BRPI0708939A2 - recipiente, processo para preparar um recipiente, processo para preparar uma prÉ-forma micro-celular, e recipiente plÁstico possuindo uma estrutura espumada - Google Patents

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Abstract

RECIPIENTE, PROCESSO PARA PREPARAR UM RECIPIENTE, PROCESSO PARA PREPARAR UMA PRÉ-FORMA MICRO-CELULAR, E RECIPIENTE PLÁSTICO POSSUINDO UMA ESTRUTURA ESPUMADA Um recipiente compreende um polimero microcelular espumado, e um gás não reativo contido nas células microcelulares da espuma, onde o recipiente possui uma aparência prateada. O processo para produzir o recipiente compreende moldagem por injeção de uma pré-forma polimérica possuindo um gás não reativo capturado no interior de suas paredes, resfriar a pré-forma até uma temperatura abaixo da temperatura de amolecimento do polímero, reaquecer a pré-forma até uma temperatura acima da temperatura de amolecimento do polímero, e moldar a sopro a pré-forma, para preparar um recipiente compreendendo um polímero micro-celular espumado possuindo um gás não reativo contido no interior das células micro-celulares da espuma.

Description

Recipiente, processo para preparar um recipiente, processopara preparar uma pré-forma micro-celular, e recipienteplástico possuindo uma estrutura espumada
Campo da Invenção
A presente invenção está relacionada de modo gerala um recipiente polimérico com paredes espumadas que possuiuma aparência singular. Mais particularmente, a invençãoestá direcionada a um recipiente que compreende espumamicro-celular, em que as micro-células da espuma contêm umgás não reativo tal como nitrogênio, e o recipiente possuiuma aparência prateada. Também é contemplada como uma parteda presente invenção um método de fabricação do recipientede paredes espumadas possuindo uma aparência prateada.
Fundamentos da Invenção
Garrafas providas de camada única e de multicamadasorientadas biaxialmente podem ser fabricadas a partir demateriais poliméricos tais como, por exemplo, tereftalatode polietileno (PET) usando ura processo de pré-forma aquente, onde uma pré-forma provida de camada simples ou demulticamadas é aquecida até sua temperatura desejada deorientação e extraída e soprada em conformidade com umacavidade circundante de moldagem. A pré-forma pode serpreparada por meio de qualquer processo convencional talcomo, por exemplo, por extrusão de uma pré-forma quecompreende urna camada simples ou múltiplas camadas depolímero, ou mediante injeção de camadas subseqüentes depolímero sobre uma pré-forma previamente moldada porinjeção. No geral, múltiplas camadas são usadas pararecipientes de bebida, para acrescentar propriedadesbarreira contra difusão não geralmente encontradas emrecipientes de camada simples.
As diversas camadas de polímeros dos polímerosmulticamadas da arte já existente estão geralmente emcontato íntimo umas com as outras, facilitando desse modo acondução da energia térmica através das paredes dosrecipientes. Isso permite aos conteúdos resfriados dorecipiente a aquecer rapidamente até a temperaturaambiente. Conseqüentemente, tais recipientes sãofreqüentemente forrados internamente, por exemplo, com umcapeamento de poliestireno espumado para conferirpropriedades termo-isolantes ao recipiente.
Seria desejável preparar um aprimorado recipienteplástico que seja opaco com propriedades visuais únicas sema adição de um agente de coloração. Além disso, éconsiderado desejável conferir propriedades termo-isolantes, ao recipiente plástico aprimorado. Também, seriadesejável preparar um aprimorado recipiente plásticopossuindo uma aparência prateada sem exigir a adição de umagente de coloração que pudesse influenciar de modo adversoas características de reciclagem do recipiente.Sumário da Invenção
De acordo com a presente invenção, um recipiente deparedes espumadas possuindo uma aparência única foidescoberto de modo surpreendente. 0 recipiente compreendeum polímero micro-celular espumado, e um gás não reativocontido nas células micro-celulares da espuma, em que orecipiente possui uma aparência prateada sem a adição de umagente de coloração.
Também contemplada como uma modalidade da invençãoestá um processo para preparar um recipiente de paredesespumadas possuindo uma aparência única. 0 processocompreende as etapas de moldagem por injeção de uma pré-forma pol imerica possuindo um gás não reativo capturado nointerior de suas paredes, resfriar a pré-forma até umatemperatura abaixo da temperatura de amolecimento dopolímero, reaquecer a pré-forma até uma temperatura acimada temperatura de amolecimento do polímero, e moldar asopro a pré-forma, para preparar um recipientecompreendendo um polímero micro-celular espumado possuindoum gás não reativo contido nas células micro-celulares daespuma, onde o recipiente possui uma aparência prateada.
O recipiente de acordo com a presente invenção éparticularmente útil para embalar bebidas carbonatadas.
Descrição Detalhada da modalidade preferida
A presente invenção está direcionada a umrecipiente de paredes espumadas possuindo uma aparênciaúnica, compreendendo um polímero micro-celular espumado, eum gás não reativo contido nas células micro-celulares daespuma, onde o recipiente possui uma aparência prateada.
Uma outra modalidade da presente invenção estádirecionada a um processo para produzir um recipiente deparedes espumadas possuindo uma aparência única,compreendendo a moldagem por injeção de uma pré-formapolimérica possuindo um gás não reativo capturado nas suasparedes, resfriar a pré-forma até uma temperatura abaixo datemperatura de amolecimento do polímero, reaquecer a pré-forma até uma temperatura acima da temperatura deamolecimento do polímero, e moldar a sopro a pré-forma,para preparar um recipiente compreendendo um polímeromicro-celular espumado possuindo um gás não reativo contidonas células micro-celulares da espuma, onde o recipientepossui uma aparência prateada.
Polímeros adequados a partir dos quais o recipientepode ser preparado incluem, mas não estão necessariamentelimitados a, tereftalato de polietileno (PET) e outrospoliésteres, polipropileno, ésteres ácidos deacrilonitrila, cloretos de vinila, poliolefinas,poliamidas, e semelhantes, bem como derivados, misturas, eseus copolímeros. Um polímero adequado para propósitoscomerciais é o PET..
Escamas do polímero são derretidas em um extrusorconvencional de plastificação a parafuso, para preparar umacorrente homogênea de polímero aquecido derretido nadescarga do extrusor. Tipicamente, a temperatura dacorrente de polímero derretido descarregada proveniente doextrusor varia de a partir de cerca de 225 0C até cerca de325 °C. Aqueles usualmente versados na técnica irão notarque a temperatura da corrente de polímero derretido serádeterminada através de diversos fatores, incluindo o tipode escamas do polímero usado, da energia fornecida aoparafuso extrusor, etc. Como um exemplo, PET éconvencionalmente extrusado numa temperatura de a partir decerca de 260 0C até cerca de 2:90 °C. Um gás não reativo éinjetado sob pressão para dentro da zona de mistura doextrusor, para ao final das contas induzir a captura do gáscomo vazios micro-celulares contidos no materialpolimérico. Pelo termo "gás não reativo" como ele é usadoaqui, é significado um gás que é substancialmente inerte emrelação ao polímero. Gases não reativos preferidoscompreendem dióxido de carbono, nitrogênio, e argônio, bemcomo misturas desses gases entre si ou com outros gases.
De acordo com a presente invenção, o extrusado émoldado pro injeção par formar uma pré-forma poliméricapossuindo o gás não reativo capturado no interior de suasparedes. Métodos e equipamentos para a moldagem por injeçãode uma pré-forma polimérica são bem conhecidos na arte.
É bem conhecido que a densidade de PET amorfo é de1,335 g/cm3. É também conhecido que a densidade do PET nafase derretida é de cerca de 1,200 g/cm3. Desse modo, se acavidade de injeção da pré-forma é preenchida completamentecom ρ PET derretido e deixada a esfriar, a pré-formaresultante não poderia apresentar o apropriado peso epoderia ter muitas deficiências sérias, tais como marcas dedepressões. A literatura de moldagem por injeção da arte jáexistente orienta que, a fim de contrapor a diferença nasdensidades do PET amorfo e derretido, uma pequenaquantidade de material polimérico precisa ser acrescentadona parte após a cavidade ter sido preenchida e à medida queo material esteja esfriando. Isso é chamado a pressão deempacotamento. Desse modo, cerca de dez por cento ou maisde material precisa ser acrescentado durante a fase depressão de empacotamento do ciclo de moldagem por injeção afim de garantir que uma pré-forma produzida por moldagempor injeção seja preenchida adequadamente e completamenteformada. A fase de pressão de empacotamento da operação demoldagem por injeção é igualmente usada para materiaispoliméricos outros que o PET.
De acordo com a presente invenção, todavia, a pré-forma polimérica é moldada por injeção e simultaneamenteespumada usando um gás não reativo. G gás é capturado nomaterial durante a fase de injeção. Contrário ao processode moldagem por injeção da arte existente, em que materialpolimérico adicional é injetado durante a fase deempacotamento, a presente invenção utiliza pressão deempacotamento mínima. Enquanto o material polimérico estáainda em um estado derretido, a pressão parcial do gás nãoreativo é suficiente para permitir a liberação do gásdissolvido proveniente do polímero ao interior da fasegasosa onde ele forma a estrutura micro-celular da espuma.
Desse modo, a pré-forma produzida através do processoinventivo pesa menos que, mas possui a mesma forma egeometria como, as pré-formas poliméricas produzidasatravés das operações convencionais de moldagem por injeçãoque empregam o processo de empacotamento.
As micro-células podem conter um ou mais de umavariedade de gases tipicamente usados nos processos para aprodução de estruturas micro-celulares espumadas. Em umamodalidade comercialmente aceitável, o gás não reativocompreende dióxido de carbono numa concentração de pelomenos dez por cento em peso do peso total do gás nãoreativo. Esse nível de concentração de dióxido de carbonoproporciona pressão parcial adequada para retardar adifusão do dióxido de carbono proveniente de uma bebidacarbonatada contida no recipiente inventivo para aatmosfera exterior. A espuma micro-celular tende a atuarcomo um isolante térmico eficaz, para retardar a conduçãoda energia térmica proveniente da atmosfera para a bebidacarbonatada resfriada contida no recipiente.
Quando do término da moldagem por injeção, a pré-forma é resfriada até uma temperatura abaixo da temperaturade amolecimento do polímero. Por exemplo, a temperatura deamole cimento para o PET é de aproximadamente 70 °C. Dessemodo, o gás não reativo capturado fica retido nas paredesda pré-forma polimérica. Essa etapa de resfriamentocondiciona o polímero e preserva suas propriedadesdesejáveis para a preparação bem sucedida de um recipientemoldado a sopro. Essa etapa de resfriamento é também útilquando empregando polímeros tais como poliésteres, os quaisnão possam ser moldados diretamente a partir de um*parison' extrusado. A etapa de resfriamento pode serefetuada através de qualquer processo convencional usado naarte de formação de polímero tal como, por exemplo,mediante passar uma corrente de um gás de resfriamentosobre as superfícies da pré-forma, ou resfriando a pré-forma enquanto no molde através do resfriamento do molde deformação.
A pré-forma é em seguida re-aquecida a umatemperatura acima da temperatura de amolecimento dopolímero. Essa etapa de aquecimento pode ser efetuadaatravés de meios bem conhecidos tais como, por exemplo,pela exposição da pré-forma a uma corrente de gás aquecido,por incidência de chama, pela exposição à energiainfravermelho, mediante passar a pré-forma através de umforno convencional, ou semelhantes. PET é geralmentereaquecido até uma temperatura de 20 a 25 graus acima desua temperatura de amolecimento para a subseqüente operaçãode moldagem a sopro. Se o PET é re-aquecido muito acima desua temperatura de transição vítrea, ou mantido numatemperatura acima de sua temperatura de amolecimento por umperíodo de tempo excessivo, o PET indesejavelmente irácomeçar a cristalizar e se tornar branco. Do mesmo modo, sea pré-forma é aquecida a uma temperatura acima da qual aspropriedades mecânicas do material são excedidas mediante acrescente pressão do gás não reativo nas micro-células, asmicro-células indesejavelmente irão começar a expandirdistorcendo desse modo a pré-forma.
Finalmente, a pré-forma é moldada a sopro, parapreparar um recipiente consistindo essencialmente de urapolímero micro-celular espumado possuindo um gás nãoreativo contido nas células micro-celulares da espuma.
Métodos e equipamentos para a moldagem a sopro de umrecipiente a partir de uma pré-forma polimérica são bemconhecidos.
0 polímero de paredes espumadas moldado a soproassim produzido possui uma aparência prateada; como se orecipiente fosse feito de metal. 0 recipiente moldado asopro é de cor prateada, e pode apresentar números na faixade cerca de 420 passando por 425, 877, 8001, 8400, e 8420do Pantone Color Formula Guide. Embora não pretendendoestar limitado por qualquer teoria particular com respeitoao motivo que o recipiente finalmente produzido possua umaaparência prateada única, é acreditado que, à medida que acavidade da pré-forma está sendo preenchida com o polímero,bolhas de gás são formadas na frente de fluxo do polímerodevido à queda de pressão entre o gás dissolvido e apressão relativamente mais baixa da cavidade da pré-forma.
As bolhas formadas na frente de fluxo do materialpolimérico à medida que ele é introduzido ao interior dacavidade da pré-forma são em seguida depositadas nassuperfícies externa e interna da pré-forma.
A partir da descrição mencionada, aquelesusualmente versados na técnica podem facilmente perceber ascaracterísticas essenciais da invenção, e sem se afastar deseu espírito e escopo, pode fazer diversas modificações ealterações para adaptar a invenção aos diversos usos econdições.

Claims (30)

1. RECIPIENTE, caracterizado por compreender:um polímero micro-celular espumado; eum gás não reativo contido nas células micro-celulares da espuma;onde o recipiente possui uma aparência prateada.
2. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por o polímero compreender um ou mais de umpoliéster, polipropileno, éster ácido de acrilonitrila,cloreto de vinila, poliolefina, poliamida, ou um derivadoou copolimero desses mencionados.
3. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por o polímero compreender tereftalato depolietileno.
4. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por o gás não reativo compreender um ou maisde dióxido de carbono, nitrogênio, ou argônio.
5. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por o gás não reativo compreender nitrogênio.
6. Recipientey de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por o gás não reativo compreender nitrogênionuma concentração de pelo menos 10% em peso.
7. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por a cor do recipiente ser próxima do número- 420, 421, 422, 423, 424, 425, 877, 8001, ou 8420 do PantoneColor Formula Guide.
8. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por a cor do recipiente ser próxima do número-420, 421, 422, 423, 424, ou 425 do Pantone Color FormulaGuide.
9. Recipiente, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado por a cor do recipiente ser próxima do número-877 do Pantone Color Formula Guide.
10. RECIPIENTE, caracterizado por compreender:um polímero micro-celular espumado, compreendendoum ou mais de um poliéster, polipropileno, éster ácido deacrilonitrila, cloreto de vinila, poliolefina, poliamida,ou ura derivado ou copolímero desses mencionados; eura gás não reativo compreender um ou mais dedióxido de carbono, nitrogênio, ou argônio;onde a cor do recipiente é próxima do número 42 0,-421, 422, 423, 424, 425, 877, 8001, ou 8420 do PantoneColor Formula Guide.
11. Recipiente, de acordo com a reivindicação 10,caracterizado por o polímero compreender tereftalato depolietileno.
12. Recipiente, de acordo com a reivindicação 10,caracterizado por o gás não reativo compreender tereftalatode polietileno.
13. Recipiente, de acordo com a reivindicação 10,caracterizado por a cor do recipiente ser próxima do número-877 do Pantone Color Formula Guide.
14. RECIPIENTE, caracterizado por compreender:um tereftalato de polietileno micro-celularespumado; eum gás não reativo compreendendo nitrogêniocontido no interior das células micro-celulares da espuma;onde a cor do recipiente é próxima do número 877do Pantone Color Formula Guide.
15. PROCESSO PARA PREPARAR UM RECIPIENTE,caracterizado por compreender as etapas de:moldagem por injeção de uma pré-forma poliméricapossuindo um gás não reativo capturado em suas paredes;resfriar a pré-forma até uma temperatura abaixoda temperatura de amolecimento do polimero;reaquecer a pré-forma até uma temperatura maiorque a temperatura de amolecimento do polimero; emoldagem a sopro da pré-forma, para preparar umrecipiente consistindo essencialmente de um polimero micro-celular espumado possuindo um gás não reativo contido nascélulas micro-celulares da espuma;onde o recipiente possui uma aparência prateada.
16. Processo para preparar um recipiente, de acordocom a reivindicação 15, caracterizado por o polimerocompreender um ou mais de um poliéster, polipropileno,éster ácido de acrilonitrila, cloreto de vinila,poliolefina, poliamida, ou um derivado ou copolímero dessesmencionados;
17. Processo para preparar ura recipiente, de acordocom a reivindicação 15, caracterizado por o polímerocompreender tereftalato de polietileno.
18. Processo para preparar um recipiente, de acordocom a reivindicação 15, caracterizado por o gás não reativocompreender um ou mais de dióxido de carbono, nitrogênio,ou argônio.
19. Processo para preparar um recipiente, de acordocom a reivindicação 15, caracterizado por o gás não reativocompreender nitrogênio.
20. Processo para preparar um recipiente, de acordocom a reivindicação 15, caracterizado por o gás não reativocompreender nitrogênio numa concentração de pelo menos 10%em peso.
21. Processo para preparar um recipiente, de acordocom a reivindicação 15, caracterizado por a cor dorecipiente ser próxima do número 420, 421., 422, 423, 424,-425, 877, 8001, ou 84:20 do Pantone Color Formula Guide.
22. PROCESSO PARA PREPARAR UM RECIPIENTE,caracterizado por compreender as etapas de:moldagem por injeção de uma pré-formacompreendendo um ou mais de um poliéster, polipropileno,éster ácido de acrilonitrila, cloreto de vinila,poliolefina, poliamida,, ou um derivado ou copolímero dessesmencionados, a pré-forma possuindo um gás não reativo quecompreende um ou mais de dióxido de carbono, nitrogênio, ouargônio capturado em suas paredes;resfriar a pré-forma até uma temperatura abaixode cerca de 70 °C;reaquecer a pré-forma até uma temperatura acimade cerca de 70 °C;moldagem a sopro da pré-forma, para preparar umrecipiente compreendendo o polímero micro-celular espumadopossuindo o gás não reativo contido nas células micro-celulares da espuma;onde o recipiente possui uma aparência prateada.
23. Processo para preparar um recipiente, de acordocom a reivindicação 22, caracterizado por o polímerocompreender tereftalato de polietileno.
24. Processo para preparar um recipiente, de acordocom a reivindicação 22, caracterizado por o gás não reativocompreender nitrogênio.
25. Processo para preparar um recipiente, de acordocom a reivindicação 22, caracterizado por o gás não reativocompreender nitrogênio numa concentração de pelo menos 10%em peso.
26. Processo para preparar um recipiente, de acordocom a reivindicação 22, caracterizado por a cor dorecipiente ser próxima do número 420, 421., 422, 423, 424,-425, ou 877 do Pantone Color Formula Guide.
27. PROCESSO PARA PREPARAR UMA PRÉ-FORMA MICRO-CELULAR, caracterizado por compreender as etapas de:moldagem por injeção de uma pré-forma poliméricapossuindo um gás não reativo capturado em suas paredes;resfriar a pré-forma até uma temperatura abaixoda temperatura de amolecimento do polímero;reaquecer a pré-forma até uma temperatura acimada temperatura de transição vitrea do polimero e abaixo datemperatura na qual o aumento da pressão das bolhas micro-celulares do gás exceda aquela da capacidade daspropriedades do material a resistir e as bolhas micro-celulares expandirem para resultar numa pré-formadistorcida.
28. Recipiente produzido a partir de uma pré-formapreparada através do processo de acordo com a reivindicação 27, caracterizado por incluir as etapas de:moldagem por injeção da pré-forma aquecida parapreparar um recipiente consistindo essencialmente de mupolimero micro-celular espumado possuindo um gás nãoreativo contido nas células micro-celulares da espuma;onde o recipiente possui uma aparência prateada.
29. Recipiente produzido de acordo com areivindicação 28, caracterizado por as propriedadesisolantes do recipiente serem proporcionais à porcentagemda espuma micro-celular na pré-forma.
30. RECIPIENTE PLÁSTICO POSSUINDO UiXIA ESTRUTURAESPUMADA, caracterizado por as características isolantes dorecipiente serem proporcionais à espuma na pré-forma apartir da qual o recipiente é produzido.
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