COMPOSICIONES DE COPOLÍMERO Y POLÍMERO DE POLIÉSTER QUE CONTIENEN PARTÍCULAS DE TITANIO METÁLICO.

Composiciones de copolímero y polímero de poliéster y que contienen partículas de titanio metálico Campo de la invención La invención se refiere a recipientes para envasado que se pueden obtener a partir de composiciones de poliéster o a preformas producidas a partir de dichos materiales, que son útiles en el sector del envasado, tal como en la fabricación de recipientes para bebidas mediante moldeo por soplado y recalentamiento o mediante otros procesos de formación en caliente en los cuales se recalienta el poliéster. Las composiciones presentan una capacidad de recalentamiento mejorada, manteniendo a la vez un aspecto visual aceptable, en propiedades tales como la transparencia y el color. Antecedentes de la invención Muchos envases plásticos, tales como los fabricados a partir de poli(tereftalato de etileno) (PET) y usados en recipientes para bebidas, están formados mediante moldeo por soplado y recalentamiento o mediante otras operaciones que impliquen el ablandamiento por el calor del polímero. En el proceso de moldeo por soplado y recalentamiento, se calientan preformas de botellas, que son piezas moldeadas por extrusión con forma de tubo de ensayo, por encima de la temperatura de transición vítrea del polímero y luego se colocan en un molde para botellas para recibir aire a presión (comprimido) a través de su extremo abierto. Esta tecnología es bien conocida en la técnica, como se muestra, por ejemplo, en el documento de la patente de Estados Unidos número 3.733.309. En una operación de moldeo por soplado típica, se emplea generalmente la energía radiante procedente de calentadores de infrarrojo de cuarzo para recalentar las preformas. En la preparación de envases utilizando operaciones que requieren el ablandamiento por calor del polímero, el tiempo de recalentamiento, o tiempo necesario para que la preforma alcance la temperatura adecuada para el moldeo por soplado y estirado (denominado también tiempo de precalentamiento) afecta tanto a la productividad del proceso como a la energía que se necesita. A medida que los equipos de proceso han mejorado, ha sido posible producir más unidades por unidad de tiempo. En consecuencia, es conveniente proporcionar composiciones de poliéster que tengan propiedades mejoradas de recalentamiento cuando se comparan con las composiciones de poliéster convencionales, ya sea porque se recalientan más rápidamente (velocidad de recalentamiento aumentada), o ya sea porque necesitan menos energía para el recalentamiento (eficiencia de recalentamiento aumentada), o bien por ambas razones. Las propiedades de recalentamiento previamente mencionadas varían con las características de absorción del propio polímero. Las lámparas de calor utilizadas para recalentar las preformas de polímero son típicamente calentadores de infrarrojos, tales como lámparas de infrarrojo de cuarzo, que tienen un espectro de emisión de luz ancho, con longitudes de onda que varían de aproximadamente 500 nm a más de 1500 nm. Sin embargo, los poliésteres, en particular el PET, son malos absorbentes de la radiación en la región de 500 nm a 1500 nm. En consecuencia, con el fin de maximizar la absorción de la energía de las lámparas y aumentar la velocidad de recalentamiento de las preformas, a veces se añaden al PET materiales que aumentan la absorción de energía infrarroja. Desgraciadamente, estos materiales tienden a tener un efecto negativo sobre el aspecto visual de los envases de PET; por ejemplo, aumentando el nivel de opacidad y/o provocando que el artículo tenga un aspecto oscuro. Además, puesto que los compuestos que absorben en el intervalo de 400 a 700 nm aparecen como coloreados para el ojo humano, los materiales que absorben en ese intervalo de longitudes de onda proporcionarán color al polímero. Se han utilizado diversos compuestos que son cuerpos grises y negros absorbentes como agentes de recalentamiento para mejorar las características de recalentamiento de las preformas de poliéster bajo las lámparas de recalentamiento. Entre estos aditivos de recalentamiento se incluyen negro de carbono, grafito, metal antimonio, óxido de hierro negro, óxido de hierro rojo, compuestos de hierro inertes, pigmentos de espinela y colorantes que absorben en el infrarrojo. La cantidad de compuesto absorbente que se puede añadir a un polímero está limitada por su impacto sobre las propiedades visuales del polímero, como el brillo, que se puede expresar mediante un valor L* y el color, que se mide y expresa mediante un valor a* y un valor b*, según se describe más adelante en el texto. Para mantener un nivel aceptable de brillo y de color en la preforma y en los artículos soplados resultantes, puede disminuirse la cantidad de aditivo de recalentamiento, lo que a su vez disminuye las velocidades de recalentamiento. En consecuencia, el tipo y la cantidad de aditivo añadido a una resina de poliéster se ajustan para alcanzar el equilibrio adecuado entre aumentar la velocidad de precalentamiento y mantener niveles aceptables de brillo y de color. Todavía existe en la técnica la necesidad de recipientes para envasado hechos a partir de composiciones de poliéster que contienen aditivos de recalentamiento que mejoren el recalentamiento sin los problemas asociados a los aditivos de recalentamiento conocidos, como son las reducciones inaceptables del brillo, la transparencia y el color. 2   Resumen de la invención La invención se refiere a recipientes para envasado que se pueden obtener a partir de preformas producidas a partir de composiciones de poliéster que comprenden polímeros o copolímeros de poliéster y, en especial, a polímeros o copolímeros de poliéster termoplásticos, que tienen incorporadas partículas de titanio que mejoran las propiedades de recalentamiento de las composiciones. Las partículas de titanio se pueden incorporar al poliéster mediante mezcla por fusión o bien se pueden añadir en cualquier etapa de la polimerización, como durante la fase de fundido de la polimerización. Se puede utilizar un intervalo de tamaños de partículas, así como un intervalo de distribuciones de tamaños de partículas. Las composiciones de poliéster son adecuadas para ser usadas en envases en los cuales sea conveniente o necesaria una etapa de recalentamiento y se les proporcionan partículas de titanio metálico para mejorar la eficiencia del recalentamiento. Estas composiciones se pueden proporcionar como un fundido, en forma sólida, como preformas como las de moldeo por soplado, como láminas adecuadas para termoformados, como concentrados y como botellas; las composiciones comprenden un polímero de poliéster con partículas de titanio metálico dispersas en el polímero. Entre los poliésteres adecuados se incluyen los poli(tereftalatos de alquileno) y los poli(naftalatos de alquileno). En los procesos para la fabricación de composiciones de poliéster las partículas de titanio metálico se pueden añadir en cualquier etapa del proceso de polimerización del poliéster, como durante la fase de fundido de la fabricación de los polímeros de poliéster. Las partículas de titanio metálico se pueden añadir también al polímero de poliéster que está en forma de gránulos sólidos o a una máquina de moldeo por inyección para la fabricación de preformas a partir de los polímeros de poliéster. Breve descripción de los dibujos La figura 1 representa la correlación entre la concentración de partículas metálicas de titanio y la temperatura de mejora de recalentamiento (RIT, por sus siglas en inglés) de una preforma de una botella de veinte onzas. La figura 2 representa la correlación entre la concentración de partículas metálicas de titanio y el valor L* de una preforma de una botella de veinte onzas. La figura 3 representa la correlación entre la concentración de partículas metálicas de titanio y el valor a* de una preforma de una botella de veinte onzas. La figura 4 representa la correlación entre la concentración de partículas metálicas de titanio y el valor b* de una preforma de una botella de veinte onzas. La figura 5 representa los resultados del tiempo medio de cristalización (t1/2) para sistemas con diferentes niveles de partículas metálicas de titanio. Descripción detallada de la invención Tal y como se usa en el presente texto, el término tamaño de partícula d50 es el diámetro mediano, de tal forma que el 50 % del volumen está compuesto de partículas mayores de dicho valor d50 y el 50 % del volumen está compuesto de partículas más pequeñas de dicho valor d50. Tal y como se usa en este texto, las expresiones tamaño de partícula mediano y tamaño de partícula d50 son equivalentes. De acuerdo con la invención, se usan partículas de titanio metálico para aumentar la velocidad de recalentamiento de las composiciones en las que se distribuyen las partículas. Las partículas de titanio metálico... [Seguir leyendo]

1. Un recipiente para envasado que se puede obtener a partir de una preforma fabricada a partir de una composición de poliéster que tiene una capacidad de recalentamiento mejorada, que comprende: un polímero de poliéster y partículas de titanio metálico, que tienen un tamaño de partícula mediano de 0,005 µm a 100 µm, medido según el método que se describe en la descripción, dispersas en el polímero de poliéster. 2. El recipiente para envasado de la reivindicación 1, en el que las partículas de titanio metálico tienen un tamaño de partícula mediano de 0,01 µm a 10 µm, medido según el método que se describe en la descripción. 3. El recipiente para envasado de la reivindicación 1, en el que las partículas de titanio metálico tienen un tamaño de partícula mediano de 0,01 µm a 5 µm, medido según el método que se describe en la descripción. 4. El recipiente para envasado de la reivindicación 1, en el que las partículas de titanio metálico están presentes en una cantidad de 0,5 ppm a 1000 ppm, según se determina por espectroscopía de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente, respecto del peso total de la composición de poliéster. 5. El recipiente para envasado de la reivindicación 1, en el que las partículas de titanio metálico están presentes en una cantidad de 1 ppm a 500 ppm, según se determina por espectroscopía de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente, respecto del peso total de la composición de poliéster. 6. El recipiente para envasado de la reivindicación 1, en el que las partículas de titanio metálico están presentes en una cantidad de 5 ppm a 50 ppm, según se determina por espectroscopía de emisión óptica de plasma acoplado inductivamente, respecto del peso total de la composición de poliéster. 7. El recipiente para envasado de la reivindicación 1, en el que el polímero de poliéster comprende poli(tereftalato de etileno). 8. El recipiente para envasado de la reivindicación 1, que es una botella de bebidas. 9. El recipiente para envasado de la reivindicación 1, que es un artículo moldeado. 10. El recipiente para envasado de la reivindicación 1, en el que las partículas de titanio metálico comprenden partículas revestidas de titanio. 11. El recipiente para envasado de la reivindicación 1, en el que las partículas de titanio metálico comprenden esferas huecas de titanio. 12. El recipiente para envasado de la reivindicación 1, en el que las partículas de titanio metálico comprenden una aleación de titanio, en la que el titanio está presente en un cantidad de al menos 30 % en peso, respecto del peso total de la aleación de titanio. 13. El recipiente para envasado de la reivindicación 1, en el que las partículas de titanio metálico comprenden una aleación de titanio, en la que el titanio está presente en un cantidad de al menos 50 % en peso, respecto del peso total de la aleación de titanio. 14. El recipiente para envasado de la reivindicación 13, en el que la aleación de titanio comprende además uno o más de los siguientes metales: aluminio, estaño o zirconio. 15. El recipiente para envasado de la reivindicación 1, en el que las partículas de titanio metálico comprenden una aleación de titanio que incluye aluminio, presente en una cantidad de 0,5 % en peso a 7,5 % en peso. 16. El recipiente para envasado de la reivindicación 1, en el que las partículas de titanio metálico tienen una distribución de tamaño de partículas en la cual el recorrido S varía de 0 a 10, donde S = (d90 d10) / d50 , fórmula en la que d90 representa un tamaño de partícula para el cual el 90 % del volumen está compuesto por partículas más pequeñas que dicho d90 y d10 representa un tamaño de partícula para el cual el 10 % del volumen está compuesto por partículas más pequeñas que dicho d10 y d50 representa un tamaño de partícula para el cual el 50 % del volumen está compuesto por partículas mayores de dicho valor d50 y el 50 % del volumen está compuesto por partículas más pequeñas que dicho valor d50. 17. El recipiente para envasado de la reivindicación 1, en el que las partículas de titanio metálico tienen una distribución de tamaño de partículas en la cual el recorrido S varía de 0,01 a 2, donde S = (d90 d10) / d50 , fórmula en la que d90 representa un tamaño de partícula para el cual el 90 % del volumen está compuesto por partículas más pequeñas que dicho d90 y d10 representa un tamaño de partícula para el cual el 10 % del volumen está compuesto por partículas más pequeñas que dicho d10 y d50 representa un tamaño de partícula para el cual el 50 % del volumen está compuesto por partículas mayores de dicho valor d50 y el 50 % del volumen está compuesto por partículas más   pequeñas que dicho valor d50. 21   22   23   24     26