Procedimiento para la producción de artículos huecos multicapa, moldeados por soplado.

Un artículo hueco moldeado por soplado multicapa hecho de polímeros termoplásticos que comprende un diseño y/o efecto visual dado por remolinos de color,

ondas, rayas y/o translucidez variable, en donde al menos una capa es una capa continua con un grado de espesor uniforme, caracterizado por que al menos una capa es una capa continua no uniforme con espesores circunferencial y/o longitudinal variables, en donde la capa continua no uniforme tiene un espesor circunferencial y/o longitudinal variable.

Procedimiento para la producción de artículos huecos multicapa, moldeados por soplado

La presente invención se refiere a artículos huecos multicapa, moldeados por soplado, y a un procedimiento de moldeo por soplado y co-extrusión para la producción de dichos artículos huecos multicapa, hechos de varias capas de polímeros termoplásticos y que se caracterizan por un efecto visual específico. Más en particular, la presente invención se refiere a artículos huecos multicapa y a un procedimiento de moldeo por soplado y coextrusión para la producción de dichos artículos huecos multicapa, en donde al menos una capa es una capa continua con un grado uniforme de espesor, y al menos una capa es una capa continua no uniforme con un grado variable de espesor, lo que resulta en un diseño de superficie y/o efecto de color visual específico.

Para los fines de la invención, los artículos huecos moldeados por soplado son preferiblemente recipientes, p. ej. botellas.

El moldeo por soplado de artículos huecos termoplásticos se realiza convencionalmente mediante moldeo por soplado de un parisón polimérico termoplástico extrudido o mediante moldeo por soplado de una preforma polimérica termoplástica, siendo esta última habitualmente moldeada por inyección a partir de un polímero termoplástico. El parisón polimérico termoplástico caliente o la preforma calentada es alojado dentro de una cavidad del molde, tras lo cual gas a presión proporciona el moldeo por soplado del artículo hueco a la forma de la cavidad del molde.

Técnicas de extrusión son bien conocidas por los expertos en la técnica de la ingeniería de polímeros termoplásticos. Polímeros termoplásticos plastificados (es decir, polímeros calentados hasta el punto en el que pueden fluir al molde) se forman habitualmente en una extrusora plastificante, en la que los gránulos de los polímeros se funden al tiempo que son transportados y alargados por un tornillo sinfín a través de un cilindro alargado.

Resinas termoplásticas comercialmente disponibles son extrudidas a temperaturas específicas para la resina particular. Con el fin de mantener las propiedades de la resina, la temperatura de flujo durante la extrusión debe estar dentro de un intervalo de temperaturas de fusión en masa fundida predeterminado para la resina. Las propiedades de la resina se pueden degradar cuando la resina se calienta de manera apreciable por encima de su temperatura de fusión en masa fundida.

En particular, el moldeo por co-extrusión y soplado es un proceso en dos etapas puesto en práctica convencionalmente, que consiste en la formación inicial de parisones tubulares multicapas mediante la coextrusión continua de al menos dos polímeros plastificados por al menos dos extrusoras. Habitualmente, para cada una de las capas se utiliza una extrusora separada. Estas extrusoras empujan a los polímeros plastificados hacia una hilera con un canal concéntrico para cada una de las capas. Cada uno de los canales en la hilera tiene su propia entrada, su propio cabezal del parisón y su propio orificio de salida, de modo que la pluralidad de tubos poliméricos concéntricos se combinan en la hilera, y un parisón tubular final que tiene múltiples capas poliméricas concéntricas se extrude a partir del orificio de salida final o troquel de extrusión final de la hilera de múltiples canales.

El documento US 5 84 232 describe en la Fig. 2 un ejemplo de una hilera multicapas para el moldeo por coextrusión y soplado, para la co-extrusión de un parisón de tres capas. Se forma una primera capa tubular en un canal circular interno, después se forma, más aguas abajo, una segunda capa tubular en un canal circular central y se extrude a partir de su orificio de salida y, con ello, se une o alinea sobre la primera capa tubular, después, incluso más aguas abajo, se forma una tercera capa tubular en un canal circular externo y se extrude a partir de su orificio de salida y, con ello, se une como la tercera capa con o alineada sobre la capa tubular de paso que consiste en la primera y segunda capas. Finalmente, este parisón de tres capas tubulares se extrude a través del orificio de extrusión final, es decir, la abertura de la boquilla final del troquel, formada por el pasador y el cojinete. En la Fig. 2 del documento US 5 84 232 se muestra un tipo convergente de abertura de la boquilla.

En contraposición al documento 5 84 232, en que los orificios de salida de los canales concéntricos individuales están situados secuencialmente uno tras otro en la dirección del flujo con una determinada distancia entre cada uno de ellos, el documento US 23/77347 A1 describe una hilera multicapa para la producción de un parisón tubular de tres capas, en que los tres orificios de salida de los tres canales están espacialmente muy próximos entre sí, minimizando con ello la distancia a lo largo de la cual solamente dos de las tres capas ya están extrudidas conjuntamente, y sigue faltando una de las tres capas.

En una hilera multicapa, cada uno de los canales para cada uno de los flujos de resina tiene situado en su comienzo, es decir, situado en su entrada, un cabezal del parisón individual en el que se alimenta el flujo de polímero procedente de la extrusora. Los cabezales del parisón se pueden distinguir por el modo en que forman un tubo a partir un cordón fundido sólido. Se conocen tres diseños principales de cabezales de parisón: cabezales de tipo araña, cabezales de mandril y cabezales espirales.

En el cabezal de tipo araña, también denominado cabezal de alimentación central, la parte del núcleo, el denominado colador, se mantiene en posición por parte de pequeños brazos, las arañas.

En los cabezales de mandril (o cabezales torpedo, "cabezales curvos en forma de corazón" o cabezales cardioides), la parte del núcleo maciza (torpedo) está integrada en la estructura básica del cabezal. A estos cabezales se les denomina también cabezales de alimentación lateral. El cordón fundido sólido se separa en dos mitades, desplazándose ambas a medio camino alrededor del torpedo para encontrarse en el lado opuesto. Al mismo tiempo, una determinada cantidad de masa fundida fluye hacia abajo a través de una abertura estrecha.

Los cabezales en espiral son cabezales de alimentación lateral que incorporan varias muescas en espiral. La profundidad de estos canales de flujo disminuye, de modo que cada vez fluye más material por encima de los filetes.

Los cabezales del parisón están construidos de modo que se asegure que el polímero afluente en un tubo será desviado en un flujo vertical en el canal Individual y forme un tubo completamente cerrado de forma circular con una distribución del espesor de la pared circunferencial uniforme. Para mejorar esta función, en la bibliografía se conocen diversas variantes de estos tres tipos básicos. Cada una de las capas en un parisón multicapa es, por lo tanto, un tubo o capa completamente cerrado de forma circular, con lo que se asegura que también en el articulo hueco moldeado por soplado cada una de las capas esté de nuevo cerrada por completo de forma circular. Este es un requisito previo en el moldeo por soplado de artículos huecos.

Después de la extrusión, el parisón se coloca entre las dos mitades de un molde abierto. Al cerrar el molde, el parisón queda retenido entre las dos mitades del molde. Después, el parisón es soplado mediante la inyección de gas, es decir, aire, hacia el interior del parisón retenido, con ello el parisón se expande a la forma del interior del molde a medida que es presionado contra las paredes de la cavidad del molde, formando el recipiente multicapa. Una vez que el parisón ha adoptado la forma del molde del recipiente, se ha completado la etapa de moldeo por soplado, el molde se abre y el recipiente se retira del molde para un tratamiento ulterior.

La co-extrusión proporciona medios para incorporar las propiedades deseables de más de un polímero en una estructura sencilla en una sola operación de tratamiento. Sin embargo, existen ciertas limitaciones con respecto al tipo de estructuras que se pueden producir. Estas limitaciones son generalmente provocadas por fenómenos de flujo que se producen en el interior de las hileras de co-extrusión que pudieran afectara la funcionalidad, aspecto o calidad del producto. La inestabilidad interfacial y la deficiente distribución de las capas son los problemas más serios con los que se topa en la co-extrusión. La causa o razón real de que se produzcan estos fenómenos se atribuye generalmente a los grandes esfuerzos en la interfaz de dos materiales provocados por diferencias de viscosidad.

En la práctica común se establecen condiciones de procesamiento para igualar lo más estrechamente posible las viscosidades... [Seguir leyendo]

1.- Un artículo hueco moldeado por soplado multlcapa hecho de polímeros termoplástlcos que comprende un diseño y/o efecto visual dado por remolinos de color, ondas, rayas y/o translucidez variable, en donde al menos una capa es una capa continua con un grado de espesor uniforme, caracterizado por que al menos una capa es una capa continua no uniforme con espesores circunferencial y/o longitudinal variables, en donde la capa continua no uniforme tiene un espesor circunferencial y/o longitudinal variable.

2.- Un artículo según la reivindicación 1 ó 2, en donde el artículo es un recipiente de dos capas que tiene una capa A exterior, continua y uniforme y una capa C interior continua no uniforme.

3.- Un artículo según la reivindicación 1 ó 2, en donde el artículo es un recipiente de dos capas, que tiene una capa C interior, continua y uniforme y una capa A exterior continua no uniforme.

4.- Un artículo según la reivindicación 1 ó 2, en donde el artículo es un recipiente de tres capas, que tiene una capa A exterior, continua y uniforme y una capa C interior continua no uniforme y una capa B central continua no uniforme.

5.- Un artículo según la reivindicación 1 ó 2, en donde el artículo es un recipiente de tres capas que tiene una capa B central, continua y uniforme y una capa C interior continua no uniforme y una capa A exterior continua no uniforme.

6.- Un artículo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la capa continua uniforme tiene un espesor entre ,1 y 5 mm.

7 - Un artículo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde los polímeros termoplásticos se seleccionan del grupo que consiste en poliolefinas, copolímeros de poliolefina y poliestirenos.

8 - Un artículo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde los polímeros termoplásticos se seleccionan del grupo que consiste en polietileno de alta densidad, polietileno de densidad media, polietileno de baja densidad lineal, homopolímero de polipropileno y copolímero aleatorio de polipropileno.

9.- Un artículo según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde cualquier capa contiene uno o más colorantes.

1.- Un procedimiento para la producción de un artículo hueco polimérico multicapa según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, mediante moldeo por co-extrusión y soplado en dos etapas consecutivas, en que en la primera etapa se forma un parisón tubular de al menos dos capas mediante co-extrusión de al menos dos polímeros termoplásticos diferentes a partir de una hilera de co-extrusión multicapa, con lo cual (i) el polímero que forma una capa continua con un grado uniforme de espesor tiene una viscosidad dinámica menor cuando pasa a través de la hilera de co-extrusión que el polímero que forma una capa continua no uniforme; y (ii) el polímero que forma una capa continua con un grado uniforme de espesor se extrude a una velocidad de extrusión mayor que el polímero que forma una capa continua no uniforme, y

en la segunda etapa, dicho parisón es moldeado por soplado para formar el artículo hueco polimérico multicapa.

11.- El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la relación de viscosidad dinámica del polímero que forma la capa continua no uniforme a la viscosidad dinámica del polímero que forma la capa continua con un grado uniforme de espesor, cuando atraviesa la hilera, es de 9, a 4,.

12.- El procedimiento según la reivindicación 11, en el que la relación de viscosidad es de 7,7 a 4,6.

13.- El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en el que la tasa de extrusión del polímero que forma la capa continua con un grado uniforme de espesor a la tasa de extrusión del polímero que forma la capa continua no uniforme es de 3, a 2,5.

14.- El procedimiento según la reivindicación 13, en el que la tasa de extrusión es de 18,9 a 4,2.

15.- El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en el que el proceso de moldeo por coextrusión y soplado se realiza utilizando una máquina de moldeo por extrusión y soplado para formar un artículo

hueco multicapa, en donde la máquina de moldeo por soplado comprende al menos dos extrusoras separadas, en que los al menos dos polímeros termoplásticos se funden y alimentan a una hilera, en que los polímeros termoplásticos fundidos se reúnen en forma de corrientes poliméricas separadas y se extruden a través de una rendija configurada a modo de círculo para formar un parisón tubular sencillo hecho de capas concéntricamente 5 dispuestas.