durante el paso de molido húmedo . Los dispersantes preferidos incluyen: (a) policarboxilato para medios acuosos; e (b) hiper-dispersantes entrópicos ( "Solsperse" ) para los medios no acuosos. De preferencia, el paso de molido húmedo se lleva a cabo en poco contenido de sólidos. De preferencia el contenido de sólidos es del 5% al 30% en peso. Más preferentemente, el contenido de sólidos es del 15% al 25% en peso. El paso de molido húmedo de preferencia incluye el molido de medios agitados húmedos (molido de gránulos) en lotes, en modalidades de pases continuos, o recirculación continua utilizando gránulos pequeños (con un diámetro de <0.7mm) con una entrada de potencia mayor de 0.5kW por litro del volumen de la caparazón para un periodo prolongado hasta que se haya logrado la transparencia requerida.

El paso de molido húmedo puede ser tal y como se describe en la Solicitud Internacional No. WO9717406, a nombre de M J Bos Consultants Pty. Ltd. De acuerdo con la presente invención, también se proporciona un método para formar un recubrimiento de una composición de recubrimiento con capacidad para absorber la luz visible y la luz UV hasta 550 nm sobre un substrato, cuyo método incluye los pasos de: (a) formar la composición de recubrimiento tal y como se describió anteriormente; y (b) aplicar la composición de recubrimiento sobre el substrato para formar un recubrimiento continuo sobre el substrato. La composición de recubrimiento puede ser aplicada al substrato por cualesquiera medios adecuados, tales como aspersión o recubrimiento con rodillo de la composición de recubrimiento sobre el substrato . De preferencia, el método incluye agregar vehículo adicional a la composición de recubrimiento formada en el paso (a) y por lo tanto, diluir la composición de recubrimiento hasta una concentración requerida del volumen del pigmento antes de aplicarla al substrato en el paso (b) . De preferencia, el vehículo adicional es un material de formación de película. De preferencia la concentración del volumen del pigmento es del 25% al 45%. Más preferentemente, la concentración del volumen del pigmento es del 30% al 40%. Preferentemente, el substrato es una pared de un recipiente y el paso (b) es parte del método de fabricación del recipiente. Preferentemente el recipiente es un recipiente de vidrio. La fabricación del recipiente de vidrio, por ejemplo, la fabricación de botellas de vidrio incluye generalmente dos etapas durante las cuales puede ser aplicado el recubrimiento a la superficie de la botella . El recubrimiento de extremo caliente (HEC) es aplicado al vidrio utilizando técnicas químicas de deposición por vapor inmediatamente después de la formación del recipiente de vidrio cuando la temperatura de la superficie del recipiente puede estar a una temperatura de 600 °C o mayor. El HEC es generalmente un material de cerámica tal como óxido de estaño y sirve tanto para proteger la superficie del vidrio del daño, como para proporcionar un substrato para el recubrimiento de extremo frió. El recubrimiento de extremo frió (CEC) es aplicado después de que un recipiente de vidrio ha sido precocido a una temperatura en la superficie de 120°C a 180°C. El CEC consiste de un recubrimiento orgánico que le proporciona a la superficie del vidrio la lubricidad necesaria para su paso a alta velocidad a través de las lineas automáticas de inspección y llenado. Algunos recubrimientos también sirven para proteger la superficie de vidrio del daño por abrasión y para conservar la resistencia inherente del vidrio. Los recubrimientos de extremo frió pueden estar basados en ceras de silicona, polietileno, alcohol polivinílico, ácido esteárico, ácido qleico, poliuretano, poliéster, poliolefinas y poliacrilatos . La composición de recubrimiento de la presente invención puede ser aplicada a un recipiente de vidrio en una etapa de extremo frió de la fabricación de la botella. Preferentemente, el espesor del recubrimiento es de 0.1 a 1.5 mieras. Preferentemente, el vehículo del recubrimiento de extremo frió es el vehículo de la composición de recubrimiento de la presente invención. En una forma particularmente preferida de la invención, el vehículo de la composición de recubrimiento es un material acrílico, o poliuretano o poliéster termoplástico basado en agua y la composición de recubrimiento es aplicada a una superficie del recipiente en una etapa CEC. Alternativamente, se puede utilizar un material de base de poliéster, o poliuretano o acrílico, de termoajuste basado en un solvente bajo condiciones de aplicación especializadas, no relacionadas con el recubrimiento de extremo frío.

Breve Descripción de las Figuras La presente invención se describe adicionalmente haciendo referencia a los ejemplos, y los dibujos que la acompañan. En los dibujos: La figura 1 compara las propiedades de protección ÜV/Vis de un vidrio claro, verde y ámbar utilizado en las botellas de cerveza, mostrado como la absorbancia UV/Vis; La figura 2 compara las propiedades de protección UV/Vis del vidrio claro, verde y ámbar utilizado en las botellas de cerveza, mostrado como la transmitencia ÜV/Vis; La figura 3 compara las propiedades de protección UV/Vis de (i) una composición de recubrimiento (formulación 1) de acuerdo con la presente invención tal y como se describe en el ejemplo 1, (ii) vidrio claro, y (iii) vidrio ámbar utilizado en las botellas de cerveza, mostrada como la absorbancia ÜV/Vis . La figura 4 compara la absorbancia UV/Vis de la composición utilizada en la figura 3 contra la absorbancia UV/Vis de los productos de vidrio comerciales; Las figuras 5 y 6 comparan la absorbancia UV/Vis de una película de una miera de una composición de recubrimiento (formulación B) de acuerdo con la presente invención tal y como se describe en el ejemplo 1 y los productos comerciales de vidrio. La figura 7 compara la absorbancia UV/Vis de las películas de 0.5 mieras de la composición de recubrimiento (formulación RH503) de acuerdo con la presente invención tal y como se describe en el ejemplo 4 y el vidrio ámbar; La figura 8 compara la absorbancia ÜV/Vis de una película de 0.6 mieras de composición de recubrimiento (formulación RH502, mezcla de RH504, RH505) de acuerdo con la presente invención tal y como se describe en el ejemplo 4 y el vidrio ámbar; y La figura 9 compara la absorbancia UV/Vis de una película de composición de recubrimiento basada en óxido de zinc de acuerdo con la presente invención tal y como se describe en el ejemplo 5, y un recubrimiento de control.

Descripción Detallada del Invento EJEMPLOS EJEMPLO 1. Formulaciones A y B - de acuerdo con la presente invención. Formulación A - basada en un vehículo acrílico de termoajuste . En una base de sólido/sólido, la composición de recubrimiento incluyó: 12% de pigmento FeOOH (Pigmento TOY Amarillo 42) . 1.3% de pigmento Fe203 (Pigmento TOR Rojo 101) . 0.5% de pigmento azul 5203 (Pigmento Azul 15:3) . 20 partes por ciento de pigmento de Solsperse 3000 (un hiperdispersante ) 40 partes de solución acrilica de termoaj usté .

"TOY" es un pigmento amarillo de óxido de hierro abastecido comercialmente por Johnson Matthey bajo el nombre de producto Trans Oxide Yellow AC500. "TOR" es un óxido de hierro suministrado por Johnson Matthey bajo el nombre de producto Trans Oxide Red AC1000. Formulación B - basado en emulsión de polietileno como vehículo . La composición de recubrimiento fue similar a la formulación A, con la excepción de que fue (i) acuosa, (ii) incluía 20 partes por ciento del pigmento de Orotan 731 (un dispersante policarboxílico) previamente preparado como sal de amonio como un reemplazo para Solsperse 3000; y (iii) incluía un producto de emulsión de polietileno que se consigue comercialmente, (utilizada como un recubrimiento de extremo frío en la fabricación de botellas de vidrio, y vendida bajo el nombre comercial de DURACOTE) , como un reemplazo para la resina acrílica de la formulación A.

Características Físicas de las Formulaciones A y B. El solicitante descubrió que las nanopartículas de pigmento de óxido de hierro en las formulaciones A y B no floculaban y que las composiciones de recubrimiento eran de un color verde. El color de las composiciones de recubrimiento virtualmente no se podrían distinguir del vidrio verde tradicional utilizado para las botellas de cerveza .

Funcionamiento de la Formulación ? Hasta el punto en que fue evaluada la formulación A, la composición de recubrimiento basada en el vehículo acrílico de termoa uste podría absorber la luz visible y la luz ÜV formando un recubrimiento delgado de unas 2 mieras de la composición sobre una placa de vidrio y comparando la absorbancia UV/Vis con la de una placa de vidrio sin tratar y un producto de vidrio ámbar que se consigue comercialmente utilizado para la fabricación de botellas de cerveza. Los resultados se muestran en la figura 3. En la figura 3 se puede apreciar que el vidrio recubierto tenía una absorbancia significativamente mejorada comparada con el vidrio sin tratar y proporcionaba una protección similar al producto conocido como vidrio ámbar. La formulación utilizada anteriormente fue aplicada como un recubrimiento sobre una botella verde. Como ya se había observado, la absorbancia UV de las botellas verdes se queda corta del estándar deseado por los productores de alimentos y cervezas. El efecto de recubrimiento de la botella verde con la formulación se muestra en la figura 4. En la figura 4 se puede apreciar que el recubrimiento proporcionó una protección superior generalmente contra la luz UV en longitudes de onda peligrosas entre 350 nm y 500 nm.

Funcionamiento de la Formulación B La absorbancia UV/Vis de un recubrimiento de la formulación B de 1 miera, la combinación basada en una emulsión de polietileno fue medida y comparada con la de una botella ámbar estándar. Los resultados se muestran en la figura 5. La absorbancia del recubrimiento sobre una platina de cuarzo fue comparable con la de la botella ámbar. Sin embargo, los resultados deben ser considerados en el contexto de que la platina de cuarzo no tiene absorbancia en las longitudes de onda medidas y que el espesor de la película era únicamente de 1 miera. La absorbancia ÜV/Vis de la formulación B también fue comparada con la de la botella de cerveza de vidrio verde que se muestra en la figura 6. La protección ÜV/Vis ofrecida por la formulación de recubrimiento fue muy similar a, o mejor que, el vidrio ámbar.

EJEMPLO 2 La formulación de recubrimiento transparente de acuerdo con la presente invención probada en este ejemplo contenia nanoparticulas con un diámetro de 5 a 100 nm de óxido de hierro y otros pigmentos dispersados en los vehículos que tienen un dispersante y características de formación de película .

Procedimiento de Molido Las formulaciones de recubrimiento fueron formadas de acuerdo con el siguiente procedimiento estandarizado . Un contenedor de acero inoxidable de 1 litro de un diámetro interno de 100 mm fue adaptado con un forro para el enfriamiento con agua. Se colocaron en el contenedor, una flecha de rotor que lleva 4 planos, un espesor de 6 mm, un diámetro de 90 mm, discos circulares formados de polietileno de peso molecular ultra-alto. El volumen neto del molino fue de 850 mi. este volumen neto fue cargado al 85% con 0.268kg de 0.4 a 0.7 m de diámetro de granulos de zirconia estabilizados coaxialmente (47% anulación) . Se atornilló y selló una tapa a la parte superior del molino pasando la flecha del rotor a través de un agujero y la guia del agitador dentro de la tapa. Se cargaron al molino 400 mi de cada una de las formulaciones de base del molino que se establecen más adelante. El peso real de las adiciones fue determinado de acuerdo con la densidad. Por ejemplo, para una formulación de base molida de una densidad de 2.2 kg/1, la cantidad de base molida agregada puede ser 0.88 kg. El rotor fue operado en un rango, de modo que la velocidad periférica de los discos fue de 10 m/s, por ejemplo, 2100rpm para los discos de 90 mm de diámetro. El molido de cada una de las formulaciones, pasando agua a temperatura ambiente a través del forro de enfriamiento continuó durante por los menos dos horas. El nano-molido anteriormente descrito es muy intenso comparado con el molido simplemente dispersor de los pigmentos para las pinturas y las tintas. En términos de intensidad, medido como litros de gases de base molida por litro de gránulos a granel por hora, el molido produjo 0.3 litros o menos comparado con 9 litros o más producidos en el molido convencional, con gránulos de varios itim de diámetro, de pigmentos para tintas y pinturas . Fue debido a este molido intenso que las formulaciones de recubrimiento pudieron lograr la claridad y la absorción protectora de la luz que se reporta a continuación.

Formulaciones Tal y como se indicó anteriormente, las formulaciones transparentes de recubrimiento contenían nanopartículas de 5 a 100 nm de diámetro de óxido de hierro y otros pigmentos dispersados en vehículos que tienen características dispersantes y de formación de película. La estabilización coloidal de las nanopartículas con diámetro de 5 a 100 nm y las áreas altas de superficies correspondientes (1000-50 metros cuadrados por mililitros) de las nanopartículas donde necesitó de ambos: (a) El molido total para evitar la nueva agregación de partículas y la floculación; y (b) durante la mezcla de resinas y la dilución para evitar la floculación del recubrimiento y la pérdida de absorbencia protectora.

Al mismo tiempo, además de tener características dispersantes, el vehículo también requería ser un vehículo de formación de película y de resistencia mecánica y a la pasteurización. Los dispersantes utilizados en las formulaciones fueron : (a) dispersantes de policarboxilato para medios acuosos, incluyendo una proporción de ácido poliacrílico en la forma de un sal de amonio; e (b) hiperdispersantes entrópicos ("Solsperse") , para medios no acuosos. Las formulaciones de recubrimiento tuvieron una viscosidad baja, de 5 a 10 cP, y un valor de rendimiento reológico insignificante, es decir, fueron Newtonianas . Las formulaciones de recubrimiento tenían las siguientes composiciones y características. Formulación 1 - aditivo de recubrimiento de extremo frío protector de luz azul-verde - 12% de Fe203 PR.101 - 8% de PY124 - 3% de CuPc - PB15:3 ac - 18pph Joncryl 61HV- lOp Dispex A40. Molido durante 2.25 horas. Botella pura verde fuerte - clara. Formulación 2 - aditivo de recubrimiento protector de luz ámbar 18% de Fe2Ü3 PR101 - 4% de PY124X - 1.5% de CuPc - PB15:3 ac - 18pph Joncryl 61HV- lOpph Dispex ?40. Molido durante 2 horas. Ámbar oscuro - claro. El color cambia menos la intensidad con la variación en el espesor de la película en el momento del rociado. Formulación 3 - aditivo de recubrimiento extremo frío protector de luz azul-verde - 12% de Fe2Ü3 PR101 - 2.3% de PY124 - 8.8% de CuPc - PB15:3 ac. Molido durante 2 horas. Azul-verde fuerte - muy claro. El color es más azul-verde que el de la formulación 1. Formulación 4 - se aumentaron los niveles de e203 PR101 para una mayor protección en un espesor inferior - 09F(506) 18% de Fe203 - PR101 - 4% de PY124 - 1.5% de CuPc '- PB15:3 ac - 18pph Joncry 161HV- lOpph Dispex. Molido durante 1.76 horas. Café-Dorado - muy claro. Formulación 5 - 04F(500) 12% de Fe203 - 8% de PY124 - 3% de CuPc ac - 18p Joncryl 61HV -lOpph Dispex. Molido durante 5 horas azul-verde fuerte - claro. Formulación 6 - 10% de Fe203 - 12% de Pigmento Verde - 361% de CuPc ac - 18p Joncryl 61HV- lOpph Dispex. Molido durante 3 horas. Verde brilloso - claro. El Pigmento Verde 36 produce un verde más claro que las combinaciones de azul y amarillo 03J(475) . Formulación 7 - 10% de Fe203 - 14% de PG36 ac - 18pph Joncryl 61HV- lOpph Dispex. Molido durante 2 horas.

Verde-amarillo brilloso - claro. El Pigmento Verde 36 produce un verde más puro que las combinaciones de azul y amarillo 03J(474) . Formulación 8 - (468) 10.3% de Fe203 - 13.7% de PG36 ac - 18p Joncryl 61HV - lOpp Dispex. Molido durante 2 horas. Verde amarillo - claro.

Evaluación de la absorbancia de luz de las formulaciones de la 1 a la 8 Se probó la absorbancia de luz de las formulaciones de recubrimiento de la 1 a la 8. Los procedimientos de prueba y los resultados se presentan a continuación. Las dispersiones claras de las formulaciones producidas mediante el procedimiento del molido con resinas fueron diluidas a una concentración de volumen del pigmento del 35%, como es apropiado, tales como emulsión acuosa de polietileno para el recubrimiento de extremo frió, o resina de poliuretano cortada por el solvente o acrilico cortado por el solvente o acuoso. Las formulaciones diluidas fueron aplicadas al vidrio o los plásticos claros para formar los recubrimientos de aproximadamente un espesor de película de una miera, algunas veces tan delgado como de 0.5 ó 0.3 mieras, produciendo todavía una protección que excede la protección del vidrio ámbar y las propiedades de película requeridas . La absorbancia de la luz visible (Azul) y UV por los recubrimientos fue medida en un Espectrómetro Visible-üV Varían Cary Modelo 1E y excedió de 2 (99%) hasta 450 nm y excedió 1 (90%) hasta 500 nm para los recubrimientos de las formulaciones. En otras palabras, la absorbancia excedió la absorbancia del vidrio ámbar utilizado generalmente para las botellas de cerveza. La nebulosidad de los recubrimientos con un espesor de 0.5 a 1 miera de las formulaciones fue menor del 15%, medida en el Espectrofotómetro Cary. El espesor de la película fue medido en un Analizador de Perfil de Superficie Taylor Hobson Talysurf 10. La resistencia a la pasteurización fue probada mediante la inmersión en agua a una temperatura de 65 a 70°C durante una hora. Los resultados fueron satisfactorios . La resistencia al rayado y la lubricidad de los recubrimientos con las botellas al contacto de la botella también fueron evaluados. Los resultados fueron satisfactorios.

EJEMPLO 3 Se agregaron los siguientes componentes de la formulación de recubrimiento a un recipiente agitado en las partes por peso indicadas a continuación, para formar una base molida: BASF Sico FR1363 PY124 0.78 partes BASF Azul Heliogen D7072 PB15:3 0.309 partes Jonson Matthey ACIOOO PR101 1.200 partes Rhodia Joncryl 61HD 35% 0.589 partes Giba Dispex A 40 40% 0.343 partes Agua 6.78 partes Total 10 partes La base molida fue molida, primero paso por paso, y luego recirculándola de un recipiente bien agitado a un Molino de Gránulos de Proceso de Cámara Doble Drais de 1.2 litros. El molino DCP fue adaptado con un colador de separación de gránulos en una apertura de 0.25 itim, pero fue operado sin un colador de separación de lecho, y cargado con 3.7 kg de gránulos de zirconia estabilizados parcialmente con un diámetro de 0.4 a 0.7 mm.

La velocidad del rotor fue en un índice máximo y un índice de bombeo, utilizando una cavidad de progresión de 5 a 151/min que fue mantenido durante 16 horas. En este punto, la base molida fue claramente transparente. La composición de recubrimiento resultante fue probada como un recubrimiento de extremo frío mezclando dos partes de la base molida y una parte de Duracote DIC, 20% de emulsión de recubrimiento de polietileno en un homogeneizador . La composición de recubrimiento resultante fue rociada sobre paneles de vidrio caliente y botellas de vidrio calientes provenientes de un horno a una temperatura de 130°C hasta un espesor de película seca de 1.0 mieras medido por el Analizador de Perfil de Superficie Talysurf. Se midió la "Absorbancia" de la película en el vidrio en un Espectrofotómetro UV/ visible Cary Modelo 1E en la modalidad de transmisión y fue comparado con la "absorbancia" del vidrio ámbar. La absorbancia de la composición de recubrimiento excedió la absorbancia del vidrio ámbar . La absorbancia de ambos, la composición de recubrimiento y el vidrio ámbar excedió el valor de 1.0 (10% de trasmisión en 500 nm) y excedió de 2.0 (1% de transmisión) en menos de 470 nm descendiendo hasta 200 nm en la región UV.

EJEMPLO 4 Se llevó a cabo un trabajo experimental en 4 formulaciones diferentes basadas en óxido de hierro RH502, RH503, RH504 y RH505 de acuerdo con la presente invención. La composición de las formulaciones se establece a continuación: Formulación RH503 - 18% de Fe203 - PR101 - 4% de PY124 - 1.5% de CuPc, ac - 18pph Joncryl 61 - lOpph Dispex A40. Formulaciones RH502, RH504 y RH505 - 18% de Fe203 -PR101 - 4% de PY124 - 1.5% de CuPc, ac - 18pph Joncryl 61 - lOpph Dispex A40. La formulación RH503 fue preparada en un molino de acero inoxidable de 1 litro descrito en el Ejemplo 2 para producir una formulación de recubrimiento transparente. El tiempo de molido fue de 6 horas. Se formó y se probó un recubrimiento de la formulación de acuerdo con el procedimiento descrito en el Ejemplo 2. El espesor del recubrimiento fue de 0.5 mieras. La Figura 7 ilustra el funcionamiento- del recubrimiento . Las formulaciones RH502, RH504 y RH505 fueron preparadas mediante el molido en un contenedor de ¦vidrio y un molino de agitador para producir formulaciones de recubrimiento transparentes . El tiempo de molido fue de 48 horas. Se formó y probó un recubrimiento de una mezcla de las formulaciones de acuerdo con el procedimiento descrito en el Ejemplo 2. El espesor de recubrimiento fue de 0.6 mieras. La figura 8 ilustra el funcionamiento del recubrimiento.

Como se puede apreciar en las Figuras 7 y 8, las formulaciones lograron absorbancias en o arriba de 1.5 en una longitud de onda de 500 mm, y tuvieron una absorbancia mejor que el vidrio ámbar estándar en un rango de longitud de onda de interés.

EJEMPLO 5 Se llevó a cabo el trabajo experimental en una formulación de recubrimiento basada en óxido de zinc de acuerdo con la presente invención. La formulación se preparó agregando 35% de 20 nía ZnO (s) a 15 pph (basado en los sólidos) de Solsperse Avecia 24000 GR dispersante y 202 gms de acetato de éter monometilico propilénglicol, y un vehículo de isómero-alfa (PGMA) . Esta formulación fue molida durante 46 horas para producir una formulación de recubrimiento transparente. El liquido resultante fue muy claro sin evidencia de floculación. La formulación de recubrimiento fue agregada a un poliuretano para producir un equivalente de dispersiones del 5%, el 7.5%, el 10% y el 15% de ZnO y las dispersiones fueron utilizadas para formar los recubrimientos. Los resultados de las características de absorción UV de los recubrimientos se proporcionan en la Figura 9. Como se puede apreciar en la Figura 9, la formulación de recubrimiento de ZnO tuvo una absorbancia significativamente mejor que la formulación de recubrimiento de control, en un rango de 300 a 400 nra, aumentando la absorbancia con la concentración de ZnO. La presente invención ha sido descrita a modo de ejemplo. Sin embargo, los ejemplos no deberán ser tomados como limitantes del alcance de la presente invención de modo alguno. Aquellos expertos en la técnica apreciarán modificaciones y variaciones a la invención, las cuales se considera que se encuentran dentro del alcance de la misma.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención, se considera como novedad y por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes: REIVINDICACIONES 1. Una composición de recubrimiento que incluye un vehículo y un pigmento dispersante en el vehículo, y el pigmento incluye nanopartículas absorbentes de luz UV de modo que la composición de recubrimiento tiene la capacidad de absorber la luz UV hasta en 360 nm, o nanopartículas de un absorbente de luz visible y UV de modo que la composición de recubrimiento puede absorber la luz visible y la luz UV hasta en 550 nm, y el absorbente incluye un material inorgánico.
2. La composición de recubrimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque las. nanopartículas son partículas de hasta 100 nm (0.1 mieras) de diámetro.
3. La composición de recubrimiento de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque las nanopartículas son partículas de hasta 100 nm (0.1 mieras) de diámetro sin concentración importante de partículas que excedan de 100 nm y que tiene una estabilización coloidal efectiva tanto en una composición para recubrimiento líquida como un recubrimiento de la composición de recubrimiento.
4. La composición de recubrimiento de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque las nanopartículas son partículas de hasta 50 nm (0.05 mieras) de diámetro.
5. La composición de recubrimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el material inorgánico del absorbente es un óxido de hierro.
6. La composición de recubrimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el material inorgánico del absorbente es un óxido de zinc.
7. La composición de recubrimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el pigmento incluye además nanopartículas de un pigmento que proporciona o contribuye al color de la composición de recubrimiento .
8. La composición de recubrimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el pigmento incluye además nanopartículas de pigmentos azul o verde que ocasionan que la composición de recubrimiento sea de un color azul o verde transparente,
9. La composición de recubrimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el pigmento incluye nanoparticulas de pigmentos de absorbente de óxido de hierro amarillo o rojo y pigmentos azul o verde que ocasionan que la composición de recubrimiento sea de un color azul o verde transparente.
10. La composición de recubrimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el vehículo tiene la capacidad de actuar como (i) un dispersante de las partículas del pigmento y (ii) un formador de película .
11. La composición de recubrimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el vehículo es un material polimérico.
12. La composición de recubrimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el vehículo es un compuesto de un número de materiales que tiene un rango de características, incluyendo características de dispersante y de formación de película.
13. La composición de recubrimiento de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada porque los materiales son seleccionados a partir de (i) materiales que tienen predominantemente características dispersantes , (ii) materiales que tienen predominantemente características de formación de película, y (iii) materiales que tienen características dispersantes y de formación de película .
14. La composición de recubrimiento de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque el material de formación de película es seleccionado del grupo que incluye poliuretanos , poliésteres, poliolefinas , polivinilos (incluyendo cloruros de polivinilo) y poliacrílicos .
15. Un substrato que tiene un recubrimiento de una composición de recubrimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores .
16. El substrato de conformidad con la reivindicación 15, formado a partir de un material de vidrio o plástico.
17. El substrato de conformidad con la reivindicación 15 o la reivindicación 16, caracterizado porque el espesor del recubrimiento no es mayor de 100 mieras.
18. El substrato de conformidad con la reivindicación 15 o la reivindicación 16, caracterizado porque el espesor del recubrimiento no es mayor de 50 mieras.
19. Un recipiente que tiene un recubrimiento de la composición de recubrimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.
20. El recipiente de conformidad con la reivindicación 19, formado a partir de un material de vidrio o plásticos .
21. El recipiente de conformidad con la reivindicación 19 o la reivindicación 20, caracterizado porque el espesor del recubrimiento no es mayor de 100 mieras.
22. El recipiente de conformidad con la reivindicación 19 o la reivindicación 20, caracterizado porque el espesor del recubrimiento no es mayor de 50 mieras.
23. El recipiente de conformidad con la reivindicación 19 , caracterizado porque el espesor de recubrimiento es de 0.1 a 2 mieras cuando el recipiente es un envase recubierto para extremo frío, tal como una botella de cerveza recubierta para extremo frió.
24. ün método para formar una composición de recubrimiento con capacidad de absorber la luz UV hasta en 360 nm, o la luz visible y la luz ÜV hasta 550 nm, cuyo método incluye un paso de molido húmedo de un vehículo y un pigmento para formar una dispersión molida del pigmento y el vehículo, y el pigmento incluye nanopartículas de un absorbente con capacidad de absorber la luz UV o la luz UV y la luz visible hasta en 550 nm.
25. El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado porque el vehículo incluye un dispersante con el objeto de evitar la formación de flóculos durante el paso del molido húmedo .
26. El método de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque los dispersantes incluyen: (a) policarboxilato para medios acuosos; e (b) hiper-dispersantes entrópicos ("Solsperse") para medios no acuosos.
27. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 24 a 26, caracterizado porque el paso de molido húmedo se lleva a cabo en un bajo contenido de sólidos .
28. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el contenido de sólidos es del 5 al 30% en peso.
29. El método de conformidad con la reivindicación 27, caracterizado porque el contenido de sólidos es del 15 al 25% en peso.
30. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 24 a 29, caracterizado porque el paso de molido húmedo incluye el molido continuo en lotes de medios agitados húmedos, o las modalidades de recirculación utilizando gránulos pequeños (diámetro <0.7 nm) con una entrada de potencia no mayor de 0.5kW por litro del volumen de la caparazón por un periodo de tiempo prolongado hasta que se haya logrado una transparencia requerida.
31. El método de formación de recubrimiento de una composición de recubrimiento con capacidad para absorber la luz UV hasta en 360 nm o la luz visible y la luz UV hasta en 550 nm sobre un substrato, cuyo método incluye los pasos de: (a) la formación de la composición de recubrimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14; y (b) aplicar la composición de recubrimiento sobre un substrato para formar un recubrimiento continuo sobre el substrato.
32. El método de conformidad con la reivindicación 31, el cual incluye la adición de un vehículo adicional a la composición de recubrimiento formada en el paso (a) , y de este modo se diluye la composición de recubrimiento hasta una concentración de volumen requerido del pigmento antes de aplicar el recubrimiento al substrato en el paso (b) .
33. El método de conformidad con la reivindicación 32, en donde el vehículo es además un material de formación de película.
34. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 31 a 33, caracterizado porque la concentración de volumen del pigmento es del 25% al 45% .
35. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 31 a 34, caracterizado porque el substrato es una pared de un recipiente y el paso (b) es parte de un método de fabricación del recipiente.
36. El método de conformidad con la reivindicación 35, caracterizado porque el recipiente es un recipiente de vidrio.
37. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 35 ó 36, caracterizado porque el paso (b) incluye la aplicación de la composición de recubrimiento sobre el recipiente en una etapa de recubrimiento de extremo frío del método de fabricación del recipiente.