MXPA96004049A - Proceso de moldeo por soplado con estiramiento para la preparacion de recipientes de polipropileno - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un proceso de moldeo por soplado con estiramiento para la preparación de recipientes de polipropileno, en donde el uso se hace, en cuanto al material de polipropileno, de un copolímero de propileno cristalino que contiene de 4 a 12%en peso de una o más alfa-olefinas con 4 a 8átomos de carbono.

Description

PROCESO DE MOLDEO POR SOPLADO CON ESTIRAMIENTO PARA LA PREPARACIÓN DE RECIPIENTES DE POLIPROPILENO CAIVPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a un proceso de moldeo por soplado con estiramiento para la preparación de recipientes de polipropileno, particularmente de botellas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los procesos de moldeo por sopladp con estiramiento, tanto de una fase como de dos fases, son utilizados comúnmente en la técnica para la producción de recipientes hechos de materiales termoplás-ticos, particularmente de tereftalato de polietileno (PET). En efecto, el PET probado es particularmente adecuado para ser usado en los procesos mencionados anteriormente ya que él mismo permite operar en una amplia gama de temperaturas (ventana de elabo-rabilidad), y obtener productos moldeados que tienen excelentes propiedades mecánicas y transparencia elevada. Sin embargo, debido a su costo elevado, REF: 23099 existe una fuerte necesidad de sustituir el PET con materiales termoplásticos alternativos. En particular, los copolímeros de propileno cristalinos que contienen cantidades menores de comonómeros de o-olefina (tales como etileno o 1-buteno, por ejemplo) son conocidos por tener excelentes propiedades mecánicas, elevada transparencia, y ser menos costosos que el PET. Por otra parte, las propiedades de dichos copolímeros de propileno están fuertemente influenciados por el contenido de la fracción de polímero cristalino, la cual es insoluble en xileno a 25°C, y por las dimensiones y distribución de los cristales de dicha fracción en la masa de polímero total. En consecuencia, las propiedades fisicomecánicas de los productos obtenidos por el procesamiento por soplado de los copolímeros cristalinos de propileno dependen ampliamente de la historia térmica determinada por el tipo de proceso y las condiciones específicas bajo las cuales el último es realizado. En el caso de procesos de moldeo por soplado con tensión, que operan por ejemplo con copolímeros de propileno cristalinos que contienen de 1 a 3% en peso de etileno, la ventana de elaborabilidad durante la fase de soplado de las preformas es de aproximadamente +/- 2°C en términos de la temperatura de dichas preformas, las cuales son obtenidas por inyección del polímero fundido en los moldes apropiados. Las variaciones mayores que +/- 2°C durante la fase de soplado mencionada anteriormente provoca una dete-rioración de las propiedades fisicomecánicas así como de la homogeneidad del espesor del producto terminado. Este problema llega a ser particularmente crítico en el caso de procesos de dos fases, en donde las preformas, obtenidas por inyección del polímero en los moldes apropiados, se someten a soplado y estiramiento discontinuos, y por lo tanto, requiere una fase de calentamiento y acondicionamien to térmico (a 130°C por ejemplo), que parte de la temperatura ambiente (moldeo por soplado con estiramiento con nuevo tratamiento térmico).

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La Solicitante ahora ha desarrollado un proceso de moldeo por soplado con estiramiento para la preparación de recipientes de polipropileno en donde el uso se hace, en cuanto al material de polipropileno, de un copolímero de propileno cristalino que contiene de 4 a 12% en peso, preferiblemente de 6 a 10% en peso, de una o más o -olefinas con 4 a 8 átomos de carbono. En particular, el proceso de la presente invención comprende someter a soplado una preforma hecha de o que comprende el copolímero de propileno cristalino mencionado anteriormente. Generalmente dicha preforma es obtenida, como previamente se mencionó, por inyección del polímero fundido en los moldes apropiados. El copolímero de propileno cristalino que contiene de 4 a 12% en peso de una o más ß-olefinas con 4 a 8 átomos de carbono, puede ser usado en el estado puro o en mezcla con otros polímeros de olefina, tal como homopolímeros de propileno o copolímeros cristalinos de propileno, que contienen de 1 a 3% en peso de etileno. La cantidad de dichos polímeros de olefina adicionales, cuando están presentes, es preferiblemente de 10% a 40% en peso, en forma más preferida de 10 a 30% en peso, con respecto al peso total del material de polipropileno. En el caso de un proceso de dos fases la Velocidad de flujo de Fusión del copolímero de propileno cristalino mencionado anteriormente, medida de acuerdo con ASTM D 1238 condición L (M.F.R.L.), preferiblemente varía de 6 a 20, en forma más preferida .de 8 a 12 g/1 O min. En el caso de un proceso de una fase, en donde la preforma se extrae del molde, inmediatamen te se somete a acondicionamiento térmico, y soplado sin pasar a través de una fase de enfriamiento a temperatura ambiente, la Velocidad de Flujo de fusión L del copolímero de propileno cristalino puede ser incluso inferior, preferiblemente mayor que o igual a 1 g/10 min. El uso del copolímero de propileno cristalino mencionado anteriormente, el cual constituye la característica esencial del proceso de la presente invención, permite obtener productos terminados, en particular botellas y frascos, que tienen excelen-tes propiedades fisicomecánicas, que operan con una ventana de elaborabilidad de aproximadamente +/- 4°C durante la fase de soplado. Por ejemplo, podría necesitarse realizar el soplado a 130°C, una fluctuación en temperatura en la preforma de aproximadamente 4°C a alrededor de dicho valor (es decir, de 126 a 134°C) puede ser tolerada, puesto que las fluctuaciones básicamente no comprometen las propiedades fisicomecánicas y la homogeneidad del espesor en el producto terminado. Indicativamente la temperatura de soplado es y dimetildibenciliden sorbitol (DMDBS) vendido bajo la marca de fábrica Millad 3988. Los copolímeros de propileno cristalino usados en el proceso de la presente invención, son bien conoci-dos como tal y pertenecen a la familia de los copolímeros que pueden ser obtenidos por medio de los procesos de polimerización en la presencia de catalizadores de coordinación. Dichos procesos y los copolímeros obtenidos a partir de ellos se describen amplia-mente en la técnica. Por ejemplo, se puede usar el rendimiento elevado y catalizadores Ziegler-Natta altamente estereoespecíficos y los procesos de polimerización descritos en la patente Europea n° 45977. Los valores M.F.R.L. mencionados anteriormen-te pueden ser obtenidos directamente en polimerización ajustando adecuadamente el agente regulador del peso molecular (tal como hidrógeno, por ejemplo), o puede ser logrado por medio de un proceso de reducción de la viscosidad a la cual los copolímeros de propileno cristalinos son sometidos. El proceso de reducción de a viscosidad de las cadenas del polímero se lleva a cabo utilizando las técnicas apropiadas. Una de las técnicas se basa en el uso de peróxidos los cuales se agregan al copolímero en una cantidad que permite obtener el grado deseado de reducción de la viscosidad. Los peróxidos que son empleables en forma más conveniente para el proceso de reducción de la viscosidad, tienen una temperatura de descomposición que varía preferiblemente de 150 a 250°C. Los ejemplos de dichos peróxidos son el peróxido de di-ter-butilo, el peróxido de dicumil, el 2 , 5-dimetil-2,5-di ( ter-butil peroxi) hexino, y el 2,5-dimetil-2,5-di(ter-butil pero-xi) hexano, los cuales son vendidos bajo el nombre comercial Luperox 101. La cantidad de peróxido necesaria para el proceso de reducción de la viscosidad varía preferiblemente de 0.05% a 1% en peso del copolímero. Como se estableció previamente, el proceso de la presente invención permite obtener recipientes de polipropileno que tienen propiedades físico mecánicas superiores. Por ejemplo, utilizando en un proceso de dos fases, típico, un copolímero de propileno/1 -buteno que tiene las propiedades siguientes: contenido de 1 -buteno (% en peso): 8 MFRL (g/10 min. ) : 10 fracción insoluble en xileno a 25°C (% en peso): 96.5 punto de fusión (°C) 147 punto de cristalización (°C): 113 contenido de DMDBS (% en peso): 0.22 y bajo las condiciones de proceso siguientes: CARACTERÍSTICAS DE LA PREFORMA Peso de la preforma (g) 30 Espesor máximo de preforma (mm) 5 Peso de preforma (mm) 102 Diámetro externo máximo de preforma (mm) 31.5 Diámetro interno mínimo de preforma (mm) 21.5 PARÁMETROS DE MOLDEO DE LA PREFORMA Temperatura de fusión del polímero (°C) 220 Temperatura de moldeo (°C) 20 Tiempo de Inyección (segundos) 6 Presión de Inyección (MPa) 50 Tiempo del ciclo total (segundos) 35 PARÁMETROS DE SOPLADO-ESTIRAMIENTO DE LA BOTELLA Tipo de calentamiento: lámparas infrarrojas con circulación de aire calien te forzado. Tiempo de calentamiento (segundos): 90-120 Temperatura de la preforma °C: 127+/-4 (medido con cámara de televisión infrarroja) Tiempo del ciclo de estiramiento y soplado (segundos): 4.5 10 unas botellas obtenidas con las características siguientes: CARACTERÍSTICAS GEOMÉTRICAS DE LA BOTELLA Peso de la botella (g) 30 Espesor promedio de "".a botella (mm) 0 . 37 +/-0 .02 Altura de la botella (mm) 275 Sección transversal de la botella cuadrada con esquinas redondeadas Diagonal de la sección transversal de la botella (mm) 30 Lado transversal de la botella (mm) 65 Relación de estiramiento radial promedio: 2.3 Relación de estiramiento axial promedio: 3.2 Relación de estiramiento total 7.3 CARACTERÍSTICAS MECÁNICAS DE LA BOTELLA DMTA radial a 23 °C (MPa) 2320 Carga superior (N) 165 Claridad óptica (%) 3.1 Nota: Proporción de estiramiento radial promedio = la relación entre el diámetro interno máximo de la botella y el diámetro interno máximo de la preforma antes del soplado; relación de estiramiento axial promedio = la relación 11 entre la longitud medida en la botella del punto de partida del estiramiento o tensión axial hasta la parte inferior interna de la botella, y la longitud medida a partir del punto correspondiente en la preforma y la parte inferior interna de la preforma; Relación de estiramiento total = relación entre las dos relaciones mencionadas anteriormente; DMTA radial: medido de acuerdo a la ASTM D 5026 estándar; Carga superior: es la fuerza de extracción por presión máxima antes del desplome (deformación) de las paredes de la botella; Claridad óptica: medida de acuerdo a la ASTM 1003 estándar.

Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro a partir de la presente descripción de la invención.

Habiéndose descrito la invención como antecede se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes

Claims (9)

12 REIVINDICACIONES

1. Un proceso de moldeo por soplado con estiramiento para la preparación de recipientes de polipropileno, caracterizado porque su uso se hace, en cuanto al material de polipropileno, de un copolímero de propileno cristalino que contiene de 4 a 12% en peso de una o más oc-olefinas con 4 a 8 átomos de carbono.

2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el material de polipropileno es un copolímero cristalino de propileno/1-buteno.

3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el copolímero de propileno cristalino tiene un punto de fusión que varía de 135 a 156°C, y un punto de cristalización que varía de 105 a 120°C.

4. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el copolímero de propileno cristalino tiene un contenido de fracción in-soluble en xileno a 25 °C mayor que o igual a 93% 13 en peso.

5. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque el material de poli-propileno comprende, además del copolímero de propileno cristalino, un agente nucleante en cantidades que varían de 0.05 a 0.3% en peso.

6. El proceso de conformidad con la reivin-dicación 1 , caracterizado porque la operación toma lugar en dos fases que utilizan un copolímero de propileno cristalino que tiene un M.F.R.L. de 6 a 20 g/10 min.

7. El proceso de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado porque la operación toma lugar en una fase o etapa y la preforma se somete a acondicionamiento o tratamiento térmico y soplado sin pasar a través de una fase o etapa de enfriamiento a temperatura ambiente, utilizando un copolímero de propileno cristalino que tiene M.F.R.L. mayor que o igual a 1 g/10 min. de 125 a 1'35°C. El copolímero de propileno cristalino usado en el proceso de la presente invención preferiblemente tiene un punto de fusión que varía de 135 a 156°C y un punto de cristalización que varía de 105 a 120°C, ambos medidos por DSC (Differential Scanning Calorimetry (Calorimetría por Exploración Diferencial) con una variación de temperatura de 20 °C por minuto. Además, el contenido de fracción insoluble en xileno a 25°C es preferiblemente mayor que o igual a 93% en peso, en forma más preferida mayor que o igual a 95% en peso. Ejemplos específicos de oc-olefinas con 4 a 8 átomos de carbono contenidas en el copolímero de propileno cristalino mencionado anteriormente son: 1 -buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 4-metil-1 -penteno, 1-octeno. Los copolímeros de propileño/1 -buteno son preferidos. Para obtener mejores valores de transparencia (Claridad óptica) también es conveniente agregar un agente nu-cleante al material de polipropileno en cantidades que varíen de 0.05 a 0.3% en peso. Ejemplos de agentes nucleantes son dibenci-liden sorbitol (DBS), metildibenciliden sorbitol (MDBS),

8. El uso del proceso de conformidad con la reivindicación 1 , para preparar botellas y frascos.

9. Botellas de polipropileno y frascos obte-nidos con el proceso de la reivindicación 1.