BR112021010360A2 - Portador de recipiente - Google Patents
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Abstract
PORTADOR DE RECIPIENTE. Um portador
flexível para transportar uma pluralidade de recipientes, tais como
recipientes de refrigerantes e outros recipientes de bebidas, sendo
formado a partir de uma composição polimérica, a qual provêm o portador
com uma recomposição melhorada, resistência à tração e ruptura. A
composição polimérica inclui em torno de 40 a 60% por peso de um
polímero de etileno de baixa densidade apresentando uma densidade em
torno de 0,910 a 0,950 gramas/cm3 e em torno de 40 a 60% por peso de uma
mistura de produto reciclado pós consumo de polímero de polietileno de
baixa densidade e polímero de polietileno de baixa densidade linear.
Description
[001] Esta invenção se refere a um portador de recipiente tendo aberturas para admissão de recipiente para unificação de uma pluralidade de recipientes.
[002] Os portadores de recipiente convencionais são utilizados, frequentemente, para a unificação de uma pluralidade de recipientes dimensionados similarmente, tais como latas, garrafas, jarras e caixas e/ou recipientes similares requerendo unificação. Os portadores anulares flexíveis de plástico são um tipo de portador de recipiente convencional.
[003] Os portadores anulares flexíveis de plástico apresentando uma pluralidade de aberturas para admissão de recipiente, tipicamente, sob uma configuração genérica oval, redonda ou retangular, cada uma das quais se engatando em um recipiente correspondente, podem ser usados para a unificação de quatro, seis, oito, doze ou outros grupos adequados de recipientes dentro de uma embalagem múltipla conveniente.
[004] Existe um interesse no crescente emprego de conteúdo reciclado pós consumo ("PCR") quanto a fabricação de um portador. Entretanto, um portador que inclua tal conteúdo reciclado pós consumo deve ainda gerar uma embalagem esteticamente agradável e forte atendendo aos parâmetros de desempenho sem avarias, deformação nas extremidades ou o risco de perda do recipiente. Tal portador deve suportar ainda os rigores de aplicações sob altas velocidades junto aos recipientes. Além disso, tal portador deve atender rigorosos padrões de fotodegradabilidade. Surgindo, então, uma necessidade quanto a um portador que inclua conteúdo reciclado pós consumo e que seja capaz de transportar uma grande quantidade de recipientes permitindo aplicações sob alta velocidade e resultando em uma embalagem esteticamente agradável para o consumidor manipular.
[005] A presente invenção é direcionada a um portador flexível para o empacotamento de recipientes que inclua uma disposição de aberturas para admissão de recipiente sendo configuradas para permitir o posicionamento sobre os recipientes e permitir o transporte de uma embalagem de recipientes unificada.
[006] O portador é configurado, adequadamente, com uma combinação de tramas e aberturas para admissão de recipiente permitindo a entrada e o estiramento distribuído, genericamente, uniforme para aplicação junto aos recipientes. Tipicamente, os portadores convencionais incluem aberturas para admissão de recipiente de formatos genericamente ovais, redondos, retangulares ou triangulares.
[007] A invenção em questão é direcionada a um portador de recipiente que inclua uma disposição de aberturas para admissão de recipiente e entalhes intermediários. O portador resultante é configurado para possibilitar o posicionamento sobre os recipientes correspondentes resultando em uma embalagem firme, coesa em formato de tijolo.
[008] A presente invenção é direcionada a um portador flexível para recipientes, incorporando material reciclado pós consumo contendo material convencional e mantendo ainda uma desejável recomposição após o estiramento, alongamento adequado diante de avaria, e desejáveis propriedades de fotodegradabilidade. O portador flexível é formado utilizando-se uma mistura polimérica que inclui, preferencialmente, os seguintes componentes: a) em torno de 30 a 80% por peso de um polímero de polietileno de baixa densidade incluindo em torno de 80 a 100% por peso de etileno; b) em torno de 20 a 70% por peso de uma mistura de produto reciclado pós consumo de polímero de polietileno de baixa densidade e polímero de polietileno de baixa densidade linear; e c) um ou mais aditivos para melhoramento da fabricação e/ou das características pós consumo, tal como a degradação.
[009] Os aditivos podem incluir agentes de escorregamento e outros auxiliares de processamento para acentuamento da extrusão e/ou corte matricial. Os aditivos podem incluir compostos para o melhoramento ou auxílio na degradação incluindo fotodegradação, tal como de 0 a em torno 20% por peso de um comonômero de monóxido de carbono para acentuação da fotodegradação.
[010] O portador flexível inclui uma chapa plástica formada utilizando-se a mistura polimérica, e incluindo uma pluralidade de aberturas vindo a circundar e reter os recipientes. Cada abertura sendo circundada por uma porção do portador flexível definida como uma porção de engate de recipiente.
[011] Os aspectos mencionados anteriores e outros fatores e objetivos desta invenção serão melhor entendidos a partir da descrição detalhada a seguir considerada em conjunto com os desenhos, em que: a Fig. 1 é uma vista elevada lateral de um portador de recipiente de acordo com uma modalidade preferida desta invenção; e a Fig. 2 é um gráfico mostrando a mudança do módulo e a mudança da deformação ao longo de cinco diferentes composições de um material de portador de recipiente.
[012] A Fig. 1 mostra um portador flexível 10 para a utilização de múltiplos recipientes em uma embalagem unificada resultante. Embora a Fig. 1 ilustre um portador contendo seis aberturas para admissão de recipiente 25, a ilustração é um exemplo, e a invenção não fica limitada ao portador flexível mostrado para seis recipientes. Por exemplo, o portador flexível 10 pode ser configurado alternativamente e utilizado para unificar quatro, oito, dez, doze, ou qualquer outra quantidade desejada de recipientes.
[013] Preferencialmente, os recipientes são latas ou garrafas, entretanto, qualquer outro tipo de recipiente habitualmente utilizado pode ser empregado com o portador flexível 10, de acordo com esta invenção. Preferencialmente, embora não necessariamente, os recipientes são dimensionados dentro de um portador flexível individual.
[014] Preferencialmente, cada portador flexível 10 inclui uma camada individual de chapa flexível 20 apresentando uma largura e comprimento definindo na mesma uma pluralidade de aberturas para admissão de recipiente 25, cada uma das quais para admissão de um recipiente. Preferencialmente, dispõem-se a pluralidade de aberturas para admissão de recipiente em duas fileiras longitudinais e múltiplas posições longitudinais, de modo a formar-se uma composição de aberturas para admissão de recipiente, tal como duas fileiras por três posições para uma embalagem múltipla de seis recipientes, conforme mostrado na Fig. 1.
Preferencialmente, genericamente, as aberturas para admissão de recipiente 25 são ligeiramente alongadas em uma direção longitudinal do portador flexível.
[015] Uma embalagem representativa resultante do portador flexível inclui uma pluralidade de recipientes unificados. Os portadores flexíveis 10 são aplicados, genericamente, junto aos recipientes através do estiramento da chapa flexível circundando as aberturas para admissão de recipiente em torno do recipiente, e requerendo que o estiramento do recipiente seja recomposto, provendo, dessa forma, com um engate firme.
[016] Preferencialmente, os portadores flexíveis 10, tais como os mostrados na Fig. 1, são fabricados em um filamento genericamente contínuo de portadores em que os portadores são perfurados ou então são formados longitudinalmente adjacentes aos outros portadores. Desta maneira, um filamento genericamente contínuo de portadores é formado podendo ser laminado em carretéis ou acomodado em caixas para posterior desenrolamento e aplicação junto aos recipientes. Em seguida, os portadores são cortados em portadores ou embalagens individuais.
[017] As aberturas para admissão de recipiente e aberturas intermediárias são formadas, preferencialmente, dentro de uma geometria resultando em uma aplicação uniforme do portador junto aos recipientes produzindo uma unificação firme dos recipientes dentro do portador flexível. Tal advento é dificultado quando o material no interior do portador flexível é minimizado, conforme mostrado e descrito no relatório presente.
[018] Os recipientes a serem inseridos nas aberturas para admissão de recipiente 25 podem ser garrafas ou latas apresentando formatos e diâmetros variáveis. Com referência a Fig. 1, por exemplo, cada portador flexível 10 é instalado através de estiramento das aberturas para admissão de portador 30 na direção transversal, de modo oposto. As porções para admissão de portador 30 são instaladas em torno dos recipientes enquanto estiradas, permitindo-se que venham a se retrair (se recomporem) proporcionando com um encaixe por pressão em torno da nervura, repique ou superfície externa dos recipientes. A resistência do encaixe sob pressão irá apresentar impacto, em parte, pelo módulo da chapa flexível 20 utilizado para a construção do portador flexível 10. As dimensões da vista plana do portador flexível 10, e seus componentes, variam de acordo com o emprego final. Empregos finais particulares incluem, sem limitação, latas de bebida e drinques suaves e garrafas de vários tamanhos e formatos.
[019] A chapa flexível 20 utilizada para formar o portador flexível 10 é desejavelmente uma película de plástico, a qual pode ser formada por um processo de extrusão e cortada, em seguida, para formar o portador flexível. A chapa flexível 20 apresenta uma espessura que proporciona com integridade estrutural suficiente para transportar uma quantidade desejada de recipientes. Por exemplo, cada portador flexível 10 pode ser projetado para transportar múltiplos recipientes de um produto desejado apresentando peso, volume, formato e tamanhos específicos. Para a maioria das aplicações a chapa flexível 20 pode apresentar uma espessura em torno de 0,076 a 1,270 mm (3 a 50 mils), adequadamente 0,127 a 0,762 mm (5 a 30 mils), e normalmente, em torno de 0,254 a 0,508 mm (10 a 20 mils).
[020] A chapa flexível 20 utilizada para formar o portador flexível 10 é formada utilizando-se uma composição polimérica, a qual inclui um polímero de polietileno de baixa densidade sob alta pressão e uma mistura de produto reciclado pós consumo de polímero de polietileno de baixa densidade linear. A composição provê o portador 10 com uma desejável recomposição após o estiramento, alongamento adequado e resistência contra ruptura, em comparação com um outro portador similar feito utilizando-se somente polímero de polietileno de baixa densidade sob alta pressão. O alongamento e a resistência contra ruptura são aferidos utilizando-se o teste de tensão-deformação descrito no padrão ASTM D882- 91, cujo procedimento é incorporado como referência. A recomposição após o estiramento pode ser medida utilizando-se diversos procedimentos padrões e especializados.
[021] A mistura polimérica utilizada para formar o portador flexível inclui em torno de 30 a 80% por peso de um polímero de polietileno de baixa densidade, incluindo em torno de 80 a 100% por peso de etileno e de 0 a em torno de 20% por peso de um comonômero de monóxido de carbono. Desejavelmente, este polímero é ramificado, e preparado, em seguida, utilizando-se um processo de polimerização convencional sob alta pressão. O polímero de polietileno de baixa densidade pode ser preparado utilizando-se um catalisador Ziegler-Natta ou um sistema de catalisador de sítio individual. O polímero de polietileno de baixa densidade pode ser um homopolímero, ou um copolímero de etileno contendo um ou mais comonômeros alfa-olefina C3 a C12 e/ou monóxido de carbono. Desejavelmente, o polímero de polietileno de baixa densidade inclui um comonômero de monóxido de carbono, que torna o portador mais propenso a degradação na presença da luz ultravioleta.
Adequadamente, a mistura polimérica inclui em torno de 70 a 97% por peso do polímero de polietileno de baixa densidade, desejavelmente em torno de 80 a 95% por peso do polímero de polietileno de baixa densidade.
[022] A quantidade desejada de comonômero de monóxido de carbono no polímero de polietileno de baixa densidade varia dependendo do percentual do polímero de polietileno de baixa densidade na composição de mistura polimérica.
Quando presente, o comonômero de monóxido de carbono pode constituir em torno de 0,1 a 20% por peso do polímero de polietileno de baixa densidade. Quando considerado como um percentual da composição de mistura polimérica, o comonômero de monóxido de carbono pode constituir em torno de 0,1 a 10% por peso.
[023] O polímero de polietileno de baixa densidade deve apresentar uma densidade em torno de 0,910 a 0,950 gramas/cm3, adequadamente em torno de 0,920 a 0,940 gramas/cm3, desejavelmente em torno de 0,920 a 0,935 gramas/cm3.
Em outras palavras, a expressão "polímero de polietileno de baixa densidade" inclui polímeros de polietileno habitualmente considerados com apresentando densidade média, assim como polímeros de polietileno habitualmente considerados como apresentando baixa densidade. O polímero de polietileno de baixa densidade deve apresentar um índice de fusão em torno de 0,2 a 3,0 gramas/10 min., adequadamente em torno de 0,3 a 1,5 gramas/10 min., desejavelmente em torno de 0,4 a 0,7 gramas/10 min., medido a 190°C utilizando o padrão ASTM D1238.
[024] A mistura polimérica utilizada para formar o portador flexível inclui ainda em torno de 20 a 70% por peso de um produto reciclado pós consumo de polímero de polietileno de baixa densidade. Mais preferencialmente, a mistura polimérica inclui 40 a 60% por peso de uma mistura de produto reciclado pós consumo de polímero de polietileno de baixa densidade e polímero de polietileno de baixa densidade linear. A tabela a seguir lista as combinações de exemplo de material reciclado pós consumo de polímero de polietileno de baixa densidade úteis para formar a composição de portador flexível da invenção.
Composições de Portador Flexível I. 40 a 60% por peso de copolímero de etileno-monóxido de carbono, apresentando uma densidade de 0,925 a 0,931 gramas/cm3, um índice de fusão (190°C) de 0,42 a 0,62 gramas/10 min., II. 40-60% por peso de uma mistura de produto reciclado pós consumo de polímero de polietileno de baixa densidade e polímero de polietileno de baixa densidade linear apresentando as qualidades a seguir: Propriedade Unidade Valor Nominal Método de Teste
ASTM Densidade Relativa g/cm3 0,920 a 0,935 D792 Taxa de Fluxo g/10 min. 0,5 a 1,5 D1238 Fundido (AVG) Teor de Cinza % ≤ 2,5 D4218 Teor de Umidade % ≤ 0,05 D6980 Tamanho da Pelota Mm 4,5 a 5,5 ;e III. 0 a 10% de aditivos.
[025] Conforme mostrado na Fig.2, a combinação do copolímero de etileno- monóxido de carbono e o material reciclado pós consumo pode resultar nas características de propriedade desejáveis até em torno de 65% por peso do teor reciclado pós consumo. Conforme mostrado, a fotodegradabilidade melhora diante de um teor de 25% de PCR, quando então, começa a decrescer através de um teor de 50% de PCR vindo a piorar em torno de 65% por peso de PCR. Da mesma forma, a recomposição e módulo permanecem razoavelmente consistentes a um teor entre 0 e 25% de PCR, quando então a recomposição começa a decrescer conforme aumente o percentual de PCR. Preferencialmente, em geral, o material PCR é claro/translúcido e não opaco/escuro.
[026] A composição de mistura polimérica utilizada no portador flexível inclui dois componentes poliméricos primários, conforme descrito anteriormente, nas faixas percentuais estabelecidas, com ou sem outros componentes poliméricos, provido que as propriedades físicas importantes do portador flexível descrito acima sejam substancialmente mantidas. Por exemplo, o copolímero de etileno-monóxido de carbono que desestabiliza o portador contra a radiação ultravioleta pode ser provido separadamente, na forma de uma batelada principal ou concentrado apresentando um elevado teor de monóxido de carbono, ou parte ou a totalidade do monóxido de carbono pode ser copolimerizada com o plastômero de etileno-alfa- olefina catalisado em sítio individual. Outros polímeros podem ser também adicionados em quantidades preservando ou acentuando substancialmente a recomposição, alongamento, módulo, resistência à tração, e resistência ao rasgamento do portador flexível, e/ou proporcionando ao portador com resistência a temperatura fria, resistência a rachadura por tensão, acentuando a claridade e outras propriedades desejadas. Os componentes poliméricos podem ser misturados a seco e/ou misturados por fusão em conjunto. Tipicamente, eles são alimentados, separadamente, no extrusor, o qual forma a chapa de portador flexível, e são misturados por fusão no extrusor.
[027] De acordo com uma modalidade preferida da invenção, 40 a 60% por peso de uma mistura de produto reciclado pós consumo de polímero de polietileno de baixa densidade e polímero de polietileno de baixa densidade linear pode compreender de valores quantificáveis de propileno, buteno, LDPE, Hexeno, Estireno e LLDPE (polietileno de baixa densidade linear). Exemplos de bateladas específicas de material são listadas na tabela a seguir.
Amostra # % por % por % por peso % por peso % por % por peso peso de peso de Hexeno aproximado peso de aproximado PP (como de (inclui algum LDPE Estireno de LLDPE propileno) Buteno LDPE) 1 1,8 2,2 4,4 50 0,05 45 2 2,3 2,0 4,4 45 0,15 45 3 1,7 2,6 3,8 53 0,29 38
[028] Em uma modalidade da invenção, preferencialmente, a composição inclui um aditivo para atender na degradabilidade do portador em questão. Em uma modalidade, tal degradabilidade é fotodegradável e pode incluir a introdução de monóxido de carbono de modo que a mistura polimérica apresente um teor de monóxido de carbono em torno de 0,1 a 10 % por peso.
[029] De acordo com uma modalidade preferida, um plastômero copolimérico de etileno-alfa-olefina catalisado em sítio individual pode ser ainda incluído para acentuar as características de recomposição e do módulo do portador flexível 10.
Preferencialmente, o plastômero inclui uma densidade em torno de 0,850 a 0,905 gramas/cm3. Plastômeros copoliméricos de etileno-alfa-olefina catalisados em sítio individual podem incluir metaloceno e podem incluir plastômeros disponibilizados pela Exxon-Mobil Chemical Co. sob a marca comercial EXACT, e a partir da Dow Chemical CO. sob as marcas comerciais AFFINITY e ENGAGE.
[030] Outros aditivos que podem compreender 0 a 10% da composição do portador de recipiente podem incluir agentes de escorregamento e outros auxiliares de processamento para acentuar a extrusão e/ou o corte matricial. Um tipo de tal auxiliar pode compreender um auxiliar de processamento fluorado, tal como o KYNAR FLEX 5300 fabricado pela Arkema, que compreende aproximadamente 0,25% da composição. Outros aditivos podem incluir um antibloco, antioxidante, e agentes de escorregamento ajustando a composição na acomodação do estiramento e as características de recomposição requeridas no portador de recipiente finalizado.
[031] Enquanto que no relatório precedente tenha sido descrita esta invenção com relação a certas modalidades preferidas da mesma, e muitos detalhes tenham sido estabelecidos para fins ilustrativos, fica evidenciado aos especialistas da área técnica que o portador flexível 10 é susceptível a modalidades adicionais e que certos detalhes descritos presentemente podem ser consideravelmente variados sem haver o desvio quanto aos princípios básicos da invenção.
Claims (10)
1. Portador flexível (10) para transportar uma pluralidade de recipientes, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma chapa flexível (20) e uma pluralidade de aberturas primárias (25) formadas na chapa (20) para admissão de porções dos recipientes, a chapa flexível (20) compreendendo uma composição polimérica que inclui: em torno de 30 a 80% por peso de um polímero de polietileno de baixa densidade incluindo em torno de 80 a 100% por peso de etileno, o polímero de polietileno de baixa densidade apresentando uma densidade em torno de 0,910 a 0,950 gramas/cm3 e preparado utilizando-se um processo de polimerização sob alta pressão; e em torno de 20 a 70% por peso de uma mistura de produto reciclado pós consumo de um polímero de polietileno de baixa densidade e polímero de polietileno de baixa densidade linear.
2. Portador flexível (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o polímero de polietileno de baixa densidade ramificado compreende: um homopolímero de polietileno; ou etileno e outro comonômero de alfa-olefina; em que o polímero de polietileno de baixa densidade ramificado apresenta uma densidade em torno de 0,920 a 0,935 gramas/cm3.
3. Portador flexível (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: um aditivo que resulta em fotodegradabilidade; e/ou não menos que duas e não mais do que quinze das aberturas primárias (25); e/ou em torno de 1 a 10% por peso de um plastômero copolimérico de etileno-alfa- olefina catalisado em sítio individual apresentando uma densidade em torno de 0,850 a 0,905 gramas/cm3; e/ou 0 a em torno de 20% por peso de um comonômero de monóxido de carbono.
4. Portador flexível (10), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o plastômero copolimérico de etileno-alfa olefina catalisado em sítio individual compreende um comonômero de alfa-olefina contendo de 3 a 12 átomos de carbono ou de 4 a 8 átomos de carbono.
5. Portador flexível (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição polimérica compreende em torno de 40 a 60% por peso do polímero de polietileno de baixa densidade ramificado e em torno de 40 a 60% por peso da mistura de produto reciclado pós consumo, sem perda substancial das propriedades mecânicas de um portador flexível (10) sem o produto reciclado pós consumo.
6. Portador flexível (10), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a mistura de produto reciclado pós consumo compreende ainda pelo menos um dentre propileno, buteno, hexeno e estireno.
7. Portador flexível (10) para transportar uma pluralidade de recipientes, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma chapa flexível (20) e uma pluralidade de aberturas primárias (25) formadas na chapa (20) para admissão de porções dos recipientes, a chapa flexível (20) compreendendo uma composição polimérica que inclui: em torno de 40 a 60% por peso de um copolímero de etileno-monóxido de carbono que inclui um polímero de polietileno de baixa densidade ramificado formado utilizando-se um processo de polimerização sob alta pressão e um comonômero de monóxido de carbono; e em torno de 40 a 60% por peso de uma mistura de produto reciclado pós consumo de polímero de polietileno de baixa densidade e polímero de polietileno de baixa densidade linear.
8. Portador flexível (10), de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o copolímero de etileno-monóxido de carbono compreende em torno de 0,5 a 10% por peso de monóxido de carbono.
9. Portador flexível (10) para transportar uma pluralidade de recipientes, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma chapa flexível (20) e uma pluralidade de aberturas primárias (25) formadas na chapa (20) para admissão de porções dos recipientes, a chapa flexível (20) compreendendo uma composição polimérica que inclui: em torno de 40 a 60% de um polímero de polietileno de baixa densidade ramificado produzido por um processo sob alta pressão; e em torno de 40 a 60% por peso de uma mistura de produto reciclado pós consumo de polímero de polietileno de baixa densidade e polímero de polietileno de baixa densidade linear.
10. Portador flexível (10), de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o polímero de polietileno de baixa densidade apresenta: uma densidade em torno de 0,910 a 0,950 gramas/cm3; e/ou um índice de fusão em torno de 0,3 a 1,5 gramas/10 min.
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