Una composición para recipientes que comprende: poliéster, poliamida parcialmente aromática, compatibilizador iónico, y una sal de cobalto

Procedimiento de fabricación de botellas de PET de una sola capa con alta barrera y claridad mejorada.

Antecedentes de la invención

La invención se refiere a mezclas compatibilizadas de poliamidas en poliésteres, a un procedimiento para formar tales composiciones, y a recipientes preparados a partir de tales composiciones. Específicamente las composiciones tienen menos amarillamiento que las mezclas anteriores. Las mezclas se pueden usar como barreras de gas pasivas, o inactivadores de oxígeno activos con la adición de un catalizador metálico de transición.

Los materiales de plástico han estado reemplazando a los materiales de envase de vidrio y metálicos debido a su menor peso, disminución de rotura comparado con el vidrio, y potencialmente menor coste. Una deficiencia principal con los poliésteres es su permeabilidad al gas relativamente alta. Esto restringe la vida útil de refrescos carbonatados y materiales sensibles al oxígeno tales como cerveza y zumo de frutas.

Las botellas de capas múltiples que contienen un polímero de baja permeabilidad al gas como capa interna, con poliésteres como las otras capas, se han comercializadas. Las mezclas de estos polímeros de baja permeabilidad al gas dentro del poliéster no has sido exitosas debido a la turbidez formada por los dominios en el sistema de dos fases. La poliamida preferida es una poliamida parcialmente aromática que contiene grupos meta-xilileno, especialmente poli (m-xilileno adipamida), MXD6.

El boletín MXD6 (TR No. 0009-E) de Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc., Tokio Japón, muestra de manera clara que la turbidez de una botella de múltiples capas que contienen una capa de 5% en peso de MXD6 es ~ 1% comparado con 15% para una mezcla del mismo 5% en peso.

Sin embargo, el uso de poliamidas parcialmente aromáticas como el polímero de baja permeabilidad al gas proporciona un incremento en el amarillamiento del recipiente resultante.

La Patente de Estados Unidos Nº 4.501.781 de Kushida et al. desuela un recipiente en forma de botella orientada de manera biaxial moldeada por soplado hueca que comprende una mezcla de resina de polietilen tereftalato (PET) y una resina de poliamida que contiene grupo xilileno. Se describen tanto los recipientes monocapa o de capas múltiples, pero no existe información sobre el color de las botellas.

La Patente de Estados Unidos Nº 5.650.469 de Long et al. desuela el uso de un poliéster a base de ácido tereftálico mezclado con bajos niveles (0,05 a 2,0% en peso) de una poliamida para reducir el nivel de acetaldehído del recipiente. Estas mezclas producían recipientes menos amarillentos que una mezcla correspondiente hecha de un poliéster a base de un poliéster a base de tereftalato de dimetilo, pero son todavía insatisfactorios para los mayores niveles requeridos para reducir de manera significativa (disminuir) la permeabilidad del gas.

Las Patentes de Estados Unidos Números 5,258.233. 5.266.413 y 5.340.884 de Milis et al. describen una composición de poliéster que comprende 0,05 a 2,0% en peso de poliamida de bajo peso molecular. A un 0,5% en peso de la mezcla de MXD6 la turbidez de la botella aumentaba de 0,7 a 1,2%. No se proporcionan datos de permeación de gas o de color.

La Patente de Estados Unidos Nº 4.837.115 de Igarashi et al. Desuela una mezcla de poliamidas terminadas en amino con PET para reducir los niveles de acetaldehído. No hay ningún incremento en la turbidez con la adición de adición de 0,5% en peso MXD6, pero a 2% en peso la turbidez aumentó de 1,7 a 2,4%. No se proporcionan datos de permeación de gas o de color.

La Patente de Estados Unidos Nº 6.239.233 de Bell et al. desuela una mezcla de poliamidas terminadas en ácido con PET que tiene reducida el amarillamiento comparado con las poliamidas terminadas en amino. No se proporcionan datos de permeación de gas.

La Patente de Estados Unidos Nº 6.346.307 de A1 Ghatta et al. desuela el uso de un dianhídrido de un ácido tetracarboxílico para reducir el tamaño del dominio dispersado de una mezcla de MXD6 en PET. Los ejemplos no proporcionaron datos de color, pero a un 10% en peso de mezcla del nivel de mezcla de MXD6 la permeabilidad del oxígeno se redujo de 0,53 a 0,12 ml/botella/día/atm y la permeabilidad de dióxido de carbono se redujo de 18,2 a 7,02 ml/botella/día/atm.

La Patente de Estados Unidos Nº 6.444.283 de Turner et al. desuela que las poliamidas MXD6 de bajo peso molecular tienen menos turbidez que las MXD6 de alto peso molecular cuando se mezclan con PET. Los ejemplos no proporcionaron datos de color, pero a un 2% en peso de MXD6 (Mitsubishi Chemical Company calidad 6007) la permeabilidad del oxígeno de una película orientada se redujo de 8,1 a 5,7 cc-mil/100 pulgadas (2,5 cm²) -atm-día comparado con 6,1 para la MXD6 de bajo peso molecular.

La Patente de Estados Unidos Nº 4,957.980 de Koyayashi et al. desuela el uso de copoliésteres injertados de anhídrido maleico para hacer compatibles las mezclas de poliéster-MXD6.

La Patente de Estados Unidos Nº 4.499.262 de Fagerburg et al. desuela poliésteres modificados por sulfa que proporcionan una velocidad mejorada de generación de acetaldehído y una relación menor de estiramiento planar crítico. No se describieron las mezclas con poliamidas.

La Patente Japonesa Nº 2663578 B2 de Katsumasa et al. desuela el uso de 0,5 a 10% en moles de copolímeros 5-sulfoisoftalto para hacer compatible las mezclas def poliéster-MXD6. No se proporcionaron datos de color.

El uso de un catalizador de metal de transición para promover la inactivación de oxígeno en recipientes de múltiples fases de poliamida, y mezclas con PET, se han descrito en las siguientes patentes, por ejemplo.

Las Patentes de Estados Unidos números 5.021.515, 5.639.815 y 5.955.527 de Cochran et al. desuelan el uso de una sal de cobalto como el catalizador de metal de transición preferido MXD6 como la poliamida preferida. No existen datos sobre el color o turbidez de las mezclas de poliamida.

Las Patentes de Estados Unidos Números 5.281.360 y 5.866.649 de Hong, y la Patente de Estados Unidos Nº 6.288.161 de Kim desuelan mezclas de MXD6 con PET y un catalizador de sal de cobalto. No existen datos sobre el color o turbidez de las mezclas de poliamida.

La Patente de Estados Unidos Nº 5.623.047 de You et al. desuela el uso de una composición de catalizador que contiene un acetato de matal alcalino, preferiblemente 30 ppm acetato de cobalto para enmascarar el amarillamiento en poliésteres polimerizados a partir de ácido tereftálico.

La Solicitud de patente de Estados Unidos 2003/0134966 A1 de Kim et al. desuela el uso de poliamidas que contienen grupo octoato de cobalto y xileno para uso en el moldeado por soplado de extrusión de capa múltiple para una mejora de la claridad. El moldeado por soplado de extrusión minimiza la orientación del tamaño del dominio de poliamida comparado con los recipientes de moldeado por soplado del estiramiento de inyección. No se proporcionan datos de color.

No existe una necesidad de una composición de poliéster de barrera de gas mejorada que puede estar moldeada por soplado del estiramiento de inyección como un recipiente de una sola capa que ha reducido el amarillamiento y turbidez adecuados. Esto se requiere particularmente para los recipientes que requieren una vida útil larga, tales como una cerveza y cualesquiera otros materiales sensibles al oxígeno. Ninguna de estas patentes desuela cómo se puede lograr este equilibrio de propiedades.

Sumario de la invención

La presente invención es una mejora sobre las mezclas de poliéster/poliamida conocidas en la técnica ya que estas composiciones tienen amarillamiento reducido.

En el sentido más amplio de la presente invención comprende una mezcla compatibilizada de poliéster y una poliamida parcialmente aromatizada con un compatibilizador iónico y una sal de cobalto.

El ámbito más amplio de la presente invención también comprende un recipiente que tiene propiedades tanto de barrera de oxígeno activa y pasiva y como barrera de dióxido de carbono en un color y una claridad mejorados que los recipientes conocidos en la técnica.

En el sentido más amplio la presente invención también comprende un recipiente en el que el equilibrio de las propiedades...

1. Una composición para recipientes que comprende: poliéster, poliamida parcialmente aromática, compatibilizador iónico, y una sal de cobalto.

2. La composición de la reivindicación 1, en la que dicha poliamida parcialmente aromática está presente en un intervalo entre 1 y 10% en peso de dicha composición.

3. La composición de la reivindicación 1 ó 2, en la que dicho compatibilizador iónico está presente en un intervalo entre 0,1 y 2,0% en mol de dicha composición.

4. La composición de la reivindicación 1, 2 ó 3, en la que dicha sal de cobalto está presente en un intervalo entre 20 y 500 ppm de dicha composición.

5. La composición de una de las reivindicaciones 1 a 4, en la que dicha poliamida parcialmente aromática contiene meta-xilileno.

6. La composición de la reivindicación 5, en la que dicha poliamida de metaxilileno es adipamida de meta-xilileno.

7. La composición de una de las reivindicaciones 1 a 6, en la que dicha poliamida parcialmente aromática se selecciona entre el grupo de poli(hexametilen isoftalamida), poli(hexametilen adipamida-co-isoftalamida), poli(hexametilen adipamida-co-tereftalamida), poli(hexametilen isoftalamida-co-tereftalamida), y las mezclas de dos o más de éstas.

8. La composición de una de las reivindicaciones 1 a 7, en la que dicha sal de cobalto se selecciona entre la clase de acetato de cobalto, carbonato de cobalto, cloruro de cobalto, hidróxido de cobalto, naftenato de cobalto, oleato de cobalto, linoleato de cobalto, octoato de cobalto, estearato de cobalto, nitrato de cobalto, fosfato de cobalto, sulfato de cobalto, (etilen glicolato) de cobalto, y las mezclas de dos o más de éstos.

9. La composición de una de las reivindicaciones 1 a 8, en la que dicho compatibilizador iónico es un copoliéster que contiene una sal de sulfonato de metal.

10. La composición de la reivindicación 9, en la que el ion de metal de dicha sal de sulfonato de metal Na+, Li+, K+, Zn++, Mn++, Ca++ y similares.

11. La composición de la reivindicación 10, en la que dicho grupo de sal sulfonato está unido a un núcleo de ácido aromático o el éster equivalente seleccionado entre el grupo de núcleo de benceno, naftaleno, difenilo, oxidifenilo, sulfonildifenilo, y metilendifenilo.

12. La composición de la reivindicación 11, en la que dicho núcleo de ácido aromático o el éster equivalente es ácido sulfoftálico, ácido sulfotereftálico, ácido sulfoisoftálico, ácido 4-sulfonaftalen-2,7-dicarboxílico, o sus ésteres.

13. La composición de la reivindicación 12, en la que dicho compatibilizador iónico es ácido 5-sodiosulfoisoftálico o ácido 5-zincsulfoisoftálico, o sus diaquil ésteres tales como dimetil éster (SIM) y glicol éster (SIPEG).

14. Una preforma que comprende una composición de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13.

15. Un recipiente que comprende una composición de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13.

16. El recipiente de acuerdo con la reivindicación 15 que tiene una velocidad de permeación de oxígeno de < 0,01 cc(STP)-cm/m²-atm-día después de 100 horas en oxígeno.

17. El recipiente de la reivindicación 15 ó 16 que tiene una pared b* de menos de 2,5.

18. El recipiente de acuerdo con la reivindicación 15, 16 ó 17 que tiene una velocidad de transmisión de dióxido de carbono de menos de 7 cc/botella/día, en base a en una botella de 0,59 litros.