PT1324876E - Recipiente plástico com superfície interna tratada com carbono para produtos alimentares não carbonatados - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "RECIPIENTE PLÁSTICO COM SUPERFÍCIE INTERNA TRATADA COM CARBONO PARA PRODUTOS ALIMENTARES NÃO CARBONATADOS"

CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a recipientes plásticos, preferencialmente para produtos alimentares não carbonatados.

ESTADO DA TÉCNICA

[0002] Recipientes plásticos multicamadas são comummente usados para itens de embalagem numa ampla gama de campos, incluindo produtos alimentares, bebidas, medicamentos, produtos de saúde e beleza e de uso doméstico. Os recipientes plásticos são conhecidos por serem fáceis de moldar, terem custo competitivo, serem leves e genericamente adequados para muitas aplicações. Os recipiente multicama-da têm o beneficio de se poder usar materiais diferentes em cada uma das camadas, tendo cada material uma propriedade especifica adaptada para executar uma função desejada .

[0003] Pelo facto dos recipientes plásticos poderem permitir que gases de baixo peso molecular, tais como o oxigénio e o dióxido de carbono, permeiem lentamente através das suas configurações físicas, por vezes o uso de recipientes plásticos revela-se menos adequado em comparação com recipientes feitos noutros materiais menos permeáveis, tais como metal ou vidro. Na maioria das aplicações, o período de validade dos produtos embalados está directamente relacionado com a capacidade da embalagem para lidar eficazmente com essa permeação molecular. No caso de bebidas não carbonatadas, tais como sumos, o oxigénio na atmosfera envolvente do recipiente pode permear gradualmente para dentro do recipiente através das paredes de plástico do recipiente atingindo o interior do recipiente e deteriorando o conteúdo. Um recipiente altamente poroso, tal como de HDPE, pode permitir a rápida deterioração do sabor do produto embalado.

[0004] Para responder a algumas das mencionadas preocupações, os fabricantes de recipientes plásticos têm utilizado várias técnicas para reduzir ou eliminar a permeabilidade e/ou absorção de tais gases. Algumas das técnicas mais comuns incluem: o aumento da espessura da totalidade ou de parte das paredes do recipiente; a incorporação de uma ou mais camadas de barreira na estrutura da parede; a inclusão, dentro das paredes do recipiente, de um material fixador de oxigénio ou material reactivo; e a aplicação de vários revestimentos na superfície interna e/ou externa do recipiente. Contudo, um número significativo de barreiras convencionais e ou materiais fixadores não diminuem eficazmente a permeação através de uma parede de recipiente altamente porosa, especialmente durante longos períodos de tempo. Além disso, há usualmente outras preocupações de carácter prático associadas à maioria das técnicas convencionais, mais comummente, o aumento do custo do material e/ou as ineficiências de produção, [0005] Um recipiente moldado do tipo acima mencionado é mostrado em EP 0773 166 Al. É usada resina de políetíleno como matéria plástica para o recipiente.

[0006] Nos últimos tempos o uso de plásticos tornou-se uma significativa questão social. A reciclagem tornou-se uma preocupação ambiental de crescente importância e um número significativo de governos e de autoridades reguladoras continua a tratar da matéria. Num número significativo de jurisdições, tem sido considerada ou promulgada legislação relativa à recolha, à retoma e à reutilização de recipientes de plástico. Assim, existe necessidade, na indústria, de um recipiente plástico adequado para conter bebidas não carbonatadas, tais como sumos, e proporcionar prestações de nivel aceitável por comparação com os recipientes comerciais feitos de outros materiais, sendo um objectivo da presente invenção providenciá-lo. Existe também necessidade de um processo de fabrico de tais recipientes com elevados volumes de cadência comercial, usando equipamento convencional.

[0007] Um objectivo adicional da presente invenção é a necessidade de providenciar um recipiente que tenha propriedades de barreira e que minimize ou evite o alto custo da inconveniência dos recipientes plásticos multicamadas convencionais. Um outro objectivo adicional é consegui-lo com um custo razoável, num processo comercialmente viável e com um produto real.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0008] Descobriu-se que os objectivos e vantagens ante-riormente citados são susceptiveis de ser atingidos facilmente em conformidade com a presente invenção segundo a reivindicação 1.

[0009] Reconhecendo os problemas e preocupações respeitantes aos recipientes plásticos convencionais multicamadas, especialmente os usados para conter produtos alimentares não carbonatados, especialmente bebidas, é vantajo- samente providenciado um recipiente plástico com propriedades de barreira de gás melhoradas e baseado em HDPE. Um recipiente construído de acordo com os princípios da presente invenção tem várias vantagens em relação aos anteri-ormente disponíveis. Tais vantagens são genericamente conseguidas através do uso do desejado HDPE e de um revestimento de carbono na superfície interna do recipiente. 0 HDPE é um material particularmente desejável, especialmente para produtos alimentares não carbonatados, tais como bebidas, devido às suas desejáveis propriedades. Por exemplo, tem alta resistência e é de baixo custo. Pode ser facilmente usado com concentrados de cor para providenciar um produto colorido atractivo que, adicionalmente, reduz ou elimina os efeitos nefastos da luz ultravioleta. Além disso, pode ser eficazmente utilizado com uma larga gama de concentrados de cor. Tem boa maneabilidade e boas propriedades de encolhimento.

[0010] 0 HDPE é mais como um cristal regular do que como o entrançado amorfo de cadeias poliméricas de um po-lietileno de baixa densidade (LDPE). 0 HDPE é também mais resistente e mais rijo do que o LDPE. Contudo, o HDPE geralmente não tem propriedades de barreira e tem fracos rá-cios de permeação de oxigénio. Assim, apesar do interesse económico no uso do HDPE, a utilização de tal material não tem sido prática. A presente invenção delineia uma maneira eficaz e económica de fazer face à alta porosidade deste material. É uma vantagem, significativa que o recipiente da presente invenção possa desejavelmente incluir também fixadores de oxigénio e possa ter uma configuração multicamadas. Além disso, o recipiente melhorado pode ser produzido usando técnicas de processamento e equipamentos de fabrico convencionais .

[0011] Um importante aspecto da presente invenção é a associação das eficazes propriedades de barreira do presente recipiente com os benefícios funcionais e comerciais associados ao ter-se um recipiente incluindo o desejado HDPE. Adicionalmente, a facilidade na subsequente reciclagem de um recipiente produzido de acordo com os princípios da presente invenção torna a prática da invenção extremamente vantajosa. Além disso, a presente invenção tem a vantagem adicional de permitir ao produtor variar contro-ladamente o posicionamento do material e a espessura de parede em qualquer posição especifica ao longo do comprimento vertical das camadas internas e/ou externas do recipiente .

[0012] De acordo com os princípios da presente invenção, é proporcionado um recipiente que é particularmente adequado para produtos alimentares não carbonatados, tais como bebidas, que pode ser moldado por sopro ou moldado por extrusão tendo uma porção superior de parede, uma porção intermédia de parede lateral, posicionada abaixo da porção superior de parede, e uma porção de base posicionada abaixo da porção intermédia de parede lateral, sendo a porção de base adaptada para suportar o recipiente de modo dependente ou independente. 0 recipiente inclui uma primeira camada moldada dotada de uma superfície interna e de uma superfície externa feita de polietileno de alta densidade e um revestimento de carbono formado adjacente e desejavelmente na superfície interna da primeira camada externa e a ela aderido e substancialmente com a mesma extensão que a primeira camada. A espessura da primeira camada é ajustada controladamente ao longo de seu comprimento vertical. Caso seja desejado, a primeira camada pode também incluir nela incorporados materiais de barreira adicionais e/ou fixadores de oxigénio / materiais reacti-vos.

[0013] De acordo com os princípios da presente invenção, o recipiente pode incluir uma segunda camada adjacente à primeira camada, sendo a segunda camada adjacente a peio menos uma de entre a superfície interna da primeira camada e a superfície externa da primeira camada, para proporcionar um recipiente altamente desejado multicama-das.

[0014] 0 HDPE usado na presente invenção tem uma densidade superior a cerca de 0,940 g/cm3.

[0015] 0 recipiente da presente invenção é particularmente adequado para o uso com produtos não carbonatados, como produtos alimentares, mas pode também ser usado para produtos que vantajosamente incluem a injecção de gases, como o CO2 ou o azoto, dentro de si.

[0016] Outras vantagens e vantagens adicionais e carac-terísticas novas da invenção ficam facilmente visíveis a partir da descrição detalhada que se segue do melhor modo de concretização da invenção, feita em conexão com os desenhos anexos onde são descritas, a título ilustrativo e exemplificativo, configurações da presente invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0017] A presente invenção será mais facilmente compreensível considerando-se os desenhes anexos, onde: - A figura 1 é uma vista em alçado de um recipiente de acordo com os princípios da presente invenção; - As figuras ΙΑ, 1B e 1C são vistas ampliadas da secção transversal de várias áreas do recipiente onde são mostradas as espessuras relativas das camadas que formam o recipiente; - A figura 2 é uma vista em alçado, em corte parcial, de um exemplo de uma pré-forma multicamadas; - A figura 3 é uma vista em alçado, em corte parcial, de um outro exemplo de uma pré-forma multicamadas; - A figura 4 é uma vista em alçado de um recipiente de acordo com os princípios da presente invenção; - As figuras 5, 6 e 7 são vistas ampliadas da secção transversal de várias áreas do recipiente onde são mostradas as espessuras relativas das camadas que formam o recipiente; - A figura 8 é uma vista em alçado, em corte parcial, de um exemplo de uma pré-forma; - A figura 9 é uma vista em alçado, em corte parcial, de um outro exemplo de uma pré-forma.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA CONCRETIZAÇÃO PREFERENCIAL seja de modo independente [0018] Com referência, agora, aos desenhos em detalhe, onde números e letras de referência semelhantes indicam elementos semelhantes, há, na fig. 1, uma vista em alçado de um recipiente 10 construído de acordo com os princípios da presente invenção. 0 recipiente 10 inclui tipicamente uma porção superior 12 de parede que inclui uma abertura 13; uma porção intermédia 14 de parede lateral posicionada abaixo da porção superior 12 de parede; e uma porção de base 16 posicionada abaixo da porção intermédia 14 de parede lateral. A porção de base 16 está adaptada para suportar o recipiente 10 seja de modo dependente, isto é, onde é usado outro objecto tal como um copo de base (não mostrado) , seja de modo independente, isto é, onde não são necessários quaisquer outros objectos para manter o recipiente em pé sobre uma superfície genericamente plana. Numa configuração preferencial, o recipiente 10 é suportado por uma base auto-suportável formada por uma depressão interna 18 como a mostrada na fig. 1, apesar de poderem ser usadas outras configurações de base conhecidas na arte.

[0019] Com referência às fig.as 1A-1C, que representam, respectivamente, vistas ampliadas de detalhe das áreas IA, 1B e 1C, da fig. 1, o recipiente 10 inclui: a) uma camada interna 20 moldada, tendo um comprimento vertical e uma superfície interna 22; b) uma camada externa 24 moldada; e c) um eixo A vertical central. A superfície interna 22 da camada interna 20 moldada é revestida, ao menos parcialmente, com uma fina camada ou filme de carbono 26. Apesar de não ser necessário o encapsulamento completo da camada interna 20 pela camada externa 24, é preferido que a camada externa 24 moldada seja substancialmente de extensão igual à da camada interna 20 e proporcione suporte estrutural às paredes do recipiente 10.

[0020] A camada interna 20 moldada é feita num material termoplástico. As seguintes resinas podem ser usadas como matéria plástica para a camada interna 20: resina de poli-etíleno, resina de polipropileno, resina de poliestireno, resina de copolímero de ciclo-olefinas, resina de terefta-lato de políetileno, resina de naftalato de polietileno, resina de copolímero de etileno-(álcool vinílico), resina de poli-4-metilpenteno-l, resina de poli(metacrílato de metilo), resina de acrílonitriio, resina de cloreto de po-livinilo, resina de cloreto de polivinilideno, resina de estíreno-acrílonitriio, resina de acrilonitrilo-estireno--butadíeno, resina de poliamida, resina de poliamída- re- -imida, resina de poliacetal, resina de policarbonato, sina de tereftalato de polibutileno, resina de ionómero, resina de polissulfona, resina de politetrafluoroetileno e similares. Quando estão envolvidos conteúdos de produtos alimentares, a camada interna 20 é preferencialmente feita de tereftalato de polietileno (PET) virgem, naftalato de polietileno (PEN), e/ou misturas de terefalato de polietileno e naftalato de polietileno. Contudo, também podem ser usadas outras resinas termoplásticas, particularmente as aprovadas para contacto com produtos alimentares.

[0021] A camada externa 24 moldada é feita por HDPE e proporciona a principal massa do recipiente.

[0022] Numa configuração preferencial, a camada interna 20 tem uma espessura de parede, tomada ao longo do seu comprimento vertical, que se encontra na gama de 0,5 mil a 5 mil (0,0127 mm a 0,127 mm) e mais preferencialmente entre 1 e 2 mil (0,0254 mm e 0,0508 mm). Como mostrado na fig. 1 e nas f ig.as ΙΑ, 1B e 1C, a espessura da camada interna pode ser variada ao longo do comprimento vertical. Deste modo, diferentes porções do recipiente 10 podem ter espessuras variavelmente controladas ao longo do comprimento vertical, proporcionando uma utilização aperfeiçoada de material e maior flexibilidade de projecto. Por exemplo, a espessura da camada interna 20 posicionada na porção superior 12 (tal como mostrada na fig. IA) pode ser mais fina do que a porção intermédia 14 da parede lateral (tal como mostrada na fig. 1B). Do mesmo modo, a espessura da camada interna 20 na porção de base 16 da parede (tal como mostrada na fig. 1C) pode ser mais grossa do que a espessura da mesma camada na porção intermédia 14 da parede lateral (tal como mostrada na fig. 1B).

[0023] Segundo um aspecto da presente invenção, a cama- da interna compreende menos de 0,60, em peso, do peso total do recipiente 10, preferencialmente menos de 0,30 do peso total do recipiente 10 e, mais preferencialmente, menos de cerca de 0,15 do peso total do recipiente 10. A capacidade da presente invenção para usar uma camada interna 20 excepcionalmente fina - particularmente quando comparada com outros recipientes multicamadas convencionais pode proporcionar vantagens económicas significativas e incentivos na presente invenção onde o principal da massa do recipiente é feita do barato HDPE.

[0024] Como já mencionado, a superfície interna 22 da camada interna 20 é revestida com uma fina camada de carbono 26 que proporciona ao recipiente 10 propriedades de barreira aumentadas. Numa configuração preferencial, o revestimento de carbono 26 é feita de carbono amorfo altamente hidrogenado dopado com azoto. A espessura do revestimento de carbono 26 é inferior a cerca de 10 pm e o peso do revestimento 26 é inferior a cerca de 1/10 000 do peso total do recipiente. Uma importante característíca da presente invenção é o facto de apenas serem necessários cerca de 3 mg do revestimento de carbono 26 para tratar um recipiente plástico de 500 cm3. Adicionalmente, apesar da notável fineza da espessura do revestimento de carbono 26, a quantidade de barreira de protecção conseguida é bastante significativa e a protecção contra a permeação de oxigénio e dióxido de carbono é favorável quando comparada com a protecção encontrada em latas de metal ou garrafas de vidro.

[0025] A camada externa 24 moldada em HDPE compreende pelo menos cerca de 0,40, em peso, do peso total do recipiente 10 mas, caso se deseje, pode compreender maís do que 0,90, em peso, do peso total do recipiente 10. Numa configuração preferenciai, a camada externa 24 tem uma es- pessura de parede, tomada ao longo de seu comprimento vertical, que se encontra na gama dos 6 a 23 mil (0,1524 mm a 0,5842 mm) . Como mostrado na fig. 1 e nas fíg.as IA, 1B e 1C, a espessura da camada externa pode também variar separada e índependentemente ao longo de seu comprimento vertical. Deste modo, diferentes porções do recipiente 10 (tomadas perpendiculares ao eixo vertical central A) podem ter diferentes espessuras de camada interna, diferentes espessuras de camada externa e/ou diferentes medidas de espessura global; tudo consoante o projecto. Por exemplo, a espessura da camada externa 24 moldada posicionada na porção superior 12 (tai como mostrada na fig. IA) pode ser bem mais grossa do que a porção intermédia 14 de parede lateral (tal como mostrada na fig. 1B) . Do mesmo modo, a espessura da camada externa 24 na porção de base 16 da parede (tal como mostrada na fig. 1C) pode ser mais grossa do que a espessura da mesma camada na porção intermédia 14 da parede lateral (tal como mostrada na fig. 1B) . Devido ao facto de a camada externa 24 moldada ser feita em material de HDPE, mais barato, que não contacta directamente com os conteúdos do recipiente 10, pode ser usado um material mais barato para formar um certo número de componentes estruturais integrantes do recipiente, tais como a flange 30 do gargalo e as roscas externas 32, mostradas na fíg. 1 e na fig. IA.

[0026] Se bem que normalmente desnecessário, podendo complicar o processo de reciclagem, em aplicações especiais a camada interna 20 e/ou a camada externa 24 podem incluir também materiais de barreira adicionais e/ou fixadores de oxigénio ou materiais de reacção (não mostrados) que são comummente conhecidos na arte. Exemplos de alguns dos materiais de barreira mais comumnaente usados incluem Saran, copolímeros de etileno álcool vinílico (EVOH) e copolímeros de acrílonitrílo, tal como Barex. O termo Saran é usado no seu sentido comercial normal para contemplar polímeros feitos por exemplo da polimerização de cloreto de vinilideno e de cloreto de vínílo ou de acrílato de metilo. Monómeros adicionais podem ser incluídos, como é bem conhecido.

Os polímeros de cloreto de vinilideno são frequentemente os mais comummente usados, mas outros materiais de barreira de oxigénio são bem conhecidos. Materiais fixadores de oxigénio podem incluir materiais comercializados para tal propósito por diversas grandes companhias petrolíferas e fabricantes de resina. Um exemplo específico de tal material é comercializado sob a marca AMOSORB e é comercialmente disponibilizado pela Amoco Corporation.

[0027] Outra vantagem significativa da presente invenção é a capacidade de proporcionar propriedades de barreira significativas, incorporar um elevado teor do desejado material de HDPE e apresentar vantagem para a reciclagem actual. A camada interna 20 e a camada externa 24 são ambas feitas de material plástico e podem ser facilmente recicladas. Ao contrário de um número significativo de outros materiais de barreira frequentemente usados em conexão com recipientes multicamadas, que podem ser difíceis de separar, o revestimento de carbono 26 da presente invenção não tem impacto sobre a reciclagem dos materiais plásticos de que o recipiente 10 é composto.

[0028] A pre sente invenção inclui a vantagem adicional de ser capaz de proporcionar um recipiente 10 com propriedades de barreira melhoradas que pode ser usado para suportar produtos alimentares. Recipientes plásticos tendo uma superfície interna tratada com um filme de carbono amorfo foram aprovados para contacto com produtos alimentares pela Technísche National Onderzoek, a organização de normas acreditada pela Comunidade Económica Europeia. A aprovação da United States Food and Drug Admínistratíon (USFDA) está actuaimente em tramitação.

[0029] 0 recipiente 10 da presente invenção pode ser formado por qualquer dos vários processos técnicos conhecidos, o que permite o fabrico de um recipiente 10 moldado muitícamadas que tem uma camada interna 20 moldada e uma camada externa 24, relativamente espessa, moldada em plástico de HDPE. O recipiente pode vantajosamente ser preparado por moldagem por extrusão ou moldagem por sopro. Numa configuração, o recipiente muitícamadas 10 é formado via uma operação de moldagem por sopro que envolve uma pré--forma 34 muitícamadas, tal como a genericamente desenhada na fig. 2. Se bem que não seja uma característica requerida, a pré-forma 34 pode incluir uma flange de gargalo 30 (para efeitos de manipulação) e roscas externas 32 (para segurar uma tampa) que correspondem às mesmas caracterís-ticas mostradas na fig. 1. Após a moldagem por sopro do recipiente 10, como mostrado na fig. 1, mas algum tempo antes da operação de enchimento, a superfície interna 22 da camada interna 20 do recipiente 10 é tratada com carbono, como adicionalmente discutido abaixo.

[0030] Numa primeira configuração, como mostra dá ΓΊ3 fig. 2, é produzida uma pré-forma 34 ou um recipiente final moldando por extrusão uma camada interna 20', dotada de uma superfície interna 22' respectiva, e moldando por injecção uma camada externa 24'. A camada interna 20' e a camada externa 24' da pré-forma 34 correspondem à camada interna 20 e à camada externa 24 do recipiente 10. A extrusão da camada interna 20' da pré-forma possibilita ao fabricante produzir uma camada mais fina do que é geralmente possível usando processos convencionais de moldagem por ínjecçâo ou de co-ínjecção. Por exemplo, a camada interna de uma pré-forma 34 multicamadas moldada por extru-são pode ser feita tão fina quanto 15-20 mil (0,381 mm a 0,508 mm) ou menos. Contraríamente, é difícil, se não impossível, moldar por injecção com fiabilidade uma camada interna tendo um perfil de espessura comparável. Adicionalmente, um processo de extrusão ou co-extrusão permite ao fabricante variar facilmente a espessura de material que se extrude ao longo do comprimento do extrudido. As variações na espessura da camada interna são desejáveis por várias razões que incluem estética, eficiência no uso do material e custos reduzidos e exigências de resistência variável.

[0031] A camada externa 24' da pré-forma 34 é feita de HDPE e, de acordo com a presente invenção, é substancialmente mais grossa do que a camada 20' interna. A camada externa 24' pode ser moldada por injecção ou por compressão, ou co-extrudida sobre a camada interna 20'. Tais processos de moldagem sobreposta permitem adicionaimente a formação de uma flange de gargalo 30 e roscas externas 32.

[0032] Numa segunda configuração, mostrada na fig. 3, é produzida uma pré-forma 34 multicamadas termoconformando uma fina folha de material plástico e conformando tal folha no que será a camada interna 20', dotada de uma superfície interna 22' respectiva, da pré-forma 34. O processo de termoeonformação permite a conformação de uma pré-forma 34 com uma camada interna 20' muito fina. De facto, são possíveis espessuras de parede mínimas de 3 mil (0,0762 mm) ou menos. Tal como no caso de uma camada interna 20' extrudida, uma vez conformada a camada interna 20' da pré-forma 34, a camada externa 24' de plástico reciclado pode ser moldada por injecção ou compressão sobre a camada interna 20' para originar uma pré-forma 34 multi-camadas. A fig. 3 é um exemplo representativo de uma pré--forma 34 feita com uma camada interna 20' termoconformada e uma camada externa 24' moldada por injecção em HDPE.

[0033] Um recipiente multicamadas pode então ser soprado, usando operações de moldagem a sopro convencionais, ou um recipiente final co-extrudido obtido directamente. Uma vez que a pré-forma 34 será esticada e "adelgaçada" durante um subsequente processo de moldagem por sopro, a espessura da pré-forma 34, em porções correspondentes a idênticas porções do recipiente soprado, será inerentemente um pouco mais grossa. De facto, as espessuras das várias porções da pré-forma 34 são tipicamente projectadas para levar em conta a quantidade de esticamento e expansão cir-cunferencial necessários para formar o perfil de espessuras desejado no recipiente 10 final. Para clareza, daqui para a frente, os recipientes multicamadas dotados de camadas interna e externa 20, 24 que não foram tratados com carbono deverão ser distinguidos dos recipientes 10 nos quais a superfície interna 22 foi revestida com carbono.

[0034] Depois de se produzir um recipiente dotado de uma camada interna 20 e de uma camada externa 24, forma-se um revestimento de carbono sobre peio menos uma porção da superfície interna 22 da camada interna 20. O revestimento de carbono 26 não tem de ser imediatamente aplicado ao recipiente; contudo, geralmente é mais eficiente aplicar o revestimento 26 prontamente após o recipiente ter sido soprado e estar dentro de um perfil de temperatura apropriado .

[0035] Numa configuração preferenciai, os recipientes multicamadas são removidos de uma máquina de moldagem rotativa convencional de alta velocidade e subsequentemente transferidos, directa ou indirectamente (isto é, via uma etapa de manuseamento intermédia), para um aparelho para aplicação de um revestimento de carbono 26 aos mesmos. Em aplicações de produção de alta velocidade, o aparelho de revestir com carbono será também tipicamente do tipo rotativo. Um exemplo de tal aparelho que pode ser usado para aplicar o revestimento de carbono à superfície interna 22 do recipiente 10 é disponibílizado pela Sidel de Le Havre, França, e é comercialmente vendido sob a marca com a denominação "ACTIS".

[0036] Um processo para revestir com carbono recipientes multicamadas 10 é descrito a seguir em mais detalhe. De acordo com um processo preferencial para revestir com carbono a superfície interna 22 do recipiente 10, é provido um aparelho convencional para revestir com carbono ou tratar com carbono, dotado de cinemática rotativa e de um eixo vertical central. O aparelho para revestir com carbono geralmente gira sobre seu eixo vertical central num primeiro sentido de rotação, por exemplo, anti-horário, com uma velocidade de rotação razoavelmente alta. Uma máquina de moldagem por sopro, ou outro mecanismo rotativo de transferência de recipientes, que se dispõe geralmente na proximidade imediata do aparelho de revestir com carbono, funciona como fonte de recipientes para subsequente tratamento com carbono. Para facilitar a transferência, o mecanismo rotativo de transferência de recipientes gira num sentido oposto ao sentido de rotação do aparelho de revestir com carbono, por exemplo, no sentido horário, e os recipientes 10 multicamadas são mecanicamente passados do mecanismo de transferência de recipientes para o apare- lho de revestir com carbono. Apesar de não ser necessário para a prática da presente invenção, o recipiente 10 preferencialmente inclui uma flange de gargalo 30 ou outro meio físico para suportar, pelo menos parcialmente, o recipiente 10 durante o processo de transferência mecânica.

[0037] À medida que recipientes 10 são transferidos do mecanismo de transferência para o aparelho de revestir com carbono, os recipientes 10 são preferencialmente mantidos pela porção superior 12, posicionados em pé com a abertura 13 geralmente virada para cima. Caso se deseje, pode também ser gerado e usado vácuo para suportar ou suportar parcialmente o recipiente 10. Durante o processo de transferência, os recipientes 10 individuais são recebidos por um mecanismo de recepção que faz parte do aparelho de revestir com carbono. 0 mecanismo de recepção gira em torno do eixo central do aparelho de revestir com carbono, agarra ou segura o recipiente e sela a abertura 13 da porção superior 12 do recipiente, de modo similar a uma tampa. Quando posicionado apropriadamente sobre abertura 13, e de modo a encostar à mesma, o mecanismo de recepção produz um apertado selo de estanqueidade "hermético ao ar" sobre o recipiente.

[0038] O mecanismo de recepção inclui pelo menos duas aberturas posicionadas acima da abertura 13 do recipiente que são usadas para a introdução e remoção de gases do interior do recipiente. Uma primeira abertura do mecanismo de recepção está em comunicação com uma fonte de vácuo, tal como uma faamba de vácuo. a

Após o mecanismo de recepção ter selado seguramente a abertura 13, o ar dentro do recipiente é evacuado através da primeira abertura por meio de vácuo. E desejável que o grau de vácuo caia dentro de uma gama de cerca de IO'2 IO”5 torr, de modo a encurtar o tempo de evacuação para o vácuo e a poupar a energia necessária para tal. Com um baixo grau de vácuo, de mais que 10~d torr, as impurezas no recipiente aumentam muito; por outro lado, com grau alto de vácuo, abaixo de 10”5 torr, é necessário mais tempo e mais energia para evacuar o ar do recipiente.

[0039] Uma vez que o ar de dentro do recipiente tenha sido evacuado, o recipiente é subsequentemente cheio ou "carregado" com um gás ao natural que é usado na formação do revestimento de carbono 26. 0 caudal do gás ao natural encontra-se preferencialmente dentro de uma gama de cerca de 1 a 10 0 ml/min. Preferencialmente, a difusão do gás ao natural dentro do recipiente é aumentada provendo-se uma extensão, tal como um tubo dotado de uma pluralidade de aberturas de sopro. De acordo com uma configuração, uma extensão entra dentro do recipiente 10 através da segunda abertura algum tempo depois de a abertura 13 ser selada e a extensão prolonga-se para dentro até cerca de 24,5 mm a 50,8 mm (1,Oin-2,Oin) da porção mais baixa do recipiente.

[0040] 0 gás pode ser composto por hidrocarbonetos ali-fáticos, hidrocarbonetos aromáticos, hidrocarbonetos contendo oxigénio, hidrocarbonetos contendo azoto, etc., em estado gasoso ou liquido à temperatura ambiente. Prefere--se o benzeno, o tolueno, o o-xileno, o m-xileno, o p-xileno e o cíclohexano, cada um tendo seis ou mais átomos de carbono. Os gases ao natural podem ser usados individualmente, mas uma mistura de dois ou mais tipos de gases ao natural pode ser usada diluída em gás inerte tal como árgon ou hélio.

[0041] Em determinada fase após o recipiente ter sido recebido pelo mecanismo de recepção do aparelho de revestir com carbono, o recipiente é inserido dentro de um ci- lindro ou noutro espaço oco provido para acomodar o recipiente. Na configuração preferencial, o aparelho de revestir com carbono inclui uma pluralidade de cilindros ocos que giram na mesma direcção que o mecanismo de recepção, e em sincronismo com ele. É ainda preferido que o mecanismo de recepção que retém e sela a abertura 13 do recipiente funcione também para cobrir o cilindro.

[0042] Após o suprimento de gás ao natural estar dentro do recipiente, é fornecida energia ao recipiente a partir de uma fonte de energia eléctrica de alta frequência, tal como um dispositivo que produz microondas. A aplicação da potência eléctrica gera plasma, e gera ionização por extrema excitação molecular e um revestimento de carbono 26 formado sobre a superfície interna 22 do recipiente.

[0043] Se bem que o processo acima mostra um método para formar um revestimento de carbono 26 sobre a superfície interna 22 de um recipiente, outros processos convencionais podem também ser usados com sucesso. Por exemplo, o recipiente de plástico poderia alternativamente ser inserido e acomodado dentro de um eléctrodo externo e ter um eléctrodo interno posicionado dentro do mesmo. Após o recipiente ser esvaziado e ser carregado com gás ao natural fornecido através do eléctrodo interno, é fornecida potência eléctrica ao eléctrodo externo a partir da fonte eléctrica de alta frequência. 0 fornecimento de potência eléctrica gera plasma entre o eléctrodo externo e o eléctrodo interno. Uma vez que o eléctrodo interno está ligado à terra e o eléctrodo externo se encontra isolado por um membro isolante, gera-se uma autopolarização negativa no eléctrodo externo, de modo que o filme de carbono é formado uniformemente sobre a superfície interna do recipiente ao longo do eléctrodo externo.

[0044] Quando o pasma é gerado entre o eléctrodo externo e o eléctrodo interno, acumulam-se electrões na superfície interna do eléctrodo externo isolado para electrifi-car negativamente o eléctrodo externo, para gerar uma au-topolarização negativa no eléctrodo externo. No eléctrodo externo, ocorre uma queda de voltagem devida à acumulação de electrões. Neste momento, existe no plasma dióxido de carbono enquanto fonte de carbono, e o gás fonte de carbono ionizado positivamente é selectivamente feito colidir com a superfície interna 22 do recipiente que está disposto ao longo do eléctrodo externo, e, então, os átomos de carbono próximos uns dos outros são fixados juntos formando dessa maneira o filme de carbono duro que faz o revestimento notoriamente denso sobre a superfície interna 22 do recipiente.

[0045] A espessura e uniformidade do revestimento de carbono 26 pode ser variada ajustando-se a saída de alta frequência; a pressão do gás ao natural no recipiente; o caudal de carregamento do recipiente com gás; o período de tempo durante o qual o plasma é gerado; a autopolarização e o tipo de matérias-primas usadas; e outras variáveis similares. Contudo, a espessura do revestimento de carbono 26 encontra-se preferencialmente dentro de uma gama de 0,05 a 10 pm para se obter uma eficaz supressão da permea-ção e/ou a absorção do composto orgânico de baixo peso molecular e a melhorada propriedade de barreira ao gás, para além de uma excelente adesão ao plástico, uma boa durabilidade e uma boa transparência.

[0046] A fig. 4 mostra uma vista em alçado de uma configuração adicional de um recipiente 100 construído de acordo com os princípios da presente invenção. O recipiente 100 inclui tipicamente uma porção superior 112 de pare- de, incluindo uma abertura 113; uma porção intermédia 114 de parede lateral que se posiciona abaixo da porção superior 112 de parede; e uma porção de base 116 posicionada abaixo da porção intermédia 114 de parede lateral. A porção de base 116 está adaptada para suportar o recipiente 100 seja de modo dependente, isto é, onde é usado outro objecto tal como um copo de base (não mostrado) , seja de modo independente, isto é, onde não são necessários quaisquer outros objectos para manter o recipiente em pé sobre uma superfície genericamente plana. Numa configuração preferencial, o recipiente 100 é suportado por uma base auto--suportável formada por uma depressão interna 118, tal como mostrado na fig. 4.

[0047] Com referência às fig.as 5-7, que representam, respectivamente, vistas ampliadas de detalhe das áreas 100A, 100B e 100C, da fig. 4, o recipiente 100 inclui uma camada externa 120 moldada, tendo um comprimento vertical, uma superfície interna 122, uma superfície externa 123, e um eixo B vertical central. A superfície interna 122 da camada externa 120 moldada é revestida, ao menos parcialmente, com uma fina camada ou filme de carbono 124 como nas configurações das fig.as 1-3. Apesar de ser preferido o encapsulamento completo da camada interna 120 pela camada 124 de carbono, pode não ser requerido para aplicações particulares. É preferido que a camada externa 120 moldada seja substancialmente de extensão igual à da camada de carbono 124 e proporcione suporte estrutural ao recipiente 100.

[0048] A camada externa 120 moldada é a camada de material plástico do desejado HDPE, apesar de poder conter nela outros materiais, como acima descrito. Caso se deseje, a camada externa moldada pode ser 100% de material plástico de HDPE.

[0049] É particularmente desejável misturar ao HDPE pequenas quantidades de materiais de barreira e/ou de fixadores de oxigénio, ou materiais reactivos, como já discutido a respeito da fig. 1. Por exemplo, menos de 5%, em peso, de Saran, copolímeros de etileno- álcool vinílico (EVOH) e copolímeros de acrilonitrilo, tal como Barex. Adicionalmente, a presente invenção pode usar facilmente material com uma viscosidade intrínseca (IV) ultrabaixa, por exemplo, material tendo um IV inferior a cerca de 0,60 ou 0,55. Estes materiais são frequentemente brancos ou de cor esbranquiçada. Uma vantagem significativa da presente invenção é a capacidade de processar desperdícios do próprio processo, simples e eficientemente, mesmo com materiais como acima indicados.

[0050] A superfície interna 122 da camada 120 externa é revestida com uma fina camada de carbono 124 que proporciona propriedades de barreira aumentadas ao recipiente 100. As caracteristicas e a preparação do revestimento de carbono 124 foram acima descritas relativamente à fig. 1, aplicando-se também às configurações das fig.as 4-7.

[0051] A camada externa 120 moldada tem uma espessura de parede, tomada ao longo de seu comprimento vertical, que se encontra na gama dos 6 a 23 mil (0,1524 mm a 0,5842 mm). Conforme mostrado nas fig. 5-7, a espessura da camada externa pode também ser variada ao longo do comprimento vertical desta, separada e independentemente, como na camada externa 24 da fig. 1. Da mesma maneira que na camada externa 24 da fig. 1, devido ao facto de a camada externa moldada ser feita num material plástico do desejado HDPE e ma is barato, que não deve contactar directamente com os conteúdos do recipiente 100, pode ser usado um material reci- mais barato para constituir o principal da massa do piente, incluindo vários dos componentes estruturais integrantes do recipiente, tais como a flange 126 do gargalo e as roscas externas 128 mostradas na fig. 4. 0 revestimento de carbono proporciona protecção para os conteúdos do recipiente .

[0052] Segundo a invenção, o revestimento interno de carbono pode ser facilmente variado de modo a que a espessura varie ao longo do comprimento vertical do recipiente.

[0053] As configurações das fig.“s 4-7 oferecem as significativas vantagens da presente invenção, descritas em relação às fig.as 1-3.

[0054] 0 recipiente das fig.as 4-7 pode ser feito por qualquer das muitas técnicas de fabrico conhecidas que permitem o fabrico de um recipiente moldado com uma única camada ou multicamadas, como descrito para a fig. 1. Numa configuração, o recipiente 100 é feito por meio de uma operação de moldagem por sopro ou por extrusão. O recipiente 130, tal como o genericamente representado na fig. 8, pode ser o recipiente final moldado por extrusão ou uma pré-forma. Se bem que não seja uma caracteristica requerida, pode haver uma flange 132 de gargalo (para efeitos de manipulação) e roscas externas 134 (para segurar uma tampa) que correspondem às mesmas caracteristicas mostradas na fig. 4. Caso seja usada a moldagem por sopro, após a moldagem por sopro do recipiente para formar o recipiente final 100 - uma configuração do qual é mostrada na fig. 4 - mas algum tempo antes da operação de enchimento, a superfície interna 122 do recipiente é tratada com carbono como adícionaimente acima discutido.

[0055] Numa configuração mostrada na fig. 9, uma pré--forma 140 que se transformará no recipiente é produzida moldando por extrusão uma pré-forma ou recipiente final 140 com um corpo 146 e uma base 148, uma flange de gargalo 142 e roscas externas 144. Um processo de extrusão permite ao fabricante variar facilmente a espessura de material que se extrude ao longo do comprimento do extrudido. As variações na espessura da pré-forma são desejáveis por várias razões que incluem estética, eficiência no uso do material e custos reduzidos e exigências de resistência variável .

[0056] 0 recipiente ou pré-forma 140 é baseado em material plástico de HDPE o que, como já anteriormente indicado, é uma vantagem particular da presente invenção.

[0057] Na configuração da fig. 8, uma pré-forma ou um recipiente final 130 é produzido termoconformando-se uma fina folha de material plástico e conformando tal folha no que será a pré-forma 130; ou moldando-se por injecção ou por compressão a pré-forma 130. Assim, a pré-forma 130 da fig. 8 pode incluir uma flange 132 no gargalo e roscas externas 134, uma porção de corpo 136 que se tornará na porção de corpo do recipiente e uma porção de base 138 que se tornará na porção de base do recipiente.

[0058] 0 recipiente pode então ser soprado, se se desejar, usando operações convencionais de moldagem por sopro como acima descrito.

[0059] Após o recipiente final ser formado, um revestimento de carbono é formado sobre pelo menos uma porção da superfície interna 122 do recipiente 120 e preferencialmente sobre a superfície interna inteira, como acima descrito em relação à fíg. 1. 0 revestimento com carbono 124 não tem de ser imedíatamente aplicado ao recipiente; contudo, geralmente é mais eficiente aplicar o revestimento de carbono prontamente após o recipiente intermédio ter sido soprado e estar dentro de um perfil de temperatura apropriado.

[0060] O recipiente da fig. 4 oferece vantagens significativas em adição às da fig. 1. 0 recipiente base é um material monocamada que pode ser prontamente processado por meios convencionais. Além disso, o barato material base de HDPE pode ser facilmente misturado com outros materiais e devido ao revestimento interno com carbono não entra em contacto com os conteúdos do recipiente e os conteúdos são bem protegidos. As propriedades de barreira são pronta e facilmente obtidas e os conteúdos do recipiente não são afectados por maus aromas ou sabores. Adicionalmente, o recipiente da presente invenção elimina a necessidade de um forro de barreira em separado ou de um forro virgem. A pequena quantidade de revestimento de carbono interno não afecta adversamente a reciclagem e podem ser facilmente usados materiais coloridos para originar um recipiente desejavelmente colorido, por exemplo, a camada externa pode ser facilmente colorida numa cor comercialmente pretendida.

[0061] 0 recipiente da fig. 4 oferece as significativas vantagens de um recipiente monocamada com propriedades desejadas propositadamente criadas, como a resistência de barreira e o baixo custo. Assim, o processamento é significativamente mais fácil do que com recipientes multicama-das já que se trabalha com um material monocamada sem a necessidade do uso de forros e complicados processamentos de co-injecção. Adicionalmente, pode-se misturar o plástico reciclado com outros materiais para prontamente se obter propriedades especiais, mantendo-se o desejável uso de plástico reciclado de baixo custo. Por exemplo, pode-se personalizar o produto para se obter características dese- jáveis continuando a usar um material reciclado e um material rttonocamada.

[0062] 0 revestimento de carbono interno é de aplicação simples e conveniente e é consideravelmente fino, impedindo, ainda assim, a migração de maus cheiros e gostos para dentro dos conteúdos do recipiente. É particularmente desejável usar-se uma variedade de cores para o plástico de HDPE como, por exemplo, uma cor âmbar. Será altamente desejável usar-se um recipiente como o da presente invenção com uma cor personalizada e para produtos de sumo. Como uma alternativa adicional, pode misturar-se com o HDPE plástico resistente ao calor ou outros materiais para se obter características altamente desejadas.

[0063] Embora tenham sido descritas certas concretizações preferenciais da presente invenção, esta não está limitada às ilustrações aqui descritas e mostradas, as quais são consideradas como sendo meramente ilustrativas dos melhores modos de realizar a invenção. Um técnico na matéria, reconhecerá que certas alternativas, modificações e variações caem dentro dos ensinamentos desta invenção e que tais alternativas, modificações e variações se encontram dentro do espírito e do escopo abrangente das reivindicações anexas.

Porto, 8 de Fevereiro de 2007

Claims (18)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Recipiente moldado (10, 100) incluindo uma porção su perior (12, 112) de parede dotada de uma abertura (13, 113), uma porção intermédia (14, 114) de parede lateral posicionada abaixo da porção superior (12, 112) de parede, e uma porção de base (16, 116) posicionada abaixo da porção intermédia (14, 114) de parede lateral e adaptada para suportar o recipiente (10, 110), compreendendo o dito recipiente ainda: uma primeira camada moldada (24, 120) dotada de uma superfície in terna (122) e de uma superfície externa (123) e feita de polietileno de alta densidade; um revestimento de carbono (26, 124) formado no interior da primeira ca mada (24, 120) e substancialmente com a mesma extensão da primeira camada (24, 120), no qual o dito revestimento de carbono (26, 124) tem uma espessura inferior a cerca de 10 mícrons, no qual o dito recipiente (10, 100) pode ser reciclado, caracterizado por o revestimento de carbono (26, 124) ter uma espessura que varia ao longo do comprimento vertical do recipiente e por a espessura da camada de carbono interior (26, 124) variar independente em relação à primeira camada (24, 120) .
2. 2. Recipiente de acordo com a reivindicação 1, no qual o revestimento de carbono(26, 124) é formado adjacente à superfície interna (12, 124) da primeira camada e a ela aderido. no qual o
3. 3. Recipiente de acordo com a reivindica çâo 1, dito recipiente (10, 100) é um recipiente moldado por extrusão e moldado por sopro.
4. 4. Recipiente de acordo com a reivindicação 1, no qual a primeira camada (24, 120) tem uma espessura de 6 a 23 mil e no qual o revestimento de carbono (26, 12 4) tem uma espessura de 0,05 a 10 mícrons.
5. 5. Recipiente de acordo com a reivindicação 1, no qual a espessura da primeira camada (24, 120) varia de modo a que a porção intermédia (14, 114) de parede lateral é mais fina do que a porção superior (12, 112) de parede e do que a porção de base (16, 116).
6. 6. Recipiente de acordo com a reivindicação 1, que inclui um material de barreira adicionado à primeira camada (24, 120).
7. 7. Recipiente de acordo com a reivindicação 1, no qual o carbono é revestido na superfície interna do recipiente (10, 100) a partir de pelo menos um hidrocarboneto gasoso.
8. 8. Recipiente de acordo com a reivindicação 1, no qual o revestimento de carbono é amorfo.
9. 9. Recipiente de acordo com a reivindicação 1, que incluí pelo menos uma das porções superiores (12, 112) do recipiente incluindo uma fiange de suporte (30, 126), e a porção de base (16, 116) incluindo uma porção diri gida para dentro do recipiente.
10. 10. Recipiente de acordo com a reivindicação 1, no qual a primeira camada (24, 120) é colorida.
11. 11. Recipiente de acordo com a reivindicação 1, para bebidas não carbonatadas.
12. 12. Recipiente de acordo com a reivindicação 1, no qual a primeira camada (24, 120) contém um material fixador de oxigénio.
13. 13. Recipiente (10) de acordo com a reivindicação 1, incluindo uma segunda camada (20) adjacente à primeira camada (24), no qual a dita segunda camada (20) é adjacente a pelo menos uma de entre a superfície interna da primeira camada e a superfície externa da primeira camada (24).
14. 14. Recipiente de acordo com a reivindicação 13, no qual a segunda camada (20) é feita num material plástico constituído por uma resina seleccíonada de entre o grupo constituído por resina de políetileno, resina de polipropileno, resina de poliestireno, resina de copo-límero de ciclo-olefinas, resina, de tereftalato de po-lietileno, resina de naftalato de políetileno, resina de copolímero de etileno-(álcool vinílico), resina de poli-4-metilpenteno-l, resina de poli(metacrilato de metilo), resina de acrilonitrilo, resina de cloreto de polivinilo, resina de cloreto de polivínilideno, resina estireno-acrilonitrilo, resina de acrilonitrilo--estireno-butadieno, resina de poliamida, resina de políamida-imida, resina de poliacetal, resina de policarbonato, resina de tereftalato de polibutileno, re- sina de ionómero, resina de polissulfona, resina de politetrafluoroetileno, e misturas de duas ou mais de tais resinas.
15. 15. Recipiente de acordo com a reivindicação 13, no qual pelo menos uma de entre a primeira camada (24) e a segunda camada (20) tem uma espessura que varia ao longo do seu comprimento vertical.
16. 16. Recipiente de acordo com a reivindicação 13, no qual a espessura da primeira camada (24) e da segunda camada (20) são controladamente variadas uma em relação à outra.
17. 17. Recipiente de acordo com a reivindicação 1, no qual a espessura do revestimento de carbono (26, 124) é inferior a 10 pm e o peso do revestimento de carbono (26, 124) é inferior a cerca de 1/10 000 do peso total do recipiente (10, 100).
18. 18. Recipiente de acordo com a reivindicação 1, no qual o polietileno de alta densidade tem uma densidade superior a cerca de 0,940 g/cm3. Porto, 8 de Fevereiro de 2007