ES2285420T3

ES2285420T3 - Articulo que comprende una composicion absorbente de luz para ocultar la opacidad visual y metodos relacionados.

Info

Publication number: ES2285420T3
Application number: ES04706955T
Authority: ES
Inventors: Edwin Sisson; Simone Ferrero; Arianna Giovannini
Original assignee: M&G Polimeri Italia SpA.
Current assignee: M&G Polimeri Italia SpA.
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2004-01-30
Publication date: 2007-11-16
Anticipated expiration: 2024-01-30
Also published as: US20100316826A1; JP4950655B2; ATE359317T2; US8927076B2; RU2323229C2; US9266638B2; US20100323137A1; US8052917B2; KR101055230B1; US20150070795A1; US7833595B2; DE602004005823T2; US20100316827A1; PL216372B1; US20130040085A1; BRPI0406993B1; EP1590398B1; US8067074B2; US8057874B2; US20160288943A1

Abstract

Un artículo transparente que comprende una matriz de polímero termoplástica; una pluralidad de dominios que forma una fase discreta dentro de la matriz de polímero termoplástica, rodeando cada dominio al menos un aditivo incompatible y posiblemente un vacío dispersado en la matriz termoplástica, teniendo dichos dominios una rango de dimensiones en un plano esencialmente paralelo a la superficie de dicho artículo, en el cual dichas dimensiones de al menos algunos de dichos dominios en dicho plano de dicho artículo se encuentran dentro de un rango de desde unos 380 nm hasta unos 720 nm; y una cantidad efectiva de al menos un compuesto absorbente de la luz, en la cual al menos un compuesto absorbe la luz en una región del espectro visible en longitudes de onda que al menos sustancialmente cubren dicho rango de dimensiones de dichos dominios en dicho artículo, para ocultar sustancialmente cualquier opacidad visual de dicho artículo transparente.

Description

Artículo que comprende una composición absorbente de luz para ocultar la opacidad visual y métodos relacionados.

Remisión a las solicitudes relacionadas

Esta solicitud reivindica el beneficio del documento de Estados Unidos con número de serie de solicitud 60/444.313, presentado el 31 de enero de 2003.

Antecedentes de la invención

Esta invención se refiere a la producción de un artículo transparente y, más específicamente, a la producción de un artículo termoplástico transparente con forma, como un envase o botella, que tiene un aditivo incompatible, preferiblemente un aditivo dispersado en él que refuerza el efecto barrera al gas, en el que la absorción de la luz del artículo ha sido alterada para ocultar o reducir eficazmente la opacidad del artículo.

Los polímeros termoplásticos, tales como los poliésteres, han sido utilizados mucho tiempo en la producción de materiales de envasado, incluyendo preformas que después son sopladas o si no orientadas en una forma deseada necesaria para la producción de artículos plásticos tales como envases y/o botellas para el almacenaje y envío de comida y bebida. Entre los polímeros termoplásticos más rentables y preferidos utilizados para este propósito están las resinas de polietileno ftalato. El polietileno tereftalato (PET), así como otros poliésteres, si se procesa apropiadamente bajo las condiciones adecuadas y se orienta en una forma deseada, proporciona un artículo de alta limpidez, baja opacidad. Por consiguiente, la industria de embotellado plástico ha utilizado PET y poliésteres similares durante varios años en su producción de envases y botellas de plástico para comida y bebida.

Desafortunadamente, mientras los envases de plástico hechos de poliéster proporcionan envases excelentes de alta resistencia que tienen propiedades excelentes del efecto barrera al gas para la mayoría de las comidas y bebidas, no son adecuadas actualmente como envases de cerveza u otros envases donde se requiere una permeabilidad al gas extremadamente baja. Se apreciará que cuando el oxígeno y otros gases entran en contacto con ciertas comidas y bebidas, como la cerveza por ejemplo, la cerveza se oxida o si no se pone rancia. Por consiguiente, hasta este momento se han realizado intentos de reducir la permeabilidad al oxígeno/gas del envase o, dicho de otra manera, de aumentar la resistencia del efecto barrera al gas del envase.

Una manera conocida de reducir la permeabilidad al oxígeno/gas o de aumentar la resistencia del efecto barrera al gas del envase es mezclar ciertos aditivos que refuerzan el efecto barrera al gas con el poliéster en el envase. Por ejemplo, ciertas poliamidas, como las polixililenamidas, son muy conocidas en la técnica para proporcionar resistencia mejorada del efecto barrera al gas a los envases de poliéster. Para producir estos envases, el aditivo es mezclado o dispersado típicamente en el poliéster mediante procesos conocidos en la técnica y después se fabrica el artículo. En algunos casos los envases pueden ser moldeados como por moldeo por inyección o similares. En otros casos, las preformas de los envases son preparadas por técnicas tales como moldeado por inyección o extrusión, y después son sopladas o si no orientadas en la forma y tamaño deseados.

Varias patentes y publicaciones de patentes han enseñado el uso de composiciones de mezclas de poliéster/poliami-
da para la formación de un artículo que tenga baja opacidad y permeabilidad reducida al gas comparado con el poliéster solo. En al menos una publicación de patente, para proporcionar un envase con baja opacidad/baja permeabilidad al gas, se ha establecido que la composición de la mezcla emplea una poliamida que tiene un peso molecular medio de menos de 15.000. Esa publicación de patente además deja claro que se sabe que las mezclas de poliamidas de mayor peso molecular con poliéster tienen altos valores de opacidad que limitan su utilización en la industria de envases de comida y bebida.

En otras palabras, hasta este momento, pocas, si alguna, mezclas de poliéster y estos aditivos que refuerzan el efecto barrera al gas, como poliamidas de mayor peso molecular, han sido utilizadas en la industria de embotellado o envases de plástico, o cualquier industria donde se desean artículos con alta limpidez, transparentes, porque es un hecho muy conocido que, al orientar o estirar un artículo que contiene una mezcla de poliéster y poliamida, el artículo pierde gran parte de su limpidez y transparencia, es decir, se vuelve visualmente empañado o turbio. Esta característica es conocida en la industria como opacidad.

La opacidad, como se describe en la mayoría de la bibliografía de patentes, puede ser medida, de forma muy parecida a cualquier otra propiedad física. Las medidas para determinar el nivel o grado de opacidad pueden ser obtenidas utilizando un colorímetro (por ejemplo, HunterLab ColorQuest) y siguiendo el método ASTM D1003. La opacidad es presentada típicamente como un porcentaje basado en el espesor del artículo y puede ser calculado a partir de la ecuación

%Opacidad = \frac{T_{Difusa}}{T_{Total}} \times 100

\newpage

donde % Opacidad es la opacidad de transmitancia; T_{Difusa} es la transmitancia de luz difusa, y T_{Total} es la transmitancia de la luz total. Una medida opacidad de un 4% en una pared lateral de un envase con un espesor aproximado de 15 mm es observable normalmente a simple vista. Generalmente, cuando se analizan envases hechos de diferentes mezclas de poliéster y poliamidas, los valores de la opacidad medidos se encuentran en el rango 15% a 35% para estos envases de 15 mm de espesor. Para los propósitos de esta invención, se hará referencia a este tipo de opacidad en lo sucesivo como "opacidad física" u "opacidad medida".

Además, cuando la cantidad de aditivo que refuerza el efecto barrera al gas utilizado en la mezcla poliéster/aditivo aumenta, el valor de la opacidad física también aumenta. De hecho, ha sido encontrado por otros que proporciones de mezcla efectivas de poliéster (por ejemplo, PET) y poliamidas aromáticas (por ejemplo, poli-m-xililenadipamida, comúnmente llamada MXD6) proporcionan valores de opacidad física en el rango 20% a 30% al orientar los polímeros en la forma de un envase con un espesor de nuevo de unos 15 mm.

Hasta ahora, los esfuerzos se han concentrado en reducir la permeabilidad al gas del artículo mediante la adición de aditivos que refuerzan el efecto barrera al gas, mientras, al mismo tiempo, se intenta reducir el grado de opacidad física producida al orientar el artículo. Tales esfuerzos, cuando tienen éxito, han encontrado generalmente que para reducir la opacidad física, el tamaño de las moléculas del aditivo tenía que ser considerablemente pequeño. Generalmente se sobreentiende, como se indica anteriormente, que se necesitan poliamidas con un peso molecular medio menor que 15000 en una concentración menor que el 2 por ciento para reducir suficientemente la opacidad física. Alternativamente, se ha encontrado que, cuando los dominios de poliamida en el poliéster se han limitado a un tamaño medio entre 30 y 200 nanómetros, la opacidad física será también reducida o limitada. Al menos una teoría para este fenómeno es que las partículas de poliamida son tan pequeñas que no pueden dispersar la luz, especialmente en el espectro visible, es decir, las partículas no reflejan luz hacia el observador de una forma detectable a simple vista. Además, al medir la opacidad física utilizando máquinas tales como un colorímetro, queda claro que la opacidad física medida ha sido reducida o potencialmente incluso eliminada. Basándose en esta teoría, debería comprenderse entonces que, cuando esas partículas o dominios que rodean el aditivo son mucho mayores de 200 nanómetros, digamos en el orden de 400 a 700 nanómetros, la opacidad el artículo no sólo es físicamente medible, sino que también puede ser visible para el observador ordinario. De hecho, al menos un artículo de una publicación reconoce expresamente que el número y tamaño de las partículas dispersadas produce opacidad medida. Además se observa allí que el estiramiento contribuye a incluso más opacidad medida porque, en primer lugar, el estiramiento aumenta el tamaño de las partículas dispersadas en un plano de la lámina y, en segundo lugar, la diferencia en los índices de refracción anisótropos de la matriz y la fase dispersada aumenta. Así, algunas patentes han intentado impedir el estiramiento o reorientación de los dominios de MXD6, por ejemplo, produciendo botellas de PET y MXD6 cuando el polímero está en estado fundido. Por lo tanto, toda la técnica anterior se ha concentrado en el fenómeno de la opacidad física y la reducción o eliminación de la misma. A diferencia de ello, la presente invención se concentra en el aspecto visual de la propiedad opacidad puesto que es esta característica la que se cree que es perjudicial para la apariencia estética y utilización práctica del artículo, no la opacidad física del artículo.

Hasta este momento, sin embargo, esta "opacidad visual" u "opacidad visible" de un artículo no ha sido nunca considerada separadamente y aparte de la opacidad física del artículo, puesto que es generalmente no es medible mediante pruebas físicas tradicionales del artículo. Por "opacidad visual" u "opacidad visible", se hace referencia a aquella opacidad que puede ser observada ópticamente o visualmente por una persona en luz directa o indirecta ordinaria. Es la opacidad que es observable a simple vista por el observador, presumiblemente debido a la reflectancia transmitancia de la luz desde los dominios del aditivo presentes en el artículo. Se cree que la ocultación visual del fenómeno de la opacidad física se traduce en la eliminación o reducción de esta "opacidad visual", y puede proporcionar un artículo apropiado para uso comercial. Con ese fin, se comprenderá que la "opacidad visual" no es una propiedad física medida en el mismo grado que la opacidad física de un artículo es determinable en un colorímetro o similares, y eliminar o reducir la opacidad visual puede o no reducir la opacidad física medida del artículo.

En consecuencia, eliminar o reducir la "opacidad visual" de un artículo, sin tener en cuenta las mediciones de la opacidad física, es considerado muy deseable para la técnica, especialmente para la industria de embotellado y envases de plástico. De este modo, permanece la necesidad de proporcionar un proceso mediante el cual ocultar la opacidad visible de un artículo transparente hecho de poliéster mezclado con un aditivo que refuerza el efecto barrera al gas, así como para artículos transparentes, preferiblemente orientados, que comprendan una mezcla poliéster/aditivo que sea aceptable estética y visualmente para la industria de embotellado y envases de plástico.

Resumen de la invención

En líneas generales, la presente invención está dirigida a la producción de un artículo transparente tal como un envase o botella de plástico hecha de un componente principal de polímero termoplástico y un componente secundario de un aditivo incompatible. Tal artículo, especialmente cuando se orienta o estira, típicamente producirá opacidad. Ha sido encontrado inesperadamente que la opacidad del artículo transparente observable a simple vista puede ser ocultada sustancialmente o, dicho de otra manera, la opacidad visible del artículo puede ser eliminada o reducida sustancialmente (no necesariamente en términos físicos, sino en términos de visibilidad), alterando la absorción de la luz del artículo en longitudes de onda que al menos sustancialmente están correlacionadas con las dimensiones de los dominios en el polímero termoplástico formado en la formación del artículo. Es importante observar que las dimensiones particulares con las que las longitudes de onda deben estar correlacionadas son aquéllas en el plano axial del artículo. Se comprenderá que, con el término "ocultada sustancialmente" se quiere decir que la alteración de la absorción de la luz del artículo no afecta necesariamente a la opacidad física medida del artículo, pero reduce sustancialmente o casi elimina esa opacidad observable a simple vista. La opacidad física medida del artículo puede no ser afectada en ninguna medida por el compuesto absorbente de la luz, puede ser afectada por el compuesto sólo reduciendo levemente la opacidad medida en el artículo, o puede ser afectada considerablemente por el compuesto absorbente de la luz, dependiendo del compuesto absorbente de la luz concreta y la cantidad empleada. En cualquier caso, la opacidad observable visible del artículo está "ocultada sustancialmente" o es sustancialmente indetectable para el observador ordinario a simple vista, pero la opacidad física es aún generalmente medible por un colorímetro estando por encima de los límites generalmente aceptables.

Un modo de alterar la absorción de la luz del artículo es emplear una cantidad efectiva de un o más compuestos absorbentes de la luz que se sepa que absorben luz en longitudes de onda que al menos sustancialmente cubren, y preferiblemente, al menos sustancialmente están correlacionados con la mayoría, si no todas, las dimensiones de los dominios que se encuentran en el plano axial del artículo. Se apreciará que, para los propósitos de esta invención, al menos algunos, y preferiblemente, al menos una mayoría de estas dimensiones de los dominios tendrá necesariamente un tamaño que se encuentra en el rango desde unos 400 nm hasta unos 700 nm, que sustancialmente corresponde al espectro visible (es decir, desde unos 380 nm hasta unos 720 nm). Mediante la utilización de un compuesto absorbente de la luz, como un colorante, que tenga una región conocida de absorción en longitudes de onda dentro del espectro visible, se pueden correlacionar sustancialmente las longitudes de onda, en nanómetros, dentro de la región de absorción del compuesto con las dimensiones, también en nanómetros, de los dominios del aditivo que se encuentran en el artículo. Mediante el uso de uno o más compuestos particulares absorbentes de la luz que tengan una región de absorción que al menos sustancialmente cubre el rango de las dimensiones de los dominios que contienen el aditivo que se encuentra en el aditivo termoplástico que está dentro del espectro visible, ha sido encontrado que la "opacidad visual", tal y como se define aquí anteriormente, es reducida sustancialmente, si no eliminada, y la opacidad física queda ocultada en el artículo.

Además, la experimentación ha proporcionada una aproximación más detallada a la cantidad de compuesto absorbente de la luz requerida para "cubrir sustancialmente" el rango de dimensiones de los dominios que contienen el aditivo. Más específicamente, un compuesto que absorbe la luz tal que X es menor que 9,6 en la ecuación

\times = \Sigma(1-A_{i}) \times (N_{i})

donde A_{i} es el porcentaje de luz absorbida en la longitud de onda i y N_{i} es el número de dominios por cien micras cuadradas en la longitud de onda i, y donde i se encuentra entre 400 nm y 700 nm, se considera que cubre sustancialmente los dominios y al menos empieza a reducir la opacidad visual del artículo. Se reconocerá que una expresión alternativa de esta ecuación es

\times = \Sigma(L_{i}) \times (N_{i})

donde L_{i} es el porcentaje de luz no absorbida (es decir, que está disponible para reflejarse) en la longitud de onda i.

Las ventajas de la presente invención sobre la técnica anterior existente relacionada con artículos transparentes que emplea poliéster y aditivos incompatibles, que se harán aparentes a partir de la descripción y los dibujos que siguen, se consiguen mediante la invención tal como se describe y reivindica de aquí en adelante.

En general, uno o más aspectos de la presente invención pueden ser logrados mediante un artículo transparente que comprende una matriz de polímero termoplástica, una pluralidad de dominios, cada uno englobando al menos un aditivo incompatible, dispersados en la matriz de poliéster, los dominios teniendo un rango de dimensiones en un plano axial del artículo, en el que las dimensiones de al menos algunos de los dominios en el plano axial del artículo se encuentran en un rango de desde unos 400 nm hasta unos 700 nm; y una cantidad efectiva de al menos un compuesto absorbente de la luz, en el que al menos un compuesto absorbente de la luz absorbe la luz en una región del espectro visible en longitudes de onda que al menos sustancialmente cubren el rango de dimensiones de los dominios del artículo, para ocultar sustancialmente cualquier opacidad visual del artículo transparente.

Uno o más aspectos de la presente invención pueden ser conseguidos mediante un proceso para la producción de un artículo transparente hecho de una mezcla de un componente principal de poliéster, un componente secundario de al menos un aditivo incompatible dispersado en él, y al menos un compuesto absorbente de la luz, que comprende mezclar el aditivo en el poliéster; dar al artículo el tamaño y forma deseados, en el que lo dominios que comprenden el aditivo incompatible están creados en el poliéster en la formación del artículo; determinar un rango de las dimensiones en el plano axial del artículo para los dominios en el poliéster, al menos algunas de las dimensiones encontrándose en el rango de desde unos 400 nm hasta unos 700 nm; encontrar un compuesto absorbente de la luz que absorbe la luz en una región del espectro visible en longitudes de onda que al menos sustancialmente cubran el rango de las dimensiones de los dominios en el poliéster; y añadir una cantidad efectiva de compuesto absorbente de la luz al poliéster y el aditivo incompatible y dar la misma forma y tamaño deseados a un envase transparente, diferente, para ocultar sustancialmente cualquier opacidad visual en el artículo.

\newpage

Así, uno o más aspectos de la presente invención pueden ser logrados mediante un artículo transparente que comprende una matriz de polímero termoplástica, una pluralidad de dominios, cada uno englobando al menos un aditivo incompatible, dispersados en la matriz de poliéster, los dominios teniendo un rango de dimensiones en un plano axial del artículo, en el que las dimensiones de al menos algunos de los dominios en el plano axial del artículo se encuentran en un rango de desde unos 400 nm hasta unos 700 nm; y al menos un compuesto absorbente de la luz, en el que al menos un compuesto absorbente de la luz absorbe la luz en una región del espectro visible tal que X es menor que 9,6 en la ecuación

\times = \Sigma(1-A_{i}) \times (N_{i})

donde A_{i} es el porcentaje de luz absorbida en la longitud de onda i, donde N_{i} es el número de dominios por cien micras cuadradas en la longitud de onda i, y donde i se encuentra entre 400 nm y 700 nm.

Así, uno o más aspectos de la presente invención pueden además ser logrados mediante un proceso para la producción de un artículo transparente hecho de una mezcla de un componente principal de poliéster, un componente secundario de al menos un aditivo incompatible dispersado en él, y al menos un compuesto absorbente de la luz, que comprende mezclar una cantidad seleccionada de aditivo en el poliéster; la formación de un artículo en el tamaño y forma deseados, en el que lo dominios que comprenden el aditivo incompatible están creados en el poliéster en la formación del artículo; determinar un rango de las dimensiones en el plano axial del artículo para los dominios en el poliéster, al menos algunas de las dimensiones encontrándose en el rango desde unos 400 nm hasta unos 700 nm; mezclar una cantidad seleccionada de compuesto absorbente de la luz en el poliéster para determinar que el compuesto absorbente de la luz absorbe la luz en una región del espectro visible tal que X es menor que 9,6 en la ecuación

\times = \Sigma(1-A_{i}) \times (N_{i})

donde A_{i} es el porcentaje de luz absorbida en la longitud de onda i y N_{i} es el número de dominios por cien micras cuadradas en la longitud de onda i, y donde i se encuentra entre 400 nm y 700 nm; y añadir esa cantidad seleccionada de compuesto absorbente de la luz al poliéster y la cantidad seleccionada de aditivo incompatible y dar la misma forma y tamaño deseados a un envase transparente, diferente, y de este modo ocultar sustancialmente cualquier opacidad visual en el artículo.

Otros aspectos de la presente invención pueden ser aún logrados mediante un método para ocultar la opacidad visual en un artículo transparente hecho de un componente principal de polímero termoplástico y un componente secundario de al menos un aditivo incompatible, que comprenda la alteración de la absorción de la luz del artículo transparente en longitudes de onda que al menos sustancialmente están correlacionadas con las dimensiones, en el plano axial del artículo, de los dominios en el polímero termoplástico creados en la formación del artículo y que contienen el aditivo incompatible.

Descripción detallada de los dibujos

La figura 1 es una vista representativa en perspectiva y en sección de una parte de un artículo orientado que ilustra los dominios que contienen un aditivo incompatible dispersado dentro de la matriz de polímero termoplástica;

la figura 2 es una vista representativa en sección transversal de un artículo orientado y con forma que también ilustra los dominios que contienen un aditivo incompatible dispersado dentro de la matriz de polímero termoplás-
tica;

la figura 3 es una vista en sección ampliada de un dominio dentro de la matriz de polímero termoplástica de la figura 2;

la figura 4 es una vista en sección ampliada de la figura 3 tomada a lo largo de la línea 4-4 de la figura 3;

la figura 5 es una microfotografía de una parte de un artículo transparente antes de la orientación;

la figura 6 es una microfotografía de la misma parte del artículo transparente de la figura 5 después de la orientación en la forma y tamaño deseados;

la figura 7 es un gráfico representativo de los datos obtenidos a partir del análisis de las dimensiones de los dominios de MXD6 de una botella de 500 ml preparada a partir de poliéster y MXD6;

las figuras 8A, 8B y 8C son espectros de absorción representativos de varios colorantes amarillos, rojos y azules, respectivamente;

las figuras 9A, 9B, 9C y 9D son espectros de absorción representativos de varios colorantes verdes, naranjas, violetas y rosas, respectivamente;

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la figura 10 es un gráfico de comparación representativo que compara la representación del número de dominios por cien micras cuadradas presentes en el artículo basado en su tamaño en nanómetros con el porcentaje de luz absorbida por un colorante particular denominado Sprite Green, a lo largo de un rango de longitudes de onda en nanómetros para el mismo artículo;

la figura 11 es un gráfico de comparación representativo que compara la representación del número de dominios por cien micras cuadradas presentes en el artículo basado en su tamaño en nanómetros con el porcentaje de luz absorbida por varios colorantes verdes y rojos a lo largo de un rango de longitudes de onda en nanómetros para el mismo artículo; y

la figura 12 es un gráfico de comparación representativo que compara la representación del número de dominios por cien micras cuadradas presentes en el artículo basado en su tamaño en nanómetros con el porcentaje de luz absorbida por varios colorantes azules y rojos a lo largo de un rango de longitudes de onda en nanómetros para el mismo artículo.

Descripción detallada de la invención

De acuerdo con la presente invención, se proporcionan artículos transparentes con forma que comprenden polímero termoplástico y al menos un aditivo incompatible dispersado en él, en los cuales la opacidad en el artículo, normalmente observable para el observador ordinario a simple vista, y producida más comúnmente mediante el estiramiento o orientación del polímero termoplástico y mezcla de aditivos durante la producción del artículo, ha sido sustancialmente ocultada. Tales artículos son especialmente útiles en la industria de envasado en la forma de envase o botella.

La presente invención soluciona el problema de la opacidad en una manera nunca considerada hasta el momento. Oculta la opacidad que es observable a simple vista por el observador del artículo y no requiere la utilización de aditivos de bajo peso molecular o aditivos que tengan dimensiones de dominio en el artículo menores que unos 200 nm o si no por debajo de las longitudes de onda menores del espectro visible (es decir, menores que unos 380-400 nm), para producir un artículo que tenga una opacidad física reducida por debajo de aproximadamente un 4% por cada 15 milímetros de espesor del artículo. En cambio, la presente invención oculta cualquier opacidad visible mediante la alteración de la absorción de la luz del artículo en longitudes de onda que al menos sustancialmente cubre el rango de las dimensiones de los dominios del aditivo en al plano axial del artículo.

Mediante la frase "al menos sustancialmente cubre" y la frase "al menos sustancialmente se correlaciona" también utilizada aquí, las cuales pueden ser utilizadas de manera intercambiable, se quiere decir que el rango de longitudes de onda, en nanómetros, a las cuales el compuesto absorbente de la luz empleado absorbe la luz en el espectro visible se aproxima a o es mayor que el rango de dimensiones de los dominios del aditivo en el plano axial del artículo, hasta el punto que esas dimensiones se encuentran entre unos 400 nm y unos 700 nm, es decir, están en el espectro visible. Por lo tanto, se apreciará que el rango de dimensiones de los dominios del aditivo no tienen que cubrir completamente el espectro visible entero, También se apreciará que el rango de longitudes de onda no necesita cubrir forzosamente el rango completo de dimensiones de los dominios del aditivo proporcionados en el artículo para ocultar la opacidad, sino que es bastante que cubran una parte suficiente del rango de dimensiones para ocultar sustancialmente la opacidad. Por ejemplo, es posible que el rango de dimensiones de los dominios del aditivo proporcionados en el artículo sea mayor que o al menos se encuentre parcialmente fuera del rango visible. El rango de longitudes de onda del compuesto absorbente de la luz sólo necesita cubrir sustancialmente aquel rango de dimensiones que se encuentra dentro del espectro visible para la presente invención. En otro caso, si un compuesto absorbente de la luz es capaz de absorber luz en todas las regiones excepto en una muy pequeña donde sólo existen unos pocos dominios, ha sido determinado que el observador no podría ver la opacidad del envase o botella a pesar de que la luz en una longitud de onda particular no es absorbida donde unos pocos dominios pueden existir. Es decir, la existencia restante de unos pocos dominios particulares con dimensiones que no se corresponden con (es decir, se encuentran fuera del rango de) las longitudes de onda de absorción de la luz del compuesto absorbente de la luz se considera de mínima importancia para la presente invención, y no impedirá la ocultación sustancial de la opacidad visual en el artículo. A efectos prácticos, la ocultación de la opacidad visual se considerará suficiente si la apariencia estética del artículo que tiene una opacidad sustancialmente ocultada es aceptable para la industria interesada, en particular la industria de envases y embotellado, como un artículo transparente que puede ser utilizado con sentido práctico en el comercio.

Cuando se definan más las frases "al meno sustancialmente cubre" y "al menos sustancialmente se correlaciona" de más arriba, también se apreciará que cuanto mayor sea el número de dominios que tienen una dimensión particular en el plano axial del artículo, idealmente mayor debería ser la absorción de la luz en la longitud de onda coincidente. Sin embargo, ha sido encontrado que no necesita haber forzosamente una correspondencia uno a uno o mayor entre la intensidad (es decir, cantidad) de la absorción para el compuesto absorbente de la luz y el número de dominios que tienen una dimensión particular. Si el compuesto absorbente de la luz absorbe una cantidad importante de luz en una longitud de onda que se correlaciona con una dimensión particular para un dominio del artículo, entonces se cree que al menos una ocultación considerable de la opacidad tendrá lugar.

Más específicamente, ha sido encontrado que un compuesto absorbente de la luz que absorbe la luz en el espectro visible tal que X es menor que 9,6 en la ecuación

\times = \Sigma(1-A_{i}) \times (N_{i})

donde A_{i} es el porcentaje de luz absorbida en la longitud de onda i y N_{i} es el número de dominios por cien micras cuadradas (10^{8} nm^{2}) en la longitud de onda i, y donde i se encuentra entre 400 nm y 700 nm (es decir, el espectro visible), se considera que cubre sustancialmente los dominios y al menos empezará a reducir la opacidad visual de un artículo.

Dicho de otra manera, para reducir la opacidad visual de un artículo, un compuesto absorbente de la luz debe ser incluida en la parte relevante de un artículo, típicamente la porción continua simple del artículo donde la opacidad es advertida como la pared lateral de un envase o botella. El compuesto absorbente de la luz debe ser capaz de absorber la luz en el espectro visible de esa parte continua simple del artículo de tal manera que, cuando la absorbancia es determinada en esa parte continua simple del artículo sin un aditivo incompatible presente, X es menor que 9,6 en la ecuación

\times = \Sigma(L_{i}) \times (N_{i})

donde L_{i} es el porcentaje de luz no absorbida (es decir, que está disponible para reflejarse) en la longitud de onda i, y N_{i} es el número de dominios por cien micras cuadradas (10^{8} nm^{2}) en la longitud de onda i, y donde i se encuentra entre 400 nm y 700 nm (es decir, el espectro visible). Si X es menor que 9,6, entonces el observador ordinario empezará al menos a ver una reducción de la opacidad visual del artículo.

Por otra parte, cuando X se hace más pequeño, la opacidad visual del artículo se reducirá más. Así, mientras X debe ser menor que 9,6 en la ecuación anterior para una reducción en la opacidad visual empiece a apreciarse, un X menor que 9,5 es preferible, y un X menor que 9 es más preferible, y un X menor que 7,5 es incluso más preferible. Se apreciará que cuando no hay dominios presentes (es decir, N = 0), X será necesariamente 0, y no se encontrará opacidad. De la misma manera, cuando el colorante o compuesto absorbente de la luz ha absorbido la mayor parte de la luz disponible para reflexión sobre un rango de longitudes de onda, entonces el porcentaje de luz transmitida o reflejada es bajo (es decir, L se aproxima a 0) y por lo tanto, X será bajo a no ser que haya un número inusualmente alto de dominios del mismo tamaño es esas longitudes de onda. En otras palabras, la cantidad total de luz disponible para reflectancia (es decir, que no se absorbe) a lo largo de todo el espectro visible, desde unos 400 nm hasta unos 700 nm, debe ser menor que 9,6. La "cantidad total de luz relativa" se calcula como la suma de toda la luz a cada longitud de onda entre unos 400 nm y unos 700 nm con una cantidad mayor de luz requerida para cada longitud de onda que tenga dominios en esa longitud de onda. Así, la cantidad relativa de luz requerida para ser absorbida es ponderada con el número de dominios presentes en la longitud de onda.

Se apreciará que la determinación de si un compuesto absorbente de la luz absorberá luz para un artículo particular por debajo de un umbral X es relativamente simple y puede ser determinada sin demasiada investigación. A_{i} es el porcentaje de luz absorbida por el artículo que tiene el colorante sin el aditivo incompatible en la longitud de onda i; L_{i} es el porcentaje de luz disponible para reflejarse en la longitud de onda i, donde i va de 400 nm a 700 nm. Esto porcentajes pueden ser calculados midiendo la absorbancia del compuesto, siendo entendido que A_{i} + L_{i} = 1. En la mayoría de los casos, L_{i} será 1 menos el porcentaje absorbido, o el porcentaje de luz disponible para reflectancia. Estas medidas pueden ser obtenidas utilizando el proceso descrito más abajo. N_{i} es el número de dominios por cien micras cuadradas en la longitud de onda i, donde i va de 400 nm a 700 nm. N_{i} puede ser medido mediante SEM y normalizado a micras cuadradas.

La intensidad de la luz en la longitud de onda i puede ser pertinente en algunos casos, y puede ser tomada en consideración en la ecuación como I_{i} como sigue

\times = 300 \Sigma(L_{i}) \times (N_{i}) \times (I_{i})

donde I_{i} es la intensidad de una fuente de luz en la longitud de onda dividida por la luz total entre 400 nm y 700 nm. Cuando se utiliza un espectrofotómetro que mide el porcentaje de luz, I_{i} es 1/300 y, por lo tanto, multiplicar por 300 normaliza la luz a un estándar común.

En esencia, ha sido encontrado que emplear una mayor concentración de compuesto absorbente de la luz en el artículo puede ayudar a ocultar en mayor medida la opacidad visible en el artículo donde el compuesto absorbente de la luz absorbe luz a una longitud de onda particular con menos intensidad que en otras longitudes de onda y/o donde un mayor número de dominios existen en una dimensión particular que corresponda a esa longitud de onda particular. Se cree que cualquier intensidad requerida de la luz absorbida puede ser calculada o predeterminada sin demasiada investigación basada en la concentración del compuesto absorbente de la luz, el espesor del artículo y otros parámetros y coeficientes conocidos de acuerdo con la ley de Beer-Lambert-Bouguer.

En referencia ahora a los dibujos, se ilustra una sección de un artículo transparente con forma, indicada en general por el número 10 en la figura 1. Como se muestra, la sección 10 ha sido orientada o estirada en todas las direcciones del plano axial del artículo, incluyendo las dos direcciones radial (X) y axial (Y), como indican las flechas. Mediante el término "plano axial", se quiere decir que el plano general del artículo es esencialmente paralelo a la superficie del artículo, o dicho de otra manera, que el plano general del artículo es sustancialmente perpendicular a la línea de visión del observador.

La sección 10 comprende una matriz 12 de polímero termoplástico que tiene partículas discretas 14 de un aditivo incompatible dispersadas en ella y, donde el aditivo incompatible no es extensible o deformable como el poliéster y otros polímeros termoplásticos (por ejemplo, partículas de arcilla), vacíos 16 rodean a las partículas 14. Asumiendo la utilización de partículas de aditivo 14 esféricas al mezclas en la matriz 12 de polímero, y cuando las partículas has sido dispersadas uniformemente y un artículo ha sido orientado uniformemente en todas las direcciones del plano axial, una sección transversal de los vacíos 16 sería, en teoría, circular, como se muestra aquí y en la figura 4, cuando se ven perpendiculares al plano axial. En la práctica sin embargo, la dispersión del aditivo y el estiramiento del artículo no son precisos, y se crean más frecuentemente vacíos de forma irregular, que tienen dimensiones en longitud, anchura y altura diferentes.

Se comprenderá que el aditivo incompatible puede ser extensible y deformable también como el polímero termoplástico. Tales aditivos pueden incluir ellos mismos varios polímeros termoplásticos, como poliamidas. En el caso de una matriz de poliéster, el aditivo incompatible se estiraría como el poliéster y formaría una fase secundaria 17 discreta, estirada dentro de la matriz de poliéster. Esta fase 17 incluirá esencialmente no sólo las partículas 14 sino también los vacíos 16 en la figura 1. Así, el aditivo extensible será estirado para rellenar todos los vacíos. En la figura 1, la fase secundaria 17 del aditivo englobará el círculo entero identificado por el número 16 así como el círculo en él identificado por el número 14.

Es también conocido que, frecuentemente, dadas las formas irregulares que se pueden formar, dos o más de estas fases secundarias discretas del aditivo pueden unirse para formar una estructura mayor. Para los propósitos de esta invención, se hará referencia a los números 17 y 27 en las figuras 1-4 de aquí en adelante como "las fases discretas" o "las fases secundarias" del aditivo, a no ser que se indique lo contrario, e incluirán el área o volumen indicado por los números 16 y 14 en la figura 1, y los números 26 y 24 en las figuras 2-4, respectivamente.

A diferencia del dibujo representativo, la sección del artículo a lo largo de cualquier plano axial específico penetrará en las fases secundarias 17 discretas en varios lugares a lo largo de de la altura de cada fase a no ser que, como se muestra aquí, todas las fases secundarias 17 sean uniformemente paralelas en el plano axial específico. Así, algunas fases discretas deberían parecer más pequeñas que otras en un plano axial específico cualquiera. De la misma manera, un corte del artículo a lo largo de cualquier plano transversal específico penetrará en las fases discretas en varios lugares a lo largo de la longitud y/o anchura de cada fase discreta a no ser que las fases estén apiladas unidireccionalmente sobre las demás dentro de ese plano. Así, algunas fases discretas podrían parecer más largas que otras en cualquier plano axial específico.

En la figura 2, se ilustra una sección de una pared de un artículo con forma, indicada en general por el número 20. Tal artículo puede ser un envase o botella de plástico. Como se ha descrito previamente para la figura 1 más arriba, esta sección 20 del artículo incluye una matriz 22 de polímero termoplástico que tiene partículas discretas 24 de un aditivo incompatible dispersadas en ella y rodeadas por vacíos 26. Basándose en las figuras 3 y 4, se apreciará que este artículo 20 está también orientado o estirado en todas las direcciones del plano axial del artículo, de un modo similar al mostrado en la figura 1.

Las figuras 3 y 4 son vistas en sección que ilustran el alargamiento de una sección del artículo con forma de la figura 2, en las que la partícula de aditivo 24 está contenida en el vacío 26 y está atrapada dentro de la matriz 22 de polímero termoplástico continua. De nuevo, cuando el aditivo es un polímero termoplástico deformable y extensible, toda el área o volumen indicado por los números 24 y 26 es la fase secundaria 27 del aditivo. Esta fases 27 proviene del estiramiento del artículo con forma como se ha tratado anteriormente.

En la formación del artículo, un dominio 28 es creado en la matriz 22 de polímero que incluye esencialmente la partícula discreta 24 y el vacío 26, o toda la fase secundaria 27 del aditivo incompatible. Cuando el aditivo incompatible utilizado en la presente invención es moldeable y extensible como el polímero empleado en el artículo, la orientación o estiramiento del artículo causará que el aditivo incompatible, como el polímero, se extienda a lo largo del plano axial del artículo y se estreche en el plano transversal del artículo al hacerse más fina la pared del artículo. Sin embargo, en casos en los que el aditivo no es extensible como el polímero, un vacío o vacíos 26 pueden quedar entre el aditivo y el polímero. Cuando una poliamida u otro polímero termoplástico distinto del polímero termoplástico empleado como polímero matriz, por ejemplo poliéster, son utilizados como aditivo, el vacío que queda, si lo hay, será generalmente de mínima importancia puesto que ambos polímeros termoplásticos son extensibles y deformables. Así, los dominios creados en el polímero matriz son esencialmente el volumen de las fases secundarias mismas. No obstante, para los propósitos de esta invención, se entenderá que, cuando se utilizan partículas de aditivo no deformables, un dominio 28 incluye no sólo el volumen de la partícula de aditivo 24, sino también cualquier volumen adicional en el artículo de cualquier vacío 26 entre la partícula de aditivo 24 y el polímero 22. Cuando el artículo no ha sido estirado, el dominio se ajustará al volumen de la partícula de aditivo.

La presente invención está particularmente interesada en que esos dominios tengan una dimensión en el plano axial del artículo en el rango desde unos 400 nm hasta unos 700 nm. En referencia a las figuras 3 y 4, la dimensión de un dominio es el diámetro del dominio. Así, en la figura 3, la dimensión se puede ver que se extiende desde un extremo 29 hasta el otro extremo 29' del dominio. En la figura 4, la dimensión del dominio mostrado es cualquier diámetro del círculo. Sin embargo, se apreciará que con más frecuencia el dominio en el plano axial del artículo será de forma elipsoidal y tendrá un diámetro más largo en una dirección, digamos la dirección Y, que en otra, digamos la dirección X. En este caso, las dimensiones de relevancia pueden ser el diámetro más largo del dominio (es decir, el eje mayor del dominio que, en este escenario, está en la dirección Y axial), o el diámetro de la dimensión perpendicular al diámetro más largo en el plano axial (es decir, el eje menor del dominio que está en la dirección radial (X)). Ha sido encontrado que los dominios que tienen dimensiones entre 400 nm y 700 nm son visibles en el artículo como opacidad visual. No es casualidad que este rango sea también el rango del espectro visible. Así, cualquier dominio que tenga una dimensión que se encuentra en el rango del espectro visible podría ser visible como opacidad.

También se comprenderá que no todos los dominios deben tener necesariamente dimensiones que se encuentren en el rango del espectro visible, pero son sólo esos dominios por los que esta invención está interesada. En teoría, si se encuentra un número suficiente de dominios que tienen dimensiones en el espectro visible, entonces el envase tendrá opacidad sin tener en cuenta del número de dominios que no tengan dimensiones que se encuentren dentro del espectro visible.

En referencia a las figuras 5 y 6, las microfotografías de un artículo transparente antes (preforma) y después de la orientación (envase), respectivamente, muestran que los dominios creados en el poliéster durante la formación, y aquí, orientación, del artículo, y que contiene el aditivo incompatible, verdaderamente aumentan de tamaño con la orientación. En la preforma transparente sin opacidad, los dominios son del orden de unos 200 nm o menos, muy por debajo del espectro visible. Sin embargo, en la figura 6, el proceso de estiramiento durante la orientación del envase ha aumentado el tamaño de los dominios. Como se muestra, las dimensiones de longitud de los dominios están bien dentro del espectro visible.

Además, los dominios no tienen que cubrir todo el espectro visible. Las dimensiones de los dominios pueden comprender un rango que se extiende dentro de la región del espectro visible, es decir, el rango de las dimensiones excede 400 nm o empieza por debajo de 700 nm, o puede encontrarse sólo en un rango particular dentro de la región del espectro visible, por ejemplo, un rango desde unos 450 nm hasta unos 580 nm.

Una vez que el rango de dimensiones de los dominios de aditivo es determinado o si no encontrado, se puede encontrar un compuesto absorbente de la luz que absorba la luz en longitudes de onda en la región del espectro visible que el menos sustancialmente cubra el rango de dimensiones de los dominios o, dicho de otra manera, que proporcione que X sea menor que 9,6 en la ecuación

\times = \Sigma(1-A_{i}) \times (N_{i})

donde A_{i} es el porcentaje de luz absorbida en la longitud de onda i y N_{i} es el número de dominios por cien micras cuadradas (10^{8} nm^{2}) en la longitud de onda i, y donde i se encuentra entre 400 nm y 700 nm. Sin embargo, la determinación del rango de dimensiones de los dominios de aditivo no tiene que ser hecha experimentalmente o mediante medición. Todo lo que se requiere es que se determine que un número sustancial de dominios tiene dimensiones que se encuentran dentro del espectro visible, es decir, desde unos 400 nm hasta unos 700 nm. Esto puede ser tan simple como determinar que el envase u otro artículo tiene opacidad física que es observable a simple vista. Se cree que si el artículo tiene "opacidad visual", necesariamente tiene dominios que se encuentran en la región del espectro visible.

La absorción de la luz del compuesto absorbente de la luz es conocida para los expertos en la técnica, y puede ser encontrada o determinada de cualquier modo conocido en la técnica. Un método para determinar la absorción de la luz de un compuesto absorbente de la luz es analizar el espectro de absorción del compuesto. Una vez conocida la región de absorción para ese espectro del compuesto, ese espectro puede ser considerado en vista del rango de dimensiones de los dominios de aditivo presentes, y/o puede ser utilizado para calcular el porcentaje de luz disponible para reflejarse en una longitud de onda seleccionada cualquiera. Si el espectro de absorción de la luz cubre al menos sustancialmente el rango de dimensiones, o si X es menor que 9,6, más preferiblemente menor que 9,5, incluso más preferiblemente menor que 9 y lo más preferiblemente menor que 7,5, entonces el compuesto puede ser utilizado en el artículo. Cuando el artículo es orientado o estirado, se ha encontrado inesperadamente que el compuesto en el artículo absorbe la luz de un modo que sustancialmente oculta la opacidad el artículo.

Pasando a los componentes del artículo, la presente invención incluye una matriz de polímero termoplástica que tiene un aditivo incompatible dispersado en ella. El aditivo incompatible está presente preferiblemente en una cantidad aproximada desde un 0,5 hasta un 50 por ciento en peso basado en el peso del polímero. En una realización, un poliéster, preferiblemente PET, puede comprender desde aproximadamente un 99,5 hasta aproximadamente un 50 por ciento en peso del artículo como componente principal y el aditivo incompatible, preferiblemente MXD6, puede comprender desde aproximadamente un 0,5 hasta aproximadamente un 50 por ciento en peso del artículo como componente secundario. Se comprenderá que con el polímero termoplástico adecuado para su utilización en la presente invención de puede hacer una película o lámina. Sin embargo, la presente invención no está limitada a películas y láminas. El artículo de la presente invención también incluye envases, botellas, bandejas, bases, tapas, etc. Tal artículo puede ser fabricado o se le puede dar una forma y tamaño deseados utilizando cualesquiera técnicas de procesado conocidas en la técnica, incluyendo moldeado por soplado, moldeado por inyección, extrusión, y similares. Los artículos de la presente invención también pueden incluir una pared de un artículo mayor. Por otra parte, el artículo de la presente invención es idealmente transparente. Por "transparente", se quiere decir que se puede ver a través del artículo, es decir, no es opaco. Se comprenderá que el artículo transparente puede estar coloreado, pero que se puede ver claramente a través de al menos una pared o lámina del artículo.

El componente principal del artículo de la presente invención es la matriz de polímero termoplástica. Los polímeros termoplásticos adecuados para su utilización en la presente invención incluyen cualquier homopolímero, copolímero o terpolímero termoplásticos o mezclas. Ejemplos de polímeros termoplásticos incluyen poliamidas, tales como nailon 6, nailon 66 y nailon 612, poliésteres lineales, tales como polietileno tereftalato, polibutileno tereftalato, politrimetileno tereftalato, polietileno isoftalato y polietileno naftalato, poliésteres ramificados, poliestirenos, policarbonato, policloruro de vinilo, dicloruro de polivinilideno, poliacrilamida, poliacrilonitrilo, acetato de polivinilo, ácido poliacrílico, polivinil metil éter, etilen vinil acetato copolímero, poli-3-fenil-1-propeno, polivinilciclohexano, etilen metil acrilato copolímero, y poliolefinas de bajo peso molecular que tienen de 2 a 20 átomos de carbono, tales como polietileno, polipropileno, etileno-propileno copolímeros, poli-1-hexeno, poli-4-metil-1-penteno, poli-1-buteno, y poli-3-metil-1-buteno. Preferiblemente, el polímero termoplástico utilizado en la presente invención comprende un polímero o copolímero de poliéster.

La fase de poliéster puede ser cualquier poliéster o copoliéster para la formación de artículos tal como un poliéster capaz de ser fundido, extruido o moldeado en un artículo. Los poliésteres deberían tener una temperatura de transición vítrea entre unos 50ºC y unos 150ºC, preferiblemente sobre 60ºC-100ºC, preferiblemente deberían ser orientables, y tener una viscosidad intrínseca de al menos 0,55, preferiblemente de 0,6 a 1.0 decilitros/gramo, como se determina mediante el método ASTM D-4603-86 a 30ºC en una mezcla 60/40 en peso de fenol y tetracloroetano. Los poliésteres adecuados incluyen aquéllos producidos a partir de ácidos dicarboxílicos aromáticos, alifáticos o cicloalifáticos de desde 4 hasta 40 átomos de carbono y glicoles alifáticos o alicíclicos que tienen desde 2 hasta unos 24 átomos de carbono.

Los poliésteres empleados en la presente invención pueden ser preparados por procedimientos de polimerización convencionales bien conocidos en la técnica. Los polímeros y copolímeros de poliéster pueden ser preparados, por ejemplo, mediante polimerización en fase fundida que implica la reacción de un diol con un ácido dicarboxílico, o su diéster correspondiente. También pueden ser utilizados varios copolímeros que resultan de la utilización de múltiples dioles y diácidos. Los polímeros que contienen unidades que se repiten de una única composición química son homopolímeros. Los polímeros con dos o más unidades repetitivas químicamente diferentes en la misma macromolécula se denominan copolímeros. La diversidad de las unidades repetitivas depende del número de diferentes tipos de monómeros presentes en la reacción de polimerización inicial. En el caso de los poliésteres, los copolímeros incluyen la reacción de uno o más dioles con un diácido o múltiples diácidos, y a veces se hace referencia a ellos como terpolímeros.

Como se ha apuntado anteriormente, los ácidos dicarboxílicos adecuados incluyen aquéllos que comprenden desde unos 4 hasta unos 40 átomos de carbono. Los ácidos dicarboxílicos específicos incluyen, pero no están limitados a, ácido tereftálico, ácido isoftálico, ácido naftaleno-2,6-dicarboxílico, ácido ciclohexanodicarboxílico, ácido ciclohexanodiacético, ácido difenil-4,4'-dicarboxílico, ácido 1,3-fenilenodioxidiacético, ácido 1,4-fenilenodioxidiacético, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido azelaico, ácido sebácico, y similares. Los ésteres específicos incluyen, pero no están limitados a, ésteres ftálicos y diésteres naftálicos.

Puede hacerse reaccionar estos ácidos o ésteres con un diol alifático que tenga preferiblemente desde unos 2 hasta unos 24 átomos de carbono, un diol cicloalifático que tenga desde unos 7 hasta unos 24 átomos de carbono, un diol aromático que tenga desde unos 6 hasta unos 24 átomos de carbono, o un éter glicol que tenga desde 4 hasta 24 átomos de carbono. Los dioles adecuados incluyen, pero no están limitados a, 1-4 butenodiol, trimetilenoglicol, 1,6-hexanodiol, 1,4-ciclohexanodimetanol, dietilenoglicol, resorcinol, e hidroquinona.

También pueden ser utilizados los comonómeros polifuncionales, típicamente en una fracción molar desde 0,1 hasta 3 por ciento aproximadamente. Los comonómeros adecuados incluyen, pero no están limitados a, anhídrido trimelítico, trimetilopropano, dianhídrido piromelítico (PMDA), y pentaeritritol. También se pueden utilizar polioles o poliácidos formadores de poliéster. También pueden ser útiles las mezclas de poliésteres y copoliésteres en la presente invención.

Un poliéster preferido es el polietileno tereftalato (PET) formado a partir de la reacción estequiométrica aproximada 1:1 de ácido tereftálico, o su éster, con etilenoglicol. Otro poliéster preferido es el polietileno naftalato (PEN) formado a partir de la reacción estequiométrica aproximada 1:1 a 1:1,6 de ácido naftaleno dicarboxílico, o su éster, con etilenoglicol. Otro poliéster preferido más es el polibutileno tereftalato (PBT). Los copolímeros de PET, copolímeros de PEN y copolímeros de PBT también se prefieren. Copolímeros y terpolímeros específicos de interés son el PET con combinaciones de ácido isoftálico o su diéster, ácido 2,6 naftálico o su diéster, y/o ciclohexanodimetanol.

La reacción de esterificación o policondensación del ácido carboxílico o éster con glicol tiene lugar típicamente en presencia de un catalizador. Los catalizadores adecuados incluyen, pero no están limitados a, óxido de antimonio, triacetato de antimonio, etilenglicolato de antimonio, organomagnesio, óxido de estaño, alcóxidos de titanio, dilaurato de dibutil estaño, y óxido de germanio. Estos catalizadores pueden ser utilizados en combinación con cinc, manganeso, o acetatos o benzoatos de magnesio. Se prefieren los catalizadores que comprenden antimonio. Otro poliéster preferido es el politrimetileno tereftalato (PTT). Puede ser preparado mediante, por ejemplo, la reacción de 1,3-propanodiol con al menos un diácido aromático o alquil éster del mismo. Los diácidos y alquil ésteres preferidos incluyen ácido tereftálico (TPA) o dimetil tereftalato (DMT). En consecuencia, el PTT preferiblemente comprende al menos aproximadamente una fracción molar del 80 por ciento de o TPA o DMT. Otros dioles que pueden ser copolimerizados en tal poliéster incluyen, por ejemplo, etilenglicol, dietilenglicol, 1,4-ciclohexanodimetanol, y 1-4-butanodiol. Los ácidos aromáticos y alifáticos que pueden ser utilizados simultáneamente para hacer un copolímero incluyen, por ejemplo, ácido isoftálico y ácido sebácico.

Los catalizadores preferidos para preparar PTT incluyen compuestos de titanio y circonio. Los compuestos catalíticos de titanio adecuados incluyen, pero no están limitados a, alquilatos de titanio y su derivados, sales complejas de titanio, complejos de titanio con ácidos hidroxicarboxílicos, coprecipitados de dióxido de titanio-dióxido de silicio y dióxido de titanio hidratado con contenido alcalino. Ejemplos específicos incluyen tetra-2-etilexil titanato, titanato tetraesteárico, diisopropoxi bi(aceril-acetonato) de titanio, di-n-butoxi-bi(trietanolaminato) de titanio, tributilmonoacetiltitanato, monoacetiltitanato triisopropílico, titanato ácido tetrabenzoico, oxalatos y malonatos alcalinos de titanio, hexafluorotitanato de potasio, y complejos de titanio con ácido tartárico, ácido cítrico o ácido láctico. Compuestos catalíticos de titanio preferidos son tetrabutilato de titanio y tetraisopropilato de titanio. Los compuestos de circonio correspondientes también pueden ser utilizados.

El polímero de esta invención puede contener también pequeñas cantidades de compuestos de fósforo, tales como fosfatos, y un catalizador tal como un compuesto de cobalto, que tiende a conferir un tono azul. También, pequeñas cantidades de otros polímeros tales como poliolefinas pueden ser toleradas en la matriz continua.

La polimerización en fase fundida descrita más arriba puede ser seguida por un paso de cristalización, y después un paso de polimerización en fase sólida (SSP) para conseguir la viscosidad intrínseca necesaria para la fabricación de ciertos artículos tales como botellas. La cristalización y polimerización pueden ser llevadas a cabo en una reacción de secadora en un sistema de tipo por lotes. Alternativamente, la cristalización y polimerización pueden ser realizadas en un proceso continuo en estado sólido por el cual el polímero fluye de un recipiente a otro tras su tratamiento predeterminado en cada recipiente. Las condiciones de cristalización preferiblemente incluyen una temperatura de desde unos 100ºC hasta unos 150ºC. Las condiciones de polimerización en fase sólida preferiblemente incluyen una temperatura de desde unos 200ºC hasta unos 232ºC, y más preferiblemente desde unos 215ºC hasta unos 232ºC. La polimerización en fase sólida puede ser llevada a cabo durante un tiempo suficiente para aumentar la viscosidad intrínseca al nivel deseado, que dependerá de la aplicación. Para una aplicación típica de botella, la viscosidad intrínseca preferida es desde 0,65 hasta 1,0 decilitro/gramo aproximadamente, como se determina mediante el método ASTM D-4603-86 a 30ºC en una mezcla 60/40 en peso de fenol y tetracloroetano. El tiempo requerido para alcanzar esta viscosidad puede variar desde unas 8 hasta unas 21 horas. En una realización de la invención, el poliéster para la formación de artículos de la presente invención puede comprender poliéster reciclado o materiales derivados de poliéster reciclado, tales como monómeros de poliéster, catalizadores, y oligómeros.

Los aditivos adecuados para la presente invención incluyen, pero no están necesariamente limitados a, aquellos polímeros, arcillas, minerales, y otros compuestos que se saben químicamente no reactivos con la matriz de polímero termoplástica de tal manera que proporcione dominios discretos dentro de la matriz de polímero. Típicamente, tales aditivos serán proporcionados para mejorar una propiedad física o mecánica del poliéster para un propósito deseado. Por ejemplo, en muchas aplicaciones de envasado de comida y bebida, se desea a menudo reducir la permeabilidad al gas del envase o botella en el que la comida o bebida se envasa. Por lo tanto, se añaden aditivos que refuerzan el efecto barrera al gas para mejorar la capacidad del envase de evitar que el oxígeno u otros gases atraviesen la pared del envase y entren en el envase o botella, posiblemente estropeando de este modo la comida o bebida de su interior.

Los aditivos incompatible s de la presente invención son del orden de desde unos 10 nanómetros hasta menos de 1 micra de diámetro aproximadamente. Mientras que hay muchas partículas mayores que pueden incrementar las propiedades que refuerzan el efecto barrera al gas del envase o botella, la presente invención se refiere a aquellos aditivos particulares que crean dominios que tienen unas dimensiones de desde unos 10 nanómetros hasta menos de 1 micra aproximadamente, y que, más particularmente, crean dominios que tienen unas dimensiones de desde unos 400 nanómetros hasta unos 700 nanómetros. Así, los aditivos que tienen tamaños de partícula mayores o menores que el rango desde unos 400 nanómetros hasta unos 700 nanómetros pueden ser empleados siempre que al menos algunos de los dominios creados en la orientación se encuentren dentro del rango, aunque otros dominios que se encuentren fuera del rango sean creados.

Los aditivos incompatibles más preferidos son las poliamidas. Las poliamidas adecuadas incluyen poliamidas alifáticas, cicloalifáticas y aromáticas. Como se apunta más arriba, la cantidad de poliamida para mezclar con el poliéster está preferiblemente de un 0,5 hasta un 50 por ciento en peso aproximadamente, más preferiblemente desde un 3 hasta un 15 por ciento en peso aproximadamente. También son aditivos incompatibles preferidos nanoarcillas, cuentas de vidrio, y fibras.

Cuando se utiliza una poliamida como el aditivo incompatible, el componente de poliamida de la presente invención puede ser representado por la unidad repetitiva A-D, donde A es el residuo de un ácido dicarboxílico incluyendo ácido adípico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, ácido 1,4-ciclohexanodicarboxílico, ácido resorcinol dicarboxílico, ácido naftaleno-2,6-dicarboxílico o una mezcla de los mismos, y D es el residuo de una diamina incluyendo m-xililendiamina, p-xililendiamina, hexametilendiamina, etilendiamina, 1,4-ciclohexanodimetilamina o una mezcla de los mismos. Las poliamidas preferidas que pueden ser utilizadas en esta invención incluyen poli-m-xililenadipamida o un copolímero de la misma, ácido isoftálico o tereftálico-poli-m-xililenadipamida modificada, nailon 6, nailon 6,6 o una mezcla de los mismos, poli-hexametilenisoftalamida, poli-hexametilenadipamida-co-isoftalamida, poli-hexametilenadipamida-co-tereftalamida o poli-hexametilenisoftalamida-co-tereftalamida.

Las poliamidas adecuadas pueden contener también pequeñas cantidades de comonómeros trifuncionales o tetrafuncionales incluyendo anhídrido trimelítico, dianhídrido piromelítico u otros poliácidos y poliaminas formadores de poliamidas conocidos en la técnica.

La viscosidad intrínseca de las poliamidas para mezclar con el poliéster es preferiblemente menor de 1,0 decilitros/gramo aproximadamente, y lo más preferiblemente, menor de 0,7 decilitros/gramo aproximadamente como se determina mediante el método ASTM D-4603-86 a 25ºC en una mezcla 60/40 en peso de fenol y tetracloroetano en una concentración de 0,5 g/100 ml (disolvente).

La preparación de las composiciones de poliamidas y mezcla de poliéster/poliamida es bien conocida en la técnica y puede ser empleado cualquier método para obtener estas composiciones.

En una realización de la presente invención, la poliamida preferida es poli-m-xililenadipamida, también a menudo llamada MXD6. MXD6 es utilizada preferiblemente en una cantidad comprendida entre aproximadamente un 1 y un 30 por ciento en peso relativo a la resina de poliéster. También se prefieren otras MXD, en las que todas o parte de las unidades derivadas de ácido adípico son reemplazadas por unidades derivadas de ácido dicarboxílico con de 6 a 24 átomos de carbono, diferentes del ácido adípico, don de se pueden emplear, por ejemplo, los ácidos sebácico, azelaico, y dodecanoico.

La invención no requiere pero puede incluir la utilización o adición de cualquiera de una pluralidad de materiales orgánicos o inorgánicos, tales como pero no limitado a, antibloqueos, antiestáticos, plastificantes, estabilizadores, agentes nucleadores, etc. Estos materiales pueden ser incorporados dentro de la matriz de polímero, dentro de la fase secundaria dispersada, o pueden existir como fases dispersadas distintas.

La mezcla o combinación de una resina de poliéster y polixililenamida puede ser llevada a cabo en un extrusor en condiciones conocidas de temperatura y fuerzas de cizalladura para asegurar una mezcla correcta y para crear una dispersión fina y estable de la poliamida en la matriz de poliéster. En una realización, el poliéster y aditivo de la presente invención está preparado en general utilizando una técnica bien conocida llamada el método de "agitar y cocer". Típicamente, el poliéster, como PET, y los polímeros de poliamida, así como el compuesto absorbente de la luz cuando es el momento, son mezclados en una mezcla maestra, agitados hasta que están mezclados completamente y vertidos en la tolva para ser extruidos o moldeados en preformas como es bien conocido en la técnica. Se pueden utilizar tasas de cizalladura mayores de 100 s^{-1} cuando se mezcla en fusión la poliamida. La razón de la viscosidad en fusión del poliéster
con la polixililenamida, elevadas a 280ºC con una tasa de cizalladura de 100 s^{-1}, está preferiblemente entre 3:1 y 8:1.

Una vez mezclados, con los componentes de la mezcla se puede hacer entonces un artículo de una forma y tamaño deseados. En una realización, el componente puede ser moldeado por soplado en la forma de una botella u otro envase de un tamaño particular. Una vez moldeado, se puede determinar que al menos algunos de los dominios de aditivo en el artículo tienen dimensiones en el plano axial del envase de desde unos 400 nm hasta unos 700 nm. Tal determinación puede ser hecha simplemente determinando que el artículo tiene opacidad observable a simple vista. En una realización, cuando se desea una determinación más precisa, la fase secundaria del aditivo de polímero termoplástico puede ser disuelta fuera de la matriz de poliéster utilizando ácido fórmico. Es preferible la utilización de ácido fórmico frío, es decir, ácido fórmico a temperatura ambiente. Como la temperatura del ácido fórmico caliente está por encima de T_{g} del poliéster, es posible que los dominios pudieran relajarse o expandirse dependiendo de la ubicación de los dominios. Una vez disueltos, de puede tomar una medición de las dimensiones del dominio como puede conocerse en la técnica. Por ejemplo, un método para medir las dimensiones del dominio es obtener una microfotografía de microscopio electrónico de barrido (SEM) del artículo y medir el dominio utilizando equipo y técnicas apropiadas tales como la utilización del software LuciaM en las microfotografías realizadas a 5000x. Se apreciará, sin embargo, que las dimensiones medidas pueden no ser todas las mayores dimensiones para cualquier dominio, aunque en teoría deberían serlo. En una realización, las medidas fueron tomadas tanto en las preformas como en el envase en ambas direcciones radial y axial en al plano axial del envase.

Una vez que se ha determinado que el rango de dimensiones en el plano axial del envase para los dominios creados en la matriz de polímero después de la formación del envase incluye al menos algunas de las dimensiones que se encuentran dentro de un rango de desde unos 400 nm hasta unos 700 nm, de puede encontrar un compuesto absorbente de la luz que absorbe la luz en una región del espectro visible en longitudes de onda que al menos cubre sustancialmente el rango de dimensiones de los dominios del contenedor. Como se apunta más arriba, esto se puede hacer por cualquier medio conocido en la técnica, incluyendo experimentalmente mediante la adición de varios compuestos a un envase soplado similarmente, experimentalmente mediante la provisión de fundas de películas coloreadas sobre el artículo, mediante el examen de los espectros de varios compuestos absorbentes de la luz propuestas para su utilización, o mediante la determinación de si X en la ecuación

\times = \Sigma(1-A_{i}) \times (N_{i})

donde A_{i} es el porcentaje de luz absorbida en la longitud de onda i y N_{i} es el número de dominios por cien micras cuadradas (10^{8} nm^{2}) en la longitud de onda i, y donde i se encuentra entre 400 nm y 700 nm (es decir, el espectro visible), es menor que 9,6, preferiblemente menor que 9,5, más preferiblemente menor que 9 y lo más preferiblemente menor que 7,5.

Preferiblemente, estos compuestos serán colorantes utilizados comúnmente en la pigmentación o coloreado de plásticos. Esencialmente cualquier colorante (o un tinte o un pigmento) puede ser empleado siempre que tenga un espectro adecuado como se requiere para la presente invención. El colorante puede ser o no compatible (es decir, hidrófilo) con la poliamida u otro aditivo empleado.

El colorante puede ser mezclado dentro de la matriz de poliéster/aditivo o, alternativamente, puede estar hecho de una película distinta que recubre el artículo que muestra opacidad visible. Se pueden utilizar técnicas conocidas de multicapa para adherir las capas entre ellas. Generalmente, sin embargo, el compuesto absorbente de la luz puede estar en una película distinta que recubre una capa distinta del artículo que comprende la matriz de poliéster/aditivo.

Así, en un envase multicapa, al menos una capa del envase multicapa puede comprender la matriz termoplástica con el aditivo incompatible dispersado y otra capa, distinta, puede comprender el compuesto absorbente de la luz.

También es posible que el compuesto absorbente de la luz pueda venir del mismo poliéster. Si el rango de dimensiones para los dominios es tal que amarillear el poliéster puede proporcionar absorción de la luz en un rango que cubre sustancialmente ese rango de dimensiones de los dominios, no será requerida necesariamente un compuesto adicional. Por lo tanto, el componente amarilleador del poliéster mismo puede servir como el compuesto absorbente de la luz.

Alternativamente, y como se apunta más arriba, una cantidad efectiva de compuesto absorbente de la luz puede ser añadida a la mezcla de polímero termoplástico y aditivo incompatible de cualquier forma conocida en la técnica. Se puede hacer entonces otro envase utilizando técnicas conocidas de fabricación de envases tal como moldeo por soplado. Este nuevo envase transparente que tiene una matriz de poliéster con un aditivo incompatible y un compuesto absorbente de la luz dispersados en ella debería entonces ser hecho de la forma y tamaño deseados. Una forma y tamaño diferentes puede proporcionar diferentes dimensiones a los dominios que se encuentran en el artículo y podría cambiar el rango de las dimensiones y, así, el compuesto absorbente de la luz requerido. Entonces sería evidente que el compuesto absorbente de la luz puede ocultar sustancialmente la opacidad en el envase.

Para demostrar la práctica de la presente invención, varias preformas fueron extruidas a partir de una mezcla de poliéster, concretamente polietileno tereftalato (PET) y aproximadamente un 5 por ciento en peso de poliamida, concretamente poli-m-xililenadipamida, comúnmente conocida como MXD6 y disponible en Mitsubishi Gas Chemical (Harada, M., Plastics Engineering, 1998). Las preformas también contienen un 0,04 por ciento en peso de dianhídrido 1,2,4,5-bencenotetracarboxílico, o dianhídrido piromelítico (PMDA). En la extrusión, se produjeron varias preformas de botella con MXD6 dispersado dentro de una matriz de PET. Algunas de las preformas fueron entonces moldeados por soplado en botellas, teniendo cada botella una forma y tamaño esencialmente idénticos de 500 ml. En la construcción de las botellas, cada una fue cortada en el plano transversal vertical y el plano transversal horizontal y atacada en ácido fórmico frío durante unos 60 minutos, entonces las muestras fueron lavadas con agua hasta alcanzarse un pH neutro y entonces con acetona. Las muestras obtenidas fueron metalizadas (oro) con un equipo automático de pulverización catódica Agar bajo las siguientes condiciones: 20 mA durante 20 segundos con flujo de argón. Las mayores dimensiones de los dominios restantes de MXD6 fueron medidos utilizando el software LuciaM en las microfotografías de SEM realizadas con una ampliación de 5000x. Las microfotografías fueron obtenidas a partir del corte de la botella en los planos transversales horizontal y vertical y la observación de la mayor dimensión que necesariamente era la dimensión paralela a la superficie del artículo. En la figura 7, se presenta la distribución de los resultados obtenidos a partir de la medición de la mayor dimensión en el plano transversal vertical, es decir, la dirección radial (X) basándose en las figuras anteriores.

Los datos obtenidos muestran que durante el moldeado por soplado desde preforma a botella, los dominios de MXD6 crecen en diámetro. Generalmente, ha sido encontrado un incremento de la dimensión media desde unos 160 nm (media de la preforma) hasta unos 500 nm (media de la botella). Eso es un factor de incremento de 3:1 en la dirección radial. Las figuras 5 (preforma) y 6 (botella orientada) muestran este fenómeno.

Basándonos en lo datos, se encontró que los dominios son de longitudes comprendidas entre unos 400 nm y unos 600 nm, teniendo el mayor número de dominios una dimensión de unos 500 nm. Esto está dentro del espectro visible. Al ver el espectro visible, se puede determinar que la región en unos 500 nm es la región verde (verde 512 nm). A partir del examen del círculo cromático, se puede ver que el color complementario que absorbe la luz en la misma región es el rojo. Por lo tanto, se hicieron intentos de encontrar un colorante rojo que absorbería la luz en la región verde correspondiente al rango de dimensiones de los dominios. Se apreciará que cualquier colorante que absorba en la región requerida del artículo bastará y no es necesario elegir el color complementario a esa región para propósitos de absorción basándonos en un círculo cromático.

Se realizaron varios espectros en diferentes clases y colores de colorantes comerciales. En particular, los espectros de centraron en los colores primarios y los colores cercanos al rojo o que contenían rojo. Algunos espectros estaban disponibles a partir de experimentación anterior en el laboratorio y otros espectros estaban disponibles a partir de los fabricantes de los colorantes. De los análisis de los espectros realizados, todos los espectros fueron llevados a cabo con un espectrómetro Perkin Elmer Lambda 2 UV/Vis, con una velocidad de barrido de 30 nm/minuto desde 250 nm hasta 780 nm. Las figuras 8A, 8B y 8C muestran los espectros para varios colorantes amarillos, rojos y azules, respectivamente. Los espectros no están normalizados, ya que aquí estábamos interesados en comprender si la región de absorción del color estaba en el espectro visible o no.

La comparación entre las medidas realizadas con el SEM y los espectros de absorción de los colores primarios disponibles ha llevado a una explicación de por qué el color rojo parece el mejor color para cubrir la opacidad. En este punto, sin embargo, se debe comprender de nuevo que los resultados del SEM dan al fabricante una idea de cuáles son las dimensiones de los dominios de MXD6, pero con este enfoque, las medidas son sólo una aproximación, ya que es esencialmente imposible cortar la muestra de una forma que proporcionara cada dominio en su diámetro mayor. Es decir, al menos algunos de los dominios medidos serán ligeramente más pequeños que el diámetro real, ya que no hay manera de asegurar que el corte de la botella se producirá en el centro exacto de los dominios. Esta cuestión ha sido tratada en detalle hasta aquí.

Tras ver los espectros, es claro que, de las opciones proporcionadas hasta aquí, el rojo parece ser el mejor candidato para cubrir la opacidad, siendo la mejor opción el Renol Red 4 (rojo) disponible por ColorMatrix Corp. Se prepararon muestras rojas transparentes conteniendo el colorante rojo y se envolvió con ellas una botella conocida de tamaño y forma idénticos previamente preparada. La botella mostraba opacidad visual antes de ser envuelta. Al envolver la botella, se observó una ocultación sustancial de la opacidad. Se prepararon otras botellas para incluir varios colorantes. De esas, un análisis visual mostró que las botellas que incluían el colorante Tersar Yellow NE 1105131 (amarillo) disponible en Clariant proporcionaba una ocultación sustancial de la opacidad a mayores concentraciones (4%, la botella final tiene una coloración naranja). Al ver su espectro en la figura 8A, se puede ver que, a diferencia de los otros colorantes amarillas cuyo espectro se proporciona, el espectro del colorante Tesar Yellow mostraba al menos alguna absorción en la región desde 500 hasta 550 nm e incluso hasta unos 600 nm. Así, este colorante era adecuado para ocultar al menos algo de la opacidad (o bastante el dominio de MXD) de la botella. De la misma manera, las botellas hechas con aproximadamente un 1 por ciento de Renol Blue NE 51050340 (azul) disponible en Clariant también mostraban alguna ocultación parcial de la opacidad. En su espectro (figura 8C), se puede ver que este azul puede cubrir una zona de los dominios de MXD6. En particular, se puede cubrir la región que empieza en 500 nm. Sin embargo, no se oculta toda la región, y había aún alguna opacidad visual visible en la botella. Se puede encontrar el mismo comportamiento al utilizar el colorante Tersar Blue 40642 (azul), también disponible en Clariant (figura 8C).

Las figuras 9A, 9B, 9C y 9D muestran espectros para varios colorantes verdes, naranjas, violetas y rosas, respectivamente. Es notable que el espectro de la figura 9A muestra que la adición de este colorante verde particular no oculta eficazmente la opacidad de la botella. La producción de una botella de 500 ml coloreada de verde utilizando este colorante verde confirmó esto, una demostración más de que en la región entre 475 y 575 nm (la región del espectro que no está cubierta por la absorción de este color) hay un gran número de dominios de MXD6 con esta dimensión. Sin embargo se entenderá que otros colorantes verdes pueden ocultar adecuada y eficazmente la opacidad de la botella. No todos los colorantes verdes absorben en las mismas longitudes de onda y en las mismas cantidades, y es completamente posible (como se muestra más abajo) que otros colorantes verdes puedan proporcionar una adecuada ocultación de la opacidad visual para varios artículos incluyendo botellas.

Las botellas hechas con colorante Blossom Orange (naranja) disponible en ColorMatrix Corp. mostraron una ocultación de la opacidad muy buena, pero no total. De hecho, al ver el espectro de este colorante (figura 9B), es posible observar una absorción hasta una longitud de onda de unos 575 nm, insuficiente para cubrir todos los dominios de MXD6. De nuevo, sin embargo, es posible que otros colorantes naranjas no puedan ocultar la opacidad visual tan bien como este colorante naranja particular, o puedan ocultar la opacidad visual aún mejor.

El espectro (figura 9C) del Royal Purple-1 (violeta) disponible en ColorMatrix Corp. se ve como uno de los mejores colorantes para ocultar la opacidad visual de la botella de 500 ml de muestra, aunque el otro colorante violeta, Tersar Violet 40058, disponible en Clariant, también parece que es adecuado. Los espectros rosas (figura 9D) también ocultan sustancialmente la opacidad en la región de 450 a 600 nm.

Entonces debería ser evidente que, dados los espectros y pruebas realizadas más arriba, ha sido demostrado que existe una correlación entre las dimensiones de los dominios de MXD6 y las longitudes de onda de absorción de varios compuestos absorbentes de la luz. Cuando las longitudes de onda de la región de absorción cubren sustancialmente el rango de dimensiones de los dominios de MXD6, se produce una ocultación sustancial de la opacidad visual en la botella.

Otras pruebas de la presente invención incluyeron la preparación de preformas adicionales del tipo descrito más arriba (PET + 0,004% PMDA + 5% MXD6) y por lo tanto la producción de botellas de 500 ml adicionales, así como la fabricación de otras preformas mayores hechas con las mismas concentraciones de componentes secundarios y botellas más grandes de 1,5 l moldeadas a partir de esas preformas mayores. Las botellas y preformas fueron entonces cortadas de la manera descrita anteriormente y de nuevo analizadas con una ampliación de 5000x. Esta vez, se analizó la dirección más larga en ambos planos transversales horizontal y vertical. Se apreciará que la dimensión mayor larga en el plano transversal horizontal (plano X-Z) será la misma dimensión que la dimensión en el eje radial (X) en el plano axial del artículo. Similarmente, la mayor dimensión en el plano transversal vertical (plano Y-Z) será la misma dirección que la dimensión en el eje axial (Y) en el plano axial. El análisis de SEM de las preformas de la botella de 500 ml mostraron que la dimensión media de los dominios de MXD6 estaba aproximadamente entre 240 (radial) y 280 (axial), mientras que las preformas de la botella de 1,5 l mostraron que la dimensión media de los dominios de MXD6 era de 300 aproximadamente en ambas direcciones radial (X) y axial (Y). En ambas preformas, la dimensiones son tan pequeñas que están por debajo, no dentro de, el espectro visible y por lo tanto no se observa
opacidad.

Sin embargo, en las botellas orientadas, la distribución media de los dominios de MXD6 era de unos 500 nm y unos 549 nm en la dirección radial para las botellas de 500 cc y 1,5 l, respectivamente, y de unos 1000 nm en la dirección axial para ambas botellas. A causa de que las dimensiones en la dirección axial (Y) eran mayores que el espectro visible, no se esperaría que se ocultase ninguna opacidad o se viese opacidad por esa dimensión. Sin embargo, en la dirección radial (X), las dimensiones se encuentran dentro del espectro visible y, por lo tanto, se observa opacidad en las botellas.

Pruebas adicionales incluyeron la producción de otra botella más que tiene una formulación diferente de la resina y una cantidad diferente de MXD6. En particular, se hizo una matriz de polímero con una resina de poliéster (VFR) que contiene un 10% IPA añadido de PET (Cobiter 80) para una formulación final del 8,6% IPA. Se añadió a esta resina un 9,3% de MXD6. Una preforma de 38 gramos fue extruida a partir de la cual de hizo mediante moldeado por soplado una botella de 1,5 l. Se realizó entones un análisis de SEM en la preforma y la botella a partir de cortes que proporcionaron dimensiones en las direcciones radial y axial. Los resultados mostraron una dimensión media de los dominios en la preforma de unos 330 nm en la dirección radial (X) y unos 320 nm en la dirección axial (Y). De nuevo, esto estaba muy por debajo del espectro visible.

Para la botella de 1,5 l, la dimensión media de los dominios fue unos 620 nm en la dirección radial (X) y unos 900 nm en la dirección axial (Y). Lo que es más importante, se encontró que en rango de dimensiones eran desde unos 490 nm hasta unos 750 nm en la dirección radial y desde unos 660 nm hasta unos 1140 nm en la dirección axial. Por lo tanto, algunas de las dimensiones en ambas direcciones se encuentran dentro del espectro visible.

Con la intención de comprender los datos experimentales previos obtenidos, se prepararon algunas películas con diferentes cantidades de colorante Renol Red-4 de ColorMatrix Corp. Los datos experimentales obtenidos mostraron una absorbancia de este colorante en esencialmente la misma región que la distribución de la dimensión radial de los dominios de MXD6 de la botella de 0,5 l. Las muestras se hicieron de películas fundidas con un espesor de unas 200 micras en un extrusor Bausano de doble tornillo con resina de PET (Cobiter 80) añadiendo diferentes cantidades de Renol Red-4 al 0,05%, 0,1%, 0,2%, 0,25% y 0,5% en peso. La mezcla fue obtenida mezclando en seco la cantidad correcta de colorante en 2,5 kg de PET para cada prueba en un contenedor de acero bajo condiciones esencialmente estándar de temperatura, presión y velocidad del tornillo.

Las películas obtenidas fueron entonces situadas primero en la botella de 0,5 l, y después en las otras botellas, para comprender si el colorante es capaz de ocultar la opacidad, y en este caso, para encontrar la mínima cantidad de color requerida. La película producida y la capacidad de cada película de cubrir la opacidad se resume en la tabla I más abajo. Puesto que la opacidad visual puede ser una interpretación subjetiva de la vista del observador, la capacidad de cubrir la opacidad fue analizada pidiendo a diferentes personas que mirasen a través de la botella cubierta por las diferentes películas fundidas con diferentes cantidades de colorante e informasen de si ello podían ver alguna opacidad.

TABLA I Pruebas de individuos para la presencia de opacidad visual

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Los experimentos anteriores muestran que, aunque el colorante rojo es capaz de cubrir algo la opacidad, incluso al 0,5%, la mínima concentración de Renol Red para ocultar sustancialmente la opacidad para la botella de 0,5 l fue del 2,5% mientras que la botella de 1,5 l requirió una concentración más alta, aproximadamente un 0,5%. Para la botella de MXD al 9,3%, la opacidad no desaparece cuando el colorante rojo es utilizado. Se cree, basándose en los espectros, que dimensiones importantes estaban presentes fuera de la región en la que el Renol Red podía absorber la luz adecuadamente. Por consiguiente, la opacidad permanecía.

Para confirmar esta teoría, se hicieron películas de diferentes concentraciones que contenían un colorante azul, concretamente Tersar Blue 37843 de Clariant. Al examinar su espectro, se puede ver que la luz es absorbida desde unos 490 nm hasta unos 700 nm, o muy cerca del extremo del espectro visible. Entonces, las pruebas visuales se realizaron con varios individuos. Los resultados de las pruebas se muestran en la tabla II más abajo, en la que es claro que la utilización del 0,5 por ciento del colorante azul ocultó eficazmente la opacidad visual en la botella.

TABLA II Pruebas de individuos para la presencia de opacidad visual

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Además de lo anterior, se midió la opacidad física de las botellas. En cada caso, ya fuera la botella sin colorante o con colorante, había aún presente una opacidad física importante. En el menos un caso, parece que la opacidad física se redujo utilizando el Renol Red a una concentración del 2,5%, pero estaba presente en la botella considerablemente.

Con experimentación adicional se ha encontrado que la opacidad visual es una función del número total de dominios que tienen dimensiones entre unos 400 y unos 700 nanómetros que se encuentran en la trayectoria de la luz que brilla en el artículo o botella. Por lo tanto, el espesor de la pared juega un papel en la determinación de la opacidad visual. Una pared fina tendrá menos opacidad visual que su equivalente más gruesa, incluso si cada pared contiene el mismo número de dominios en su superficie. La cantidad de luz absorbida debe por lo tanto tener en cuenta el espesor de la pared.

En consecuencia, se realizaron experimentos para determinar qué cantidad de luz es necesaria para ser absorbida en cada longitud de onda en el espectro visible para empezar a hacer que se desvanezca la opacidad visual para varias botellas de muestra utilizando varios colorantes. Sin embargo, primero se determinó la cantidad de opacidad visual atribuida a un dominio mediante la elaboración de una botella estirada a partir de una mezcla de PET y MXD6, la determinación de la frecuencia de los dominios por unidad de área, la exposición de la pared a una estrecha anchura de luz, la incrementación de la intensidad de la luz y la medida del cambio en luminancia requerido para hacer que una palabra escrita cambie de legible a borrosa.

La pared del envase se preparó a partir de una preforma de 52,5 gramos fabricada en una máquina Arburg 420C monocavidad de 110 ton. Las preformas contenían aproximadamente un 4 y un 6 por ciento en peso de MXD6 de tipo 6007 de Mitsubishi Gas Chemical y aproximadamente un 96 y un 94 por ciento en peso de polietileno tereftalato tipo Cleartuf 8006 de M&G Polymers USA, LLC, Sharon Center, Ohio, respectivamente. Las preformas fueron sopladas en botellas de 2 litros de fondo redondo estándar. La pared se extrajo y se sujetó plana entre dos planchas negras con una abertura de 66 mm x 80 mm en el centro.

Las planchas sujetos con la pared lateral entre ellos se suspendieron después perpendiculares al tablero de una mesa. Una lámpara halógena de 6000 vatios conectada a una fuente de alimentación variable fue colocada a unos 36 centímetros de la pared y a unos 18 centímetros de la parte superior de la mesa. La fuente de luz fue aislada de la pared mediante la colocación de un contenedor sobre la lámpara. El contenedor tenía un agujero de 45 mm en el lado situado a unos 18 centímetros del tablero de la mesa para permitir que la luz pasara desde la fuente y alcanzara la pared lateral de la botella recortada.

Los 45 mm del agujero son ligeramente menores que el diámetro de 50 mm de los filtros de luz disponibles por Andover Corporation, Salem, New Hampshire.

Un papel negro con una sola línea de tipo de letra Times New Roman de 12 puntos fue situado entre la muestra y la fuente de luz, pero a 10 centímetros de la muestra. La línea de caracteres estaba mirando a la muestra. El borde de la hoja de papel se alineó con el borde del agujero del cubo de tal forma que la hoja estaba perpendicular al tablero de la mesa, paralela a la plancha negra, y en la tangente de un cilindro cuyo diámetro está definido por el agujero y su altura se extiende desde el agujero del cubo a las planchas negras.

La línea escrita se alineó unos 18 centímetros por encima del tablero de la mesa alineada con el centro de la muestra de pared lateral, en centro del agujero, e incluso con la fuente de luz. La línea de caracteres fue observada a través de la muestra de la pared lateral. A medida que la cantidad de luz en la muestra aumentaba, más distorsionada se volvía la línea de caracteres. La cantidad de luminancia requerida para distorsionar 4 letras desde el borde tangente hasta el cilindro definido fue considerada borrosa.

Se colocaron delante del agujero filtros obtenidos de Andover Corp. para permitir que longitudes de onda de luz muy estrechas alcanzaran la pared lateral. Los filtros de longitud de onda más estrechos se eligieron debido a su marcada frecuencia de corte de 2 nm. Los filtros de longitud de onda más amplios tienen un corte mucho menos definido que va de 10 a 20 nm y la cantidad de opacidad visual a la que contribuyen los dominios en toda la región variará con la intensidad de la luz en la frecuencia de corte.

La cantidad de luz requerida para crear opacidad visual fue medida como sigue. Los filtros eliminaban esencialmente un 96% aproximadamente de la luz visible. Así, la luz de fondo se redujo de tal forma que la cantidad de luz que pasaba a través del filtro fuera un porcentaje suficiente para causar la opacidad visual.

La luminancia fue medida utilizando un fotómetro EA30 de Extech Instruments Corporation, Waltham, Massachusetts. La luz fue medida en dos puntos. El primer punto medía la luz que viajaba paralela a las planchas y alcanzaba el tablero de la mesa. Este punto estaba directamente sobre la muestra. Se definió como la luz superior. El otro punto medía la luz que viajaba paralela al tablero de la mesa y alcanzaba la muestra. El medidor se colocó directamente delante de la muestra mirando a la fuente de luz. La luz de fondo se definió como la cantidad de luz que alcanzaba la muestra cuando la fuente de luz está apagada.

Se aumentó la intensidad de la fuente de luz filtrada hasta que las cuatro primeras letras de la línea de caracteres empezaban a volverse borrosas al mirar a la luz en los caracteres a través de la muestra. Esta medida se llamó Opacidad Inicial. La intensidad de aumentaba después hasta que las cuatro primeras letras de la línea de caracteres se volvían ilegibles. Esto se llamó Opacidad Máxima. Cada punto representa la media de tres a cinco medidas en función de la desviación entre las medidas.

Esta evaluación se hizo para una mezcla de MXD6 al 4% y al 6% empezando por 500 cada 50 longitudes de onda hasta 650. La medida a 450 nm no se utilizó ya que el manual del Extech apunta que el medidor no tiene una respuesta válida. Tampoco se midió la luminancia a 400 nm y 700 nm porque los límites exteriores de la luz visible varían de una persona a otra. A partir de los datos tomados en este experimento, se determinó el porcentaje de luz dispersada por dominio por unidad de espesor de la pared del artículo de muestra.

Los datos de absorbancia brutos fueron normalizados para tener en cuenta el hecho de que los dominios estaban concentrados en unas pocas longitudes de onda. Cuando la luminancia se aumentaba, sólo re reflejaban aquellas longitudes de onda que se correlacionan con los dominios. Se cree que una buena aproximación para determinar qué cantidad de luminancia es reflejada es reducir la luminancia aumentada por el número de longitudes de onda que pasa a través del filtro cuyas longitudes de onda tienen tamaños de dominio que se correlaciona con ellas. Una vez que esto se hace para el ancho de banda del filtro, las relaciones se hacen patentes. En resumen, cuanto mayor el número de dominios, menos luz se necesita para crear el comienzo de la opacidad.

A partir de los datos obtenidos, se determinó que el compuesto absorbente debía ser capaz de hacer dos cosas. Primero, la absorción de la luz por parte del compuesto absorbente debe ocurrir en al menos una longitud de onda correlacionada con el tamaño de un dominio. Puesto que los dominios son normalmente una pluralidad y se extienden a lo largo del espectro visible, se requiere probablemente absorbancia en muchas de las longitudes de onda. Por ejemplo, es imaginable que si todos los dominios estuvieran en 500 nm, sólo se necesitaría absorción alrededor de los 500 nm. Asimismo, si en 95% de los dominios de una mezcla de PET con un 6% de MXD6 estuvieran en 500 nm, entonces la mayoría, si no toda la absorción, tendría que ocurrir en 500 nm. Alternativamente, la absorción de la luz en las otras regiones, y la no absorción de la luz alrededor de 500 nm tendría un impacto limitado en la opacidad visual.

Sin embargo, al contrario que en el ejemplo anterior, se encontró que los dominios estaban dispersos por todo el espectro visible, pero varias regiones de longitudes de onda tenían sustancialmente más dominios que otras. No obstante, el compuesto absorbente no tiene que absorber en todas las regiones que contiene dominios, sino que debe absorber bastante luz a lo largo del espectro como para impedir que la luz se disperse. Puesto que se produce más dispersión en las regiones con más dominios, se necesita más absorbancia en las longitudes de onda con más dominios. Se ha determinado que el comienzo de la opacidad empieza cuando la luz alcanza el 60% de la luz total que incide sobre esta pared de 15 milímetros. Dicho de otra manera, un mínimo del 40% de la luz que alcanza la pared de 15 milímetros debe ser absorbido en una longitud de onda para empezar a tener un impacto en la opacidad visual a la que contribuye el dominio en esa longitud de onda.

Por ejemplo, para una pared de 15 milímetros, si el 80% de los dominios estuvieran en 500 nm y el 20% estuvieran en 650 nm, el compuesto absorbente necesitaría absorber sólo el 50% de la luz en 500 nm que es el 40% del total para empezar a ver un impacto en la opacidad. No habría ningún impacto en la opacidad visual si toda la luz fuese absorbida en 650 nm puesto que es sólo el 20% de la luz total, el 20% restante de la absorción de la luz tendría que ser conseguida mediante la absorción del 25% la luz en 500 nm.

Este concepto ha sido demostrado en el experimento siguiente. MXD6 6007 se mezcló por fundido con polietileno tereftalato y se hicieron botellas de 450 gramos. Las botellas contenían un 3% de un colorante (Sprite Green, verde) con una absorbancia y una distribución de dominios como la que se muestra en comparación en la figura 10. La pared tenía un espesor de 15 milímetros. A pesar de que hay sólo una absorbancia de 0,07 (15% de la luz) entre 500 y 550 nm, y hay 27 dominios en esa región, hay aún una absorbancia en otro sitio lo suficientemente fuerte como para reducir sustancialmente la opacidad visual de la botella de muestra. Puesto que los 27 dominios son sólo el 16% del total de 166 dominios en el espectro visible (de 400 a 700 nm), la absorbancia más fuerte en otro sitio redujo la opacidad. Cuando se calcula la cantidad total de luz relativa disponible para reflectancia (es decir, no absorbida por el colorante) para la botella de muestra, esa cantidad es menor que 9,6. Así, aunque la botella tiene una ligera cantidad de opacidad visual, la absorbancia del colorante se considera suficiente para cubrir sustancialmente las dimensiones de los dominios encontrados en el artículo. Es decir, la opacidad visual global ha sido sustancialmente reducida. Se podrían hacer variaciones para reducir más la opacidad visual aumentando la cantidad o el tipo de compuesto/compuestos absorbente(s), lo que, a su vez, cambiaría las absorbancias a aquellas longitudes de onda entre 500 y 550 nm. Hasta el punto que todas las otras longitudes de onda están "cubiertas", cualquier cambio apreciable en una mayor ocultación de la opacidad visual del artículo puede venir de aumentar la absorbancia a aquellas longitudes de onda entre 500 y 550.

Basándonos en estos estudios, ha sido determinado que la cantidad de luz absorbida dentro del espectro visible por el compuesto absorbente de la luz debe ser tal que la suma de los porcentajes de la luz incidente reflejada (es decir, no absorbida) en una longitud de onda multiplicada por el número de dominios por unidad de área (es decir, micras cuadradas) en la longitud de onda, y asumiendo una intensidad de luz constante, debe ser menor que 9,6. Es decir, el compuesto absorbente de la luz debe absorber la luz en el espectro visible tal que X es menor que 9,6 en la ecuación

\times = \Sigma(L_{i}) \times (N_{i})

donde L_{i} es el porcentaje de luz disponible para reflejarse en la longitud de onda i y N_{i} es el número de dominios por cien micras cuadradas (10^{8} nm^{2}) en la longitud de onda i, y donde i se encuentra entre 400 nm y 700 nm (es decir, el espectro visible).

El espesor del artículo se propaga a la lectura de la absorbancia tomada para la pared del artículo. Si la intensidad de la luz en una longitud de onda dada no es constante, debe ser incluida como se ha observado anteriormente. Si el 90% de la luz se encuentra en una longitud de onda correlacionada con el tamaño de un dominio, entonces se necesita más absorbancia de la luz total en esa longitud de onda.

El número de dominios se determina por SEM. El porcentaje de luz absorbida se obtuvo mediante el espectro de absorción que es una función del espesor de la pared. La fracción de luz es la luminancia o los lúmenes en esa longitud de onda dividido por la luminancia total o lúmenes totales del espectro visible. Para una luz de intensidad constante, el número es 1/300 porque la intensidad total está distribuida equitativamente a lo largo del espectro de 400-700 nanómetros.

En las figuras 11 y 12 se expone una confirmación adicional de la cantidad de luz necesaria para ser absorbida por el compuesto absorbente de la luz. Ambas figuras 11 y 12 incluyen un gráfico de líneas representativo que describe el número de dominios presentes en el artículo (en este caso, una botella de 2 l) en cada nanómetro entre 400 y 700. Se apreciará que no ha dominios en ciertos tamaños y más de un dominio en otros tamaños. Notablemente, sin embargo, los dominios están bastante bien extendidos a lo largo del rango completo de 400 nm a 700 nm. Superpuestos sobre cada gráfico de líneas en las figuras 11 y 12 hay gráficos representativos del porcentaje de luz absorbida en cada longitud de onda entre 400 nm y 700 nm para una serie de diferentes colorantes en cantidades que oscilan entre el 0,05% y el 0,5% para artículos que comprenden PET y un 6% de MXD6 (figura 11) y PET y un 8% de MXD6 (figura 12). En particular, en la figura 11 están los colorantes rojos y verdes utilizados, y el la figura 12 los colorantes rojos y azules utilizados.

Se debe comprender que estos gráficos muestran el porcentaje de luz absorbida (A_{i}) más que el porcentaje de luz disponible para reflectancia (L_{i}). Así, la determinación de si el colorante empleado cubrirá sustancialmente las dimensiones de los dominios presentes en el artículo puede ser vista esencialmente mediante la determinación de si el último gráfico cubre o no el número de dominios presentes. Sin embargo, el aumento del porcentaje de luz absorbida no hará más probable necesariamente que el colorante sea capaz de ocultar la opacidad visual del artículo. Se debe determinar el valor de X para determinar esto. Utilizando el gráfico de líneas de dominios y el gráfico de porcentaje de porcentaje de luz absorbida, X se puede determinar para cada uno de los colorantes empleados. El valor de X basado en la ecuación presente más arriba para cada colorante se proporciona en la tabla III.

TABLA III Valores de X para los colorantes utilizados en mezclas PET/MXD6

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Estas botellas fueron entonces evaluadas separadamente y subjetivamente para determinar si reducían o eliminaban la opacidad visual. Se determinó que ninguno de los Renol Red al 0,05% era suficiente para reducir la opacidad, pero que el 0,1% los rojos empezaban a reducir adecuadamente la opacidad visual. Asimismo, el Tersar Blue al 0,05% no era suficiente para reducir la opacidad visual, pero el Tersar Blue al 0,1% era adecuado para reducir la opacidad visual de la botella. Para los verdes, cada verde reducía la opacidad visual hasta cierto punto, proporcionando una cantidad mayor de colorante un producto más aceptable visualmente con opacidad visual reducida. Esto era cierto aun cuando una cantidad notable de luz se transmitía entre unos 480 nm y 540 nm. Sin embargo, este colorante verde absorbe sustancialmente todas, si no todas, las otras longitudes de onda donde los dominios está presentes, incluyendo una cantidad importante de luz en unos 584 nm, donde existían un gran número de dominios. Así, al calcular el valor de X para el colorante, se determinó que estaba holgadamente dentro de los límites de X menor que 9,6. La experimentación ha mostrado que el comienzo de alguna ocultación de la opacidad puede establecerse en X = 9,55. Así, debería ser evidente que, siempre que la cantidad total de luz relativa no absorbida sea menor que 9,6, al menos algo de la opacidad observable a simple vista por un observador se ocultará.

Por lo tanto, debería ser evidente que el problema de la opacidad presente en envases que tienen poliamidas y otros aditivos incompatibles añadidos a una matriz de polímero, en particular aquellos añadidos para mejorar la resistencia del efecto barrera al gas del envase, puede ser ocultado (o drásticamente reducido) añadiendo la cantidad adecuada de compuesto absorbente de la luz. Hay una estrecha correlación entre la dimensiones de al menos algunos de los dominios en la botella y la longitud de onda de absorción del compuesto absorbente. De hecho, los datos experimentales demuestran la posibilidad de que la opacidad pueda ser ocultada visualmente utilizando un colorante específico o una combinación de colorantes, como se analizó y determinó en las botellas de 0,5 l que tenían opacidad visual.

Un estudio adicional ha apuntado que, si no hay cambio en las dimensiones de los dominios de MXD6, incluso tras cambiar el tamaño de las botellas, y se utiliza la misma matriz de PET, el cambio de tamaño de las botellas (a botellas de 1,5 l) tiene poco efecto en el rango de las dimensiones de los dominios, y por lo tanto, la opacidad visual puede ser sustancialmente ocultada mediante la adición del mismo colorante aunque se puede preferir una mayor cantidad de colorante.

Sin embargo, si la matriz de Pet se cambia, y/o la cantidad de concentración de MXD6 añadida en un PET se aumenta en la botella, hay un cambio en la distribución de dimensiones de los dominios de MXD. En ese caso, se ha encontrado que las dimensiones aumentaban de tamaño en unos 100 nm y por lo tanto, otros compuestos absorbentes de la luz eran requeridos para ocultar la opacidad visual de la botella. En el caso de una botella de 1,5 l que tiene un 9,3% de MXD6, un colorante azul absorbe mejor la luz en el rango de longitudes de onda que se correlaciona con el rango de dimensiones de los dominios de esa botella.

Por lo tanto, debería ser evidente que los conceptos y métodos de la presente invención son sumamente efectivos para proporcionar artículos transparentes que comprenden mezclas de polímeros termoplásticos y aditivos incompatibles, preferiblemente que tengan una permeabilidad al gas reducida, que solucionan el problema de la opacidad asociada con tales artículos. La opacidad visible de la botella puede ser sustancialmente ocultada cuando la luz se absorbe en longitudes de onda que al menos sustancialmente se correlacionan con el rango de dimensiones encontrado para los dominios presentes en el artículo. La invención es particularmente apropiada para botellas de bebida de cerveza, pero no está necesariamente limitada a esto. Los conceptos y el método de la presente invención pueden ser utilizados separadamente con otras aplicaciones, equipamiento, métodos y similares, así como para la fabricación de otros artículos orientados.

Basándonos en la descripción precedente, debería ser ahora aparente que la utilización de compuestos absorbentes de la luz puede ocultar sustancialmente la opacidad de un artículo transparente cuando la opacidad es causada por dominios que tienen dimensiones dentro del espectro visible. Así, la dispersión de un aditivo incompatible y, a menudo, un compuesto absorbente de la luz, en una matriz de polímero termoplástica en la producción de artículos transparentes, preferiblemente orientados, tales como botellas y similares, como se describe aquí, llevará a cabo uno o más de los aspectos expuestos anteriormente.

Claims

1. Un artículo transparente que comprende una matriz de polímero termoplástica; una pluralidad de dominios que forma una fase discreta dentro de la matriz de polímero termoplástica, rodeando cada dominio al menos un aditivo incompatible y posiblemente un vacío dispersado en la matriz termoplástica, teniendo dichos dominios una rango de dimensiones en un plano esencialmente paralelo a la superficie de dicho artículo, en el cual dichas dimensiones de al menos algunos de dichos dominios en dicho plano de dicho artículo se encuentran dentro de un rango de desde unos 380 nm hasta unos 720 nm; y una cantidad efectiva de al menos un compuesto absorbente de la luz, en la cual al menos un compuesto absorbe la luz en una región del espectro visible en longitudes de onda que al menos sustancialmente cubren dicho rango de dimensiones de dichos dominios en dicho artículo, para ocultar sustancialmente cualquier opacidad visual de dicho artículo transparente.

2. El artículo transparente de la reivindicación 1, en el cual dicho artículo transparente es un envase orientado.

3. El artículo transparente de la reivindicación 1, en el cual dicho artículo transparente es una botella de plástico.

4. El artículo transparente de la reivindicación 1, en el cual la matriz de polímero termoplástica se selecciona del grupo que consiste en poliésteres lineales, poliésteres ramificados, poliamidas, poliestireno, policarbonatos, policloruros de vinilo, dicloruros de polivinilideno, poliacrilamidas, poliacrilonitrilos, acetatos de polivinilo, ácido poliacrílico, polivinil metil éter, etilen vinil acetato copolímero, etileno metil acrilato copolímero, y poliolefinas de bajo peso molecular que tienen de 2 a 8 átomos de carbono, y copolímeros, terpolímeros y mezclas de los mismos.

5. El artículo transparente de la reivindicación 1, en el cual dicha matriz de polímero termoplástica es una matriz de poliéster lineal seleccionada del grupo que consiste en polietileno tereftalato, polietileno naftalato y polibutileno tereftalato, politrimetileno tereftalato, polietileno isoftalato y copolímeros, terpolímeros y mezclas de los mismos.

6. El artículo transparente de la reivindicación 5, en el cual dicha matriz de poliéster lineal es polietileno tereftalato o un copolímero del mismo.

7. El artículo transparente de la reivindicación 5, en el cual dicho aditivo incompatible se selecciona del grupo que consiste en polímeros termoplásticos distintos del poliéster y arcillas.

8. El artículo transparente de la reivindicación 5, en el cual dicho aditivo incompatible es una poliamida.

9. El artículo transparente de la reivindicación 5, en el cual dicho aditivo incompatible es poli-m-xililenadipamida.

10. El artículo transparente de la reivindicación 1, en el cual dicho aditivo incompatible mejora las propiedades del efecto barrera al gas del artículo, que tiene una matriz de poliéster.

11. El artículo transparente de la reivindicación 1, en el cual dicha matriz de polímero termoplástica es una matriz de poliamida y en el cual dicho aditivo incompatible es una arcilla.

12. El artículo transparente de la reivindicación 1, en el cual dicho aditivo incompatible es nailon 6.

13. El artículo transparente de la reivindicación 1, en el cual dicho compuesto absorbente de la luz es un colorante.

14. El artículo transparente de la reivindicación 1, en el cual dicho compuesto absorbente de la luz es un pigmento.

15. El artículo transparente de la reivindicación 1, en el cual dichas dimensiones de los dominios se extienden desde unos 400 nm hasta unos 600 nm y dicho compuesto absorbente de la luz es un colorante rojo.

16. El artículo transparente de la reivindicación 1, en el cual dicho artículo transparente es un envase multicapa y en el cual al menos una capa del envase multicapa incluye la matriz termoplástica que tiene dicho aditivo dispersado en ella y al menos otra capa del envase multicapa incluye al menos un compuesto absorbente de la luz.

17. Un proceso para la producción de un artículo transparente hecho de una mezcla de un componente principal de poliéster, un componente secundario en la forma de una fase discreta de al menos un aditivo incompatible dispersado en él, y al menos un compuesto absorbente de la luz, que comprende: mezclar el aditivo en el poliéster; dar al artículo el tamaño y forma deseados, en el que los dominios que comprenden el aditivo y posiblemente un vacío están creados en el poliéster en la formación del artículo; determinar un rango de dimensiones en un plano esencialmente paralelo a la superficie del artículo para los dominios en el poliéster, encontrándose al menos algunas de las dimensiones en el rango de desde unos 380 nm hasta unos 720 nm; y encontrar un compuesto absorbente de la luz que absorbe la luz en una región del espectro visible en longitudes de onda que al menos sustancialmente cubren el rango de las dimensiones de los dominios en el poliéster; y añadir una cantidad efectiva de compuesto absorbente de la luz al poliéster y el aditivo y dar la misma forma y tamaño deseados a un envase transparente, diferente, para ocultar sustancialmente cualquier opacidad visual en el artículo.

18. El proceso de la reivindicación 17, en el cual el artículo producido es un envase.

19. El proceso de la reivindicación 18, en el cual el envase producido es una botella.

20. El proceso de la reivindicación 18, en el cual dicho paso de mezclado incluye añadir un aditivo en una cantidad efectiva para proporcionar resistencia mejorada del efecto barrera al gas al envase comparado con un envase que comprende sólo poliéster.

21. El proceso de la reivindicación 17, en el cual dicho paso de dar forma al artículo incluye el moldeo por soplado del artículo.

22. El proceso de la reivindicación 17, en el cual el compuesto absorbente de la luz es un colorante y en el cual dicho paso de encontrar un compuesto absorbente de la luz incluye el examen de los espectros de absorción del colorante.

23. El proceso de la reivindicación 17, en el cual dicho paso de añadir un compuesto absorbente de la luz al poliéster incluye el paso de amarillear el poliéster para proporcionar el compuesto absorbente de la luz.

24. El proceso de la reivindicación 17, en el cual dicho paso de añadir un compuesto absorbente de la luz al poliéster incluye poner una capa de una película que comprende compuesto absorbente de la luz sobre una capa del artículo que comprende la matriz de poliéster que tiene el aditivo incompatible dispersado en ella.

25. Un artículo transparente que comprende: una matriz de polímero termoplástica; una pluralidad de dominios que forma una fase discreta dentro de la matriz de polímero termoplástica, rodeando cada dominio al menos un aditivo incompatible y posiblemente un vacío dispersado en la matriz, teniendo dichos dominios una rango de dimensiones en un plano esencialmente paralelo a la superficie del artículo, en el cual las dimensiones de al menos algunos de los dominios en dicho plano del artículo se encuentran dentro de un rango de desde unos 400 nm hasta unos 700 nm; y al menos un compuesto absorbente de la luz, en la cual al menos un compuesto absorbe la luz en una región del espectro visible tal que X es menor que 9,6 en la ecuación

\times = \Sigma(1-A_{i}) \times (N_{i})

donde A_{i} es el porcentaje de luz absorbida en la longitud de onda i, donde N_{i} es el número de dominios por cien micras cuadradas en la longitud de onda i, y donde i se encuentra entre 400 nm y 700 nm, siendo calculada la intensidad de la luz absorbida basándonos en la concentración del compuesto absorbente de la luz, el espesor del artículo y los parámetros y coeficientes de la ley de Beer-Lambert-Bouguer.

26. El artículo transparente de la reivindicación 25, en el cual dicho artículo transparente es un envase orientado.

27. El artículo transparente de la reivindicación 25, en el cual dicho artículo transparente es una botella de plástico.

28. El artículo transparente de la reivindicación 25, en el cual la matriz de polímero termoplástica se selecciona del grupo que consiste en poliésteres lineales, poliésteres ramificados, poliamidas, poliestireno, policarbonatos, cloruros de polivinilo, dicloruros de polivinilideno, poliacrilamidas, poliacrilonitrilos, acetatos de polivinilo, ácido poliacrílico, polivinil metil éter, etilen vinil acetato copolímero, etilen metil acrilato copolímero, y poliolefinas de bajo peso molecular que tienen de 2 a 8 átomos de carbono, y copolímeros, terpolímeros y mezclas de los mismos.

29. El artículo transparente de la reivindicación 25, en el cual dicha matriz de polímero termoplástica es una matriz de poliéster lineal seleccionada del grupo que consiste en polietileno tereftalato, polietileno naftalato, y polibutileno tereftalato, politrimetileno tereftalato, polietileno isoftalato y copolímeros, terpolímeros y mezclas de los mismos.

30. El artículo transparente de la reivindicación 29, en el cual dicha matriz de poliéster lineal es polietileno tereftalato o un copolímero del mismo.

31. El artículo transparente de la reivindicación 25, en el cual dicho aditivo incompatible es una poliamida.

32. El artículo transparente de la reivindicación 25, en el cual dicho aditivo incompatible es poli-m-xililenadipamida.

33. El artículo transparente de la reivindicación 25, en el cual dicho aditivo incompatible mejora las propiedades de efecto barrera al gas del artículo, que tiene una matriz de poliéster.

34. El artículo transparente de la reivindicación 25, en el cual dicho aditivo incompatible es nailon 6.

35. El artículo transparente de la reivindicación 25, en el cual dicho compuesto absorbente de la luz es un colorante.

36. El artículo transparente de la reivindicación 25, en el cual X es menor que 9,5.

37. El artículo transparente de la reivindicación 25, en el cual X es menor que 9.

38. El artículo transparente de la reivindicación 25, en el cual X es menor que 7,5.

39. Un proceso para la producción de un artículo transparente hecho de una mezcla de un componente principal de poliéster, un componente secundario en la forma de una fase discreta de al menos un aditivo incompatible dispersado en él, y al menos un compuesto absorbente de la luz, que comprende: mezclar una cantidad seleccionada de aditivo en el poliéster; dar al artículo el tamaño y forma deseados, en el que los dominios que comprenden el aditivo y posiblemente un vacío están creados en el poliéster en la formación del artículo; determinar un rango de dimensiones en un plano esencialmente paralelo a la superficie del artículo para los dominios en el poliéster, al menos algunas de las dimensiones encontrándose en el rango de desde unos 400 nm hasta unos 700 nm; mezclar una cantidad seleccionada de compuesto absorbente de la luz en el poliéster de tal forma que el compuesto absorbente de la luz forma parte de la matriz de poliéster, para determinar que el compuesto absorbente de la luz absorbe la luz en una región del espectro visible tal que X es menor que 9,6 en la ecuación

\times = \Sigma(1-A_{i}) \times (N_{i})

donde A_{i} es el porcentaje de luz absorbida en la longitud de onda i y N_{i} es el número de dominios por cien micras cuadradas en la longitud de onda i, y donde i se encuentra entre 400 nm y 700 nm, siendo calculada la intensidad de la luz absorbida basándonos en la concentración del compuesto absorbente de la luz, el espesor del artículo y los parámetros y coeficientes de la ley de Beer-Lambert-Bouguer; y añadir esa cantidad seleccionada del compuesto absorbente de la luz al poliéster y la cantidad seleccionada de aditivo y dar la misma forma y tamaño deseados a un envase transparente, diferente, de este modo ocultando sustancialmente cualquier opacidad visual en el artículo.

40. El proceso de la reivindicación 39, en el cual el artículo producido es un envase.

41. El proceso de la reivindicación 40, en el cual el envase producido es una botella.

42. El proceso de la reivindicación 40, en el cual dicho paso de mezclado incluye añadir un aditivo en una cantidad efectiva para proporcionar al envase resistencia mejorada del efecto barrera al comparado con un envase que comprende sólo poliéster.

43. El proceso de la reivindicación 39, en el cual dicho paso de dar forma al artículo incluye el moldeo por soplado del artículo.

44. El proceso de la reivindicación 39, en el cual el compuesto absorbente de la luz es un colorante.

45. El proceso de la reivindicación 39, en el cual X es menor que 9,5.

46. El proceso de la reivindicación 17, en el cual X es menor que 9.

47. El proceso de la reivindicación 25, en el cual X es menor que 7,5.

48. Un método para ocultar la opacidad visual en un artículo transparente que incluye un componente principal de poliéster y un componente secundario en la forma de una fase discreta de al menos un aditivo incompatible, que comprende: alterar la absorción de la luz del artículo transparente en longitudes de onda que al menos sustancialmente se correlacionan con las dimensiones que se encuentran dentro de un rango de desde unos 400 nm hasta unos 700 nm, en un plano esencialmente paralelo a la superficie del artículo, de los dominios en el polímero termoplástico creado en la formación del artículo y que contiene el aditivo incompatible y posiblemente un vacío.

49. Un artículo transparente que comprende: una matriz de poliéster termoplástica; una pluralidad de dominios que forma una fase discreta dentro de la matriz de poliéster termoplástica, rodeando cada dominio al menos un aditivo incompatible y posiblemente un vacío dispersado en la matriz, teniendo los dominios una rango de dimensiones en un plano esencialmente paralelo a la superficie del artículo, en el cual las dimensiones de al menos algunos de los dominios en dicho plano del artículo se encuentran dentro de un rango de desde unos 400 nm hasta unos 700 nm; y al menos un colorante que se mezcla en la matriz, en el cual el al menos un colorante absorbe la luz en una región del espectro visible tal que X es menor que 9,6 en la ecuación

\times = \Sigma(1-A_{i}) \times (N_{i})

50. El artículo transparente de la reivindicación 49, en el cual dicho artículo transparente es un envase orientado.

51. El artículo transparente de la reivindicación 49, en el cual dicho artículo transparente es una botella de plástico.

52. El artículo transparente de la reivindicación 49, en el cual dicha matriz de poliéster termoplástica es una matriz de poliéster lineal seleccionada del grupo que consiste en polietileno tereftalato, polietileno naftalato, y polibutileno tereftalato, politrimetileno tereftalato, polietileno isoftalato y copolímeros, terpolímeros y mezclas de los mismos.

53. El artículo transparente de la reivindicación 49, en el cual dicha matriz de poliéster lineal es polietileno tereftalato o un copolímero del mismo.

54. El artículo transparente de la reivindicación 49, en el cual dicho aditivo incompatible es una poliamida.

55. El artículo transparente de la reivindicación 49, en el cual dicho aditivo incompatible es poli-m-xililenadipamida.

56. El artículo transparente de la reivindicación 49, en el cual dicho aditivo incompatible mejora las propiedades del efecto barrera al gas del artículo, que tiene una matriz de poliéster.

57. El artículo transparente de la reivindicación 49, en el cual X es menor que 9,5.

58. El artículo transparente de la reivindicación 49, en el cual X es menor que 9.

59. El artículo transparente de la reivindicación 49, en el cual X es menor que 7,5.

60. El artículo transparente de la reivindicación 49, en el cual dicho aditivo incompatible es nailon 6.