BRPI0609234A2

BRPI0609234A2 - métodos para fabricar um recipiente sobremoldado e para reciclar um recipiente sobremoldado, recipiente moldado por sopro, bebida acondicionada, e, preforma sobremoldada

Info

Publication number: BRPI0609234A2
Application number: BRPI0609234-9A
Authority: BR
Inventors: Yu Shi; Daniel J Durham; Robert L Readdy
Original assignee: Coca Cola Co; Colgate Palmolive Co
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2006-02-17
Publication date: 2010-11-23
Also published as: JP5683783B2; ATE433848T1; ES2328730T3; WO2006101631A2; BRPI0609234B1; NZ561814A; AU2006227916A1; EA012539B1; MX2007011051A; EA200701973A1; US20060210746A1; DE602006007336D1; CA2601552A1; CN104908300B; KR20130028159A; EP1877237B1; AU2006227916B2; KR101312702B1; SG144138A1; WO2006101631A3

Abstract

MéTODOS PARA FABRICAR UM RECIPIENTE SOBREMOLDADO E PARA RECICLAR UM RECIPIENTE SOBREMOLDADO, RECIPIENTE MOLDADO POR SOPRO, BEBIDA ACONDICIONADA, E, PREFORMA SOBREMOLDADA. Recipientes sobremoldados e métodos de sua fabricação são apresentados, que podem proporcionar características visuais e tácteis otimizadas, habilitando configurações de embalagem inovadoras, capacidade para preensão aperfeiçoada e isolamento térmico. Os recipientes podem ser produzidos de uma maneira rentável com mínimo impacto sobre a corrente de reciclagem de polímero. Os métodos de fabricar o recipiente incluem as etapas de proporcionar uma preforma de recipiente que compreende um polimero termoplástico, tal como um copolímero PET; sobremoldar um material elastomérico sobre pelo menos uma parte da preforma para formar uma preforma sobremoldada, e a moldagem por sopro da preforma sobremoldada para formar um recipiente sobremoldado. Em uma modalidade, o recipiente sobremoldado é um recipiente para bebidas.

Description

"MÉTODOS PARA FABRICAR UM RECIPffiNTE SOBREMOLDADO EPARA RECICLAR UM RECIPIENTE SOBREMOLDADO, RECIPIENTEMOLDADO POR SOPRO5 BEBIDA ACONDICIONADA, E, PREFORMASOBREMOLDADA"

Fundamentos da Invenção

A presente invenção trata genericamente de recipientespoliméricos moldados e mais especificamente de método para fabricarrecipientes sobremoldados, que podem otimizar determinados aspectosfuncionais do recipiente, tal como textura superficial e toque manual,coloração e outros aspectos variáveis de estilo visual, isolamento térmico, edemais funções.

Os poliésteres baseados em politereftalato de etileno (PET)tem sido amplamente utilizados como materiais de recipientes devido às suasboas propriedades mecânicas e propriedades de barreira. Os recipientesproduzidos de PET, todavia, tipicamente apresentam superfícies duras e lisas.Estas superfícies são difíceis para preensão, e os recipientes podem escorregarda mão de um consumidor, causando o derrame do conteúdo do recipiente.Esta perda de preensão é freqüentemente exacerbada quando um produto derecipiente cheio (e.g., uma garrafa contendo uma bebida) que foi armazenadaà baixa temperatura (e.g., em um refrigerador) é extraído para uso àtemperatura ambiente de tal modo que a água se condensa sobre o exterior dorecipiente. Por conseguinte, seria de grande conveniência aperfeiçoar acapacidade para preensão de recipientes de PET, assim como de outrosrecipientes poliméricos termoplásticos, especialmente para recipientes deproduto que freqüentemente encontram us em condições sob as quaiscondensação se forma sobre o exterior dos recipientes. Conforme usados aqui,os termos capacidade para preensão se reportam à característica de umasuperfície do recipiente que é suscetível de ser firmemente agarrada, semescorregar das mãos de um usuário.À medida que o PET encontra um crescente número deaplicações na indústria de bebidas e de artigos de consumidor, os titulares demarca são pressionados para identificar maneiras de diferenciar seus produtos,particularmente através de inovação de acondicionamento. Exemplos decaracterísticas de construção inovadoras incluem o uso de diferentes texturassobre os recipientes e recipientes coloridos. Embora muitas destas inovaçõesde mercadologia possam ser conceitualmente atraentes, sua implementaçãopode não ser prática de uma perspectiva de custo de fabricação ou de umaperspectiva ambiental, ou o recipiente pode possuir determinadascaracterísticas que tornariam a construção imprópria sob outros aspectos. Porexemplo, recipientes coloridos podem lesar severamente a corrente dereciclagem do PET devido a não poderem ser facilmente separados dacorrente de PET restante. Outrossim, um molde texturado é exigido parafabricar um recipiente texturado. Os moldes em causa são com freqüênciamuito dispendiosos, e é difícil alterar a textura uma vez que o molde sejacriado. Por conseguinte, haveria conveniência na indústria em poderdiferencial um produto acondicionado em PE sem um impacto prejudicialsobre a corrente de reciclagem de PET ou um aumento de custo excessivo.

A sobremoldagem ou a moldagem de múltiplos componentestem sido amplamente utilizada na indústria de moldagem por injeção. Asobremoldagem é essencialmente definida como um método que produzcomponentes acabados com duas ou mais resinas baseadas por intermédio damoldagem por injeção. A sobremoldagem vem sendo usada na indústria decabos há muitos anos, e encontrou crescente interesse nas indústrias de artigosindustriais e para consumidores. Nestas indústrias, muitas aplicaçõescombinam um material de toque macio com partes rígidas. Os materiais detoque macio apresentam propriedades estéticas aperfeiçoadas, melhorespropriedades de contato táctil, e capacidade aperfeiçoada para preensão. Ométodo mais amplamente utilizado de combinar um material macio e rígido éa sobremoldagem. Tradicionalmente, a sobremoldagem do material maciodiretamente sobre o material rígido cria a parte de produto acabado. Haveriaconveniência em proporcionar uma maneira de utilizar materiais macios aotoque em recipientes rígidos, tal como nos recipientes para bebidas.

Por conseguinte, existe uma necessidade na indústria deembalagens em criar um recipiente que seja facilmente colorido, com funçõespara preensão controláveis, funções isolantes, e/ou outras funções, e emrealizar estas características de construção sem atuar negativamente sobre acorrente de reciclagem do PET ou de outro termoplástico. Outrossim, existeuma necessidade na indústria de embalagens em criar um recipiente deste tipopor um método eficaz em termos de custo.

Sumário da Invenção

Métodos são apresentados para produzir um recipientesobremoldado e recipientes sobremoldados. Os recipientes sobremoldadosvantajosamente podem proporcionar características visuais e tácteisaperfeiçoadas, habilitando estilos de embalagem inovadores, com faculdadespara preensão e isolamento térmico aperfeiçoadas. Os métodos de manufaturarealizam estas vantagens de uma maneira eficaz em termos de custo, comausência ou impacto mínimo sobre a reciclagem dos materiais.

Sob um aspecto, o método de fabricar o recipiente inclui aetapas de proporcionar uma preforma para um recipiente, a preformaconsistindo de um polímero termoplástico; efetuar a sobremoldagem de ummaterial de sobremolde elastomérico sobre pelo menos uma parte da preformapara formar uma preforma sobremoldada; e efetuando a moldagem por soproda preforma sobremoldada para formar um recipiente sobremoldado. Em umamodalidade preferencial, o recipiente resultante da sobremoldagem é umrecipiente para bebidas.

A preforma pode ser produzida de uma variedade de polímerostermoplásticos. Em uma modalidade, o polímero termoplástico inclui um oumais polímeros. Em uma modalidade preferencial, o polímero termoplástico éou inclui um copolímero de poli(tereftalato de etileno).

O material de sobremolde é selecionado para ser processávelsob temperaturas e pressões compatíveis com o método de moldagem porsopro, para que o material de sobremolde seja suscetível de amoldavelmentese estirar, com a preforma, e assumir a forma do recipiente moldado por soproresultante. Em uma modalidade, o material sobremoldado compreende umelastômero termoplástico. Entre os exemplos de materiais de sobremoldeapropriados se incluem elastômeros de poliolefina, plastômeros depoliolefina, elastômeros de poliolefina modificados, plastômeros depoliolefina modificados, elastômeros de uretano termoplásticos, ecombinações dos mesmos.

Em uma modalidade, o material do sobremolde tem umadensidade inferior a 1,00 g/cm3, que pode facilitar a reciclagem final dopolímero termoplástico, por exemplo, por uma operação de imersão flutuaçãoque confia sobre as diferenças em densidade entre o polímero termoplástico eo material do sobremolde.

O material de sobremolde opcionalmente pode incluir um oumais aditivos. Entre exemplos de possíveis aditivos se incluem corantes,bloqueadores de UV, lubrificantes, agentes deslizantes, aditivos deprocessamento, estabilizantes térmicos, e combinações dos mesmos.

Em uma modalidade, o material sobremoldado cobre a maiorparte da superfície externa do recipiente sobremoldado.

Sob outro aspecto, um recipiente moldado por sopro éapresentado. Em uma modalidade, o recipiente inclui um corpo de recipientetendo uma superfície externa e uma superfície interna, no qual o corpo dorecipiente é produto da moldagem por sopro de uma preforma de polímerotermoplástico; e uma camada sobremoldada amoldavelmente fixada a pelomenos uma parte da superfície externa do corpo do recipiente.Em uma modalidade, o recipiente é uma garrafa. Em umamodalidade, a garrafa é cilíndrica e inclui um acabamento de gargaloexternamente rosqueado, disposto entre a boca extrema aberta e um flangepara receber uma tampa. Em uma modalidade, a camada sobremoldadacompreende um material de sobremoldagem que cobre a extremidade base eparedes laterais com a borda da camada sobremoldada terminando no flangereceptor da tampa. Em outra modalidade, a camada sobremoldada cobre aextremidade base, as paredes laterais, e o flange receptor da tampa.

Sob ainda outro aspecto, uma bebida acondicionada éproporcionada. Em uma modalidade, a bebida acondicionada inclui um corpode recipiente tendo uma superfície externa e um espaço interior, no qual ocorpo do recipiente é formado por moldagem por sopro de uma preforma depolímero termoplástico, uma camada de sobremoldagem amoldavelmentefixada a pelo menos uma parte da superfície exterior do corpo do recipiente; euma bebida disposta no espaço interior do recipiente.

Em uma modalidade específica, um recipiente de bebida éapresentado que inclui uma garrafa produto de moldagem por sopro, formadade pelo menos um copolímero PET; uma camada sobremoldadacompreendendo uma resina alfa-olefina de etileno ou de outros elastômerosou plastômero de poliolefina, na qual a camada sobremoldada éamoldavelmente fixada a pelo menos uma parte da superfície externa dagarrafa, e uma bebida disposta no interior da garrafa.

Sob ainda outro aspecto, um método é apresentado parareciclagem de um recipiente sobremoldado. Em uma modalidade, o métodoinclui as etapas de retalhar o recipiente em uma pluralidade de pedaços; eseparar os pedaços da camada de material sobremoldado dos pedaços docorpo do recipiente, e do material de recipiente termoplástico por processo deseparação física. Em um exemplo, o processo de separação física compreendeuma separação pneumática ou método de precipitação/flutuação.Descrição Sucinta dos Desenhos

A figura 1 é um método de fluxo esquemático de umamodalidade de um método para fabricar um recipiente sobremoldado;

A figura 2 é uma vista em corte transversal de uma modalidadede uma preforma de polímero termoplástico para uma garrafa;

A figura 3 é uma vista em corte transversal de uma modalidadede preforma de polímero termoplástico para uma garrafa;

A figura 4 é uma vista em planta (figura 4A) e uma vista emcorte transversal (fig. 4B) de uma modalidade de uma garrafa sobremoldada,na qual a sobremoldagem cobre somente parte do corpo principal da garrafa;

A figura 5 é uma vista em planta (fig. 5A) e uma vista emcorte transversal de uma modalidade de uma garrafa sobremoldada, na qual asobremoldagem cobre o corpo principal da garrafa e terminando abaixo doflange para receber a tampa;

A figura 6 é uma vista em corte transversal de uma modalidadede uma garrafa sobremoldada, na qual a sobremoldagem cobre o corpoprincipal da garrafa e se estende sobre o flange receptor da tampa;

A figura 7 é uma vista em planta de uma modalidade de umabebida acondicionada, em uma garrafa sobremoldada com um traçadopontilhado sobre uma parte da superfície do material sobremoldado;

A figura 8 é um fluxograma de método ilustrando umamodalidade de um método para emprego na reciclagem de um recipientetermoplástico sobremoldado;

A figura 9 é um gráfico (temperatura vs. tempo) comparandoas propriedades de isolamento térmico de uma modalidade de dois exemplosde recipientes termoplásticos sobremoldados vs. um recipiente não-PET.

Descrição Detalhada da Invenção

Recipientes termoplásticos sobremoldados e métodos de suamanufatura foram desenvolvidos. Nas modalidades preferenciais, o método defabricar os recipientes inclui as etapas de proporcionar uma preforma para umrecipiente, que é produzida de um polímero termoplástico; sobremoldar ummaterial de sobremolde elastomérico sobre pelo menos uma parte da preformapara formar uma preforma sobremoldada; e a seguir efetuar a moldagem porsopro da preforma sobremoldada para formar o recipiente sobremoldado, quepode ser um recipiente para bebida. Os novos métodos habilitam a produçãorentável de uma ampla variedade de recipientes tendo um sobre camada deum material macio ao toque, que pode proporcionar características visuais etácteis otimizadas (e.gcores vibrantes, sensação de maciez ao toque),configurações de embalagem inovadoras, capacidade para preensãoaperfeiçoada e/ou isolamento térmico, entre outras vantagens técnicas,contudo os recipientes vantajosamente podem ser reciclados com pouco ounenhum impacto sobre as correntes de reciclagem do material polimérico.

Em uma vantagem específica, a relativa maciez do material desobremoldagem polimérico permite que a superfície externa do recipientesobremoldado seja moldada com finos detalhes, pequenas e acentuadasalterações em alçado na superfície. Isto permite que o recipiente tenha, porexemplo, superfícies texturadas complexas, assim como texto e imagens,moldadas sobre a superfície. Em contraste, os ditos detalhes destacadostipicamente não podem ser moldados por sopro em materiais mais rígidos, talcomo um copolímero PET convencional.

Conforme usados aqui, os termos "compreende","compreendendo", "inclui" e "incluindo" são propostos para serem termosabertos, não-limitativos, salvo o contrário for expressamente indicado.

Métodos de Fabricar Recipientes Sobremoldados

Uma modalidade do método é representada na figura 1. Afigura 1 mostra as etapas de um método 10 para fabricar um recipientetermoplástico sobremoldado 20. Inicialmente, é apresentada uma preformaapropriada 12 suscetível de ser sobremoldada. A seguir, a preforma 12 ésobremoldada, por exemplo, utilizando moldagem por injeção, com ummaterial de sobremolde 14, formando uma preforma sobremoldada 16. Aseguir, a preforma sobremoldada 16 é moldada por sopro, por exemplo,utilizando moldagem por sopro com estiramento.

Nas modalidades preferenciais, a preforma é produzida pelamoldagem por injeção de uma composição de polímero termoplástico,utilizando técnicas e equipamento conhecidos da técnica. Em uma modalidadetípica, uma preforma de recipiente é formada pela moldagem por injeção deuma composição poliéster em uma forma geométrica expandida por sopro.Alternativamente, a preforma pode ser produzida por outras técnicasconhecidas, tal como a moldagem por compressão.

Nas modalidades preferenciais, a sobremoldagem é realizadapela moldagem por injeção do material de sobremolde, usando técnicas eequipamento conhecidos da técnica. Por exemplo, a sobremoldagem pode serrealizada no mesmo molde em que a preforma é produzida (e.g., utilizandoum método de moldagem por injeção dupla ou método de moldagem porinjeção de dois componentes) ou a preforma pode ser transferida para umsegundo molde para a etapa de sobremoldagem (e.g., usando moldagem porinserção). Em uma modalidade da etapa de método por sobremoldagem, umelastômero apropriado é fundido e a seguir moldado por injeção sobre apreforma para produzir uma preforma sobremoldada com uma camada deelastômero sobre a preforma original. A espessura do material de sobremoldee a área da superfície coberta pelo material de sobremolde pode ser variada,por exemplo, dependendo das considerações de estilo específicas dorecipiente sobremoldado final.

Em uma modalidade alternativa, a preforma sobremoldadapode ser produzida em uma única etapa. Por exemplo, um método de co-injeção conforme conhecido da técnica pode ser usado, no qual o polímerotermoplástico e o material de sobremolde elastomérico são simultaneamenteinjetados no interior de moldes tanto de preforma como de sobremolde.

Nas modalidades preferenciais, a preforma sobremoldada étransformada em um recipiente sobremoldado usando um método demoldagem por sopro com estiramento, usando técnicas e equipamentoconhecidos da técnica. Por exemplo, esta etapa de método pode incluir oaquecimento da preforma sobremoldada (e.g. em um forno infravermelho)com um perfil de aquecimento similar aquele do material de preforma nãosobremoldado e a seguir a moldagem por sopro com estiramento da preformasobremoldada e sua conversão em uma forma de recipiente final com arcomprimido e barra de estirar. Alternativamente, o recipiente pode serproduzido através de um método de moldagem por sopro em uma única etapa,conforme bem conhecido daqueles versados na técnica. Determinadosparâmetros da moldagem por sopro podem exigir ajuste para acomodar apresença da camada de material de sobremolde; todavia, estes ajustes estãodentro do alcance das condições de processamento de termoplásticosconvencionais (e.g., PET)

Em uma modalidade específica, os métodos são adaptadospara fabricar recipientes para aplicações de acondicionamento na indústria derefrigerantes gasosos e não gasosos e na indústria de produtos alimentares.Um método de fabricação comum para formar estes recipientes inclui amoldagem por injeção de preformas de recipientes, e a seguir fabricar osrecipientes a partir da preforma em sistemas de fabricação de moldagem porsopro em um único estágio ou em dois estágios. Ambos os métodos são bemconhecidos daqueles versados na técnica. Exemplos de possíveis estruturas depreforma e de recipientes são expostos na patente US 5 888 598, a exposiçãoda qual é aqui incorporada a título de referência. Os ditos métodos podem serfacilmente adaptados para acomodar a presença de uma camada elastoméricasobremoldada sobre a preforma de recipiente. Em uma modalidade,equipamento comercialmente disponível, conforme usado na manufatura derecipientes de bebida PET de um único uso de parede delgada pode ser usadopara fabricar os recipientes sobremoldados descritos aqui. Em outramodalidade, equipamento comercial como aquele usado na fabricação derecipientes PET recarregáveis de parede espessa convencionais também podeser usado.

O Polímero Termoplástico e a Preforma

A preforma pode ser produzida de uma variedade de polímerostermoplásticos. Em uma modalidade, o polímero termoplástico inclui um oumais poliésteres. Em uma modalidade, o polímero termoplástico inclui umpolipropileno. Em uma modalidade preferencial, o polímero termoplástico éou inclui um copolímero de poli(tereftalato) de etileno. Em uma modalidade,os poliésteres são próprios para acondicionar bebidas gasosas e não gasosas ebebidas sensíveis a oxigênio ou produtos alimentares. Entre os polímerosapropriados se incluem copolímeros PET, poli(naftalato) de etileno (PEN),polisoftalato de etileno, copolímero PET amorfo glicol modificado,(comercialmente conhecido como PETG), PET amorfo diácido modificado, esemelhantes. Os copolímeros PET são particularmente úteis devido a seremusados em muitas aplicações de recipientes. Conforme usado aqui,"copolímeros PET" referem-se aquelas composições que compreendem umcomponente diol tendo unidades repetidas de ácido tereftálico.

Convenientemente, em algumas modalidades, o polímero PET tem menos de20% de modificação de componente diácido e/ou menos de 10% demodificação de componente diol, baseado sobre 100 mole % de componentediácido e 100 mole % de componente diol. Os ditos copolímeros PET sãobem conhecidos.

Opcionalmente, uma preforma em múltiplas camadas pode serusada. Por exemplo, a preforma poderia compreender uma estrutura de 3- ou5-camadas, conforme conhecida da técnica. Em uma modalidade de umaestrutura de preforma de 3-camadas, a camada central é uma camada barreira,a camada em contato com o produto e a camada externa são camadas depoliéster, a segunda e a quarta camadas são camadas de PET reciclado, e aterceira camada é uma camada barreira.

Em uma modalidade preferencial, a preforma consiste em umapreforma cilíndrica produto de moldagem por injeção tendo uma extremidadesuperior aberta e acabamento de gargalo. Em uma modalidade, a preformaadicionalmente compreende uma parte formadora de rebordo coniforme, umaparte cilíndrica central de espessura substancialmente uniforme, e uma parteformadora de base. Em várias modalidades, a preforma é amorfa esubstancialmente transparente.

Uma modalidade de uma preforma 30 é ilustrada na figura 2.Esta preforma 30, que é produzida pela moldagem por injeção de resinabaseada em PET, inclui um acabamento de gargalo rosqueada 32, que terminana sua extremidade inferior em um flange receptor de tampa 34. Abaixo doflange receptor de tampa 34, existe uma seção genericamente cilíndrica 35que termina em uma seção 36 de diâmetro externo gradualmente crescente,para assegurar uma espessura de parede crescente. Abaixo da seção 36, existeuma seção de corpo alongada 38.

Material de Sobremolde e Método de Sobremoldagem

Em modalidades preferenciais, a etapa de sobremoldagemcompreende a moldagem por injeção do material de sobremolde elastoméricocom, ou sobre uma preforma de recipiente. A seleção do material desobremoldagem elastomérico depende da funcionalidade específica desejadapara uma aplicação específica. Por exemplo, a composição do material desobremolde pode ser selecionada para obter uma textura desejada ou toquemacio na mão, uma determinada capacidade para preensão, ou outrafuncionalidade. Considerações de processamento e outros fatores tambémexercem uma influência sobre a seleção. Por exemplo, a densidade, relação deestiramento, cor, custo e reciclabilidade de diferentes materiais de sobremoldepodem diferir, dependendo do uso final ou limitações de construção dorecipiente sobremoldado.

A extensão de superfície da preforma coberta pelo material desobremolde pode variar, dependendo, por exemplo, da configuraçãoespecífica do recipiente sendo produzido. Em uma modalidade, o materialsobremoldado cobre uma grande parte da superfície externa do recipientesobremoldado. Por exemplo, o material de sobremolde pode cobrir entre 50e95% da área de superfície exterior da forma. Em outras modalidades, menosde 50% da superfície exterior são cobertos.

Conforme usado aqui, o termo "material de sobremoldeelastomérico" refere-se a uma composição compreendendo um elastômerotermoplástico que pode ser sobremoldado em condições compatíveis com apreforma e um método de moldagem por sopro. Nas modalidadespreferenciais, o material de sobremolde é selecionado para ser processávelsob temperaturas e pressões compatíveis com o método de moldagem porsopro, para que o material de sobremolde seja suscetível de se estiraramoldavelmente, com a preforma, e assumir a forma do recipiente moldadopor sopro resultante. A camada de material sobremoldado elastomérico éamovivelmente fixada à estrutura de polímero termoplástico subjacenteatravés de emaranhamento mecânico através de superfície rugosa ou ligaçãomecânica através de grupos funcionais nos elastômeros.

O material sobremoldado elastomérico é selecionado para sersuficientemente macio para que assuma a forma do molde durante e após oprocessamento. O polímero termoplástico subjacente, uma vez resfriado apóso método de moldagem por sopro, é de rigidez suficiente para manter omaterial elastomérico sobremoldado na sua configuração estirada, moldada.

Conforme usado aqui, o termo "elastômero termoplástico"inclui elastômeros, plastômeros, elastômeros modificados, e plastômerosmodificados, conforme estes são conhecidos da técnica. Exemplosrepresentativos de elastômeros termoplásticos que podem ser usados comequipamento de moldagem por injeção convencional, incluem elastômeros depoliolefina (tais como borrachas de etileno-propileno), plastômeros depoliolefina, elastômeros de poliolefina modificados (tais como terpolímerosde etileno, propileno e estireno), plastômeros de poliolefina modificados,elastômeros de uretano termoplástico, elastômeros de copolímero acrilico-olefina, elastômeros de poliéster. E combinações dos mesmos. Exemplosespecíficos, porém, não limitativos de materiais de sobremoldecomercialmente disponíveis incluem plastômero VERSIF Y® e elastômeroAFFINITY® da Dow Chemical Company, SARLINK® e VERSALLOY® daDSM; Dynalfex®, Kraton®. e Versafiex® da GLS Corporation; Santoprene®da Exxon Móbil; Uniprene; Tekbond; Elexar; Monprene; Tekron da TeknorApex; e semelhantes. Alguns destes materiais são descritos em maior detalheem Batistini, Macromol. Symp. 100; 137-42 (1995).

Em uma modalidade, o elastômero termoplásticoconvenientemente tem uma densidade inferior 1.00 g/cm3. Isto pode facilitar aseparação e reciclagem do polímero termoplástico e/ou do material desobremolde.

Em uma modalidade, a camada de material sobremoldadosobre o recipiente sobremoldado tem uma espessura de 0,1 mm a 5 mm, depreferência de 0,1 mm a 3 mm.

O elastômero termoplástico convenientemente tem umamaciez/dureza inferior a Shore D 45, de preferência inferior a Shore D 30.

Em modalidades opcionais, o material de sobremolde podeincluir um ou mais aditivos. Exemplos de possíveis aditivos incluempigmentos e outros corantes, bloqueadores de UV, lubrificantes ou agentesdeslizantes, auxiliares de processamento, antioxidantes, aditivosantimicrobianos e estabilizadores térmico, conforme estes são conhecidos datécnica, assim como combinações dos mesmos. Em uma modalidade, umagente deslizante é adicionado para aperfeiçoar a fricção de garrafa paragarrafa que ocorre em uma linha de método de manufatura (e.g., em umtransportador pneumático). Em outra modalidade, o material de sobremoldepode incluir compostos dotados de grupos funcionais para aperfeiçoar aadesão, se desejado, entre a camada de sobremolde e a camada determoplástico subjacente.

Conforme também será evidente, a sobremoldagem podeincluir mais de uma operação de sobremoldagem para formar preformassobremoldadas usando duas ou mais composições de sobremoldagem, sedesejado. Por exemplo, dois ou mais diferentes tipos ou cores de resinaselastoméricas poderiam cobrir diferentes áreas da preforma, para que orecipiente sobremoldado resultante tenha partes com diferentes aspectos outoques.

Uma modalidade de uma preforma sobremoldada 40 émostrada na figura 3. A preforma sobremoldada ilustrada 40 inclui a preformabase 30 mostrada na figura 2, e adicionalmente incluem um material desobremolde elastomérico 42 sobre a seção 38 e parte da seção 36. Em outrasmodalidades (não mostradas), o material de sobremolde 42 poderia serformado (sobremoldado) para cobrir menos ou mais da preforma base (e.g.cobrir somente parte da seção 38, ou a totalidade das seções38, 36 e 35, etc.)dependendo de considerações de configuração do produto de recipiente.

Moldagem por Sopro

Genericamente, as modalidades da presente invenção podemser produzidas com a moldagem por sopro. Os vários métodos de moldagempor sopro são bem conhecidos. Em uma modalidade preferencial, o método demoldagem por sopro compreende um método de moldagem por sopro comestiramento por reaquecimento da preforma, conforme bem conhecido datécnica.

Em uma modalidade, a preforma sobremoldada é colocada emum aparelho de moldagem por sopro tendo uma seção de molde superior quese engata com o acabamento de gargalo, uma seção de molde central tendouma cavidade interior formando o perfil da parede lateral de recipiente, e umaseção de molde inferior tendo uma superfície superior formando a parte dedomo externamente côncava da base do recipiente. Em uma modalidadepreferencial, o material base é copolímero PET. De acordo com um métodode moldagem por sopro com estiramento por reaquecimento convencional, apreforma moldada por injeção é primeiramente reaquecida a uma temperaturaadequada para estiramento e orientação (e.g., 80 a 130°C) colocada no moldede sopro, e uma haste de estiramento axial é então inserida no interior daextremidade superior aberta e movida para baixo para estirar axialmente apreforma. Subseqüentemente ou simultaneamente, um gás de expansão éintroduzido no interior da forma para expandir radialmente as partesformadoras do rebordo, parede lateral e base para o exterior e sua colocaçãoem contato com as superfícies interiores das seções de molde. O recipienteexpandido resultante tem o mesmo acabamento de gargalo com filetes derosca externos e flange de gargalo extremo inferior da preforma. O restante dagarrafa sofre expansão, ainda que a graus variáveis. Tipicamente, o materialde sobremolde se expande e se estira com a preforma base de uma maneiraproporcional.

Recipientes Sobremoldados

Uma ampla variedade de recipientes moldados a sopro,sobremoldados, pode ser usada para essencialmente qualquer alimento,bebida, produtos para cuidados pessoais, ou produto farmacêutico. Entreexemplos representativos de tipos convenientes de recipientes sobremoldadosse incluem garrafas, potes, tambores, garrafas para água, refrigerantes, esemelhantes.

Em uma modalidade, o recipiente inclui um corpo derecipiente, uma superfície exterior e um espaço interior, no qual o corpo dorecipiente é formado pela moldagem por sopro de uma preforma de polímerotermoplástico, e uma camada de sobremoldagem amoldavelmente fixada pelomenos a uma parte da superfície externa do corpo de recipiente. Em umamodalidade, o corpo do recipiente compreende uma parte base, uma bocaextrema aberta, e paredes laterais se estendendo da parte de base para bocaextrema aberta.

Em uma modalidade preferencial, o recipiente é constituídopor uma garrafa. Em uma modalidade, a garrafa é cilíndrica e inclui umacabamento de gargalo com filetes de rosca externos, dispostos entre a bocaextrema aberta e um flange receptor de tampa. Em uma modalidade, omaterial sobremoldado cobre a extremidade da base e as superfícies de paredelateral com a borda do material sobremoldado terminando no flange receptorde tampa. Em outra modalidade, o material sobremoldado cobre aextremidade da base, as superfícies de parede lateral, e o flange receptor detampa.

Uma modalidade de um recipiente sobremoldado é ilustradanas figs. 4A-B. O recipiente 50 inclui um corpo de polímero termoplástico 52que compreende um acabamento de gargalo rosqueado 54 definindo uma boca56, um flange receptor de tampa 58 abaixo do acabamento de gargalorosqueado, uma seção coniforme 60 se estendendo do flange receptor detampa, uma seção de corpo 62 se estendendo abaixo da seção coniforme, euma base 64 no fundo do recipiente. O recipiente 50 inclui uma camadasobremoldada 66 que cobre a seção 62, porém, não a seção 60. Após oenchimento com um produto (e.g. uma bebida), uma tampa 68 sela a boca 56do recipiente 50.

Uma outra modalidade de um recipiente sobremoldado émostrada nas figs. 5A-B. O recipiente 70 inclui um corpo de polímerotermoplástico 52 que compreende um acabamento de gargalo rosqueado 54definindo uma boca 56, um flange receptor de tampa 58 abaixo doacabamento de gargalo rosqueado, uma seção coniforme 60 se estendendo doflange receptor de tampa, uma seção de corpo 62 se estendendo abaixo daseção coniforme, e uma base 64 no fundo do recipiente. O recipiente 70 incluiuma camada de sobremoldagem 7 Ique cobre a seção 62 e a seção 60terminando abaixo do flange receptor de tampa 58. Em seguida aoenchimento do recipiente com um produto ('por exemplo uma bebida), umfecho 68 veda a boca 56 do recipiente 70.

Uma outra modalidade de um recipiente sobremoldado émostrada na fig. 6. O recipiente 80 inclui um corpo de polímero termoplástico52 que compreende um acabamento de gargalo rosqueado 54 definindo umaboca 56, um flange receptor de tampa 58 abaixo do acabamento de gargalorosqueado, uma seção coniforme 60 se estendendo do flange receptor detampa, uma seção de corpo 62 se estendendo abaixo da seção coniforme, euma base 64 no fundo do recipiente. O recipiente 80 inclui uma camada desobremoldagem 8 Ique cobre a seção 62 e a seção 60, e se estende sobre oflange receptor de tampa 58.

Bebida Acondicionada

Em uma modalidade específica, uma bebida acondicionada éprevista, que inclui o recipiente sobremoldado. O produto de bebida pode serpressurizado (isto é, conter um refrigerante gasoso, cerveja) ou não serpressurizado (e.g. água sem gás, suco, uma bebida desportiva). O recipientesobremoldado pode ser usado com um enchimento de produto gelado ouproduto quente.

Em uma modalidade, a bebida acondicionada compreende umcorpo de recipiente tendo uma superfície exterior e um espaço interior, noqual o corpo do recipiente é formado por moldagem por sopro, uma preformade polímero termoplástico; uma camada de sobremoldagem amoldavelmentefixada a pelo menos uma parte da superfície externa do corpo de recipiente; euma bebida disposta no espaço interior do recipiente. O corpo de recipientetipicamente inclui uma abertura e um tampo amo vivei afixado.

Em uma modalidade específica, um recipiente de bebida éapresentado que inclui uma garrafa moldada por sopro formada de pelomenos um copolímero PET; uma camada sobremoldada compreendendo umaresina TPE baseada em olefina, na qual a camada sobremoldada éamoldavelmente afixada pelo menos a uma parte da superfície externa dagarrafa; e uma bebida disposta no interior da garrafa.

Uma modalidade de uma bebida acondicionada é representadana figura 7. A bebida contida 90 inclui uma garrafa sobremoldada 94compreendendo um corpo de polímero termoplástico 52 que tem asobremoldagem 92 com a área marcada com traçado pontilhado 94 moldadaem uma parte da superfície do material sobremoldado 92.

O traçado pontilhado da fig. 7 é ilustrativo do fino nível dedetalhe que pode ser moldado na superfície material sobremoldado em virtudeda natureza macia e moldável em relação àquela do polímero termoplásticorígido subjacente. O pontilhado ou outra textura moldada que pode serproporcionada para fins de decoração estética ou para otimizar a capacidadepara preensão da garrafa ou de outro recipiente. Em outros exemplos, os ditosdetalhes moldados podem ser formados em outras áreas da sobremoldagem.Além disso, os detalhes moldados podem assumir a forma de texto ou deimagem. Tipicamente, estes finos detalhes moldados são formados somenteno material do sobremolde e não se estendem para o polímero termoplásticosubjacente.

Métodos de Reciclagem

Vantajosamente, os recipientes sobremoldados podem serreciclados. Nas modalidades preferenciais, os métodos de reciclagem incluemuma etapa de método na qual o material do sobremolde e o polímerotermoplástico, de preferência o copolímero PET são fisicamente separadosusando uma ou mais técnicas convencionais tais como são conhecidas nosmétodos de reciclagem de PET. Em uma modalidade, o método inclui asetapas de picar (e.g. moer, retalhar, cortar, etc.) os recipientes em umapluralidade de pedaços ou fragmentos (por vezes designados de lascas) e aseguir separar os pedaços ou peças da camada de material sobremoldado docorpo do recipiente dos pedaços do material de recipiente termoplástico porum processo de separação física. Em um exemplo, o processo de separaçãofísica compreende um processo de separação pneumático ou método deprecipitação/flutuação, as peças do material de sobremolde elastoméricoflutuam sobre o topo de um banho de água, ao passo que as peças o polímerode base termoplástico (e.g., copolímero de PET) se precipitam para o fundodo banho de água.

Um exemplo de um método de reciclagem para o recipientesobremoldado é ilustrado na fig. 8. Os recipientes sobremoldados 100 sãoalimentados a um método de retalhar no qual os recipientes são cortados,picados, retalhados ou triturados em inúmeros pequenos pedaços oupartículas. Estes pedaços/partículas são então alimentados ao processo deseparação no qual os pedaços/partículas de material de sobremolde 102 (e.g.,elastômero) se separam dos pedaços/partículas de polímero termoplástico 104(e.g., copolímero de PET).

Os métodos e artigos de manufatura podem ser mais bemcompreendidos com o auxílio dos seguintes exemplos não limitativos.

Exemplo 1: Affinity® PF 1140G Sobremoldado 500 e Garrafa de PET

Uma garrafa de 500 ml sobremoldada foi produzida comosegue. Toda a moldagem por injeção foi realizada em um equipamento demoldagem por injeção de cavidade única Arburg de escala laboratorial.Inicialmente, uma preforma foi produzida de um PET de qualidade CSDcomercial, (Invista, Spatanburg, Carolina do Sul, USA) que foi secado em umforno a vácuo a 140°C de pernoite a um nível de umidade de menos de 50ppm. Uma preforma PET de 16 g foi produzida pela moldagem por injeção auma temperatura de fusão de 270°C.

O material de sobremolde foi uma resina Affinity PF 1140G(um plastômero termoplástico baseado em etileno) (Dow ChemicalCompany). Na etapa de sobremoldagem, a preforma PET foi transferida ecolocada em uma cavidade onde o material de sobremolde foi então moldadopor injeção sobre a preforma PET a uma temperatura de tambor de 212°C.Garrafas sobremoldadas coloridas de Vermelho e Prateado foram produzidasadicionando corantes de vermelho e prateado à resina Affmity® PF 1140Ganterior à sobremoldagem de algumas das garrafas.

A seguir a preforma sobremoldada foi transferida para umamáquina de moldagem por sopro SOB 1 de escala laboratorial. A preformasobremoldada foi aquecida a uma temperatura de 90 a 100°C e expandida porsopro em uma garrafa de 500 ml em um molde para garrafas de 500 ml.

As garrafas termoplásticas sobremoldadas apresentaramsatisfatória capacidade para preensão manual e a cor vermelha e prateadaidentificáveis nas amostras coloridas.

Exemplo 2: Garrafa de PET Tekbond®de 6000-45 ml Sobremoldada 500

O método descrito no Exemplo 1 foi repetido, porém usandouma resina Tekbond® (um elastômero termoplástico) (Teknor Apex) como omaterial de sobremolde sobremoldado a uma temperatura de tambor de 158 a165°C. A preforma sobremoldada foi então expandida por sopro em umagarrafa de 500 ml em um molde de garrafa de 500 ml. Garrafassobremoldadas coloridas foram produzidas adicionando corante vermelho ouprateado à resina Tekbond 600-45 anteriormente à sobremoldagem. Asgarrafas sobremoldadas exibiram satisfatória capacidade para preensão, cor etoque macio às mãos.

Exemplo 3: Característica de Isolamento Térmico de RecipienteSobremoldado

Recipientes produzidos como descrito no Exemplo 2 foramtestados para determinar a que grau de satisfação os recipientes podem reduzira taxa de transferência de calor para o interior do recipiente. O recipientesobremoldado e o recipiente de PET não sobremoldado foram carregados comágua gelada e deixados voltar a assumir a temperatura ambiente Atemperatura da água foi medida para gerar uma representação gráfica detemperatura vs. tempo. Como mostrado na fig. 9, o recipiente de PETsobremoldado demonstrou capacidade para manter temperatura mais fria porum tempo mais longo que o recipiente de PET não sobremoldado,demonstrando uma propriedade isolante superior.

Exemplo 4: Reciclabilidade de Garrafa PET com Sobremolde de ResinaAfflnity

As garrafas sobremoldadas produzidas no Exemplo 1 foramcortadas em pedaços como em um método de reciclagem e os pedaços foramimersos em água. Os pedaços de resina vermelha ou prateada da resinaAffinity PF1140G flutuaram sobre a superfície da água e os pedaços clarosdas peças de PET se precipitaram para o fundo da água instantaneamente. Ospedaços de resina sobremoldada e os pedaços de PET foram separados comágua sem dificuldade. Este método simulou o método de afundar/flutuar emum método de reciclagem de PET convencional.

Exemplo 5: Reciclabilidade de Garrafa PET com Sobremolde Tekbond®6000-45

As garrafas sobremoldadas produzidas no Exemplo 2 foramcortadas em pedaços como em um método de reciclagem, e os pedaços foramimersos em água. Os pedaços vermelhos e prateados da resina Tekbond®6000-45 flutuaram sobre o tôo da água e os pedaços claros da resina PET seprecipitaram para o fundo da água instantaneamente. A resina sobremoldada eos pedaços de PET foram separados com água sem qualquer dificuldade. Estemétodo simulou o método de afundar/flutuar em uma separação de reciclagemPET convencional.Exemplo 6: Várias Estruturas de Garrafa Sobremoldada e Polímeros

Os métodos genéricos descritos nos Exemplos 1 e 2 foramrepetidos utilizando diferentes corantes (inclusive preto, amarelo, e azul) egarrafas de diferentes formas, e quantidades variáveis de cobertura desobremoldagem sobre as garrafas. Diferentes elastômeros também foramusados inclusive alguns elastômeros de copolímero de acrílico/olefma.

Em alguns casos, a sobremoldagem cobriu substancialmente ainteira garrafa abaixo da linha de gargalo, e em outros casos, asobremoldagem cobriu somente a metade inferior da garrafa.

As publicações aqui citadas são incorporadas a título dereferência. Modificações e variações dos métodos e dispositivos descritosaqui serão óbvias aqueles versados na técnica a partir da descrição detalhadaprecedente. As ditas modificações e variações são propostas para seenquadrarem dentro do âmbito das reivindicações apensas.

Claims

1. Método para fabricar um recipiente sobremoldadocaracterizado pelo fato de que compreende:proporcionar uma preforma para um recipiente, a preformacompreendendo um polímero termoplástico;sobremoldar um material de sobremolde elastomérico sobrepelo menos uma parte da preforma para formar uma preforma sobremoldada; emoldar por sopro a preforma sobremoldada usando umprocesso de moldagem por sopro-estiramento em que o materialsobremoldado é estirado amoldavelmente com a preforma, para formar umrecipiente sobremoldado.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o recipiente da sobremoldagem é um recipiente para bebida.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o polímero termoplástico compreende um ou mais poliésteres.

4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelofato de que o polímero termoplástico compreende um copolímero de poli(tereftalato) de etileno.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o material de sobremolde compreende um elastômerotermoplástico.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o material de sobremolde é selecionado do grupo consistindo deelastômeros de poliolefina, plastômeros de poliolefma, elastômeros depoliolefina modificados e combinações dos mesmos.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o material de sobremolde é selecionado do grupo consistindo deelastômeros de copolímero acrílico-olefina, elastômeros de poliéster, ecombinações dos mesmos

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o material de sobremolde tem uma densidade de menos de 1,00g/cm3.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o material de sobremolde compreende ainda um ou mais aditivos.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, caracterizadopelo fato de que o um ou mais aditivos é(são) selecionado(s) do grupoconsistindo de corantes, bloqueadores de UV5 lubrificantes, agentesdeslizantes, agentes auxiliares de processamento, antioxidantes, agentesantimicrobianos, estabilizadores térmicos, e combinações dos mesmos.

11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o processo de moldagem por sopro compreendepreaquecimento da preforma sobremoldada e a seguir moldagem por soprocom estiramento da preforma pré-aquecida.

12. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que o material sobremoldado cobre a maior parte da superfícieexterna do recipiente sobremoldado.

13. Recipiente moldado por sopro caracterizado pelo fato deque compreendeum corpo de recipiente tendo uma superfície externa e umespaço interior, no qual o corpo do recipiente é formado pela moldagem porsopro de uma de preforma de polímero termoplástico; euma camada sobremoldada, que compreende um elastômerotermoplástico, amoldavelmente esticado e separavelmente fixado a pelomenos uma parte da superfície externa do corpo do recipiente.

14. Recipiente de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que é uma garrafa.

15. Recipiente de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que o polímero termoplástico compreende um oumais poliésteres.

16. Recipiente de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que o polímero termoplástico compreende umcopolímero de politereftalato de etileno.

17. Recipiente de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que a camada sobremoldada compreende ummaterial de sobremolde selecionado do grupo consistindo de elastômeros depoliolefina, plastômeros de poliolefina, elastômeros de poliolefinamodificados, plastômeros de poliolefina modificados, e combinações dosmesmos.

18. Recipiente de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que a camada sobremoldada compreende ummaterial de sobremolde selecionado do grupo consistindo de elastômeros decopolímero acrílico-olefina, e combinações dos mesmos.

19. Recipiente de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que a camada sobremoldada compreende ummaterial de sobremolde dotado de uma densidade inferior a 1,00 g/cm3.

20. Recipiente de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que a camada sobremoldada compreende ainda umou mais aditivos.

21. Recipiente de acordo com a reivindicação 20,caracterizado pelo fato de que o um ou mais aditivos são selecionados dogrupo consistindo de corantes, bloqueadores de UV, lubrificantes, agentesdeslizantes, agentes auxiliares de processamento, antioxidantes,antimicrobianos, estabilizadores térmicos, e combinações dos mesmos.

22. Recipiente de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que a camada sobremoldada cobre a maior parte dasuperfície externa do recipiente sobremoldado.

23. Recipiente de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que a camada sobremoldada tem uma espessura de 0,1 mm a 5 mm.

24. Recipiente de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato de que a garrafa é cilíndrica e inclui um acabamentode gargalo com filetes de rosca externos, dispostos entre a boca daextremidade aberta e um flange receptor de tampa.

25. Recipiente de acordo com a reivindicação 24,caracterizado pelo fato de que a camada sobremoldada cobre a extremidadebase e superfícies de parede lateral com uma borda da camada sobremoldadaterminando no flange receptor de tampa.

26. Recipiente de acordo com a reivindicação 24,caracterizado pelo fato de que a camada sobremoldada cobre a extremidadebase, as superfícies de parede lateral, e o flange receptor de tampa.

27. Recipiente de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que a camada sobremoldada tem uma durezainferior a Shore D 30.

28. Recipiente de acordo com a reivindicação 14,caracterizado pelo fato de que uma bebida é disposta no espaço interior dorecipiente.

29. Bebida acondicionada caracterizada pelo fato de quecompreende:uma garrafa moldada por sopro formada de pelo menos umcopolímero PET;uma camada sobremoldada compreendendo um elastômerotermoplástico, em que a camada sobremoldada é amoldavelmente estirada efixada por moldagem por sopro estiramento sobre pelo menos uma parte dasuperfície externa da garrafa; euma bebida disposta no interior da garrafa.

30. Bebida acondicionada de acordo com a reivindicação 29,caracterizada pelo fato de que a garrafa moldada por sopro compreende umaextremidade de base, uma parede lateral e um acabamento de gargalo comfiletes de rosca externos disposto entre uma boca de extremidade aberta e umflange receptor de tampa e em que o material sobremoldado tem uma bordasuperior terminando no ou abaixo do flange receptor de tampa.

31. Bebida acondicionada de acordo com a reivindicação 29,caracterizada pelo fato de que o elastômero termoplástico compreende umplastômero de olefina.

32. Bebida acondicionada de acordo com a reivindicação 29,caracterizada pelo fato de que a camada sobremoldada é separável docopolímero PET por um processo mecânico.

33. Método para reciclar um recipiente sobremoldadocaracterizado pelo fato de que compreende:picar o recipiente de acordo com a reivindicação 13 em umapluralidade de pedaços; eutilizar um processo de separação mecânico para separar ospedaços da camada sobremoldada dos pedaços do corpo do recipiente.

34. Método de acordo com a reivindicação 33, caracterizadopelo fato de que o processo de separação física compreende um processo deseparação pneumático e um processo de separação por precipitação-flutuação.

35. Preforma sobremoldada caracterizada pelo fato de quecompreende:uma preforma de polímero termoplástico apropriada paramoldagem por sopro em uma garrafa; e tendo uma extremidade de base, umaparede lateral e um acabamento de gargalo com filetes de rosca externosdisposto entre uma boca de extremidade aberta e um flange receptor detampa; eum material de sobremolde, que compreende um elastômerotermoplástico, sobremoldado sobre pelo menos uma a base e uma parte daparede lateral da preforma,em que o material sobremoldado tem uma borda superiorterminando no ou abaixo do flange receptor de tampa.