PT1970181E - Pré-forma para moldagem por sopro de um recipiente - Google Patents

Description

Descrição

Pré-forma para moldagem por sopro de um recipiente

Campo da invenção [0001] Como indicado no titulo, a descrição actual refere-se a uma pré-forma para moldar por sopro um recipiente, do tipo dos usados no fabrico de recipientes destinados a conter alimentos, produtos lácteos, produtos oleaginosos e outros que contêm princípios activos que podem ser afectados pela radiação luminosa, caracterizada por incluir pelo menos duas camadas formadas através de técnicas de co-injecção ou sobre-moldagem, cada uma consistindo numa composição de teraftalato de polietileno (mais conhecido por PET), dióxido de titânio (Ti02) e uma tinta com capacidade de absorção da luz na escala de comprimento de onda do espectro visível, isto é, entre 400 nm (nanómetros) e 700 nm, tal como preto carbono, tinta cinzenta, tinta âmbar ou tinta castanha, a percentagem em peso da tinta absorvente de luz que está presente na camada interna, sendo na incorporação preferida, é maior do que a que está presente na camada externa, embora a diferença nas concentrações do princípio activo de absorção de luz não seja maior de 0.2% em peso entre ambas as camadas.

[0002] No caso descrito, é pretendido um recipiente no qual a transmissão máxima de radiação da luz através da parede seja inferior a 0.1% para uma espessura de parede total de 0.22 mm (milímetros), esta espessura sendo compreendida para ser a soma das espessuras parciais fornecidas por todas as camadas que dão forma à parede, mantendo uma aparência externa branca no recipiente final destinado para o mercado dos lacticínios, ou outras cores opacas que são igualmente reflexivas para outros mercados. 1

Fundo da invenção [0003] A vida útil que se pretende com esta aplicação é de mais de 120 dias para produtos que sejam sensíveis à radiação luminosa, sendo o leite com tratamento UHT o produto mais sensível. Isto representa um aumento previsível na vida do produto de mais de três meses já que, no caso da adição de Teraftalato de polietileno (PET) com essa finalidade para produtos como o leite UHT, não poderem ser garantidos tempos de vida superiores a duas semanas. Outras soluções de uma só camada com grandes adições de um agente de protecção revelaram ser eficazes por até quatro meses mas não podem fornecer uma protecção total por mais nenhuma vez em soluções funcionais viáveis.

[0004] Actualmente é do conhecimento geral que existem numerosos e diferentes tipos de recipientes produzidos por moldagem por sopro, usando uma pré-forma. A maioria destas pré-formas é feita de Teraftalato de polietileno (PET) devido às características deste material de transparência, peso leve, baixo custo, excelentes propriedades como barreira mecânica e gasosa e a facilidade com que podem subsequentemente reciclar em RPET. Um exemplo deste tipo de pré-forma de camada única é descrito no pedido de patente PCT US2004/005890 "Conjunto da pré-forma do recipiente e método de fabrico", que propõe uma pré-forma típica numa única camada, com uma garganta injectada separada.

[0005] No entanto, para um grande número de produtos, especialmente leite com tratamento UHT e outros produtos lácteos de longa duração, a transparência não é apropriada já que determinadas vitaminas, basicamente vitaminas do grupo E, assim como determinadas proteínas e gorduras, são degradadas pelo efeito da luz, alterando as características organolépticas e nutritivas originais alguns dias após o engarrafamento. Outras alternativas para aumentar a protecção luminosa do PET são conhecidas, tais como as 2 descritas na patente US 7150902 "Camadas elevadas TG" ou na patente europeia 0696953 "Recipientes ocos com uma camada superficial inerte ou estanque" que têm como objectivo aplicar-se, a uma pré-forma convencional ou a um objecto semelhante de plástico, um revestimento de um material diferente que possa conter um aditivo ou tinta. No entanto, o resultado deste tipo de procedimento não é o melhor em termos de propriedades mecânicas ou de propriedades de protecção à luz e não resolvem o problema. É do conhecimento geral que há compostos, tais como o descrito na patente europeia 1541623 "Composição foto-protectiva para recipientes para alimentos" que reivindica um composto do pó de alumínio e tinta nacarada que tornam o plástico opaco e que é adicionado ao próprio material plástico, para aumentar o tempo de vida em até três semanas, mas que não permite que o objectivo dos 120 dias acima mencionados seja alcançado.

[0006] Para resolver este problema há a prática conhecida de forma geral para fabricar o recipiente usando as pré-formas complexas de multi-camadas que empregam a co-injecção ou sobre-moldagem nas quais duas, três ou cinco camadas são formadas, sendo três a solução mais provável, de modo que nesta composição de, por exemplo, três camadas, a camada intermédia tem uma composição diferente das camadas externas e internas, ambas as últimas que têm a mesma composição. Normalmente, no uso da co-injecção de protecção de luz orientada, o material básico é o PET, que é misturado de forma diferente nas camadas diferentes: as camadas externas e internas com uma tinta branca, normalmente TÍO2, e a camada intermédia com tinta preta. Também, no caso de sobre-moldagem, é normalmente a camada interna tingida pesadamente a preto o que garante a protecção de luz, enquanto a camada externa esconde a cor 3 escura fornecendo uma aparência branca á superfície visível do recipiente.

[0007] Os exemplos destas pré-formas com pelo menos três camadas podem ser encontrados na patente europeia 0722887 "Recipiente de material plástico" no pedido de patente PCT 00/09575 "Instrumento e método para fazer um revestimento barreira de poliéster" e na patente US 6352426 "Molde para moldagem por injecção de pré-formas multi-camadas". Estes documentos descrevem incorporações diferentes de pré-formas multi-camadas com composições diferentes em cada camada, pela adição de um revestimento de materiais de barreira diferentes a uma das camadas do PET. Em alguns casos, como é o caso da patente europeia 1681239 "Pré-forma, método para produzir uma pré-forma e um recipiente" é especificamente uma pré-forma multi-camadas de duas ou de três camadas com uma camada de barreira à luz específica de uma composição diferente das outras camadas.

[0008] Os problemas básicos envolvidos na solução de três camadas (co-injecção convencional) são: uma redução (de até 25%) no desempenho da produção da pré-forma que dá forma a sistemas comparado às pré-formas de uma camada única semelhantes; a manutenção extensiva que os moldes exigem, em especial os corredores quentes que distribuem o material derretido; as dificuldades em garantir uma qualidade uniforme das pré-formas devido ao facto de que a profundidade e a posição relativa da camada intermédia de protecção serem sensíveis às condições de processo e às dificuldades em assegurar a compatibilidade entre a camada intermédia e as camadas circunvizinhas o que frequentemente conduz a desequilíbrios em processos subsequentes de formação de recipientes realizados por moldagem por sopro e delaminação devido à falta da aderência causada pela composição diferente das camadas. Este tipo de incorporação de multi-camadas conhecida (com camada externa, camada 4 intermédia e camada interna) apresenta problemas consideráveis nisso, devido às suas composições diferentes, as camadas comportam-se diferentemente quando esticadas durante a fase de sopro (isto é, na formação final do recipiente ou do frasco) . Uma camada estica mais do que a outra, o que significa que não podemos obter um recipiente uniformemente esticado e que há camadas não são totalmente ligadas. Este problema é conhecido como "delaminação" e causa um grande número de produtos finais defeituosos, com o custo económico elevado que isto envolve. Além disso, as bolsas de ar formadas normalmente entre as camadas podem causar contaminações subsequentes. Um outro problema adicional é a possibilidade de rachas, o que pode ocorrer durante o arrefecimento final do recipiente porque as camadas têm coeficientes diferentes de dilatação. Isto significa que o arrefecimento não ocorre à mesma velocidade e que uma camada única possa fazer com que outra se fracture num padrão reticular, afectando as caracteristicas mecânicas do recipiente.

[0009] Foi feita uma tentativa de minimizar estes problemas reduzindo o número de camadas a duas. Algumas das soluções de duas camadas que podem ser encontradas, por exemplo no na patente europeia 1547768 "Método de melhorar a resistência ambiental da rachadura do estiramento de RPET sem ficar sólido" ou na patente JP2002337217 "Recipiente esticado por moldagem por sopro de duas camadas em PET" descrevem uma camada interna de PET que reforça uma camada externa de material reciclado de RPET como um reforço estrutural e para isolar as propriedades menos boas de RPET quando considerados géneros alimentícios, significando que não são especificamente visados para protecção de luz mas sim em fornecer um reforço estrutural.

[0010] Outras soluçoes disponíveis já incluem as camadas que actuam como uma barreira de encontro aos elementos 5 diferentes. Por exemplo, no pedido PCT da patente US2006/014300 "Um artigo revestido" propõe um artigo com duas camadas, uma que realiza a função de uma barreira gasosa e a outra que é impermeável, ambas feitas de materiais diferentes. A patente US 6391408 "Pré-formas revestidas de poliéster e método para produção das mesmas" usa uma camada de PET e uma outra camada de um material diferente que seja um material de barreira. A patente US 6312641 "Método de fabrico de recipientes e pré-formas que incorporam materiais barreira" reivindica o método de fabrico da pré-forma que pode opcionalmente incorporar uma camada de material de barreira que é diferente do material principal. Todas estas soluções de duas camadas usam composições de materiais diferentes nas duas camadas de modo que apesar de conseguir protecção à luz com o uso de aditivos apropriados ainda apresentam os mesmos problemas de delaminação e rachas que foram comentados sobre o caso das pré-formas de três camadas e assim da solução obtida está longe de ser industrialmente viável.

[0011] A WO 99/61245 Al revela um material de empacotamento incluindo preferivelmente três camadas de um material plástico, nomeadamente um plástico de tipo poliolefina produzido por uma operação combinada de extrusão e moldagem por sopro. Estas camadas estão permanentemente unidas uma à outra. Em relação à camada intermédia de poliolefina, são reveladas partículas de carbono preto e dióxido de titânio (Ti02) .

[0012] JP 04 1140576 A refere-se à composição para uma garrafa de camada simples por moldagem de sopro. Ela revela uma composição incluindo PET, Ti02, preto de carbono e óxido de ferro.

[0013] Para resolver os problemas actuais em relação à produção de recipientes com protecção total à luz feitos com pré-formas de moldagem por sopro, nós planeámos a pré- 6 forma para a moldagem por sopro de um recipiente que é o objecto da actual invenção, e que inclui pelo menos duas camadas e a composição das camadas é idêntica em pelo menos uns 99.8%, sendo injectado através de sobre-injecção ou por co-injecção num molde apropriado.

[0014] Porque todas as camadas são constituídas pelos mesmos componentes, comportam-se como um, tanto na aderência como na estabilidade durante os processos, eliminando os problemas usuais de pré-formas de multi-camada.

[0015] Cada uma das camadas consiste numa composição do dióxido de Teraftalato de polietileno (PET), titânio (Ti02) e de uma tinta com uma capacidade de absorção na escala de comprimento de onda do espectro visível, que está entre 400 nm (nanómetros) e 700 nm, tal como a tinta preto carbono, a tinta cinzenta, a tinta âmbar ou a tinta castanha. A única diferença entre a camada interna e a externa é a percentagem em peso da tinta absorvente de luz que está presente na camada interna, que é maior do que a da camada externa mas que, em nenhum caso, difere por mais de 0.2% em peso da anterior, garantindo a continuidade da composição para as finalidades acima mencionadas assim como permite o nivelamento sinergístico dos efeitos reflexivos da camada externa e os efeitos absorventes da camada interna adicionada àquelas que já apresentam na camada externa. Esta diferença significa que, apesar de incorporar os mesmos componentes, o exterior do recipiente pode manter a sua cor branca característica no revestimento destinado para o mercado dos lacticínios, ou outras cores opacas igualmente reflexivas para outros mercados, apesar da sua capacidade total de protecção à luz. Preferivelmente a tinta absorvente de luz usada será preto de carbono, embora o uso alternativo da tinta cinzenta, da tinta âmbar ou da tinta castanha seja contemplado. 7 [0016] A invenção que é proposta tem a característica de fornecer protecção total à luz em relação à luz visível com apenas duas camadas de PET, desde que ambas as camadas tenham dióxido de titânio e tinta absorvente de luz tal como preto carbono, tinta cinzenta, tinta âmbar ou tinta castanha. A camada externa é branca na aparência no caso do revestimento destinado ao mercado dos lacticinios ou outras cores opacas igualmente reflexivas para outros mercados, desde que contenham tintas com uma capacidade de absorção, como, preto carbono em proporções muito baixas (máximo 20 mg/kg), que não altere a sua aparência, enquanto na camada interna a presença do pigmento absorvente é maior (máximo 2000 mg/kg) dando lhe uma aparência nacarada, (se a tinta usada for preto carbono).

[0017] A injecção da pré-forma será realizada por sobre-injecção ou co-injecção, sendo ambos meios conhecidos para a injecção de diversas camadas.

[0018] Embora uma pré-forma de duas camadas com protecção à luz total seja pretendido, uma incorporação alternativa planeada pode igualmente compreender, entre as camadas interna e externa, uma ou diversas camadas intermédias sucessivas, da mesma composição que a camada interna ou que a camada externa.

[0019] Esta pré-forma para a moldagem por sopro de um recipiente oferece numerosas vantagens em relação aos sistemas actualmente disponíveis, as mais importante destas que sendo que fornecem protecção total à luz desde a luz visível à luz ultravioleta com apenas duas camadas de PET, desde que as camadas tenham dióxido de titânio e tinta com uma capacidade para absorver luz na escala de comprimento de onda do espectro visível entre 400 nm (nanómetros) e 700 nm, para ajudar a aumentar a duração e a preservação mais longa dos produtos a serem contidos, especialmente leite, protegendo as suas propriedades organolépticas e impedindo 8 a degradação da vitamina E devido ao efeito da luz e evitando assim que o sabor do produto acabado esteja deteriorado.

[0020] Um outro beneficio importante é que, devido à natureza homogénea do material, dado que todas as camadas compreendem os mesmos componentes, as camadas aderem perfeitamente umas às outras, oferecendo uma grande solidez e durabilidade e eliminando os problemas usuais com as pré-formas de multi-camadas, como o aparecimento de rachas ou a delaminação, permitindo uma redução notável na percentagem de produtos defeituosos, assim como um aumento na durabilidade do recipiente e assim do produto contido.

[0021] Um outro benefício que resulta do acima mencionado é uma simplicidade maior na construção e na operação e em melhores resultados para o consumidor final.

[0022] É importante destacar que esta invenção, devido à sua estrutura homogénea que compreende os mesmos componentes nas suas diferentes camadas, resolve os problemas que se encontram geralmente nas soluções conhecidas que compreendem uma camada externa, a camada intermédia e a camada interna, que, por causa das suas composições diferentes, comportam-se de forma diferente quando esticadas durante a fase de sopro, isto é, na formação final do recipiente ou da garrafa. Nestas soluções conhecidas, a composição heterogénea das camadas significa que é difícil obter recipientes uniformemente esticados e que estes apresentam consequentemente características deficientes de preservação e de protecção à luz. Nesta invenção, dado que as camadas da pré-forma são essencialmente idênticas em relação à sua composição, elas comportam-se da mesma maneira durante a fase de sopro, com o mesmo coeficiente de estiramento, assegurando a aderência perfeita entre as camadas. 9 [0023] É igualmente importante destacar a vantagem representada pelo facto que o adicionar da tinta absorvente de luz ao resto dos componentes pode ser realizado nos próprios pellets por poli-condensação, ou na fase de injecção, através da extrusão lateral, usando eixos auxiliares aos principais que injectam os pellets derretidos nos moldes.

[0024] Uma outra vantagem da invenção actual é a protecçao total da luz da embocadura da pré-forma, desde que a embocadura já não esteja esticada e porque é assim mais grossa, quanto menos quantidade de tinta absorvente de luz na zona específica da embocadura não afectará negativamente a capacidade de protecção à luz do recipiente.

Breve descrição dos desenhos [0025] Para compreender melhor o objectivo da invenção actual, o desenho anexo mostra um exemplo da incorporação prática preferencial de uma pré-forma para moldagem por sopro de um recipiente com protecção total de luz. No referido desenho, a figura -1- mostra uma vista de perfil e uma vista da secção transversal de um exemplo da pré-forma de camada dupla, com um primeiro plano da estrutura da parede.

[0026] A Figura -2- mostra uma vista de perfil e uma vista da secção transversal de um recipiente (6) obtido por sopro da pré-forma de duas camadas, com um primeiro plano da estrutura da parede.

[0027] A Figura -3- mostra uma vista da secção transversal de um exemplo de uma incorporação alternativa de uma pré-forma de três camadas, com um primeiro plano da estrutura da parede.

[0028] A Figura -4- mostra um gráfico dos resultados da protecção obtidos em testes de transmitância de luz para comprimentos de onda diferentes usando frascos de uma só 10 camada de Teraftalato de polietileno (PET), adicionado com uma concentração de Τί02 de 7.5% (5) e 10.5% (4), ambos com 10 mg/kg de preto de carbono.

[0029] A pré-forma para moldar por sopro um recipiente, que é o objecto da invenção actual, toma uma forma, como mostrado na figura anexa, que é definido por um corpo principalmente cilindrico com um fundo de encerramento semi-esférico e liso, uma extremidade superior aberta que é rodeada por uma linha externa e por uma anilha de paragem final e que inclui pelo menos duas camadas (1, 2), sendo constituídas cada uma delas por uma composição de Teraftalato de polietileno (PET), de dióxido de titânio (Ti02) e de uma tinta com capacidade de absorção de luz, sendo a percentagem em peso da tinta absorvente de luz na dita camada interna (2), na incorporação preferencial, maior que na camada externa (1). A tinta absorvente de luz usada será preferivelmente preta de carbono, e tinta cinzenta, tinta âmbar ou tinta castanha são previstas como alternativas possíveis.

[0030] A espessura da camada interna, que tem uma maior proporção de tinta absorvente da luz, está entre 15% e 45% da espessura total da pré-forma, preferivelmente 33%. Esta percentagem foi escolhida como a óptima para obter uma protecção de luz total, tendo sempre em conta que a pré-forma deve ter uma espessura e uma configuração padrão para a sua transformação durante a fase de sopro subsequente.

[0031] A injecção da pré-forma, ocorrerá preferivelmente, por moldagem de sobre-injecção, injectando uma camada, arrefecendo, aquecendo a superfície e sobre-injectando uma segunda camada, devido à homogeneidade dos materiais que ajudam na perfeita aderência entre cada camada. Este processo de sobre-moldagem pode ser realizado empregando qualquer tecnologia que permita a injecção por sobre- 11 moldagem. Como foi declarado, não é excluído o uso de processos alternativos tais como a co-injecção.

[0032] Esta pré-forma será usada subsequentemente para obter, por sopro, recipientes (6) que podem ser usados para leite, alimentos, produtos oleaginosos e quaisquer outros produtos cujos princípios activos possam ser afectados pela radiação luminosa.

[0033] Cada uma das camadas (1, 2) tem uma percentagem em peso do titânio (Ti02) entre 2% e 10%, preferivelmente 6%. Esta percentagem foi escolhida como a ideal para obter a protecção de luz total.

[0034] Na camada externa (1) a percentagem em peso da tinta absorvente da luz está entre 0.0005% e 0.002%, preferivelmente 0.001%, enquanto que na camada interna (2) a percentagem em peso da tinta absorvente da luz está entre 0.01% e 0.2%, preferivelmente 0.1%. Como no caso anterior, esta percentagem foi escolhida como situação óptima para obter a protecção de luz total.

[0035] A protecção de reflexão de luz fornecida na camada externa (1) será pelo menos 80% (transmitância máxima entre 400 e 700 manómetros de 20%), o resto da protecção sendo garantido pela absorção na camada interna (2) . Esta soma dos efeitos permite que o conteúdo aditivo suplementar da camada interna (2) seja reduzido, com as consequências positivas resultantes: por um lado, optimização do conteúdo total das tintas usadas, e por outro, na manutenção de uma continuidade na composição das diferentes camadas (1, 2), garantindo a protecção total à luz planeada e fornecendo uma aparência externa branca no acabamento destinado para o mercado dos lacticínios ou outras cores opacas que são igualmente reflexivas para outros mercados, dado que a intensidade da cor escura está minimizada na camada externa (D . 12 [0036] A Figura -4- mostra os resultados obtidos nos testes realizados com as pré-formas de uma só camada de pet adicionado com uma concentração de 7.5% (5) e 10.5% (4) de Ti02, ambas com 10 mg/Kg de preto carbono, mostrando que este tipo de soluções é incapaz de conseguir o objectivo de protecção à luz esperada para recipientes funcionais viáveis.

[0037] Numa incorporação alternativa prevê-se que, entre a camada interna (2) e a camada externa (1), pode haver uma ou diversas camadas intermédias sucessivas (3) de mesma composição que a camada interna (2) ou que a camada externa (D · 13

Claims (12)

1. Reivindicações 1. Uma pré-forma para moldar por sopro um recipiente do tipo dos utilizados para o fabrico dos recipientes destinados a conter alimentos, produtos lácteos, produtos oleaginosos e outros que contêm os princípios activos que podem ser afectados por radiação luminosa, caracterizada por ser constituída por duas camadas (1, 2), cada qual sendo constituída por uma composição de teraftalato de polietileno (PET), dióxido de titânio (TÍO2) e uma tinta com capacidade de absorção da luz na escala de comprimento de onda do espectro visível, isto é, entre 400 nm (nanómetros) e 700 nm.
2. 2. Uma pré-forma para moldar por sopro um recipiente, de acordo com a reivindicação precedente, na qual a percentagem da tinta absorvente de luz presente na camada interna (2) é superior àquela presente na camada externa (1).
3. 3. Uma pré-forma para moldar por sopro um recipiente, de acordo com as reivindicações precedentes, na qual cada um das camadas apresenta uma percentagem em peso de dióxido de titânio (Ti02) entre 2% e 10%.
4. 4. Uma pré-forma para moldar por sopro um recipiente, que apresenta uma protecção total à luz, de acordo com as reivindicações precedentes, na qual cada uma das camadas apresenta uma percentagem em peso de dióxido de titânio (Ti02) de 6%.
5. 5. Uma pré-forma para moldar por sopro um recipiente, de acordo com as reivindicações precedentes, na qual a percentagem em peso da tinta absorvente de luz presente na camada externa (1) está compreendida entre 0,0005% e 0,002%.
6. 6. Uma pré-forma para moldar por sopro um recipiente, de acordo com as reivindicações precedentes, na qual a 1 percentagem em peso da tinta absorvente de luz presente na camada externa (1) é 0,001%.
7. 7. Uma pré-forma para moldar por sopro um recipiente, de acordo com as reivindicações precedentes, na qual a percentagem em peso da tinta absorvente de luz presente na camada interna (2) está compreendida entre 0,01% e 0,2%.
8. 8. Uma pré-forma para moldar por sopro um recipiente que apresenta uma protecção anti-luz total, de acordo com as reivindicações precedentes, na qual a percentagem em peso da tinta absorvente de luz presente na camada interna (2) é 0,1%.
9. 9. Uma pré-forma para moldar por sopro um recipiente, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes na qual entre a camada interna (2) e a camada externa (1) podem-se encontrar uma ou diversas camadas intermédias sucessivas (3) que apresentam a mesma composição que a camada externa (1).
10. 10. Uma pré-forma para moldar por sopro um recipiente, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8 na qual entre a camada interna (2) e a camada externa (1) podem-se encontrar uma ou diversas camadas intermédias (3) que apresentam a mesma composição que a camada interna (2).
11. 11. Uma pré-forma para moldar por sopro um recipiente, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, na qual a tinta absorvente de luz é seleccionada de entre um grupo constituído por preto carbono, tinta cinzenta, tinta âmbar, tinta castanha.
12. 12. A utilização de uma pré-forma, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, para produzir um recipiente (6) preferivelmente para leite, alimentos, produtos oleosos e quaisquer outros que sejam 2 ser constituídos por princípios activos que possam afectados pela radiação luminosa. 3