ES2304536T3

ES2304536T3 - Composicion de copolimero pet con propiedades mecanicas y relacion de estiramiento mejorados, articulos fabricados con ella y metodos.

Info

Publication number: ES2304536T3
Application number: ES03781626T
Authority: ES
Inventors: Yu Shi; Mark Rule; Christopher C Kjorlaug
Original assignee: Coca Cola Co
Current assignee: Coca Cola Co
Priority date: 2002-11-01
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2023-10-31
Also published as: CA2501953A1; CN100418721C; CA2501953C; RU2005116686A; JP2006509687A; CN1708383A; WO2004041496A1; US20050118371A1; JP4190498B2; KR101086473B1; US20040091651A1; RU2319649C2; EP1562728B1; MXPA05003961A; KR20050073598A; AU2003287393A1; ZA200502920B; EP1562728A1; BR0315844A; ATE398008T1

Abstract

Un recipiente fabricado de una preforma moldeada por inyección, teniendo la preforma una porción que forma una boca de extremo abierto, una porción que forma un cuerpo intermedio, y una porción que forma una base cerrada y que comprende un copolímero de poli(tereftalato de etileno) (copolímero de PET) que comprende un componente de diol que tiene unidades que se repiten de etilenglicol y un componente de diol no etilenglicol y un componente de diácido que tiene unidades que se repiten de ácido tereftálico y un componente de diácido no ácido tereftálico, en el que la cantidad total de componente de diol no etilenglicol y de componente de diácido no ácido tereftálico presente en el copolímero de PET está en una cantidad de 0,2 por ciento en moles a menos de 2,2 por ciento en moles, las unidades que se repiten del componente de diácido no ácido tereftálico están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,1 a 1,0 por ciento en moles, y las unidades que se repiten del componente de diol no etilenglicol están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,1 a 2,0 por ciento en moles, basado en 100 por ciento en moles del componente de diol y 100 por ciento en moles del componente de diácido.

Description

Composición de copolímeros PET con propiedades mecánicas y relación de estiramiento mejorados, artículos fabricados con ella y métodos.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a preformas y a sus recipientes fabricados con composiciones de resina basada en poli(tereftalato de etileno) que poseen bajos niveles de modificación de ácido y diol, tales como ácido naftalenodicarboxílico y dietilenglicol. Más particularmente, esta invención se refiere a preformas de baja relación de estiramiento y a sus recipientes, que exhiben propiedades mecánicas mejoradas con relación a los recipientes fabricados usando composiciones de resina basada en poli(tereftalato de etileno) convencional.

Antecedentes de la invención

Las resinas basadas en poli(tereftalato de etileno), que comúnmente se denominan en la industria simplemente "PET" aunque pueden contener y a menudo contienen cantidades minoritarias de componentes adicionales, se han usado frecuentemente para fabricar recipientes para bebidas refrescantes carbonatadas, zumo, agua y similares debido a su excelente combinación de propiedades mecánicas y de barrera de gases. A medida que se incrementa el uso de plásticos tales como PET para envases, la preocupación respecto al impacto medioambiental de los desechos de plástico está siendo cada vez más significativa. La reducción en origen es una estrategia preferida para reducir el impacto medioambiental de los recipientes de plástico. La reducción en origen ahorra recursos y energía, sin embargo, con PET una reducción en origen adicional es difícil de conseguir, debido a los requerimientos de rendimiento físico necesarios para las principales aplicaciones de este polímero.

Una oportunidad de reducción en origen que existe está relacionada con el grado de utilización del material conseguido en el moldeo por soplado de preformas de PET para dar recipientes de PET. El grado de utilización del material se define como la cantidad de polímero sin orientar presente en la pared lateral del recipiente. Para recipientes de gran tamaño, la cantidad de utilización de material es ya alta, y los incrementos adicionales ofrecen una oportunidad limitada para la reducción en origen. Sin embargo, para recipientes de pequeño tamaño, la cantidad de utilización de material es significativamente más baja, con grados de utilización de material que varían típicamente de 80 a 85 por ciento. La mejora de la utilización de material usando PET convencional se puede conseguir incrementando la relación de estiramiento de la preforma. El incremento de la relación de estiramiento de la preforma proporciona un beneficio añadido incrementando las propiedades mecánicas del recipiente, porque la rigidez del PET es directamente afectada por el grado de orientación impuesto estirando el polímero. Sin embargo, hay un coste significativo asociado al incremento de la relación de estiramiento de la preforma. El incremento de la relación de estiramiento de la preforma necesariamente significa incrementar el grosor de la pared de la preforma, que incide adversamente en la duración de los ciclos de moldeo por inyección y moldeo por soplado. Esto consecuentemente consume más energía e incrementa los costes de capital y de funcionamiento para fabricar recipientes de PET.

Los métodos previos de reducción en origen se han centrado simplemente en reducir el peso del recipiente, con una reducción concomitante del grosor de la pared lateral del recipiente resultante. Este enfoque inherentemente sacrifica la integridad mecánica del recipiente, dado que la rigidez de la pared lateral está relacionada con la segunda potencia del grosor. Aunque en principio la rigidez de la pared lateral de un recipiente se podría mantener incrementando el módulo del polímero, en la práctica esto es difícil de conseguir. Además, la rigidez de la pared lateral varia solo con la primera potencia del módulo; por lo tanto, se requeriría un incremento mucho más alto del módulo para contrarrestar cualquier reducción de grosor. Aunque un incremento del peso molecular del PET o del nivel de cristalinidad de los recipientes puede incrementar el módulo de PET, estos enfoques tienen límites inherentes. Un incremento incluso minoritario del peso molecular también incrementa la viscosidad en fundido del PET, lo que puede conducir a una significativamente mayor degradación del polímero durante el procedimiento de fusión que produce las preformas. Para incrementar el nivel de cristalinidad del recipiente sustancialmente, se requieren etapas adicionales en el procedimiento de fabricación del recipiente, tales como termofijado a alta temperatura. Otros medios para conseguir mucha más alta cristalinidad de los recipientes, tal como por medio de agentes de nucleación o hiperestiramiento, no han tenido
éxito.

Las patentes de EE.UU. 5.631.054 y 5.162.091 describen métodos para incrementar las propiedades mecánicas del PET por medio del uso de aditivos específicos de bajo peso molecular. Esos aditivos proporcionaron mejoras modestas del modulo de tracción del PET. Sin embargo, la cantidad de aditivos requerida es alta (1-5% en peso), y los aditivos reivindicados son relativamente caros comparado con el coste del PET. Además, debido a que estos aditivos no eran parte de las cadenas de polímero, son potencialmente extraibles, lo que es perjudicial para su uso en aplicaciones en contacto con alimentos.

El documento EP 1 336 472 describe un recipiente moldeado por soplado estiramiento y coinyección que comprende una capa de poliéster termoplástico y una capa de resina de copolímero de etileno-alcohol vinílico.

El documento EP 1 433 817 describe composiciones de poliéster y procedimientos para producir botellas de poliéster biaxialmente estiradas.

De este modo, existe una necesidad en la técnica de un recipiente que tenga un alto grado de utilización de material, sea de peso más ligero, tenga suficientes propiedades mecánicas, y consuma menos energía en su producción. Por consiguiente, es a la provisión de tales a lo que se refiere la presente invención.

Sumario de la invención

Esta invención se refiere a la necesidad anteriormente descrita de recipientes de peso más ligero proporcionando una preforma moldeada por inyección que tiene una porción que forma una boca de extremo abierto, una porción que forma un cuerpo intermedio, y una porción que forma la base cerrada. En una realización, la preforma comprende un copolímero de poli(tereftalato de etileno) (de aquí en adelante "Copolímero de PET") que comprende un componente de diol que tiene unidades que se repiten de etilenglicol y un componente de diol no etilenglicol y un componente de diácido que tiene unidades que se repiten de ácido tereftálico y un componente de diácido no ácido tereftálico. La cantidad total de componente de diol no etilenglicol y de componente de diácido no ácido tereftálico está presente en el copolímero de PET en una cantidad de alrededor de 0,2 por ciento en moles a menos de alrededor de 2,2 por ciento en moles. Las unidades que se repiten del componente de diácido no ácido tereftálico presentes en el copolímero de PET están en una cantidad de alrededor de 0,1 por ciento en moles a menos de alrededor de 1,0 por ciento en moles, y las unidades que se repiten del componente de diol no etilenglicol están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de alrededor de 0,1 a alrededor de 2,0 por ciento en moles. Los porcentajes en moles están basados en 100 por ciento en moles de componente de diácido y 100 por ciento en moles de componente de diol. Esta definición es aplicable a los porcentajes en moles en toda esta memoria descriptiva. La preforma, el recipiente y los métodos correspondientes para fabricar cada uno son realizaciones adicionales de esta invención.

En otra realización, una preforma para su uso para fabricar un recipiente comprende un copolímero de PET que comprende un componente de diol que tiene unidades que se repiten de etilenglicol y un componente de diol no etilenglicol y un componente de diácido que tiene unidades que se repiten de ácido tereftálico y un componente de diácido no ácido tereftálico. La cantidad total de componente de diol no etilenglicol y el componente de diácido no ácido tereftálico está presente en el copolímero de PET en una cantidad de alrededor de 0,2 por ciento en moles a menos de alrededor de 3,0 por ciento en moles basado en 100 por ciento en moles del componente de diol y 100 por ciento en moles del componente de diácido. Además, el componente de diol no etilenglicol está presente en una cantidad de alrededor de 0,1 a alrededor de 2.0 y el componente de diácido no ácido tereftálico está presente en una cantidad de alrededor de 0,1 a alrededor de 1,0.

En realizaciones preferidas, las preformas se diseñan para que tengan una relación de estiramiento en el intervalo de alrededor de 8 a alrededor de 12, permitiendo que las preformas tengan un grosor de pared reducido. De este modo se reduce la duración del ciclo para la fabricación de las preformas. Debido a que la utilización de material es más alta, se necesita usar menos material y se rebaja el coste de los productos, mientras que los recipientes producidos exhiben estabilidad térmica mejorada y características de rigidez de la pared lateral.

En otra realización más de la presente invención, un método para reducir la duración del ciclo para fabricar un recipiente comprende las etapas de:

(1) proporcionar una masa fundida de copolímero de PET que comprende un componente de diol que tiene unidades que se repiten de etilenglicol y un componente de diol no etilenglicol y un componente de diácido que tiene unidades que se repiten de ácido tereftálico y un componente de diácido no ácido tereftálico, en el que la cantidad total de componente de diol no etilenglicol y de componente de diácido no ácido tereftálico está presente en el copolímero de PET en una cantidad de alrededor de 0,2 por ciento en moles a menos de alrededor de 2,2 por ciento en moles, las unidades que se repiten del componente de diácido no ácido tereftálico presente en el copolímero de PET están en una cantidad de alrededor de 0,1 por ciento en moles a menos de 1,0 por ciento en moles, y las unidades que se repiten del componente de diol no etilenglicol están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de alrededor de 0,1 a alrededor de 2,0 por ciento en moles,

(2) inyectar a continuación el copolímero de PET en un molde,

(3) enfriar a continuación el molde y el polímero contenido,

(4) desprender a continuación del molde una preforma,

(5) recalentar a continuación la preforma, y

(6) moldear por soplado a continuación la preforma para dar un recipiente.

La duración del ciclo para fabricar el recipiente se reduce comparado con una segunda duración del ciclo para fabricar un segundo recipiente que comprende una resina de poli(tereftalato de etileno) que tiene una modificación del comonómero mayor de alrededor de 2,2 por ciento en moldes de una combinación de un componente de diol no etilenglicol y un componente de diácido no ácido tereftálico.

De este modo, las realizaciones de esta invención proporcionan dos conjuntos de mejoras. En un conjunto, el copolímero de PET se usa con un diseño de preforma convencional para producir un recipiente con propiedades mecánicas mejoradas, más alta cristalinidad y vida útil mejorada. En el otro conjunto, el copolímero de PET se usa con una preforma rediseñada que tiene una relación de estiramiento de alrededor de 8 a alrededor de 12, un grosor reducido de la pared de la preforma, y una duración del ciclo reducida para producir un recipiente de calidad similar o mejorada comparado con un recipiente producido

\hbox{usando resina de
PET convencional y un  diseño de la preforma
convencional.}

Breve descripción de los dibujos

La Fig. 1 es un alzado de la sección de una preforma moldeada por inyección que tiene una configuración convencional, fabricada con el copolímero de PET según una realización preferida de esta invención.

La Fig. 2 es un alzado de la sección de una preforma moldeada por inyección que tiene una configuración no convencional según una realización preferida de esta invención.

La Fig. 3 es un alzado de la sección de un recipiente moldeado por soplado fabricado con la preforma de la Fig. 1 según una realización preferida de esta invención.

Descripción detallada de la invención

En la presente invención, con un copolímero de PET se fabrica una preforma moldeada por inyección que a continuación se moldea por soplado para formar un recipiente. La preforma comprende una porción que forma una boca de extremo abierto, una porción que forma un cuerpo intermedio, y una porción que forma la base cerrada. La preforma comprende un copolímero de PET que comprende un componente de diol que tiene unidades que se repiten de etilenglicol y un componente de diol no etilenglicol y un componente de diácido que tiene unidades que se repiten de ácido tereftálico y un componente de diácido no ácido tereftálico, en la que la cantidad total de componente de diol no etilenglicol y de componente de diácido no ácido tereftálico está presente en el copolímero de PET en una cantidad de alrededor de 0,2 por ciento en moles a menos de alrededor de 2,2 por ciento en moles. Los porcentajes en moles de componentes de diol y componentes de diácido incluyen todos los comonómeros residuales en la composición de copolímero de PET tales como aquellos formados durante el paso por el procedimiento de fabricación del copolímero de PET. En todos los casos en toda la memoria descriptiva, el copolímero de PET está basado en un total de 200 por ciento en moles que incluyen 100 por ciento en moles del componente de diol y 100 por ciento en moles del componente de diácido.

La cantidad de cada uno del componente de diol no etilenglicol y del componente de diácido no ácido tereftálico en el copolímero de PET puede variar hasta cierto punto dentro de la cantidad total de ambos, que es de alrededor de 0,2 por ciento en moles a menos de alrededor de 2,2 por ciento en moles. Preferentemente, la cantidad total de componente de diol no etilenglicol y de componente de diácido no ácido tereftálico está presente en el copolímero de PET en una cantidad de alrededor de 1,1 por ciento en moles a alrededor de 2,1 por ciento en moles, e incluso más preferentemente en una cantidad de alrededor de 1,2 por ciento en moles a alrededor de 1,6 por ciento en moles. Las unidades que se repiten del componente de diácido no ácido tereftálico están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de alrededor de 0,1 a alrededor de 1,0 por ciento en moles, preferentemente en una cantidad de alrededor de 0,2 a alrededor de 0,75 por ciento en moles, más preferentemente en una cantidad de alrededor de 0,25 a alrededor de 0,6 por ciento en moles, y aún más preferentemente en una cantidad de alrededor de 0,25 a menos de alrededor de 0,5 por ciento en moles. Las unidades que se repiten del componente de diol no etilenglicol están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de alrededor de 0,1 a alrededor de 0,2 por ciento en moles, preferentemente en una cantidad de alrededor de 0,5 a alrededor de 1,6 por ciento en moles, y más preferentemente en una cantidad de alrededor de 0,8 a alrededor de 1,3 por ciento en moles. El copolímero de PET preferentemente tiene una viscosidad intrínseca (IV), medida según la ASTM D4603-96, de alrededor de 0,6 a alrededor de 1,2 dl/g, más preferentemente de alrededor de 0,7 a alrededor de 0,9, e incluso más preferentemente de alrededor de 0,8 a alrededor de 0,84. Deseablemente, la resina de PET de esta invención es una resina de grado de reacción, que significa que la resina de PET es un producto directo de una reacción química entre comonómeros y no una mezcla de polímeros.

En otra realización de la invención, una preforma para su uso para fabricar un recipiente comprende un copolímero de PET que comprende un componente de diol que tiene unidades que se repiten de etilenglicol y un componente de diol no etilenglicol y un componente de diácido que tiene unidades que se repiten de ácido tereftálico y un componente de diácido no ácido tereftálico. La cantidad total de componente de diol no etilenglicol y de componente de diácido no ácido tereftálico presente en el copolímero de PET está en una cantidad de alrededor de 0,2 por ciento en moles a menos de alrededor de 3,0 por ciento en moles basado en 100 por ciento en moles del componente de diol y 100 por ciento en moles del componente de diácido. El componente de diol no etilenglicol está presente en una cantidad de alrededor de 0,1 a alrededor de 2,0 por ciento en moles y el componente de diácido no ácido tereftálico está presente en una cantidad de alrededor de 0,1 a alrededor de 1,0. Preferentemente, la cantidad total de componente de diol no etilenglicol y el componente de diácido no ácido tereftálico están presente en una cantidad de alrededor de 0,2 por ciento en moles a menos de alrededor de 2,6 por ciento en moles.

El componente de diácido no ácido tereftálico puede ser cualquiera de varios diácidos, que incluyen ácido adípico, ácido succínico, ácido isoftálico (IPA), ácido ftálico, ácido 4,4'-bifenildicarboxílico, ácido naftalenodicarboxílico, y similares. El componente de diácido no ácido tereftálico preferido es ácido 1,6-naftalenodicarboxílico (NDC). Los dioles no etilenglicol contemplados en esta invención incluyen ciclohexanodimetanol, propanodiol, butanodiol y dietilenglicol. De estos, es preferido el dietilenglicol (DEG) dado que ya está presente naturalmente en el copolímero de PET. El componente de diácido no ácido tereftálico y el componente de diol no etilenglicol pueden también ser mezclas de diácidos y dioles, respectivamente.

Los niveles de DEG en los copolímeros de PET de la presente invención varían de alrededor de 0,1 a alrededor de 2,0 por ciento en moles, que están por debajo de los niveles residuales típicos de DEG presente en la fabricación de PET convencional (de aquí en adelante denominado "PET convencional"). El PET convencional típicamente contiene de alrededor de 2,4 a alrededor de 2,9 por ciento en moles de DEG, que es equivalente a los más comúnmente referidos valores de porcentaje en peso de alrededor de 1,3 a alrededor de 1,6. Los expertos en la técnica de fabricación de PET generalmente consideran al DEG como un subproducto inocuo de la fabricación del polímero; consecuentemente, se ha destinado poco esfuerzo para la reducción de los niveles de DEG en el PET deseado para su uso en recipientes. De este modo, deben ocurrir modificaciones del procedimiento de producción de PET para recipientes para conseguir los más bajos niveles de DEG en el copolímero de PET de la presente invención. Se puede emplear cualquier método apropiado para reducir el contenido de DEG del poliéster. Los métodos apropiados incluyen reducir la relación en moles de diácido o diéster con relación a etilenglicol en la reacción de esterificación o transesterificación; reducir la temperatura de la reacción de esterificación o transesterificación, la adición de aditivos que suprimen el DEG, incluyendo sales de tetraalquilamonio y similares; y la reducción del contenido de DEG del etilenglicol que se recicla de nuevo a la reacción de esterificación o transesterificación.

En realizaciones deseables, las preformas tienen una relación de estiramiento en el intervalo de alrededor de 8 a alrededor de 12 cuando se usan para fabricar recipientes, y más deseablemente de alrededor de 8 a alrededor de 10. La relación de estiramiento como se usa aquí se refiere a la nomenclatura que es bien conocida en la técnica y se define como sigue:

relación de estiramiento = (diámetro máximo del recipiente/diámetro interior de la preforma) x [(altura del recipiente por debajo del borde)/(altura de la preforma por debajo del borde)]

La relación de estiramiento natural es una propiedad inherente de un polímero. La medida del volumen de soplado libre de un polímero con relación a una preforma, que se usa aquí en los Ejemplos, proporciona un método para medir la relación de estiramiento natural de un polímero. La relación de estiramiento natural de un polímero influye en el diseño de la preforma determinando las limitaciones de la relación de estiramiento de una preforma usada en el procedimiento de moldeo por soplado para fabricar un recipiente. Un polímero con una relación de estiramiento natural más baja permite diseñar una preforma con una relación de estiramiento más baja. Cuando la relación de estiramiento de una preforma es más baja, se puede reducir el grosor de la pared lateral de la preforma requerida para fabricar una botella de un grosor fijado de la pared lateral. Un factor importante al moldear por soplado recipientes de peso ligero es también la distribución uniforme del grosor de la pared, especialmente en el área del panel de la etiqueta. El uso de polímeros con relaciones de estiramiento natural más bajas provoca inherentemente que se oriente y distribuya uniformemente más material durante el procedimiento de moldeo por soplado. Con un entendimiento de la relación de estiramiento natural de un polímero, se pueden seleccionar dimensiones de la preforma tales como altura, diámetro interior, y grosor de la pared de modo que la preforma se puede moldear por soplado para formar un recipiente que tiene ciertas propiedades físicas seleccionadas tales como peso, altura, diámetro máximo, estabilidad térmica, y rigidez de la pared lateral.

En otra realización de la presente invención, un método para reducir la duración del ciclo para fabricar un recipiente comprende las etapas de:

(2) inyectar a continuación el copolímero de PET en un molde,

(3) enfriar a continuación el molde y el polímero contenido,

(4) desprender a continuación del molde una preforma,

(5) recalentar a continuación la preforma, y

(6) moldear por soplado a continuación la preforma para dar un recipiente.

La duración del ciclo para fabricar el recipiente según las etapas anteriores se reduce comparado con una segunda duración del ciclo para fabricar un segundo recipiente que comprende una resina de poli(tereftalato de etileno) que tiene una modificación del comonómero mayor de alrededor de 2,2 por ciento en moles de una combinación de un componente de diol no etilenglicol y un componente de diácido no ácido tereftálico.

En otra realización del método, un método para fabricar un recipiente comprende moldear por soplado una preforma moldeada por inyección que tiene una porción que forma la boca de extremo abierto, una porción que forma el cuerpo intermedio, y una porción que forma la base cerrada. La preforma comprende un copolímero de PET que comprende un copolímero de diol que tiene unidades que se repiten de etilenglicol y un componente de diol no etilenglicol y un componente de diácido que tiene unidades que se repiten de ácido tereftálico y un componente de diácido no ácido tereftálico. La cantidad total de componente de diol no etilenglicol y de componente de diácido no ácido tereftálico presente en el copolímero de PET está en una cantidad de alrededor de 0,2 por ciento en moles a menos de alrededor de 2,2 por ciento en moles. Las unidades que se repiten del componente de diácido no ácido tereftálico presente en el copolímero de PET están en una cantidad de alrededor de 0,1 por ciento en moles a menos de alrededor de 1,0 por ciento en moles, y las unidades que se repiten del componente de diol no etilenglicol están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de alrededor de 0,1 a alrededor de 2,0 por ciento en moles.

En otra realización más del método, un método para fabricar una preforma para su uso para fabricar recipientes comprende el moldeo por inyección de un copolímero de PET, que comprende un componente de diol que tiene unidades que se repiten de etilenglicol y un componente de diol no etilenglicol y un componente de diácido que tiene unidades que se repiten de ácido tereftálico y un componente de diácido no ácido tereftálico. La cantidad total de componente de diol no etilenglicol y de componente de diácido no ácido tereftálico presente en el copolímero de PET está en una cantidad de alrededor de 0,2 por ciento en moles a menos de alrededor de 2,2 por ciento en moles.

En las realizaciones del método, el copolímero de PET preferentemente comprende ácido 2,6-naftalenodicarboxílico como componente de diácido no ácido tereftálico presente en una cantidad de alrededor de 0,1 a alrededor de 1,0 por ciento en moles y dietilenglicol como componente de diol no etilenglicol presente en el copolímero de PET en una cantidad de alrededor de 0,1 a alrededor de 2,0 por ciento en moles. Preferentemente, las preforma tiene una relación de estiramiento en el intervalo de alrededor de 8 a alrededor de 12 y más preferentemente en el intervalo de alrededor de 8 a alrededor de 10.

Para comprender el significado de la presente invención, se necesita una comprensión del procedimiento convencional para fabricar recipientes. En primer lugar, los pelets de PET que se obtienen de un procedimiento convencional de esterificación/policondensación de poliéster se funden y subsecuentemente se forman preformas por medio de un procedimiento de moldeo por inyección. En segundo lugar, las preformas se calientan en un horno a una temperatura por encima de la temperatura de transición vítrea del polímero, y a continuación se forman con ellas recipientes vía un procedimiento de moldeo por soplado. El resultado final deseado es recipientes transparentes con propiedades mecánicas y de barrera suficientes para proporcionar protección

\hbox{apropiada para la bebida o  producto
alimentario contenido.}

Una consideración importante para producir recipientes claros o transparentes es producir primero preformas claras o transparentes. Durante la etapa de moldeo por inyección puede ocurrir cristalización térmicamente inducida en la conversión del polímero en una preforma. La cristalización térmicamente inducida tiende a formar grandes cristalitos en el polímero, con la concomitante formación de opacidad. Para minimizar la formación de cristalitos y de este modo tener preformas transparentes, la velocidad de cristalización térmica necesita ser suficientemente lenta de modo que se puedan producir preformas con poca o ninguna cristalinidad. Sin embargo, si la velocidad de cristalización térmica es demasiado baja, las velocidades de producción de resina de PET pueden ser adversamente afectadas, dado que el PET debe estar térmicamente cristalizado previamente a la polimerización en estado sólido, un procedimiento usado para incrementar el peso molecular del PET y retirar simultáneamente el acetaldehído no deseado. La polimerización en estado sólido incrementa el peso molecular del polímero de modo que un recipiente fabricado con el polímero tendrá la resistencia requerida. Las técnicas de la técnica anterior para reducir la velocidad de cristalización térmica incluyen el uso de PET que contiene una cierta cantidad de comonómeros. Los modificadores de comonómero más comúnmente usados son ácido isoftálico o 1,4-ciclohexanodimetanol, que se añaden en niveles que varían de 1,5 a 3,0% en moles.

Contrapesando la necesidad de reducir la velocidad de cristalización térmica durante el moldeo por inyección está la necesidad de incrementar la velocidad de cristalinidad inducida por la deformación que ocurre durante el moldeo por soplado. La cristalinidad inducida por la deformación es el resultado de la rápida deformación mecánica del PET, y genera cristalitos transparentes extremadamente pequeños. La cantidad de cristalinidad presente en la pared lateral del recipiente se correlaciona con la resistencia y rendimiento de barrera del recipiente. Previamente, se ha demostrado que incrementar el contendido de DEG del PET de 2,9 a 4,0 por ciento en moles provoca un incremento de las velocidades de cristalización comparado con PET convencional que contiene entre 2,4 y 2,9 por ciento en moles de DEG. El fundamento de este fenómeno es que la flexibilidad aumentada de la cadena polimérica que es el resultado del más alto contenido de DEG permite la más rápida orientación y enpaquetamiento de las cadenas polímericas en forma de cristales de polímero.

En el copolímero de PET de la presente invención se encuentra que ocurre inesperadamente tanto una velocidad reducida de cristalización térmica como una velocidad incrementada de cristalización inducida por la deformación por la modificación de comonómero de componente de diácido no ácido tereftálico a alrededor de 0,1 a alrededor de 1,0 por ciento en moles y de componente de diol no etilenglicol a alrededor de 0,1 a alrededor de 2,0 por ciento en moles, respectivamente. Se cree que el diácido no ácido tereftálico tal como NDC reduce la velocidad de cristalización térmica debida a la rigidez del resto NDC que impide la flexibilidad de la cadena de polímero, y de este modo hace más difícil la formación de cristalitos. Se ha descubierto también que la adición de NDC mejora la rigidez de las cadenas de PET y da como resultado un incremento inesperado de la rigidez de la pared lateral de los recipientes fabricados de copolímero de PET. Además y al contrario de lo que se esperaba, reducir el contenido de DEG a menos de alrededor de 2,0 por ciento en moles en el copolímero de PET da como resultado un incremento de la velocidad de cristalización inducida por la deformación con

\hbox{relación
al PET convencional  que contiene entre 2,4 y 2,9 por ciento en
moles de DEG.}

Una consecuencia de esta combinación única de bajas cantidades de DEG y NDC, por lo menos en las realizaciones preferidas, es una reducción de la relación de estiramiento natural de los copolímeros de PET comparada con la del PET convencional. Las dimensiones físicas de la preforma se pueden alterar por lo tanto para fabricar una preforma de paredes más delgadas que produce un recipiente de peso más ligero que tiene un nivel aceptable de resistencia y similar grosor de la pared lateral de recipiente comparado con recipientes fabricados de PET convencional usando diseños de preforma convencional, o para fabricar recipientes de peso similar que tienen un nivel más alto de resistencia y mayor grosor de la pared lateral de recipiente. Las propiedades físicas de la preforma se pueden seleccionar también para reducir la duración del ciclo de moldeo por inyección de la preforma y la duración del ciclo de moldeo por soplado del recipiente sin comprometer la resistencia del recipiente o la vida útil de los contenidos del recipiente.

Usando el copolímero de PET de la presente invención, se pueden fabricar recipientes que tienen propiedades mecánicas mejoradas, más alta cristalinidad, paredes laterales más gruesas, y vida útil mejorada utilizando preformas que tienen relaciones de estiramiento convencionales de alrededor de 14. Alternativamente y en realizaciones preferidas, se pueden diseñar preformas no convencionales que tengan una longitud mayor y paredes más delgadas y que tengan una relación de estiramiento de alrededor de 8 a alrededor de 12. Los recipientes fabricados usando el copolímero de PET de la presente invención y tales preformas no convencionales exhiben utilización del material mejorada, rigidez, y más altos niveles de cristalinidad inducida por la deformación durante el procedimiento de moldeo por soplado comparado con las preformas convencionales fabricadas de PET convencional incluso cuando las preformas tienen un grosor reducido de la pared lateral y más bajas relaciones de estiramiento que las de las preformas convencionales fabricadas de PET convencional.

La presente invención se puede apreciar más completamente cuando se comparan las propiedades del recipiente con relación a la relación de estiramiento de la preforma. Una preforma diseñada para que tenga una relación de estiramiento de alrededor de 14 y un grosor de la pared lateral de alrededor de 3,2 mm usando PET convencional que tiene un contenido de DEG por encima de 2,0 por ciento en moles dará como resultado un recipiente moldeado por soplado que tiene un grosor de la pared lateral de alrededor de 0,23 mm. Cuando se usa el mismo diseño de preforma con el copolímero de PET de la presente invención, el recipiente moldeado por soplado tendrá un grosor de la pared lateral de alrededor de 0,35 mm. Para obtener el mismo grosor de la pared lateral del recipiente resultante usando el copolímero de PET, la preforma necesita ser rediseñada para que sea más larga y tenga un grosor de la pared lateral de 2,3 mm. Esta preforma de pared lateral más delgada exhibe duraciones del ciclo mejoradas y uso de energía reducido así como un peso total reducido comparado con las preformas fabricadas de resinas de PET convencional, mientras que al mismo tiempo produce un recipiente equivalente o mejorado. Para ilustrarlo adicionalmente, una preforma fabricada con PET convencional usando la preforma rediseñada que tiene un grosor de la pared lateral de 2,28 mm daría como resultado un recipiente inservible porque el grosor de la pared lateral sería solo de 0,16 mm, que no proporcionaría suficiente integridad estructural al recipiente, y exhibiría también una vida útil reducida para bebidas carbonatadas.

De este modo, un importante beneficio de la relación de estiramiento natural reducida del copolímero de PET de la presente invención es el rediseño de preformas de modo que se pueda diseñar una preforma de mayor longitud y paredes más delgadas para conseguir las mismas o mejores propiedades del recipiente de PET final como se obtienen de PET convencional y diseños de preforma convencional. Como es bien sabido por los expertos en la técnica, el grosor de la pared lateral de la preforma se correlaciona con el tiempo de enfriamiento del moldeo por inyección. El tiempo de enfriamiento es proporcional al cuadrado del grosor de la pared. Dado que la duración del ciclo de moldeo por inyección está en gran medida determinada por el tiempo de enfriamiento, el diseño de la preforma de la presente invención reducirá sustancialmente la duración del ciclo de moldeo por inyección. Una preforma de paredes más delgadas es también más fácil de recalentar dado que tardará menos tiempo el calor en transferirse por toda la pared lateral de la preforma. Esto potencialmente puede reducir el tiempo de saturación térmica y de recalentamiento del moldeo por soplado, dando como resultado una mejora de productividad y una reducción del uso de energía en el procedimiento de moldeo por soplado.

El potencial de peso ligero de un recipiente se puede ilustrar con dos ensayos: expansión térmica y desviación de la pared lateral como se describe en las siguientes secciones. Ambos ensayos demuestran las propiedades mecánicas de las botellas de estabilidad térmica y rigidez de la pared lateral, respectivamente. Para la misma composición de resina, una botella de peso más ligero tiene más baja resistencia mecánica, más pobre estabilidad térmica (y concomitantemente mayor expansión térmica), y menos rigidez de la pared lateral (o mayor desviación de la pared lateral). El copolímero de PET de bajo contenido de DEG y bajo contenido de NDC de la presente invención muestra un rendimiento mejorado en los ensayos tanto de estabilidad térmica como de rigidez de la pared lateral. Tal rendimiento está causado posiblemente por la cristalinidad incrementada del copolímero de PET y la porción disminuida de humedad en él. Ambos de estos factores pueden disminuir sustancialmente la fluencia, que es el cambio dimensional bajo tensión de un recipiente medido por el cambio en diámetro y altura. Este es un factor importante, porque la mayoría de los recipientes sufren alguna tensión durante y después del procedimiento de llenado. Por lo tanto, los ensayos de expansión térmica y de desviación de la pared lateral se usan aquí para comparar el rendimiento de recipientes, y especialmente el rendimiento de recipientes presurizados.

En realizaciones preferidas, los recipientes de esta invención incluyen botellas, bidones, garrafas y neveras, y similares. Como es bien sabido por los expertos en la técnica, tales recipientes se pueden fabricar moldeando por soplado una preforma moldeada por inyección. Los ejemplos de estructuras de preforma y recipiente apropiados y los métodos para fabricar los mismos se describen en la patente de EE.UU. No. 5.888.598, la descripción de la cual se incorpora aquí expresamente como referencia en su totalidad. Se describen aquí también otras estructuras de preforma y recipiente, no descritas en la patente de EE.UU. No. 5.888.598.

Volviendo a las Figs. 1-3, se ilustra una preforma 10 de poliéster que tiene una configuración convencional en la Fig. 1 y se ilustra en la Fig. 2 una preforma 11 de poliéster que tiene una configuración según una realización de esta invención. Estas preformas 10 y 11 en las Figs. 1 y 2 tienen cada una los mismos componentes, y por lo tanto, similares números de referencia indican componentes similares en todas las Figs., pero las dimensiones de las preformas son diferentes. Las dimensiones en las Figs. 1 y 2 no están dibujadas a escala.

Las preformas 10 y 11 están fabricadas moldeando por inyección el copolímero de PET de esta invención y comprenden un borde 12 de cuello roscado que termina en su extremo inferior en una brida 14 cierre. Debajo de la brida 14 de cierre, hay una sección 16 generalmente cilíndrica que termina en una sección 18 de diámetro externo que disminuye gradualmente para proporcionar un grosor creciente de la pared. Debajo de la sección 18 hay una sección 20 de cuerpo alargado. La altura de la preforma se mide desde la brida 14 de cierre hasta un extremo cerrado 21 de la sección 20 de cuerpo alargado.

Las preformas 10 y 11 en las Figs. 1 y 2 se pueden moldear por soplado cada una para formar un recipiente 22 ilustrado en la Fig. 3. El recipiente 22 comprende un armazón 24 que comprende un borde 26 de cuello roscado que define una boca 28, una brida 30 de cierre debajo del borde de cuello roscado, una sección 32 en forma de cuña que se extiende desde la brida de cierre, una sección 34 del cuerpo que se extiende debajo de la sección en forma de cuña, y una base 36 en el fondo del recipiente. La altura del recipiente se mide desde la brida 30 de cierre hasta un extremo cerrado en la base 36. El recipiente 22 se usa apropiadamente para fabricar una bebida envasada 38, como se ilustra en la Fig. 3. La bebida envasada 38 incluye una bebida tal como una bebida de oda carbonatada dispuesta en el recipiente 22 y un cierre 40 que cierra la boca 28 del recipiente.

Según realizaciones preferidas de esta invención, la porción que forma el cuerpo intermedio de la preforma tiene un grosor de la pared de 1,5 a 8 mm. Además, según realizaciones preferidas, la porción que forma el cuerpo intermedio de la preforma tiene un diámetro interior de 10 a 30 mm, y la altura de la preforma, que se extiende desde el extremo cerrado de la preforma opuesto al borde hasta el borde, es de 50 a 150 mm. Preferentemente, los recipientes fabricados según realizaciones preferidas de esta invención tienen un volumen dentro del intervalo de 0,25 a 3 litros y un grosor de la pared de 0,25 a 0,65 mm.

En esta memoria descriptiva, se hace referencia a dimensiones de las preformas 10 y 11 y de los recipientes 22 resultantes. La altura H de las preformas es la distancia desde el extremo 21 cerrado de la preforma opuesto al borde 12 hasta la brida 14 de cierre del borde. El diámetro interior ID de las preformas 10 y 11 es la distancia entre las paredes interiores de la sección del cuerpo alargado 20 de las preformas. El grosor de la pared T de las preformas 10 y 11 se mide también en la sección 20 del cuerpo alargado de las preformas. La altura H' de los recipientes 22 es la distancia desde el extremo cerrado de la base 36 opuesto al borde 26 hasta la brida 30 de cierre del borde. El diámetro máximo del recipiente MD es el diámetro del recipiente en su punto más ancho a lo largo de la altura del recipiente 22. La relación de estiramiento anular de las preformas es igual al diámetro máximo del recipiente dividido entre el diámetro interior de la preforma y la relación de estiramiento axial es igual a la altura de recipiente por debajo del borde dividida entre la altura de la preforma por debajo del borde. La relación de estiramiento de las preformas es igual al producto de la relación de estiramiento anular y la relación de estiramiento axial.

Las preformas 10 y 11, el recipiente 22, y la bebida envasada 38 no son sino realizaciones ejemplares de la presente invención. Se debe entender que los copolímeros de PET de la presente invención se pueden usar para fabricar varias preformas y recipientes que tienen varias configuraciones.

La presente invención se describe anteriormente y se ilustra adicionalmente a continuación por medio de ejemplos, que no se debe considerar de ningún modo que imponen limitaciones al alcance de la invención. Por el contrario, se debe entender claramente que se puede recurrir a varias otras realizaciones, modificaciones y sus equivalentes, que, después de leer la presente descripción, se les pueden ocurrir a los expertos en la técnica sin apartarse del espíritu de la presente invención y/o el alcance las reivindicaciones adjuntas.

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Ejemplo 1

Se moldearon por inyección diferentes resinas de PET con una máquina de inyección Arburg con cavidad de 75 unidades a escala de laboratorio para dar moldes de preforma convencional con una relación de estiramiento de alrededor de 12,3 pero con diferentes pesos en gramos. Las resinas se presecaron hasta niveles de humedad por debajo de 30 partes por millón (ppm). Las preformas se moldearon a continuación por estiramiento por soplado con una máquina de moldeo por estiramiento por soplado SBO-1 en forma de botellas contorno de coca-cola de 500 ml. Una descripción de los pesos y composiciones de las muestras se lista en la Tabla 1. Las muestras nº 3 son representativas de realizaciones de la presente invención y las muestras nº 1 y nº 2 son comparativas.

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TABLA 1

1

Ejemplo 2

Los recipientes producidos en el Ejemplo 1 se sometieron a ensayo de estabilidad térmica estándar, que implica llenar los recipientes con agua carbonatada, mantenerlos a 22ºC durante 24 horas, someterlos a una temperatura de 38ºC durante unas 24 horas adicionales, y a continuación medir los cambios dimensionales que ocurrieron con relación a los recipientes sin llenar. Los datos en la Tabla 2 muestran que los copolímeros de PET de bajo contenido de DEG y bajo contenido de NDC de las muestras nº 3 del Ejemplo 1 tienen la propiedad de estabilidad térmica mejorada para recipientes presurizados frente a los de las muestras nº 1 y nº 2 comparables, como se evidencia por los resultados de expansión térmica más baja. La muestra nº 3 de 24 gramos exhibe estabilidad térmica mejorada comparada con la muestra nº 1 de 27 gramos de control.

TABLA 2

2

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Ejemplo 3

En el Ejemplo 3, se ensayaron recipientes fabricados en el Ejemplo 1 para ver la rigidez de la pared lateral usando un ensayo de flexión de la pared lateral. El ensayo de flexión de la pared lateral está diseñado para medir la cantidad de fuerza requerida para flexionar el panel de la etiqueta de botellas de PET de 12 mm con una sonda de punta redonda de 8 mm a una velocidad de la cruceta de 508 mm/min. Esta medida da información acerca de la rigidez del recipiente. Cuando mayor sea la fuerza requerida para conseguir una flexión específica de la pared lateral, mayor será la rigidez de la pared lateral de la botella.

Los datos en la Tabla 3 muestran que los copolímeros de PET de bajo contenido de DEG y bajo contenido de NDC de las muestras nº 3 del Ejemplo 1 tienen rigidez de la pared lateral incrementada frente a las de las muestras nº 1 y nº 2. La rigidez de la pared lateral de la muestra nº 3 de 24 gramos es equivalente a la de la muestra nº1 de control, de 27 gramos.

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TABLA 3

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3

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Ejemplo 4

Los datos en la Tabla 4 muestran que la cristalinidad de los recipientes preparados de muestras de copolímero de PET de bajo contenido de DEG y bajo contenido de NDC usando un diseño de preforma convencional es más alta que la de los recipientes preparados de PET convencional usando el mismo diseño de preforma. Los recipientes de PET que tienen las composiciones que se muestran en la Tabla 4 a continuación se fabricaron de la misma manera que los recipientes en el Ejemplo 1.

El copolímero de PET fabricado de 1,09 por ciento en moles de DEG y 0,5 por ciento en moles de NDC tiene una cristalinidad significativamente más alta que el de otras fórmulas. Los recipientes fabricados de los copolímeros de PET, sin embargo, son transparentes y libres de opacidad, lo que indica que a pesar de la cristalinidad incrementada de estas resinas, la velocidad de cristalización térmica es aún suficientemente lenta que ocurre una cristalización mínima en las condiciones de moldeo por inyección empleadas. Se cree que la más alta cristalinidad de la pared lateral del recipiente contribuye a la estabilidad térmica mejorada y a la rigidez mejorada de la pared
lateral.

TABLA 4

4

Ejemplo 5

Los volúmenes de soplado libre de las preformas de PET del Ejemplo 1 y de las preformas de PET fabricadas según el procedimiento en el Ejemplo 1 se determinaron calentando las preformas a 105ºC, y a continuación hinchando globos de las preformas calentadas con 862 kPa de presión de aire. El volumen de los globos resultantes se midió llenando los globos con agua y determinando el volumen de agua contenida en los globos por pesada. Los resultados de estas medidas se muestran en las Tablas 5 y 6. El volumen de soplado libre está directamente correlacionado con la relación de estiramiento natural de los polímeros. En las mismas condiciones de soplado libre, cuando más alto sea el volumen de soplado libre, mayor es la relación de estiramiento natural del polímero. Estos resultados muestran que el copolímero de PET que contiene 1,45 por ciento en moles de DEG y los 0,5 por ciento en moles de NDC exhibe una reducción de 25 a 47 por ciento del volumen de soplado libre con relación al control. Esto es equivalente a una reducción de 18 a 30 por ciento en la relación de estiramiento natural de la resina.

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TABLA 5

5

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TABLA 6

6

Ejemplo 6

Para demostrar adicionalmente el beneficio del copolímero de PET de la presente invención, se produjeron preformas y botellas de peso ligero. En lugar de la preforma normal de 27 g para botellas de 500 ml, se produjeron preformas de 23 g y se soplaron en forma del mismo molde de botella de 500 ml usado en el Ejemplo 1. El moldeo por inyección se realizó con una máquina de inyección de cavidad de 75 unidades Arburg a escala de laboratorio en forma de molde de preforma convencional como se ilustra en la Fig. 1. Las preformas se moldearon por estiramiento por soplado a continuación con una máquina de moldeo por estiramiento por soplado SBO-1 en forma de botella de contorno de coca-cola de 500 ml como en la Fig. 3. La preforma IV se midió según la ASTM D 4603-96 y se midió la flexión de la pared lateral y la expansión térmica como se describe anteriormente.

Los datos en la Tabla 7 muestran que la combinación de copolímero de PET de bajo contenido de DEG y bajo contenido de NDC tiene más alta cristalinidad, más alta rigidez de la pared lateral y estabilidad térmica incrementada comparada con composiciones de resina convencional.

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TABLA 7

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7

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Ejemplo 7

Para demostrar el efecto de la relación de estiramiento natural reducida sobre la duración del ciclo del moldeo por inyección, se fabricaron dos resinas de PET, una resina de PET convencional que tiene una fórmula convencional y un copolímero de PET fabricado según una realización de esta invención. Las composiciones se muestran en la Tabla 8. Los volúmenes de soplado libre de la resina de PET convencional y del copolímero de PET se determinaron según el procedimiento descrito anteriormente y se fabricaron cuatro conjuntos de preformas, 7A, 7B, 7C y 7D. Las preformas 7A y 7C se fabricaron ambas con la resina de PET convencional usando un diseño de preforma convencional (Conv) como se ilustra en la Fig. 1. Las preformas 7B y 7D se fabricaron ambas con el copolímero de PET usando un diseño de preforma no convencional (Uncon) como se ilustra en la Fig. 2. Las dimensiones físicas y las duraciones del ciclo de moldeo de las preformas se exponen en la Tabla 9.

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TABLA 8

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8

TABLA 9

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9

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Los datos en la Tabla 9 demuestran que la duración del ciclo de moldeo por inyección se puede reducir y la productividad del moldeo por inyección se puede incrementar en 24 a 26% para el mismo peso de preforma usando el copolímero de PET fabricado según una realización de esta invención cuando se usa junto con una preforma diseñada para aprovechar la más baja relación de estiramiento natural de la resina de copolímero de PET.

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Ejemplos 8-15

Las siguientes preformas cuyas propiedades físicas se exponen en la Tabla 10 ilustran realizaciones adicionales de esta invención. Cada uno de los Ejemplos 8-15 se fabrican con la resina de copolímero de PET identificada en la Tabla 8 y tienen configuraciones generalmente como las de la preforma 11 ilustrada en la Fig. 2.

TABLA 10

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10

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Ejemplo 16

Los datos en la Tabla 11 a continuación muestran la comparación del volumen de soplado libre y la cristalinidad de varias resinas de PET. En este Ejemplo, la presión de soplado libre usada fue 655 kPa. En este Ejemplo, los copolímeros de PET de la presente invención que tienen bajo contenido de DEG y de NDC exhiben una reducción del volumen de soplado libre de 21 a 27 por ciento con relación a la resina de PET convencional.

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TABLA 11

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11

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Ejemplo 17

En este Ejemplo, el ensayo de flexión de la pared lateral se realizó en las burbujas de soplado libre del Ejemplo 16 según el método descrito anteriormente. Debido a que los volúmenes de la burbujas eran diferentes para cada resina debido a su diferente relación de estiramiento natural inherente, los valores de rigidez se normalizaron por el diámetro de la burbuja y grosor de la burbuja. Los valores normalizados se muestran en la Tabla 12.

TABLA 12

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12

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Estos resultados muestran que se obtiene una rigidez máxima de la pared lateral cuando está presente alrededor de 0,5 por ciento en moles de NDC como comonómero.

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Ejemplo 18

Dos resinas, un copolímero de PET fabricado según una realización de esta invención y una resina de PET convencional se moldearon por inyección en forma de preformas en una máquina Husky XL300 de 48 cavidades. El control se moldeó en forma de preforma 2-L de 52 gramos con grosor de la pared lateral de 3,93 mm, mientras que el copolímero de PET se moldeó en forma de una preforma 2-L de 50 gramos con un grosor de la pared lateral de 3,71 mm. Ambas preformas eran de diseño convencional. Las preformas se soplaron a continuación en forma de botellas usando una máquina SBO 16 de Sidel. Las botellas se ensayaron para ver la estabilidad térmica, flexión de la pared lateral y vida útil.

La estabilidad térmica de las botellas fabricadas de las dos resinas se ensayaron como en los Ejemplos previos. Los resultados expuestos en la Tabla 13 muestran que con el copolímero de PET, una botella de 50 gramos rendía similarmente o mejor que el control de 52 gramos, a pesar del peso 2 g más ligero de las botellas

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TABLA 13

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13

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Los ensayos de flexión de la pared lateral se realizaron en las botellas anteriormente descritas como para el método de ensayo descrito aquí anteriormente. Los resultados expuestos en la Tabla 14 muestran que las botellas fabricadas con el copolímero de PET rindieron mejor que las botellas fabricadas con el control, aunque las botellas fabricadas con el copolímero de PET pesaban 2 g menos que las botellas fabricadas con el PET convencional.

Las botellas de las resinas tanto de copolímero de PET como de PET convencional se llenaron con 385,84 kPa de dióxido de carbono y se ensayaron para ver su vida útil. La vida útil de las botellas se definió como el tiempo para que la botella pierda el 17,5% del dióxido de carbono en la botella, o hasta que la presión del dióxido de carbono dentro de las botellas disminuyera hasta 318,3 kPa. Normalmente, una botella más pesada que tiene mayor grosor de la pared lateral tiene una vida útil más prolongada. Los valores de vida útil se muestran en la siguiente Tabla 14. Se puede ver que las botellas de 2-L fabricadas con preformas de 50 gramos de la resina de copolímero de PET tienen esencialmente la misma vida útil que las botellas de 2-L fabricadas con la preforma de 52 gramos fabricada usando la resina de PET convencional.

TABLA 14

14

Claims

1. Un recipiente fabricado de una preforma moldeada por inyección, teniendo la preforma una porción que forma una boca de extremo abierto, una porción que forma un cuerpo intermedio, y una porción que forma una base cerrada y que comprende un copolímero de poli(tereftalato de etileno) (copolímero de PET) que comprende un componente de diol que tiene unidades que se repiten de etilenglicol y un componente de diol no etilenglicol y un componente de diácido que tiene unidades que se repiten de ácido tereftálico y un componente de diácido no ácido tereftálico, en el que la cantidad total de componente de diol no etilenglicol y de componente de diácido no ácido tereftálico presente en el copolímero de PET está en una cantidad de 0,2 por ciento en moles a menos de 2,2 por ciento en moles, las unidades que se repiten del componente de diácido no ácido tereftálico están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,1 a 1,0 por ciento en moles, y las unidades que se repiten del componente de diol no etilenglicol están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,1 a 2,0 por ciento en moles, basado en 100 por ciento en moles del componente de diol y 100 por ciento en moles del componente de diácido.

2. Un recipiente como en la reivindicación 1, en el que la cantidad total de componente de diol no etilenglicol y de componente de diácido no ácido tereftálico está presente en el copolímero de PET en una cantidad de 1,1 por ciento en moles a 2,1 por ciento en moles.

3. Un recipiente como en la reivindicación 1, en el que la cantidad total de componente de diol no etilenglicol y de componente de diácido no ácido tereftálico está presente en el copolímero de PET en una cantidad de 1,2 por ciento en moles a 1,6 por ciento en moles.

4. Un recipiente como en la reivindicación 1, en el que las unidades que se repiten del componente de diácido no ácido tereftálico están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,2 a 0,75 por ciento en moles.

5. Un recipiente como en la reivindicación 1, en el que las unidades que se repiten del componente de diácido no ácido tereftálico están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,25 a 0,6 por ciento en moles.

6. Un recipiente como en la reivindicación 1, en el que las unidades que se repiten del componente de diácido no ácido tereftálico están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,25 a 0,5 por ciento en moles.

7. Un recipiente como en la reivindicación 1, en el que las unidades que se repiten del componente de diol no etilenglicol están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,5 a 1,6 por ciento en moles.

8. Un recipiente como en la reivindicación 1, en el que las unidades que se repiten del componente de diol no etilenglicol están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,8 a 1,3 por ciento en moles.

9. Un recipiente como en la reivindicación 1, en el que el componente de diácido no ácido tereftálico comprende unidades que se repiten de diácidos seleccionados del grupo que consiste en ácido adípico, ácido succínico, ácido isoftálico, ácido ftálico, ácido 4,4'-bifenildicarboxílico y ácido naftalenodicarboxílico.

10. Un recipiente como en la reivindicación 1, en el que el componente de diácido no ácido tereftálico comprende unidades que se repiten de ácido 2,6-naftalenodicarboxílico.

11. Un recipiente como en la reivindicación 1, en el que el componente de diol no etilenglicol comprende unidades que se repiten de un diol seleccionado del grupo que consiste en diclohexanodimetanol, propanodiol, butanodiol y dietilenglicol.

12. Un recipiente como en la reivindicación 1, en el que el componente de diol no etilenglicol comprende unidades que se repiten de dietilenglicol.

13. Un recipiente como en la reivindicación 1, en el que la preforma tiene una relación de estiramiento en el intervalo de 8 a 12.

14. Un recipiente como en la reivindicación 1, en el que la preforma tiene una relación de estiramiento en el intervalo de 8 a 10.

15. Un recipiente como en la reivindicación 1, en el que el copolímero de PET es un copolímero de grado de reacción.

16. Un recipiente como en la reivindicación 1, en el que la porción que forma el cuerpo intermedio de la preforma tiene un grosor de la pared de 1,5 a 8 mm y un diámetro interior de 10 a 30 mm, y la preforma tiene un borde, un extremo cerrado opuesto al borde, y una altura desde el extremo cerrado hasta el borde de 50 a 150 mm.

17. Un recipiente como en la reivindicación 1, en el que el recipiente tiene un volumen dentro del intervalo de 0,25 a 3 litros.

18. Un recipiente como en la reivindicación 1, en el que el recipiente es una botella, bidón, garrafa o nevera.

19. Una preforma que tiene una porción que forma una boca de extremo abierto, una porción que forma un cuerpo intermedio, y una porción que forma una base cerrada y que comprende un copolímero de PET que comprende un componente de diol que tiene unidades que se repiten de etilenglicol y un componente de diol no etilenglicol y un componente de diácido que tiene unidades que se repiten de ácido tereftálico y un componente de diácido no ácido tereftálico, en la que la cantidad total de componente de diol no etilenglicol y de componente de diácido no ácido tereftálico presente en el copolímero de PET está en una cantidad de 0,2 por ciento en moles a menos de 2,2 por ciento en moles, las unidades que se repiten del componente de diácido no ácido tereftálico están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,1 a 1,0 por ciento en moles, y las unidades que se repiten del componente de diol no etilenglicol están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,1 a 2,0 por ciento en moles, basado en 100 por ciento en moles del componente de diol y 100 por ciento en moles del componente de diácido.

20. Una preforma como en la reivindicación 19, en la que el componente de diácido no ácido tereftálico comprende unidades que se repiten de ácido 2,6-naftalenodicarboxílico y el componente de diol no etilenglicol comprende unidades que se repiten de dietilenglicol.

21. La preforma como en la reivindicación 20, en la que el ácido 2,6-naftalenodicarboxílico está presente de 0,2 a 0,75 por ciento en moles y el dietilenglicol está presente en una cantidad de 0,5 a 1,6 por ciento en moles.

22. Una preforma como en la reivindicación 19, en la que la preforma tiene una relación de estiramiento en el intervalo de 8 a 12.

23. Una preforma como en la reivindicación 19, en la que la preforma tiene una relación de estiramiento en el intervalo de 8 a 10.

24. Una preforma como en la reivindicación 19, en la que el copolímero de PET es un copolímero de grado de reacción.

25. Una preforma para uso para fabricar un recipiente que comprende un copolímero de PET que comprende un componente de diol que tiene unidades que se repiten de etilenglicol y un componente de diol no etilenglicol y un componente de diácido que tiene unidades que se repiten de ácido tereftálico y un componente de diácido no ácido tereftálico;

en la que la cantidad total del componente de diol no etilenglicol y del componente de diácido no ácido tereftálico presente en el copolímero de PET está en una cantidad de 0,2 por ciento en moles a menos de 3,0 por ciento en moles basado en 100 por ciento en moles del componente de diol y 100 por ciento en moles del componente de diácido, y

en la que el componente de diol no etilenglicol está presente en una cantidad de 0,1 a 2,0 por ciento en moles y el componente de diácido no ácido tereftálico está presente en una cantidad de alrededor de 0,1 a 1,0 por ciento en moles.

26. Una preforma como en la reivindicación 25, en la que la cantidad total de componente de diol no etilenglicol y de componente de diácido no ácido tereftálico presente en el copolímero de PET está en una cantidad de 0,2 por ciento en moles a menos de 2,6 por ciento en moles.

27. Una preforma como en la reivindicación 25, en la que el componente de diol no etilenglicol se deriva de dietilenglicol.

28. Una preforma como en la reivindicación 25, en la que el componente de diácido no ácido tereftálico se deriva de ácido 2,6-naftalenodicarboxílico o su diéster.

29. Una preforma como en la reivindicación 25, en la que la preforma tiene una relación de estiramiento en el intervalo de 8 a 12.

30. Una preforma como en la reivindicación 25, en la que la preforma tiene una relación de estiramiento en el intervalo de 8 a 10.

31. Una bebida envasada que comprende un recipiente fabricado de una preforma moldeada por inyección y una bebida dispuesta en el recipiente, en la que la preforma:

(a) tiene una porción que forma una boca de extremo abierto, una porción que forma un cuerpo intermedio, y una porción que forma una base cerrada, y

(b) comprende un copolímero de PET que comprende un componente de diol que tiene unidades que se repiten de etilenglicol y un componente de diol no etilenglicol y un componente de diácido que tiene unidades que se repiten de ácido tereftálico y un componente de diácido no ácido tereftálico, en la que la cantidad total de componente de diol no etilenglicol y de componente de diácido no ácido tereftálico presente en el copolímero de PET está en una cantidad de 0,2 por ciento en moles a menos de 2,2 por ciento en moles, las unidades que se repiten del componente de diácido no ácido tereftálico están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,1 a 1,0 por ciento en moles, y las unidades que se repiten del componente de diol no etilenglicol están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,1 a 2,0 por ciento en moles, basado en 100 por ciento en moles del componente de diol y 100 por ciento en moles del componente de diácido.

32. Una bebida envasada como en la reivindicación 31, en la que las unidades que se repiten del componente de diácido no ácido tereftálico son ácido 2,6-naftalenodicarboxílico y en la que las unidades que se repiten del componente de diol no etilenglicol son dietilenglicol.

33. Una bebida envasada como en la reivindicación 31, en la que la preforma tiene una relación de estiramiento en el intervalo de 8 a 12.

34. Una bebida envasada como en la reivindicación 31, en la que la preforma tiene una relación de estiramiento en el intervalo de 8 a 10.

35. Un método para reducir la duración del ciclo para fabricar un recipiente que comprende las etapas de:

(1) proporcionar una masa fundida de copolímero de PET que comprende un componente de diol que tiene unidades que se repiten de etilenglicol y un componente de diol no etilenglicol y un componente de diácido que tiene unidades que se repiten de ácido tereftálico y un componente de diácido no ácido tereftálico, en la que la cantidad total de componente de diol no etilenglicol y de componente de diácido no ácido tereftálico está presente en el copolímero de PET en una cantidad de 0,2 por ciento en moles a menos de 2,2 por ciento en moles, las unidades que se repiten del componente de diácido no ácido tereftálico están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,1 a 1,0 por ciento en moles, y las unidades que se repiten del componente de diol no etilenglicol están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,1 a 2,0 por ciento en moles, basado en 100 por ciento en moles del componente de diol y 100 por ciento en moles del componente de diácido,

(2) inyectar a continuación el copolímero de PET en un molde,

(3) enfriar a continuación el molde y el polímero contenido,

(4) desprender a continuación del molde una preforma,

(5) recalentar a continuación la preforma, y

(6) moldear por soplado a continuación la preforma para dar un recipiente.

en el que la duración del ciclo para fabricar el recipiente se reduce comparado con una segunda duración del ciclo para fabricar un segundo recipiente que comprende una resina de poli(tereftalato de etileno) que tiene una modificación del comonómero mayor de 2,2 por ciento en moles de una combinación de un componente de diol no etilenglicol y un componente de diácido no ácido tereftálico.

36. Un método como en la reivindicación 35, en el que las unidades que se repiten del componente de diácido no ácido tereftálico son ácido 2,6-naftalenodicarboxílico y en el que las unidades que se repiten del componente de diol no etilenglicol son dietilenglicol.

37. Un método como en la reivindicación 35, en el que la preforma tiene una relación de estiramiento en el intervalo de 8 a 12.

38. Un método como en la reivindicación 35, en el que la preforma tiene una relación de estiramiento en el intervalo de 8 a 10.

39. Un método para fabricar un recipiente que comprende moldear por soplado una preforma moldeada por inyección

(a) que tiene una porción que forma una boca de extremo abierto, una porción que forma un cuerpo intermedio, y una porción que forma una base cerrada, y

(b) que comprende un copolímero de PET que comprende un componente de diol que tiene unidades que se repiten de etilenglicol y un componente de diol no etilenglicol y un componente de diácido que tiene unidades que se repiten de ácido tereftálico y un componente de diácido no ácido tereftálico, en el que la cantidad total de componente de diol no etilenglicol y componente de diácido no ácido tereftálico presente en el copolímero de PET está en una cantidad de 0,2 por ciento en moles a menos de 2,2 por ciento en moles, las unidades que se repiten del componente de diácido no ácido tereftálico están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,1 a 1,0 por ciento en moles, y las unidades que se repiten del componente de diol no etilenglicol están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,1 a 2,0 por ciento en moles, basado en 100 por ciento en moles del componente de diol y 100 por ciento en moles del componente de diácido.

40. Un método como en la reivindicación 39, en el que las unidades que se repiten del componente de diácido no ácido tereftálico son ácido 2,6-naftalenodicarboxílico y en el que las unidades que se repiten del componente de diol no etilenglicol son dietilenglicol.

41. Un método como en la reivindicación 39, en el que la preforma tiene una relación de estiramiento en el intervalo de 8 a 12.

42. Un método como en la reivindicación 39, en el que la preforma tiene una relación de estiramiento en el intervalo de 8 a 10.

43. Un método para fabricar una preforma para uso para fabricar recipientes que comprende moldear por inyección un copolímero de PET que comprende un componente de diol que tiene unidades que se repiten de etilenglicol y un componente de diol no etilenglicol y un componente de diácido que tiene unidades que se repiten de ácido tereftálico y un componente de diácido no ácido tereftálico, en el que la cantidad total del componente de diol no etilenglicol y del componente de diácido no ácido tereftálico presente en el copolímero de PET está en una cantidad de 0,2 por ciento en moles a menos de 2,2 por ciento en moles, las unidades que se repiten del componente de diácido no ácido tereftálico están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,1 a 1,0, y las unidades que se repiten del componente de diol no etilendiol están presentes en el copolímero de PET en una cantidad de 0,1 a 2,0 por ciento en moles, basado en 100 por ciento en moles del componente de diol y 100 por ciento en moles del componente de diácido.

44. Un método como en la reivindicación 43, en el que las unidades que se repiten del componente de diácido no ácido tereftálico son ácido 2,6-naftalenodicarboxílico y en la que las unidades que se repiten del componente de diol no etilenglicol son dietilenglicol.

45. Un método como en la reivindicación 43, en el que la preforma tiene una relación de estiramiento en el intervalo de 8 a 12.

46. Un método como en la reivindicación 43, en el que la preforma tiene una relación de estiramiento en el intervalo de 8 a 10.