ITMI982081A1 - Foglia espansa in resina poliestere - Google Patents

Description

La presente invenzione riguarda una foglia espansa in resina poliestere, riciclabile e termosaldabile, adatta alla fabbricazione di contenitori per bevande e alimenti su cui può essere impresso per cordonatura un disegno secondo il quale sviluppare per piegatura la forma del contenitore.

L'invenzione comprende i contenitori ottenuti da detta foglia.

Riguarda in particolare una foglia avente proprietà di barriera ai gas adatto alla fabbricazione di contenitori per bevande quali succhi di frutta, latte a media conservazione, thè e simili.

I materiali finora impiegati per la preparazione di contenitori per bevande ed alimenti quali succhi di frutta, latte o altro comprendono essenzialmente uno strato funzionale di cartone che conferisce al contenitore proprietà meccaniche, in particolare rigidità, e, aderente al cartone, in qualche caso, una sottile foglia di alluminio ricoperta sul lato che viene a contano con la bevanda o l’alimento da un film polietilenico o di simile materiale polimerico.

I contenitori confezionati con tali materiali multistrato sono difficilmente riciclabili a causa della differente natura chimica dei vari strati.

La riciclabilità del materiale formante un contenitore per cibi o bevande è un requisito molto importante sia dal punto di vista dei risparmi che la riciclabilità permetti di otenere che per l'aspetto ecologico.

La possibilità di disporre di un materiale riciclabile è molto sentita nel settore.

Esistono contenitori per bevande e liquidi prodotti in materiali polimerici che però non presentano caratteristiche di rigidità paragonabili a quelle del cartone per cui non risultano adatti a produrre contenitori rigidi. I contenitori ottenibili con tali materiali rientrano nella categoria dei sacchetti (pouches). Dalla letteratura brevettale (USP 5,000,991) sono noti laminati utilizzati per la preparazione per termofornatura di contenitori per vivande formati da un foglio in materiale poliestere espanso e da un film della stessa natura del foglio oppure di altro materiale polimerico. Da EB-A-836937 sono noti laminati semi-rigidi aventi spessore da 0.5 a 1.5 mm comprendenti uno strato in resina poliestere espansa avente densità da 0.7 a 1 g/cm<3 >su cui è fatto aderire uno strato avente proprietà di barriera ai gas, in materiale polimerico differente da quello dello strato in poliestere espanso.

I laminati vengono utilizzati per la preparazione per termofornatura di articoli per Γ imballaggio.

Non sono noti in letteratura materiali comprendenti uno strato in materiale polimerico espanso in grado di essere cordonati a formare per piegatura secondo il disegno impresso sul materiale la forma di un contenitore.

La capacità di un materiale polimerico espanso mono o multistrato di essere cordonato secondo un disegno atto a sviluppare per piegatura la forma di un contenitore e la piegabilità del materiale secondo detto disegno costituiscono requisiti indispensabili per la fabbricazione di contenitori per bevande e alimenti con la tecnica della cordonatura e piegatura.

Un materiale è cordonabile se il disegno su di esso impresso rimane stabile nel tempo e se nello imprimere tale disegno non si verificano rotture tali da pregiudicare la possibilità di piegatura del materiale.

II materiale inoltre deve essere termosaldabile agli effetti della possibilità di realizzare la chiusura del contenitore.

Si è ora inaspettatamente trovato un materiale polimerico in resina poliestere espansa, adatto alla fabbricazione di contenitori per bevande e alimenti che risponde ai requisiti sopra menzionati di cordonabilità e che presenta una rigidità sufficiente a sostituire il cartone.

Il materiale espanso dell'invenzione comprende o è costituita da una foglia espansa sostanzialmente amorfa (contenente meno, di 5% di cristallinità) ottenuta da una resina poliestere, avente velocità di cristallizzazione tale che per riscaldamento a 120°C per 5 minuti la cristallinità della foglia non raggiunge valori superiori a 15% preferibilmente non superiori a 10%. La resina poliestere preferibilmente utilizzata per la preparazione della foglia espansa è un copolietilentereftalato in cui da ca. 2 a 20% in moli di unità da acido tereftalico sono sostituite da unità derivanti da acido isoftalico e/o naftalindicarbossilico.

Preferibilmente il copolietilentereftalato comprende da 4 a 10% di unità di acido isoftalico.

AI fine di migliorare le proprietà di barriera ai gas della foglia espansa la stessa può essere ricoperta con un film in resina poliestere o altro materiale avente proprietà di barriera ai gas.

Nel caso in cui la foglia venga rivestita con un film poliestere, le proprietà barriera di quest'ultimo vengono conferite sottoponendo il film a trattamenti superficiali conferenti proprietà barriera o depositando materaili con proprietà barriera quali l'alluminio e gli ossidi di alluminio e silicio (Al2 03 e SiOx).

Un trattamento superficiale rappresentativo è la laccatura del film con uno strato di polisilicato di litio o potassio. Il trattamento permette di realizzare velocità di trasmissione dell'ossigeno molto basse che possono arrivare a 0.3 ml/m<2>/24h/atm o meno.

La deposizione di strati di alluminio e di ossidi di Al e/o Si viene effettuata secondo metodi noti.

I trattamenti superficiali e il deposito di materiali barriera vengono scelti e condotti in modo tale da conferire al film poliestere proprietà di permeabilità all'ossigeno inferiori in genere a 70 ml/m<2>/24h/atm (norma ASTM 1434). Nel caso del film metallizzato con Al o ricoperto con ossidi di Al e/o Si, la velocità di permeazione dell'ossigeno può scendere a valori inferiori a 0.3 ml/m<2>/24h/atm. Valori inferiori a 10 ml/m<2>/24h/atm sono preferiti.

Film poliestere metallizzati con alluminio sono reperibili sul mercato sotto il nome Nu Roll della Nurol S.p.A. (Nu Roll è un marchio registrato della Nurol).

Nel caso della foglia su cui viene fatto aderire un film con proprietà barriera, la faccia non trattata di questo film è quella che nel contenitore verrà a contatto con la bevanda o l'alimento.

E' anche possibile, e ciò in funzione delle varie esigenze, quali ad esempio la stampa con inchiostri o altro, disporre un film rispondente a tali esigenze come strato esterno avente la foglia espansa su cui è fatto aderire il film come strato interno.

L'adesione del film con proprietà barriera o altro film alla foglia espansa viene realizzata secondo metodi noti per incollatura o laminazione a calso o per coestrusione.

La foglia espansa dell' invenzione ha spessore compreso tra 0.2 e 3 rara, più preferibilmente tra 0.2 e 1.5 mm. La densità della foglia è inferiore a 700 kg/m<3 >ed è preferibilmente compresa tra 10 e 500 kg/m<3>, più preferibilmen-te tra 100 e 200 kg/m<3>.

La preparazione della foglia viene effettuata secondo metodi di etrusioneespansione di tipo noto.

Un metodo preferito è quello descritto nell'USP 5,362,763, la cui descrizione viene qui inglobata mediante citazione.

Altri metodi sono quelli descriti negli USP 5,362,763 la cui descrizione viene pure inglobata mediante citazione.

La rigidità della foglia espansa è in funzione dello spessore della stessa: cresce (non proporzionalmente) con lo spessore. L'uso di cariche inorganich erinforzanti (utilizzabili fino a ca. 20% in peso) permene di aumentare la rigidità della foglia. Esempi di cariche sono silice, allumina, biossido di titanio, carbonato di calcio e simili.

La confezione dei contenitori viene realizzata secondo metodi noti mediante piegatura secondo un disegno impresso per cordona tura sulla foglia, atto a sviluppare la forma del contenitore.

1 contenitori possono avere forma e volume diversi in funzione degli impieghi. Possono essere utilizzate forme cubiche, parallelopipede o a piramide. In genere il volume dei contenitori per bevande e succhi di frutta è tra 0.2 e 2 litri.

Il poliestere utilizzato per la preparazione della foglia espansa è ottenibile per policondensazione di un acido bicarbossilico aromatico preferibilmente acido tereftalico con un diolo con 2-12 atomi di carbonio quale glicole etilenico, 1 ,4-butandiolo e 1,4-dimetilolcicloesono ed è di preferenza scelto tra i copolimeri polietilentereftalici in cui fino a 20% in moli di unità derivanti dall'acido tereftalico sono sotituite da unità derivanti da acido isoftalico e/o un acido naftalendicarbossilico.

I seguenti esempi vengono forniti a titolo illustrativo ma non limitativo dell'invenzione.

ESEMPIO 1.

Una foglia in COPET espanso (copolietilentereftalato contenente 4% in peso di acido isoftalico), di spessore di 0.7 mm e densità 180 kg/m<3>, e con velocità di cristallizzazione tale che per riscaldamento a 120°C la cristallinità non raggiunge valori superiori a 15%, proveniente da bobina viene cordonato secondo un disegno atto a sviluppare per piegatura un contenitore di forma parallelopipeda.

La foglia cordonata viene utilizzata per la preparazione di contenitori per latte a media conseravzione e per succhi di frutta.

II contenitore viene chiuso per termosaldatura. La chiusura è a tenuta stagna, facilmente apribile a strappo, tagli o altri metodi.

ESEMPIO 2.

Una foglia in PET espanso avente le caratteristiche riportate nell'esempio I viene fatta aderire mediante incollatura con colla compatibile con la riciclabilità del contenitore ad un film metallizzato Nu Roll di spessore di 15 micron della Nurol S.p.A.

La foglia viene utilizzata per la confezione di contenitori per liquidi

Claims (17)

1. Rivendicazioni. 1. Materiale adatto alla confezione di contenitori per bevande e alimenti sotto forma di foglia espansa sostanzialmente amorfa, ottenuta da resina poliestere avente densità inferiore a 700 kg/m<3 >e velocità di cristallizzazione per riscaldamento a 120°C per 5 minuti tale che la cristallinità non raggiunge valori superiori a 15% .
2. 2. Materiale secondo la rivendicazione 1, in cui la foglia è ottenuta da un copolietilentereftalato contenente da 2 a 20% in moli di unità derivanti da acido isoftalico e/o naftalindicarbossilico.
3. 3. Materiale secondo le rivendicazioni 1 e 2, in cui la velocità di cristallizzazione della foglia è tale che per riscaldamento a 120°C per 5 minuti la cristallinità è inferiore a 10% .
4. 4. Materiale secondo le rivendicazioni 1-3 precedenti, in cui alla foglia viene fatta aderire un film avente proprietà di barriera ai gas.
5. 5. Materiale multistrato secondo la rivendicazione 4 precedente, in cui viene fatto aderire un film poliestere con velocità di permeazione dell'ossigeno inferiori a 70 ml/m<2>/24h/atm (misura secondo ASTM 1434).
6. 6. Materiale secondo la rivendicazione 5 precedente, in cui il film poliestere è metallizzato con alluminio o ricoperto con uno strato di ossidi di alluminio o silicio o con polisilicati di potassio o litio.
7. 7. Materiale secondo le rivendicazioni 3-6 precedenti, in cui il film con proprietà barriera ai gas è reso aderente alla foglia espansa mediante l’uso di colle o mediante laminazione a caldo.
8. 8. Materiale secondo le rivendicazioni 1-7 precedenti, in cui la foglia espansa ha densità compresa tra 10 e 500 kg/m<3>.
9. 9. Materiale secondo le rivendicazioni 1-8 precedenti in cui la foglia espansa ha densità compresa tra 100 e 200 kg/m<3>.
10. 10. Materiale secondo le rivendicaioni 1-9 precedenti avente spessore da 0.2 a 3 mm.
11. 11. Materiale secondo la rivendicazione 10 avente spessore da 0.2 a 1.5 mm.
12. 12. Materiale secondo le rivendicazioni 1-10 precedenti in cui la foglia comprende una carica rinforzante inorganica.
13. 13. Materiale secondo le rivendicazioni 1-12 in cui la carica è scelta tra silice, allumina, biossido di titanio e carbonato di calcio.
14. 14. Contenitori per bevande o alimenti fabbricati utilizzando il materiale delle rivendicazioni 1-13 precedenti.
15. 15. Contenitori secondo la rivendicazione 14, in cui la chiusura viene realizzata per termosaldatura.
16. 16. Contenitori per succhi di frutta o per latte sterilizzato fabbricati utilizzando il materiale delle rivendicazioni da 1 a 13, in cui la foglia è fatta aderire ad un film in grado di conferire proprietà barriera all'ossigeno corrispondenti a valori della velocità di permeazione inferiori a 70 ml/m<2>/24h/atm.
17. 17. Contenitori secondo la rivendicazione 16 precedente in cui il film fatto aderire alla foglia presenta velocità di permeazione dell'ossigeno inferiori a 10 ml /m<2 >/24h4/ha/atm