INHIBIDOR DE CORROSIÓN PARA HERMETAPAS DE PRODUCTOS ENVASADOS Y MÉTODO Y SISTEMA PARA LA APLICACIÓN DEL MISMO
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se relaciona a un compuesto inhibidor de corrosión y a un método y sistema de aplicación del mismo, para prevenir Ia corrosión en las porciones metálicas de los contenedores empleados para envasar bebidas, alimentos u otros productos susceptibles de evasarse; más particularmente para prevenir Ia corrosión en las hermetapas metálicas empleadas para dichos contenedores
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
En Ia actualidad las bebidas, alimentos o productos envasados están disponibles en varios tipos de contenedores, como por ejemplo botellas elaboradas de vidrio, que durante su proceso de elaboración y llenado, sus boquillas se cierran mediante el uso de hermetapas, que por Io general son metálicas. Tales hermetapas, comúnmente también llamadas coronas, corcholatas, fichas o tapones, se elaboran a partir de una placa o lámina metálica a Ia cual se aplica un proceso de corte y estampado así como un proceso de estampado de tintas y barnizado además de agregarle un liner plástico para formar el sello interior de Ia hermetapa. Previamente a esto, Ia placa o lámina metálica pudo haber sido tratada con un proceso de galvanizado que tiene por objeto prevenir Ia corrosión de Ia misma.
Durante las diferentes etapas del proceso de corte y estampado de Ia placa o lámina metálica para formar las hermetapas, se genera un borde perimetral, cuyo filo queda sin protección contra Ia corrosión, de tal forma que al momento de
colocar la hermetapa sobre Ia boquilla del contenedor, el borde perimetral de Ia hermetapa se encuentra expuesto a las condiciones propias del ambiente en que los contenedores de productos envasado están inmersos.
La hermetapa al estar colocada en Ia boquilla del contenedor y al encontrarse expuesta a las condiciones que inician el fenómeno de corrosión, se propicia que su borde perimetral sea atacado por tal fenómeno y que por Io general dicho ataque se presenta en forma de óxido metálico el cual tiende a depositarse en el interior de Ia hermetapa así como en el borde superior del contenedor; de tal forma que al retirar Ia hermetapa, para consumir el producto, los residuos de óxido adheridos en el contorno de Ia boquilla generan mal aspecto así como también pueden llegar a ser fuente de contaminación tanto para el producto envasado como para el consumidor del mismo.
Aunado a Io anterior, Ia mayoría de los compuestos inhibidores de corrosión, basados en zinc, empleados en Ia actualidad para el tratamiento de placas o superficies metálicas, contienen en su formulación compuestos y/o concentraciones que por Io general están fuera de las normas permisibles. Por Io cual resulta no factible emplearlos como una segunda etapa de tratamiento para prevenir Ia corrosión una vez que Ia hermetapa es estampada y cortada pues incrementaría los costos de operación y mucho menos aplicarlos una vez que Ia hermetapa es colocada sobre Ia boquilla del contenedor ya que sería fuente de contaminación para el consumidor,
OBJETO DE LA INVENCIÓN
En vista de Io descrito anteriormente, es propósito de Ia presente invención proveer un inhibidor de corrosión para hermetapas y un método y sistema para Ia
aplicación del mismo, donde el inhibidor de corrosión es de bajo costo, libre de compuestos contaminantes y cuyas concentraciones de compuestos activos no causan daños a Ia salud y que además es aplicado una vez que Ia hermetapa está colocada sobre Ia boquilla del contenedor.
Aunado a Io anterior, también es objeto de Ia presente invención proveer un sistema y un método para aplicar el inhibidor de corrosión a Ia hermetapa una vez que esta, está colocada sobre Ia boquilla del contenedor.
DESCRIPCIÓN BREVE DE LAS FIGURAS
Los detalles característicos del método y sistema para aplicar el inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas se describen en Ia sección de "modo de aplicación" así como en las figuras que Io acompañan, las cuales son con el propósito de definir dicho método y sistema pero sin limitar el alcance de éste.
Figura 1 ilustra un diagrama esquemático del sistema del presente invento para Ia aplicación de un inhibidor de corrosión en hermetapas.
Figuras 2A y 2B ilustran un vista lateral y vista superior de Ia orientación del rocío del inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas desde Ia perspectiva de Ia figura 1.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Primeramente los detalles característicos y de composición del inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas se describen en los siguientes párrafos, los
cuales son con el propósito de definir las características y composición de dicho inhibidor de corrosión sin limitar el alcance de éste.
El inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas de Ia invención, en su composición concentrada, muestra componentes que a su vez pudieran consistir de múltiples componentes.
Los componentes son descritos individualmente a continuación.
COMPONENTE I
El inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas contiene un componente activo I, que es una o más fuentes de zinc de grado alimenticio que puede ser zinc metálico, óxido de zinc, o mezclas de los mismos.
Dentro de otras fuentes de zinc de grado alimenticio que pueden ser empleadas como componente I, encontramos las sales de zinc, como por ejemplo gluconato de zinc, cloruro de zinc, sulfato de zinc, carbonato de zinc, citrato de zinc o mezclas de las mismas.
COMPONENTE II
El inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas contiene un componente activo II, que es una o más fuentes acidas que pueden ser ácidos carboxílicos, tales como ácido cítrico, su sal o mezclas de los mismos.
El ácido carboxílico empleado en Ia composición, también puede ser ácido acético, ácido adípico, ácido algínico, ácido láctico, ácido esteárico, ácido tartárico, ácido tánico, ácido succínico, ácido propiónico o mezclas de los mismos.
Otros tipos de fuentes acidas empleadas son ácido sulfúrico, ácido glutamico, ácido glucónico, ácido fosfórico, ácido ascórbico, ácido eritórbico, ácido sórbico, ácido clorhídrico o mezclas de los mismos.
COMPONENTE IH
El inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas contiene un componente III, que es un componente regulador del pH como el hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de amonio o mezclas de los mismos, que Ie dan características de estabilización al inhibidor de corrosión y evita su precipitación. El rango de pH del inhibidor de corrosión está entre pH 2 a pH 8.
COMPONENTE IV
El inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas contiene como componente IV agua como fase acuosa para Ia dispersión de los demás componentes durante Ia elaboración del concentrado del inhibidor de corrosión. Preferentemente se emplea agua suave para tal propósito.
Una vez que el inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas es elaborado en forma de concentrado, se procede a diluirlo en agua, preferentemente suave, para facilitar su adecuada aplicación sobre las hermetapas.
MEZCLA DEL CONCENTRADO
El inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas, en su elaboración como concentrado, combina los componentes I, II, III y IV en las siguientes concentraciones de porciento en peso:
(a) Del 0.0005 % al 50 % de Ia fuente de zinc (componente I);
(b) del 0.001 % al 60 % de Ia fuente acida (componente II);
(c) del 0.001 % al 25 % del compuesto regulador de pH (componente III) y
(d) del 0 % al 99.997 % de agua (componente IV)
La tabla 1 muestra ejemplos de Ia composición del inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas, en forma de concentrado, mostrando las concentraciones de porciento en peso de cada componente, su pH de operación y los residuos de corrosión presentes en las boquillas en contenedores de vidrio de prueba:
Tabla 1
En una versión particular en su composición como concentrado de inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas, muestra el contenido siguiente en concentración de porciento en peso: (a) Del 0.00055 % al 15 % de óxido de zinc (componente I);
(b) del 0.00145 % al 20 % de ácido cítrico (componente II);
(c) del 0.0012 % al 24 % de hidróxido de sodio (componente III) y
(d) del 41 al 99.997 % de agua suave (componente IV) .
La tabla 2 muestra ejemplos de Ia composición del inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas, en forma de concentrado, mostrando Ia concentración de porciento en peso de cada componente, su pH de operación y los residuos de corrosión presentes en las boquillas en contenedores de vidrio de prueba:
Tabla 2
DISOLUCIÓN DEL CONCENTRADO El concentrado del inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas es disuelto en agua para facilitar su aplicación sobre las hermetapas metálicas, de acuerdo a las siguientes concentraciones de porciento en peso:
(a) Del 0.01 % al 100 % del concentrado del inhibidor de corrosión
(componente I + componente II + componente III + componente IV) y (b) del 0 % al 99.99% de agua como disolvente.
La tabla 3 muestra ejemplos de Ia composición del inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas, en forma diluida, mostrando Ia concentración de porciento en peso de cada componente, su pH de operación y los residuos de corrosión presentes en las boquillas en contenedores de vidrio de prueba:
Tabla 3
MODO DE PREPARACIÓN DEL CONCENTRADO
El concentrado del inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas se prepara, por ejemplo, a una temperatura en el rango de 400C a 600C; donde primeramente se prepara una solución acuosa de agua suave (componente IV) y fuente acida (componente II); posteriormente se agrega lentamente Ia fuente de zinc (componente I), procediéndose después a agitarlo vigorosamente; agregándose lentamente el componente regulador de pH (componente III) para estabilizar Ia solución y evitar Ia precipitación de Ia reacción de Ia fuente de zinc y Ia fuente acida y además de regular el pH deseado en el concentrado, en el rango de pH 2 a pH 8.
Finalmente Ia composición activa (componente I + componente II + componente III) se diluye en agua de dilución en cantidades adecuadas de acuerdo a los requerimientos de aplicación.
MODO DE APLICACIÓN El inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas puede ser aplicado por inmersión de Ia hermetapa, que está colocada en boquilla del contenedor, en un deposito con inhibidor de corrosión; otra alternativa de aplicación es rociar el inhibidor de corrosión en Ia hermetapa o simplemente aplicar el inhibidor de
corrosión por medio manual sobre Ia hermetapa mediante el empleo de una brocha, esponja, estopa, etc.. En todos los casos se debe permitir que el inhibidor de corrosión impregne tanto el borde de Ia hermetapa, así como Ia superficie interior de Ia hermetapa colindante con Ia superficie de Ia boquilla del contenedor.
Para el caso de Ia alternativa de aplicación por rociado del inhibidor de corrosión, Ia figura 1 muestra el sistema para Ia aplicación de un inhibidor de corrosión en hermetapas, para proveer una aplicación uniforme y óptima de una cantidad de inhibidor de corrosión adecuada para tal propósito. Aquí el sistema IO tiene un par de boquillas de aspersión 20 colocadas generalmente de forma opuesta, con un ángulo de rocío ligeramente ascendente en dirección a Ia base o al borde perimetral de Ia hermetapa, en especial hacia su filo. Tales boquillas de aspersión 20 están conectadas a un sistema neumático 30 que contiene el inhibidor de corrosión. El sistema 10 cuenta con un detector de proximidad 40 para detectar Ia presencia del contenedor 50 con Ia hermetapa 60 colocada, al momento en que los contenedores 50 son transportados por Ia cadena transportadora 70.
Bajo Ia configuración del sistema 10, los contenedores 50 son transportados por Ia cadena transportadora 70 hacia el sistema 10 para Ia aplicación del inhibidor de corrosión. En el momento en que el contenedor 50, con Ia hermetapa 60 colocada, está próximo a las boquillas de aspersión 20, este es detectado por el detector de proximidad 40, el cual ordena al sistema neumático 30 rociar el inhibidor de corrosión sobre Ia hermetapa 60 por medio de las boquillas de aspersión 20; de tal forma que favorezca a que el inhibidor de corrosión se impregne y se adhiera al borde perimetral de Ia hermetapa 60 así como en Ia superficie interior de Ia misma, Ia cual colinda con Ia superficie de Ia boquilla del
contenedor 50. Finalmente, permitir que el inhibidor de corrosión seque y forme una capa inhibidora de corrosión en Ia hermetapa 60.
Refiriéndonos ahora a las figuras 2A y 2B, las cuales ilustran un vista lateral y vista superior de Ia orientación del rocío del inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas desde Ia perspectiva de Ia figura 1. Con el propósito de favorecer a que el inhibidor de corrosión se impregne y se adhiera al borde perimetral de Ia hermetapa 60 así como en Ia superficie interior de Ia misma, Ia cual colinda con Ia superficie de Ia boquilla del contenedor 50; las boquillas de aspersión 20 son colocadas generalmente en posiciones opuestas entre sí, con una inclinación o un ángulo de rocío β ligeramente ascendente en dirección hacia Ia ubicación de Ia hermetapa 60 en el contenedor 50, particularmente hacia Ia base o al borde perimetral de Ia hermetapa 60, en especial hacia su filo expuesto.
Basado en las alternativas de composición descritas anteriormente del inhibidor de corrosión para hermetapas metálicas de productos envasados, se contempla que las modificaciones de los ambientes de aplicación y composición descritos, así como los ambientes de aplicación y composición alternativos serán considerados evidentes para una persona experta en el arte de Ia técnica bajo Ia descripción de dicho inhibidor de corrosión. Es por Io tanto, contemplado que las reivindicaciones abarcan dichas modificaciones y alternativas que estén dentro del alcance del inhibidor de corrosión del presente invento.