IT7722663A1 - Procedimento di rivestimento in particolare per l'applicazione di un rivestimento di materiale di sbarramento ad una preforma - Google Patents

Description

[0001] Ing.Barzano Zanardo ICI CaseP.28723/289/30/28951/28952/29345 DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: POSTILLA 1 "Procedimento di rivestimento" a nOme IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED di nazionalita inglese con sede a Londra (Gran Bretagna 20APR.1977 22663A/77 Questa invenzione riguarda un procedimento di rivestimento cd in particolare l applicazione di un rivestimento di materiale di sbarramento ad una pre- forma o stampo formatore "paraison" che deve essere successivamente lavorato a recipiente, tale cone una bottigia, con un procedimento di stampaggio a sof- fiaggio.

[0002] Il tereftalato di polietilene, da qui in avanti chiamato PET (col qual termine noi comprendiamo non solo l'omopolimero formato per policondensazione di beta-idrossietil-tereftalato ma anche copolicsteri contenenti quantita minori di unita, derivati da al- tri glicoli o bi-acidi, ad esempio copolimeri di isoftalato), e un materiale particolarmente adatto per la fabbricazione di recipienti, tali come botti- glie,.

[0003] con un procedimento di stampaggio a soffiaggio in cui una pre-forma viene riscaldata c stirata Ing.Barzano Zanardo sia assialmente che radialmente in modo da conferi- re un orientamento biassale.

[0004] Tali recipienti di PET orientati biassialmente, sono robusti e possiedono una buona resistenza a de- formazione permanente.

[0005] Di conseguenza si possono produrre recipienti con parete relativamerte sottile e quindi di poco peso, capaci di resistere, senza indebita deformazione, oltre il periodo di conserva zione desiderato, alla pressione esercitata da liquidi contenenti anidride carbonica, particolar- mente bevande tali come bibite aalcooliche comprese cola e birra.

[0006] Questi recipienti a pareti sottili di PET, pero; sono permeabili fino a un certo grado a gas tali come anidride carbonica ed ossigeno, permettendo cosi perdite di pressione di anidride carbonica ed en trata d'ossigeno, che possono influire sul gusto del contenuto della bottiglia.

[0007] Cio particolarmen- te importante per alcune bevande e quando il reci- piente relativamente piccolo (infatti iilil rap- porto tra area superficiale del recipiente e volume del contenuto maggiore che in recipienti piü grandi).

[0008] Per questo motivo spesso desiderabile fornire il recipiente di uno strato di materiale di sbarra- mento che possiede una bassa permeabilita a vapori 3 Ing.Barzano Zanardo e gas.

[0009] Tali strati possono essere applicati con varie tecniche, comprendenti co-estrusione e sopra-getto, in modo da formare una pre-forma lamellare e rivesti- mento del recipiente finale.

[0010] Tali procedimenti, pero, sono soggetti a vari svantaggi.

[0011] Un procedimento alternativo quello di fare pre-forme di PET e di rivestirle col materiale di sbarramento prima di stampaggio a soffiaggio.

[0012] Noi pero abbiamotrovato che e difficile ottenre un rivestimento di spessore adeguato, tale che non pre.

[0013] senti problemi, ad esempio delaminazione, nelle successive operazioni di manipolazione e di stampag- gio a soffiaggio.

[0014] Noi abbiamo ora trovato che riscaldando la pre-- forma prima del rivestimento, si possono produrre recipienti stampati a soffiaggio, rivestiti in modo soddisfacente.

[0015] Di conseguenza, noi forniamo un procedimento per la produzione di un recipiente di PET biassial- mente orientato, in cui una pre-forma di PET allo stato amorfo, viene stirata assialmente e radial- mente con un procedimento di stampaggio a soffiaggio per formare un recipiente, nel quale la pre-forma viene riscaldata a 40--80-C, rivestita con una di- - 4 - Ing.Barzano Zanardo spersione acquosa di un copolimero di cloruro di vi- nilidene e seccata prima dello stampaggio a soffiag- gio.

[0016] Il rivestimento vicne applicato alla pre-forma mentre questa si trova ad una temperatura di 4o-- 80-C, preferibilmente 50--70°c.

[0017] Se la temperatura e inferiore a 40°C, si ha un piccolo vantaggio sul rivestimento della pre-forma a temperatura am- biente, dove si ottiene solamente un rivestimento molto sottile, ad esempio con uno spessore di 3 m e di aderenza insufficiente.

[0018] Se la pre-forma viene riscaldata oltre 80-C, e probabile che si provochi cristallizzazione che danneggia una trasformazione soddisfacente della pre-forma in un recipiente orien- tato biassialmente, durante l'operazione di stampag- gio a soffiaggio, e che provoca inoltre deformazio- ne del recipiente come risultato di rilassamento non uniforme di sollecitazioni di formatura.

[0019] Nonostante la necessita di impedire un indebito grado di cristallizzazione in massa nella pre-forma che sarebbe causata dal riscaldamento, pu essere vantaggioso incoraggiare una cristallizzazione super- ficiale della pre-forma per pre-trattamento con adatto solvente, ad esempio butanone (metil-etil- chetone).

[0020] Tale trattamento da luogo ad una ruvidez- - 5 - Ing.Barzano Zanardo za di superficie che favorisce la saldatura alla pre-forma di rivestimenti applicati successivamente.

[0021] L'effetto e direttamente proporzionale sia al tenpo che alla temperatura di trattamento e con butanone si ottengono, ad esapio, una ruvidezza di misura fine (circa 1 m) unitamente con una struttura sferuj tica ben sviluppata che si estende per 30-50 m dalla superficie verso l'interno, trattando la pre forma a 40°-60°C per un periodo di 1-2 minuti.

[0022] Aitri solventi che possono essere usati compren dono acetone, cloroformio, acetato d'etile, m-cresolo e tricloroetilene.

[0023] Per rivestire pre-forma riscaldate ad una tem- peratura compresa nell'intervallo da 40° a 80-c si pud fare uno strato, in un'unica fase di rivestimento aderente ed uniforme, di maggior spessore, ad esem- pio dell'ordine di 20-30 m.

[0024] Se un rivestimento di tale spessore inadeguato, si possono applicare alla pre-forma rivestita ulteriori rivestimenti dopo es- siccamento per ottenere lo spessore necessario.

[0025] Prieferibilmente la pre-forma riscaldata viene riscaldata di nuovo a 40--80-C prima dell'applica- zione di tali ulteriori rivestimenti.

[0026] Per evitare un indebito riscaldamento della pre-forma di PET amorfo durante l'essiccamento del- - 6 - Ing.Barzano Zanardo la dispersione acquosa, i qual riscaldamento potreb- be provocare insorgenza di stato cristallino nella pre-forma di PET, l'cssiccamento viene preferibil- mente effettuato con un riscaldatore a raggi infra- rossi funzionante ad una temmeratura inferiore a 100o*c A temperature di funzionamento sotto a 1000°C le radiazioni saranno assorbite dallacqua contenuta nella dispersione acquosa, senza un indebito riscal damento della pre-forma di PET stessa; cosi l'acqua tende ad agire come filtro contro la radiazione in frarossa.

[0027] Durante la fase d'essiccamento, la preforma pu essere fatta ruotare.in modo da avere un ri- scaldamento uniforme ed anche un rivestimento di spessorc uriforme.

[0028] Cosi., una pre-forma di PET sotto forma di un tubo avente un'estremita chiusa, pu essere mon- tato col suo asse longitudinale orizzontale e fatto ruotare intorno a quest'asse longitudinale.

[0029] Come precedentemente detto, si possono applica- re piu rivestimenti.

[0030] Se lo si desidera, si possono applicare rive- stimenti multipli in modo continuo alla pre-forma di PET.

[0031] Cosi, la pre-forma puo essere montata col suo asse longitudinale orizzontale e fatta ruotare intorno all'asse longitudinale.

[0032] Menbre la pre-forma 7- Ing.Barzano Zanardo ruota, viene dapprima riscaldata a 40°-80°c.

[0033] da un riscaldatore a raggi infrarossi e poi essa prende un rivestimcnto della dispersione acquosa da un dispo sitivo di rivestimento, ad esempio una racla fles- sibile, e dopo, l'acqua viene fatta evaporare e la pre-forma rivestita viene riscaldata a 40--80°c a mezzo di uno o piu riscaldatori a raggi infrarossi montati in vicinanza della pre-forma ruotante, in modo che il rivestimento si asciughi e che la pre-forma sia riscaldata di nuovo prima che si com- pia un giro completo della pre-forma; raggiungendo quindi il dispositivo di rivestimento al completa- mento di un giro, viene applicato un altro rivestimento della dispersione acquosa su quello essiccato.

[0034] Cosi, sulia pre-forma si puo formare un rivestimento multistrato, come una spirale.

[0035] Il rivestimento puo essere applicato alla su- perficie interna o esterna della pre-forma e puo essere dato a spruzzo o per immersione.

[0036] Noi abbiamo trovato che il rivestire internamen- te la pre-forma vantaggioso particolarmente quando la bottiglia risultante dovra contenere bevande carbonatate.

[0037] Cosi essa presenta uno strato di sbar- ramento tra bevanda e parete di bottiglia e cosi riduce la quantita di anidride carbonica assorbita Ing.Barzano Zanardo dallo stesso tereftalato di polietilene.

[0038] Cio permette di impiegare rivestimenti piü sottili per ottenere una per dita specifica di anidride carbonica.

[0039] Cosi, in alcu-.

[0040] ni casi e possibile impiegare un rivestimento dell'in terno della pre-forma, di spessore sola la meta di quello che sarebbe necessario all'esterno della pre-forma per avere una perdita di anidride carboni ca simile.

[0041] Inoltre, quando la pre-forma viene usata per far bottiglie per bevande carbonatate, vi e la tendenza dell'anidride carbonica che diffonde attraverso la parete della bottiglia, a formare uno strato esterno che fa perdere l'aderenza dopo un certo tenpo, c che da origine a bolle.

[0042] Al contrario, un rivestimento sulla superficie interna sara tenuto saldamente a posto, anche se per qualche ragione viene a mancare 1'aderenza, dalla pressione del liquido carbonatato.

[0043] La dispersione di copolimero di cloruro di vini- lidene puo essere una qualsiasi di quelle che vengo- no di solito impiegate per applicazione di rivesti- mento di sbarramento a materiali plastici.

[0044] Prefe- ribilmente essa e una dispersione acquosa di un copolimero di cloruro di vinilidene con acrilonitri- le e/o metil-acrilato, contenente facoltativamente unita provenienti da altri monomeri tali come metil- 9-Ing.Barzano. Zanardo metacrilato, cloruro di vinile, acido acrilico o aci- do itaconico.

[0045] Copolimeri di cloruro di vinilidene particolarmente utili sono quelli che contengono da 5 a 10% in peso di unita provenienti da acrilo nitrile e/o metilacrilato e contenenti facoltativa mente fino al 10% in peso di unita provenienti da un acido carbossilico insaturo, tale come acido acrilico.

[0046] Le dispersioni possono prcferibilmente contenere tensioattivi tali come alchil-solfonati sodici.

[0047] La pre-forma puo essere fatta con una qualsiasi tecnica idonea tale come stampaggio per iniezione o estrusione.

[0048] L'invenzione e illustrata dai seguenti Esempi in cui tutte le percentuali sono espresse in peso.

[0049] ESEMPIO1 Una pre-forma amorfa stampata per iniezione, di 2 cm.

[0050] di diametro, 7 cm.

[0051] di lunghezza e 0,15 cm di spessore, e stata fabbricata da omopolimero te- misurata a 25oC su una soluzione all 1% in o-clorofenolo.

[0052] La pre-forma e stata riscaldata in stufa a 60°c e poi immersa in una dispersione acquosa di un copo- limero di cloruro di vinilidene (92%)/metilacrilato (8%) contenente gruppi carbossilici provenienti 10- Ing.Barzano Zanardo da una traccia di acido acrilico copolimerizzato.

[0053] La dispersione aveva un contenuto di sostanze solide del 50% e conteneva un tensioattivo alchil-solfonato sodico.

[0054] La pre-forma e stata immersa nella dispasio- ne per 2 secondi e poi seccata con aria calda.

[0055] Il rivestimento risultante aveva uno spessore di 20 n La pre-forma rivestita e stata quindi riscalda- ta a 95 C e stirata longitudinalmente e radialmente con.u-n procedimento di stampaggio a soffiaggio per formare una bottiglia orientata biassialmente, alta : 15 cm e con diametro massimo di 6 cm ed uno spessore minimo di parete di 0,015 cm.

[0056] La pre-forma ha potuto essere maneggiata prima dello stampaggio a soffiaggio, senza alcuna perdita di rivestimento e non si avuta alcuna delaminatura del rivestimento nello stampaggio per soffiaggio.

[0057] ESEMPI0.2 Per confronto, ε stato ripetuto 1'Esempio 1, pero la pre-forma, durante il rivestimento, era a tempe- ratura ambiente (20°c).

[0058] Il rivestimento risultante, che aveva uno spes- e delaminato subito e rigato durante manipolazione e durante il procedimento di stampaggio a soffiaggio.

[0059] Ing.Barzano Zanardo ESEMPI0_3 E' stato ripetuto l'Esempio 1, ma dopo essicca mento della pre-forma rivestita questa e stata riscal:: -o4tn un ogeottdde.o4e4s ? po .09 e o4uoweaonu e4ep riore rivestimento del copolimero di cloruro di vini lidene per rivestimento per immersione.

[0060] La preforma rivestita risultante, aveva uno spessore di rivestimento di 40 m e si potuto ma neggiarla con precauzione senza delaminatura.

[0061] La bottiglia orientata biassialmente prodotta dalla pre-forma rivestita non ha mostrato alcun segno di delaminatura.

[0062] ESEMPIO 4 E' stato ripetuto l'Esenpio 1, ma, invece del- l'essiccamento con aria calda, e stto usato un ri- scaldatore a raggi infrarossi funzionante sotto a 1000°C per essiccare il rivestimento prima dello stampaggio a soffiaggio.

[0063] .

Claims (8)

1. 1) Un procedimento per la produzione di un re- cipiente biassialmente orientato, di tereftalato di polietilene, in cui una pre-forma di tereftalato di polietilene allo stato amorfo, viene rivestita con un copolimero di cloruro di vinilidene e sti- rata assialmente e radialmente con un procedimento 12 Ing.Barzano Zanardo di stampaggio a soffiaggio, a forma di recipiente, caratterizzato dal fatto che il rivestimento di copolimero di cloruro di vinilidene viene applicato, da una dispersione acquosa che viene seccata prima dello stampaggio a soffiaggio, alla pre-forma che e riscaldata a 40°-80°C.

2) Un procedimento secondo la rivendicazione caratterizzato dal fatto che, prima del rivestimen to, la pre-forma viene riscaldata a 50°-70°c.

3) Un procedimento secondo la rivendicazione 1 o secondo la rivendicazione 2, carattcrizzato dal fatto che, prima del rivestimento, la pre-forma vie- ne trattata con un solvente che induce cristalliz- zazione della superficie della pre-forma.

4) Un procedimento secondo ognuna delle riven- dicazioni da 1 a 3, in cui alla pre-forma viene dato piu di un rivestimento di copolimero di cloruro di vinilidene, caratterizzato dal fatto che la pre-forma vivestita viene seccata a riscaldata a 40°-80°C prima dell'applicazione di un ulteriore rivestimento.

5) Un procedimento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che i rivestimenti multipli vengono applicati ad una pre-forma ruotante, in cui la pre-forma e riscaldata a 40°-8o°C, rivestita 13 e seccata in un giro della pre-forma.

6) Un procedimento secondo ognuna della rivendi- @zioni da 1 a 5, caratterizzato dal fatto che la di- spersione acquosa di copolimero viene seccata a mez zo di un riscaldatore a raggi infrarossi funzionan- te ad una temperatura inferiore a 1000-c.

7) Un procedimento secondo ognuna delle riven dicazioni da 1 a 6, caratterizzato dal fatto che il rivestimento viene applicato alla superficie interna della pre-forma.

8) Recipienti biassialmente orientati, ogniqual- volta che siano stati fabbricati con un pocedimento secondo ognuna delle rivendicazioni da 1 a 7.

P.P.

IMPERIAL CHEMICAL INDUSTRIES LIMITED p.

Ing.Barzano Zanardo Rogante eol VECCHI/ir/624 .