ES2217909A1 - Resina de politereftalato de etileno para la produccion de envases. - Google Patents

Abstract

Resina de politereftalato de etileno para la producción de envases. Resina de politereftalato de etileno para la producción de envases, la cual está definida por un copolímero constituido, básicamente, por ácido tereftálico (PTA) y etilenglicol (EG), con otros componentes en menor porcentaje, de forma que la resina de politereftalato de etileno incorpora entre un 3% y un 8% de ácido isoftálico (PIA) para uso por inyección, por cualquier tecnología, de preformas destinadas a la producción de envases mediante moldeo por soplado en los que la tasa total de estirado bi-axial es igual o superior a 15.

Description

Resina de politereftalato de etileno para la producción de envases.

Objeto de la invención

La siguiente invención, según se expresa en el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a una resina de politereftalato de etileno para la producción de envases, mediante la utilización de una resina de politereftalato de etileno, en adelante, PET modificada para la inyección de preformas destinadas a la producción, mediante moldeo por soplado, de envases en los que se induzcan niveles de biorientación molecular inalcanzables con las calidades de resina que hoy constituyen el estándar del mercado.

La resina cuyas características de uso se describen en la presente memoria permite, merced a su composición y características térmicas, la utilización de preformas de dimensiones más reducidas que cualquiera de las que actualmente son practicables para determinado tamaño de envase, sin que en éste se manifiesten de forma visible los efectos de la cristalización inducida por la deformación mecánica.

Puesto que existe una dependencia directa entre el grado de orientación del material y el porcentaje de zonas cristalinas resultantes, y dado que la cristalinidad afecta de forma decisiva a las prestaciones de los envases, el objeto descrito permite consecuentemente una reducción de peso de los mismos.

Campo de aplicación

La resina de politereftalato de etileno para la producción de envases que se presenta es de aplicación para inyección de preformas destinadas a la producción de envases altamente orientados.

Antecedentes de la invención

Una de las técnicas más difundidas para la fabricación de envases de PET es el moldeo por soplado de una pieza precursora, o preforma, conformada previamente mediante la inyección del polímero fundido en la cavidad de un molde frío.

El proceso de soplado del envase consta de una primera fase de calefacción de la preforma hasta una temperatura superior a su temperatura de transición vítrea (Tg), temperatura a la cual el material comienza a ser maleable en estado sólido bajo tensión mecánica; alcanzado este punto la preforma es proyectada contra el molde que determina la geometría del envase mediante la introducción en su interior de aire a una presión de entre 30 y 40 bar.

Para un mismo peso de preforma y viscosidad intrínseca (V.I.), o peso molecular promedio, de la resina utilizada, varios atributos fundamentales de la calidad del envase dependen del grado de cristalinidad inducido por la orientación molecular o, lo que es lo mismo, por la relación entre las dimensiones del envase y la preforma:

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propiedades de barrera a los gases,

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estabilidad mecánica,

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aspecto (brillo, transparencia y definición).

Las resinas de PET destinadas a la producción de envases son copolímeros de condensación en los que los componentes mayoritarios son el ácido tereftálico (PTA) o sus ésteres, y el etilenglicol (EG) con cantidades menores de otros ácidos, alcoholes o ésteres bifuncionales destinados a mejorar las propiedades térmicas y de fluencia del material. Cuando el comonómero es un diácido, lo más frecuente es el uso de ácido isoftálico o PIA (isómero del tereftálico) en cantidades entre el 1,5% y el 2,5%. Es precisamente la composición copolimérica de las resinas lo que condiciona sus límites de posibilidades de orientación y, por tanto, los tamaños de preforma trabajables para determinadas geometrías de envase.

Definida la tasa de biorientación global (TBG) como el producto de dos factores, calculados respectivamente a partir del cociente entre el diámetro de la botella (DMB) y el diámetro medio de la preforma (DMP) (estirado radial), y el desarrollo de la longitud axial de la botella (LDB) entre la longitud estirable de la preforma (LDP) (estirado axial), los copolímeros estándares de PET con ácido isoftálico ya descritos encuentran un límite intrascendible de estirado, sin manifestación visible de la cristalinidad (traducida en opacidad no deseable en el envase), en tasas globales de estirado de entre 13 y 14. Este hecho limita el tamaño mínimo y, consiguientemente el peso, de los envases en consecuencia con el destino, prestaciones esperadas y tipo de producto que deben contener, así como la versatilidad de las preformas precursoras, dado que un material no estirado supondrá una limitación en las prestaciones de producto terminado.

TBG = (DMB / DMP) X (LDB /LDP)

LDP y DMP se definen considerando como cota de referencia el punto medio de la pared de la preforma, mientras que LDB y DMB se miden sobre la cota determinada por la pared exterior de la botella, puesto que en esta última el espesor de pared es suficientemente reducido para hacer obviable el error cometido respecto de la consideración del punto medio de la pared.

Descripción detallada de la invención

La presente invención, tal y como se indica en su enunciado, se refiere a una resina de politereftalato de etileno para la producción de envases.

La resina de PET utilizada para el fin que se describe es un copolímero constituido básicamente por PTA y EG con un contenido de PIA entre el 3% y el 8%, lo que permite trascender los límites de orientación ya citados. El uso de esta resina para la producción de preformas de dimensiones y pesos reducidos implica que éstas tengan elevados espesores de pared, lo que dificultaría el proceso de soplado si las características térmicas y la capacidad de absorción de calor fuesen las usuales. Para paliar esta dificultad se ha dotado a la resina de una capacidad de captación de radiación en el infrarrojo cercano superior a la de las resinas estándar de PET, lo que permite favorecer las cadencias de soplado aún con espesores de pared superiores a los practicados con resinas usuales.

Las principales ventajas aportadas por la resina en su uso para alta orientación molecular son:

\bullet Una ventana de proceso ampliada hasta 20 grados (°C) respecto de las resinas convencionales, en cuanto a las temperaturas en las que las preformas son trabajables.

\bullet Posibilidad de reducciones significativas de peso que, por verse compensadas por una mayor tasa de biorientación, no merman las prestaciones del envase.

\bullet Mayor versatilidad para un diseño básico de preforma en lo referido a las geometrías y tamaños de los envases que pueden ser atendidos con éxito, lo que se traduce en la correspondiente disminución de las inversiones precisas en equipamiento de inyección.

\bullet Mayor movilidad del material para una misma temperatura, lo que permite atender diseños de envase más complejos.

\bullet Posibilidad de ahorros energéticos importantes tanto en inyección como en soplado, al contar la resina con un punto de fusión hasta 10ºC más bajo que las convencionales para un mismo peso molecular promedio y una mayor capacidad de absorción de calor.

Claims (2)

1. Resina de politereftalato de etileno para la producción de envases, la cual esta definida por un copolímero constituido, básicamente, por ácido tereftálico (PTA) y etilenglicol (EG), con otros componentes en menor porcentaje, caracterizada porque la resina de politereftalato de etileno comprende entre un 3% y un 8% de ácido isoftálico (PIA).

2. Uso de la resina de politereftalato de etileno, de la reivindicacion 1ª, para inyección de preformas, destinadas a la producción de envases mediante moldeo por soplado, en los que la tasa total de estirado bi-axial es igual o superior a 15.