TAPON DE ROSCA QUE COMPRENDE HDPE.

Tapón de rosca que comprende un polietileno de alta densidad (HDPE) multimodal que tiene una densidad de al menos 960 kg/m3,

norma ISO 1183/D, un IFM2 de 5 a 8 g/10 min., norma ISO 1133, y un módulo de tracción superior a 1000 MPa, norma ISO 527-2, en el que la razón entre el peso del tapón de rosca (g) y el área pr2, siendo r el radio del interior del tapón de rosca (cm), es inferior a 0,32 g/cm2

Tapón de rosca que comprende HDPE.

Esta invención se refiere a tapones o cierres de polietileno de alta densidad (HDPE), a procedimientos para su fabricación y a composiciones particulares de HDPE útiles en la fabricación de los mismos. En particular, la invención se refiere al uso de ciertos polímeros de alta densidad multimodales adecuados de manera ideal para la fabricación de tapones y cierres para botellas de bebidas gaseosas y no gaseosas.

Se conoce el uso de polietileno multimodal en la fabricación de cierres y tapones de rosca para botellas (véanse, por ejemplo, los documentos US 4489845, US 4709825 y EP 1310436, que se refieren todos a cierres y/o tapones de rosca para envases). Con el fin de que sea adecuado para el uso en estas aplicaciones, es necesario usar polietileno de alta densidad para proporcionar rigidez suficiente al tapón. Los documentos EP-A-1468932 y WO00/71615 describen ambos tapones de rosca formados a partir de HDPE multimodal. Estos tapones se preparan normalmente mediante moldeo por inyección.

Se apreciará que el peso del tapón es muy importante. Los tapones más ligeros son más baratos de producir, ya que se requiere menos material de partida y, puesto que el volumen de producción en este campo es tan extenso y los márgenes de venta de tapones son pequeños, cualquier disminución en el peso del tapón es crítico desde el punto de vista industrial.

Tapones más ligeros también significan una reducción en el tiempo de ciclo, que es también de gran importancia. Los tapones más ligeros se enfriarán más rápidamente permitiendo que el proceso de moldeo por inyección se lleve a cabo más frecuentemente. Por tanto, si puede prepararse un polímero que permite que se reduzcan los tiempos de ciclo, incluso en una pequeña cantidad, pueden producirse más tapones en un periodo de tiempo dado. Un tiempo de ciclo típico para la fabricación de tapones es de 4 s. Reducirlo sólo en 0,2 s permite que se produzcan 1100 tapones más al día en una sola línea de tapones.

Desafortunadamente, el experto en la técnica también es consciente de que el peso del tapón no puede reducirse simplemente. Es necesario que el tapón sea lo suficientemente rígido como para que no se deforme cuando se quita y se pone de nuevo en una botella. Es necesario que el tapón tenga suficiente roscado para conseguir un sellado apropiado con la botella. De la manera más importante, el tapón debe poder resistir una presión interna considerable cuando se usa, en particular cuando se envasan bebidas gaseosas. Cuando se envasan bebidas gaseosas, la presencia de dióxido de carbono en la botella ejerce una presión considerable sobre el tapón. Normalmente, los tapones deben poder resistir 3-4 bares de presión interna o de lo contrario pueden fallar. Por este motivo, los tapones actualmente en el mercado tienen un peso del orden de 2 a 2,5 g para un tapón de 1,4 a 1,5 cm de radio típico adecuado para una botella de 28 mm de cuello.

Por tanto, sigue existiendo la necesidad de preparar nuevos tapones que sean ligeros pero que todavía tengan la capacidad de resistir las presiones internas considerables del interior de una botella.

Los presentes inventores han descubierto que ciertos polímeros permiten la fabricación de tapones que son más ligeros que los que se encuentran actualmente en el mercado, mientras que todavía tienen la rigidez necesaria para su uso en aplicaciones de bebidas tanto gaseosas como sin gas. Tapones más ligeros significa tapones más baratos y un tiempo de ciclo reducido. Se cree que nunca antes se han desarrollado tapones de HDPE ligeros de este tipo que cumplan los requisitos de los fabricantes de botellas para bebidas.

Por tanto, considerada desde un aspecto, la invención proporciona un tapón de rosca que comprende un HDPE que tiene una densidad superior a 940 kg/m³, un módulo de tracción superior a 1000 MPa y un IFM₂ de 0,3 a 15 g/10 min., en el que la razón entre el peso del tapón (g) y el área pr², siendo r el radio del interior del tapón (cm), es inferior a 0,32 g/cm².

Considerada desde otro aspecto, la invención proporciona un procedimiento para la preparación de un tapón tal como se describió anteriormente en el presente documento que comprende moldear por inyección un HDPE que tiene una densidad superior a 940 kg/m³, un módulo de tracción superior a 1000 y un IFM₂ de 0,3 a 15 g/10 min. para formar un tapón en el que la razón entre el peso del tapón (g) y el área pr², siendo r el radio del interior del tapón (cm), es inferior a 0,32 g/cm².

Considerada alternativamente, la invención proporciona un tapón de rosca que comprende un HDPE que tiene una densidad superior a 940 kg/m³, un módulo de tracción superior a 1000 MPa y un IFM₂ de 0,3 a 15 g/10 min., siendo el peso del tapón inferior a 2 g.

Los tapones de la invención comprenden polietileno de alta densidad (HDPE). Polietileno quiere decir un polímero cuya mayor parte en peso deriva de unidades monoméricas de etileno. Contribuciones comonoméricas minoritarias, por ejemplo de hasta el 5% en peso, más preferiblemente de hasta el 2% en peso, pueden derivar de otros monómeros copolimerizables, comonómeros generalmente C_3-20, especialmente C_3-10, particularmente comonómeros etilénicamente insaturados de manera individual o múltiple, en particular a-olefinas C_3-10 tales como propeno, but-1-eno, hex-1-eno, oct-1-eno, 4-metil-pent-1-eno. De la manera más preferible, el comonómero es but-1-eno o hex-1-eno.

El HDPE usado para formar el artículo moldeado por inyección de la invención puede ser unimodal. Sin embargo, preferiblemente, el HDPE de la invención debe comprender al menos dos componentes de diferentes distribuciones de peso molecular, es decir, el HDPE es multimodal, preferiblemente bimodal.

Bimodal (o multimodal), quiere decir que el polímero consiste en al menos dos fracciones (componentes), una de las cuales tiene un menor peso molecular relativamente menor y una densidad relativamente mayor y, otra de las cuales tiene un peso molecular relativamente mayor y una densidad relativamente menor. Normalmente, la distribución de peso molecular (MWD) de un polímero producido en una única etapa de polimerización usando una única mezcla monomérica, un único catalizador de polimerización y un único conjunto de condiciones de proceso (es decir, temperatura, presión) mostrará un único máximo, cuya amplitud dependerá de la elección del catalizador, la elección del reactor, las condiciones de proceso, es decir, un polímero de este tipo será monomodal.

Los diferentes componentes pueden ser o bien copolímeros de etileno o bien homopolímeros de etileno, aunque preferiblemente al menos uno de los componentes es un copolímero de etileno. Preferiblemente, el HDPE comprende un homopolímero de etileno y un componente de copolímero de etileno.

Cuando uno de los componentes es un homopolímero de etileno, éste es preferiblemente el componente con el menor peso molecular promedio en peso (Mw).

La expresión copolímero de etileno se usa en el presente documente para referirse a un polietileno que deriva de etileno y uno o más comonómeros copolimerizables de este tipo. Los copolímeros comprenden preferiblemente sólo un comonómero.

HDPE quiere decir un polietileno que tiene una densidad superior a 940 kg/m³, por ejemplo de 940 a 980 kg/m³, preferiblemente superior a 945 kg/m³, especialmente superior a 950 kg/m³, por ejemplo de 950 a 975 kg/m³, especialmente superior a 960 kg/m³, especialmente superior a 965 kg/m³, especialmente superior a 966 kg/m³.

Un polietileno multimodal, por ejemplo bimodal, puede producirse combinando dos o más polietilenos monomodales que tengan máximos centrados de manera diferente en sus MWD. Alternativa y preferiblemente, el polietileno multimodal puede producirse mediante polimerización usando condiciones que generan un producto polimérico multimodal (por ejemplo, bimodal), por ejemplo usando un sistema de catalizador mixto (es decir, dos o más catalizadores diferentes) o usando un procedimiento de polimerización de dos o más etapas con diferentes condiciones de proceso en las diferentes etapas o zonas (por ejemplo, diferentes temperaturas, presiones, medios de polimerización, presiones parciales de hidrógeno).

Un HDPE multimodal (por ejemplo, bimodal) de este tipo puede producirse de manera...

1. Tapón de rosca que comprende un polietileno de alta densidad (HDPE) multimodal que tiene una densidad de al menos 960 kg/m³, norma ISO 1183/D, un IFM₂ de 5 a 8 g/10 min., norma ISO 1133, y un módulo de tracción superior a 1000 MPa, norma ISO 527-2, en el que la razón entre el peso del tapón de rosca (g) y el área pr², siendo r el radio del interior del tapón de rosca (cm), es inferior a 0,32 g/cm².

2. Tapón de rosca según la reivindicación 1, en el que la razón es inferior a 0,30 g/cm².

3. Tapón de rosca según la reivindicación 1 ó 2, en el que el módulo de tracción de dicho HDPE es de al menos 1100 MPa.

4. Tapón de rosca según cualquier reivindicación anterior, que pesa menos de 2 g.

5. Tapón de rosca según cualquier reivindicación anterior, en el que el radio del interior del tapón de rosca es de 1,4 a 1,5 cm.

6. Tapón de rosca según cualquier reivindicación anterior que se ajusta en un cuello de botella que cumple la norma PCO o BPF, teniendo dicho cuello de botella un diámetro de aproximadamente 28 mm.

7. Tapón de rosca según cualquier reivindicación anterior, que se ajusta en un cuello de botella que cumple la norma de 30/25 bajo (16,8 mm) o 30/25 alto (18,5 mm).

8. Tapón de rosca según cualquier reivindicación anterior, que comprende una tira de rasgado.

9. Procedimiento para la preparación de un tapón de rosca según cualquier reivindicación anterior, que comprende moldear por inyección un HDPE multimodal que tiene una densidad de al menos 960 kg/m³, un módulo de tracción superior a 1000 y un IFM₂ de 5 a 8 g/10 min. para conformar un tapón de rosca en el que la razón entre el peso del tapón de rosca (g) y el área pr², siendo r el radio del interior del tapón de rosca (cm), es inferior a 0,32 g/cm².

10. Procedimiento según la reivindicación 9, en el que el tiempo de ciclo es inferior a 4 s.

11. Tapón de rosca que comprende un HDPE multimodal que tiene una densidad de al menos 960 kg/m³, un módulo de tracción superior a 1000 MPa y un IFM₂ de 5 a 8 g/10 min. siendo el peso del tapón de rosca inferior a 2 g.