Un recipiente rígido biaxialmente orientado o una preforma para fabricar un recipiente rígido biaxialmente orientado,

estando fabricados dicho recipiente o preforma de una composición de polímero que comprende: (A) una resina de poliéster, y (B) partículas de sílice micrométricas dispersadas en la resina de poliéster, estando caracterizada dicha composición de polímero por una concentración de partículas micrométricas de sílice de al menos 2% en peso

Composición de poliéster que comprende partículas de sílice y su uso para fabricar artículos de envasado.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a la fabricación de un recipiente rígido biaxialmente orientado a partir de una composición que comprende partículas de sílice. En particular, el recipiente de la invención exhibe principalmente mejor carga superior y mejor estabilidad térmica.

Técnica anterior

Las resinas de poliésteres aromáticos, y en particular de poli(tereftalato de etilenglicol) (PET), son ampliamente usadas en la industria del envasado para fabricar varios artículos para envasado. La expresión "artículo para envasado" usada en la presente memoria se refiere a cualquier artículo que se use para almacenar cualquier producto o material, y especialmente (pero no sólo) alimentos o bebidas. Por ejemplo, un artículo para envasado puede ser un recipiente hueco o rígido, tal como una botella, tarro o semejante, un recipiente de plástico flexible, una película o una lámina para un envase.

El PET es un polímero ampliamente usado para fabricar artículos para envasado transparentes. En particular, el PET se usa en la industria del envasado para fabricar recipientes transparentes biaxialmente orientados que tienen buenas propiedades mecánicas (carga superior, presión de rotura) y buen comportamiento térmico. Sin embargo, los artículos para envasado fabricados solo de PET no son adecuados para almacenar productos que son sensibles a las radiaciones ultravioleta y/o de la luz visible (es decir, que pueden ser alterados o degradados por las radiaciones de luz y/o por oxidación inducida por la luz), tales como por ejemplo los productos lácteos en la industria alimentaria. Tales productos sensibles a la luz necesitan ser almacenados en artículos para envasado opacos que tengan una baja transmisión a longitudes de onda de hasta 700 nm, y más especialmente para radiaciones de la luz visible entre 400 nm y 550 nm.

Una primera solución para fabricar artículos para envasado con baja transmisión de luz consiste en usar una composición de un poliéster aromático y, por ejemplo, una resina PET, mezclada con una cantidad suficiente de agentes opacificantes tales como por ejemplo dióxido de titanio (TiO₂). El uso de agentes opacificantes tales como TiO₂ da buen resultado en términos de opacidad, pero es extremadamente costoso debido al alto precio del TiO₂.

Una segunda solución para fabricar artículos para envasado verdaderamente opacos consiste en fabricar artículos para envasado de múltiples capas que incluyen una capa negra. Esta solución es eficiente en términos de opacidad a la radiación UV (longitudes de onda de hasta 400 nm) y a la luz visible (longitudes de onda que varían de 400 nm a 700 nm) y normalmente se usa, por ejemplo, en la industria alimentaria para almacenar productos lácteos tales como leche UHT. Sin embargo, esta solución es más costosa que una solución monocapa.

Así, hay una necesidad en la industria del envasado de tener una composición de un poliéster aromático que pueda usarse para fabricar artículos para envasado de bajo coste y en particular artículos para envasado opacos monocapa, con una baja transmisión de la luz hasta 700 nm, y más especialmente entre 400 nm y 500 nm, así como con altas propiedades mecánicas, térmicas y de barrera a los gases.

La patente de EE.UU. nº 6.323.271 describe resinas de poliésteres que contienen de 50 hasta aproximadamente 2500 ppm de partículas de sílice, y que son adecuadas para la producción de botellas transparentes de poliésteres. Las partículas de sílice se añaden para reducir la pegajosidad de las botellas.

Objetivos de la invención

Un objetivo principal y general de la invención es proponer un nuevo recipiente rígido biaxialmente orientado que tenga mejor carga superior y mejor estabilidad térmica.

Sumario de la invención

Este objetivo se consigue mediante el recipiente o la preforma definidas en la reivindicación 1 y fabricadas de una composición de polímero que comprende: (A) una resina de poliéster, y (B) al menos 2% en peso de partículas de sílice micrométricas.

La expresión "partículas de sílice micrométricas" usada en la presente memoria significa partículas que tienen un tamaño de partícula de al menos 1 µm.

La expresión "tamaño de partícula" usada en la presente invención quiere decir el diámetro de las partículas medido mediante cualquier método estándar de difracción láser y, por ejemplo, el método estándar de difracción láser de Malvern. El método de difracción láser es bien conocido en la técnica anterior y normalmente se usa para medir la distribución de tamaño de las partículas. Ha de recordarse que con un método de difracción láser tal como el método de difracción de Malvern, se mide realmente el volumen de las partículas, y los diámetros de las partículas se calculan a partir del volumen medido de las partículas, pero con la suposición de que las partículas son esféricas.

Consecuentemente, el diámetro de la partícula se calcula a partir de un volumen equivalente de una esfera igual al volumen medido de la partícula.

La expresión "partículas de sílice" usada en la presente memoria quiere decir cualquier partícula que tenga un contenido de sílice de al menos 50% en peso.

Dentro del alcance de la invención, la "resina de poliéster" puede estar constituida por un único polímero (el poliéster), o por un copoliéster, o por una mezcla de polímeros en la que al menos un componente es un poliéster o un copoliéster.

Siguiendo con la invención, la dispersión en la resina de poliéster de partículas de sílice micrométricas en una cantidad suficiente mejora drástica y sorprendentemente las propiedades ópticas del artículo para envasado fabricado de la composición de polímero. En particular, puede lograrse una baja transmisión a longitudes de onda de hasta 700 nm, y más especialmente entre 400 nm y 550 nm, a un bajo coste de producción. Además, también se incrementan sorprendentemente la estabilidad térmica, las propiedades mecánicas y las propiedades de barrera a los gases del artículo para envasado.

Las resinas de poliésteres que son adecuadas para llevar a cabo la invención son aquellas en general obtenidas por medio de la policondensación de dioles y ácidos carboxílicos o sus ésteres.

Entre los dioles adecuados para llevar a cabo la invención se pueden mencionar: etilenglicol, dietilenglicol, propilenglicol, 1,3-propanodiol, 1,4-butanodiol, 1,3-butanodiol, 2,2-dimetilpropanodiol, neopentilglicol, 1,53-pentanodiol, 1,2-hexanodiol, 1,8-octanodiol, 1,10-decanodiol, 1,4-ciclohexanodimetanol, 1,5-ciclohexanodimetanol, 1,2-ciclohexanodimetanol, o sus mezclas.

Entre los ácidos dicarboxílicos adecuados para llevar a cabo la invención pueden mencionarse: ácido tereftálico, ácido isoftálico, ácido ortoftálico, ácido 2,5-naftaleno carboxílico, ácido 2,6-naftaleno carboxílico, ácido 1,3-naftaleno carboxílico, ácido 2,7-naftaleno carboxílico, ácido metiltereftálico, ácido 4,4'-difenildicarboxílico, 2,2'-difenildicarboxílico, ácido 4,4'-difeniléter-dicarboxílico, ácido 4,4'-difenilmetano-dicarboxílico ácido, ácido 4,4'-difenilsulfona-dicarboxílico, ácido 4,4'-difenilisopropilideno-dicarboxílico, ácido sulfo-5-isoftálico, ácido oxálico, ácido succínico, ácido adípico, ácido sebácido, ácido azelaico, ácido dodecanodicarboxílico, ácido dímero, ácido maleico, ácido fumárico, y todos los diácidos alifáticos, ácido ciclohexanodicarboxílico. Los ácidos dicarboxílicos pueden introducirse en el medio de policondensación en forma esterificada, por ejemplo vía metoxi o vía etoxi.

Los poliésteres preferidos para llevar a cabo la invención son poli(tereftalato de etilenglicol) (PET), sus homo o copolímeros, y sus mezclas.

La composición de poliéster/sílice de la invención puede prepararse por varios métodos, incluyendo sobre todo métodos de mezclado. En los métodos de mezclado, las partículas de sílice inertes pueden dispersarse y mezclarse en la resina de poliéster fundida, por ejemplo usando una extrusora (extrusora de único o doble husillo). La mezcla también puede usarse como una mezcla madre y mezclarse con otra resina, preferiblemente una resina de poliéster. En otro método, las partículas de sílice también pueden introducirse en el medio de reacción del poliéster, preferiblemente antes de que comience la polimerización,...

1. Un recipiente rígido biaxialmente orientado o una preforma para fabricar un recipiente rígido biaxialmente orientado, estando fabricados dicho recipiente o preforma de una composición de polímero que comprende: (A) una resina de poliéster, y (B) partículas de sílice micrométricas dispersadas en la resina de poliéster, estando caracterizada dicha composición de polímero por una concentración de partículas micrométricas de sílice de al menos 2% en peso.

2. El recipiente o preforma según la reivindicación 1, en el que la concentración de partículas micrométricas de sílice es al menos 3% en peso.

3. El recipiente o preforma según la reivindicación 2, en el que la concentración de partículas micrométricas de sílice es al menos 5% en peso.

4. El recipiente o preforma según la reivindicación 3, en el que la concentración de partículas micrométricas de sílice es al menos 8% en peso.

5. El recipiente o preforma según la reivindicación 4, en el que la concentración de partículas micrométricas de sílice es al menos 10% en peso.

6. El recipiente o preforma según la reivindicación 5, en el que la concentración de partículas micrométricas de sílice es al menos 20% en peso.

7. El recipiente o preforma según la reivindicación 6, en el que la concentración de partículas micrométricas de sílice es al menos 30% en peso.

8. El recipiente o preforma según la reivindicación 7, en el que la concentración de partículas micrométricas de sílice es al menos 40% en peso.

9. El recipiente o preforma según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que es un recipiente o preforma monocapa.

10. El recipiente o preforma según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la resina de poliéster (A) comprende una PET homo o copolímero.

11. El recipiente o preforma según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la resina de poliéster (A) está fabricada de un PET homo o copolímero.

12. El recipiente o preforma según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que al menos una parte de las partículas micrométricas de sílice tienen un tamaño mayor que 2 µm.

13. El recipiente o preforma según la reivindicación 12, en el que al menos 50% de las partículas micrométricas de sílice tienen un tamaño mayor que 2 µm.

14. El recipiente o preforma según una cualquiera de las reivindicaciones 12 ó 13, en el que al menos una parte de las partículas micrométricas de sílice tienen un tamaño mayor que 5 µm.

15. El recipiente o preforma según la reivindicación 14, en el que al menos una parte de las partículas micrométricas de sílice tienen un tamaño mayor que 10 µm.

16. El recipiente o preforma según la reivindicación 15, en el que al menos una parte de las partículas micrométricas de sílice tienen un tamaño mayor que 15 µm.

17. El recipiente o preforma según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, en el que las partículas micrométricas de sílice tienen un tamaño entre 1 mm y 20 mm.

18. El recipiente o preforma según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en el que las partículas micrométricas de sílice tienen un tamaño medio de 3 mm.

19. El recipiente o preforma según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18, en el que las partículas de sílice contienen al menos 90% en peso de SiO₂, preferiblemente al menos 95% en peso de SiO₂, y más preferiblemente al menos 99% en peso de SiO₂.

20. El recipiente o preforma según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19, en el que las partículas de sílice comprenden partículas de cristobalita.

21. El recipiente o preforma según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20, en el que las partículas de sílice comprenden partículas de cuarzo.

22. El recipiente según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, que es un recipiente moldeado por inyección-estirado-soplado.

23. La preforma según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, en la que el espesor (wt) de la pared de la preforma es menor que 3 mm, preferiblemente menor que 2,5 mm, y más preferiblemente menor que 2 mm.

24. Un procedimiento, para fabricar un recipiente rígido estirando biaxialmente en un molde una preforma según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21 ó 23.

25. El procedimiento según la reivindicación 24, en el que la preforma se estira biaxialmente con una relación axial de estirado (S_a) que es menor que 2.

26. El procedimiento según la reivindicación 24 ó 25, en el que la preforma se estira biaxialmente con una relación radial de estirado (S_r) que es menor que 3.

27. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 24 a 26, en el que la preforma se estira biaxialmente con una relación global de estirado (S) que es menor que 9, preferiblemente menor que 5, y más preferiblemente menor que 4.

28. El uso del recipiente según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22, para almacenar un producto que es sensible a las radiaciones UV y/o a las radiaciones de la luz visible.

29. El uso según la reivindicación 28, para almacenar un producto lácteo.