BR112012000352B1 - tapete ou tapete em placas - Google Patents

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Abstract

tapete ou tapete em placas a presente invenção refere-se a tapete e tapete em placas. num aspecto, o tapete inclui (a) um material de forro principal tendo uma face e um verso; (b) uma pluralidade de fibras ligadas ao material de forro principal estendendo-se da face do material de forro principal e exposta no verso do material de forro principal; (c) um forro adesivo; (d) um forro secundário adjacente ao forro adesivo; e (e) pelo menos uma composição ou polímero termoplástico de butiral nãopolivinílico e não-clorado tendo uma tensão interna de crescimento a 40°c e uma tensão residual em deformação de 25%. etapas e procedimentos adicionais incluem lavagem ou limpeza do forro principal e fibras antes da etapa de extrusão, e utilizando agentes de implosão. o polímero termoplástico preferido é um copolímero olefínico em blocos e mais preferivelmente interpolímeros em blocos a base de etileno. as construções e métodos aqui descritos são particularmente apropriados para fabricar tapete de tufos de tear largo tendo resistência à abrasão melhorada.

Description

“TAPETE OU TAPETE EM PLACAS
Campo da invenção [0001] Esta invenção refere-se a tapetes, tapetes em placas e forros de tapetes. Apesar das muitas tentativas existentes para unir fibras de tapetes usando vários polímeros, tais como polietileno e polipropileno, continua a necessidade de um sistema a base de polímero que seja de fácil aplicação e que mantenha ainda flexibilidade suficiente mantendo, ao mesmo tempo, crescimento mínimo especialmente em temperaturas elevadas.
Histórico da invenção [0002] A invenção provê um tapete ou tapete em placas compreendendo um material de forro principal tendo uma face e um verso, uma pluralidade de fibras ligadas ao material de forro principal estendendo-se da face do material de forro principal e exposta no verso do material de forro principal, um pré-revestimento opcional, um material de forro adesivo, uma camada de estabilidade dimensional opcional, um material de revestimento de cobertura opcional, e um material de forro secundário adjacente à camada de estabilidade dimensional ou ao material de forro adesivo, sendo que pelo menos um dentre a pluralidade de fibras, o material de forro principal, a camada de pré-revestimento opcional, o material de forro adesivo, a camada de estabilidade dimensional opcional, ou o material de forro secundário opcional compreende pelo menos uma composição ou polímero termoplástico de butiral nãopolivinílico e não-clorado tendo uma tensão interna de crescimento a 40°C, menor que cerca de 25 psi e uma tensão residual em deformação de 25% menor que cerca de 63%, preferivelmente sendo que a pelo menos uma composição ou
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2/51 polímero termoplástico de butiral não-polivinílico e nãoclorado pode ter uma tensão residual em deformação de 25% menor que cerca de 60%, mais preferivelmente menor que cerca de 55%, e/ou uma tensão interna de crescimento a 40°C menor ou igual a cerca de 10 psi.
[0003] A pelo menos uma composição ou polímero termoplástico de butiral não-polivinílico e não-clorado pode ser selecionado do grupo consistindo de polímeros de etileno/acetato de vinila (EVA), polímeros de etileno/acrilato de metila (EMA), polímeros de poli-alfaolefinas amorfos (APAO), copolímeros olefínicos em blocos (OBC) e polímeros de etileno ramificados homogeneamente. A pelo menos uma composição ou polímero termoplástico de butiral não-polivinílico e não-clorado pode ter um módulo de armazenamento (G') maior que 4,3 MPa a 70°C. A pelo menos uma composição ou polímero termoplástico de butiral nãopolivinílico e não-clorado pode compreender ainda pelo menos um agente de pegajosidade.
[0004] O tapete ou tapete em placas pode ter um copolímero olefínico em blocos compreendendo um interpolímero de etileno em blocos distinguido por ter pelo menos uma ou mais das seguintes características: (a) ter Mw/Mn de cerca de 1,7 a cerca de 3,5, pelo menos um ponto de fusão, Tm, em graus Celsius (°C), e uma densidade d, em grama/centímetro cúbico (g/cm3), sendo que os valores numéricos de Tm e d correspondem à relação: (a) Tm> -2002,9 + 4538,5(d) 2422,2(d)2; ou (b) ter Mw/Mn de cerca de 1,7 a cerca de 3,5, e se distinguir por um calor de fusão, Δη, em J/g, e uma quantidade delta, Δτ, em graus Celsius, definida como a diferença de temperatura entre o pico de DSC máximo e o pico
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3/51 de CRYSTAF máximo, sendo que os valores numéricos de ΔΤ e Δη têm as seguintes relações: ΔΤ> -0, 1299 (ΔΗ) + 62,81 para Δη maior que zero e até 130 J/g, ΔT > 48°C para Δη maior que 130 J/g, sendo que se determina o pico de CRYSTAF usando pelo menos 5 por cento do polímero cumulativo, e se menos que 5 por cento do polímero tiver um pico de CRYSTAF identificável, então a temperatura de CRYSTAF será de 30°C; ou (c) distinguir-se por uma recuperação elástica porcentual, Re, em deformação de 300 por cento, e 1 ciclo, medida com uma película moldada por compressão do interpolímero de etileno/a-olefina, e ter uma densidade, d, em grama por centímetro cúbico, sendo que os valores numéricos de Re e d satisfazem a seguinte relação quando o interpolímero de etileno/a-olefina é substancialmente livre de uma fase reticulada: Re > 1481 - 1629(d); ou (d) ter uma fração molecular que elui entre 40°C e 130°C quando fracionado usando TREF, caracterizada por ter um conteúdo molar de comonômero de pelo menos 5 por cento, maior que aquele de uma fração de interpolímero de etileno aleatório comparável eluindo entre as mesmas temperaturas, sendo que o dito interpolímero de etileno aleatório comparável tem os mesmos comonômeros e ter um índice de fusão, densidade, e conteúdo molar de comonômero (com base no polímero inteiro) dentro dos limites de 10 por cento daquele do interpolímero de etileno/a-olefina; ou (e) caracteriza-se por um módulo de armazenamento a 25°C, G' (25°C), e um módulo de armazenamento a 100°C, G'(100°C), sendo que a razão G'(25°C) para G'(100°C) é de cerca de 1:1 a cerca de 9:1 e, preferivelmente, sendo que o interpolímero em blocos de etileno/a-olefina é separado por mesofase tal como descrito em PCT/US09/032699 e
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4/51 no pedido provisório de patente U.S. serial n° 61/024674 para os multiblocos e os casos de distribuição de seqüências controladas estão em PCT/US09/032705 e no pedido provisório de patente U.S. serial n° 61/024688.
[0005] Preferivelmente, o tapete ou tapete em placas não é opcional.
[0006] Divulga-se o tapete da invenção, no qual (I) as fibras, forro principal, forro adesivo e forro secundário opcional compreendem todos um polímero poliolefínico em multiblocos, (II) a química de monômero olefínico do forro adesivo difere daquela das fibras e do forro principal, e (III) o tapete inclui uma etiqueta ou literatura no momento da venda que indica que o tapete é reciclável sem discriminação de componentes de tapete.
[0007] Divulga-se o tapete ou tapete em placas da invenção, sendo que o material de revestimento de cobertura ou o material de forro adesivo compreende ainda (a) pelo menos uma carga numa quantidade maior que 0% e de até cerca de 90% em peso, com base no peso total do material, sendo que a carga é selecionada do grupo consistindo de poeira e cinzas de carvão, ATH, CaCO3, talco, vidro reciclado, hidróxido de magnésio, pneus moídos, e tapete moído, (b) opcionalmente, pelo menos um outro polímero selecionado do grupo consistindo de MAH-g-HDPE, EEA, e EAA, (c) opcionalmente, pelo menos um óleo, (d) opcionalmente um aditivo de cor tal como negro de fumo, e (e) de 0 a cerca de 15 por cento em peso de pelo menos um agente de pegajosidade.
Sumário da invenção [0008] Esta invenção refere-se a tapetes e a métodos para fabricar tapetes, sendo que os tapetes compreendem pelo menos
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5/51 um material de forro de polímero de etileno flexível. Num caso particular, a invenção refere-se a um tapete e a um método para fabricar um tapete por uma técnica de revestimento por extrusão, sendo que cada tapete compreende um material de forro compreendendo pelo menos um copolímero olefínico em blocos, especialmente copolímeros em blocos a base de etileno.
[0009] A presente invenção refere-se a qualquer tapete construído com um material de forro principal e inclui tapete de tufos ou não de tufos tal como tapete perfurado com agulha. Embora incorporações específicas tratem de tapetes de tufos ou não de tufos, prefere-se o tapete de tufos.
[0010] As formulações de forro de tapete, especialmente aquelas usando copolímeros em blocos de etileno, têm sustentabilidade melhorara juntamente com carregamentos de cargas maiores.
[0011] O material de forro de pré-revestimento, o material de forro adesivo ou o material de revestimento de cobertura pode compreender pelo menos um copolímero olefínico em blocos.
[0012] O pré-revestimento pode compreender copolímero olefínico em blocos aplicado como uma dispersão de poliolefina, como uma dispersão de poliolefina adesiva hotmelt, como um adesivo hotmelt, quer aplicada como uma extrusão de camada única ou de multicamadas.
[0013] A camada adesiva compreendendo copolímero olefínico em blocos pode ser aplicada como um revestimento de extrusão, quer aplicada como uma extrusão de camada única ou de multicamadas, ou como hotmelt.
[0014] A camada de forro secundário ou revestimento de
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6/51 cobertura compreendendo copolímero olefínico em blocos pode ser aplicada como um revestimento de extrusão, quer aplicada como uma extrusão de camada única ou de multicamadas, ou como hotmelt.
[0015] Os tapetes de tufos são estruturas compósitas que incluem fios (também conhecidas como feixe de fibras), um material de forro principal tendo uma face e um verso, uma camada de forro adesiva e, opcionalmente um material de forro secundário. Para formar a superfície de face de tapete de tufos, os fios formam tufos através do material de forro principal tal que o comprimento mais longo de cada costura se estenda através da superfície de face do material de forro principal. Tipicamente, o material de forro principal é confeccionado de um material tecido ou não-tecido tal como um polímero termoplástico, muito comumente polipropileno ou poliéster.
[0016] A face do tapete de tufos pode ser confeccionada de três modos. Primeiro, para tapete de montes de laços, os laços de fios formados no processo de fase de tufagem são deixados intactos. Segundo, para tapete de montes cortados, os laços de fios são cortados, quer durante ou após a fase tufagem, para produzir um monte de extremidades de fios isolados em vez de laços. Terceiro, alguns estilos de tapetes incluem tanto um monte de laços como de fios cortados. Uma variedade deste terceiro híbrido é referida como tapetes de pelos tesourados onde laços de diferentes comprimentos formam tufos seguido por cisalhamento do tapete numa altura de modo a produzir uma mistura de laços não-cortados, de laços parcialmente cortados e de laços completamente cortados. Alternativamente a máquina de tufagem pode ser configurada de
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7/51 modo a cortar somente alguns dos laços, deixando assim um padrão de laços cortados e não-cortados. Quer laço, laço cortado ou híbrido, o fio no verso do material de forro principal compreende laços não-estendidos firmes.
[0017] A combinação de fios em tufos e um material de forro principal sem a aplicação de um material de forro adesivo ou material de forro secundário é referida na indústria de tapetes como tapete de tufos não-processado ou tecido cru.
[0018] Tecido cru torna-se tapete de tufos acabado com a aplicação de um material de forro adesivo e um material de forro secundário opcional no verso do material de forro principal. O tapete de tufos acabado pode ser preparado como um tapete de tufos de tear largo em cilindros tipicamente de 6 ou 12 pés de largura.
[0019] Alternativamente, o tapete pode ser preparado como tapete em placas, tipicamente, de 50 cm2.
[0020] A camada de forro adesiva é aplicada no verso do material de forro principal para fixar os fios no material de forro principal. Tipicamente, o material de forro adesivo é aplicado por um aplicador de disco usando um cilindro, um cilindro rotatório ou um leito, ou uma faca (também chamada de bisturi) sobre um cilindro rotatório ou leito. Os materiais de forros adesivos aplicados apropriadamente não passam substancialmente através do material de forro principal.
[0021] Muito freqüentemente, aplica-se o material de forro adesivo como um único revestimento ou camada. A extensão e tenacidade com a qual se afixa o fio é referida como trava de tufo ou resistência de ligação de tufo. Tapetes com
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8/51 suficiente resistência de ligação de tufo exibem boa resistência ao uso e, como tal, tem longas vidas úteis. Igualmente, o material de forro adesivo deve penetrar substancialmente o fio (feixe de fibras) exposto no verso do material de forro adesivo e deve consolidar substancialmente fibras individuais dentro do fio.
[0022] Boa penetração do fio e consolidação de fibras produz boa resistência à abrasão. Além disso, além da boa resistência de ligação de tufo e resistência à abrasão, o material adesivo também deve conferir ou permitir boa flexibilidade ao tapete a fim de facilitar a fácil instalação do tapete. Tipicamente, o material de forro secundário é uma tela leve confeccionada de material tecido ou não-tecido tal como um polímero termoplástico, muito comumente polipropileno. Opcionalmente, aplica-se o material de forro secundário no verso do tapete sobre o material de forro principal, para prover principalmente estabilidade dimensional melhorada à estrutura de tapete bem como para prover mais área superficial para a aplicação de adesivos de colagem direta.
[0023] Materiais de forro alternativos também podem ser aplicados no verso do material de forro adesivo e/ou no verso do material de forro secundário, se presente.
[0024] Materiais de forro alternativos podem incluir acolchoado de espuma (por exemplo, espuma de poliuretano) e adesivos de piso sensíveis à pressão. Materiais de forro alternativos também podem ser aplicados, por exemplo, como cadarço com área superficial melhorada, para facilitar instalações de adesivos de colagem direta (por exemplo, passadeira de contração, tapete de automóveis e tapete de
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9/51 aviões onde a necessidade de acolchoamento é freqüentemente mínima). Materiais de forro alternativos também podem ser opcionalmente aplicados para melhorar proteção de barreira contra umidade, insetos, e produtos alimentícios bem como prover ou melhorar propriedades de extinção de fogo, isolamento térmico, e amortecimento de sons do tapete.
[0025] Materiais de forro adesivos conhecidos incluem látex curável, sistemas de uretano ou vinila, sendo muito comuns os sistemas de látex. Sistemas de látex convencionais são composições aquosas de baixa viscosidade que se aplicam em elevadas taxas de produção de tapetes, e oferecem boa aderência de fibra ao forro, boa resistência de ligação de tufos e flexibilidade adequada. Geralmente, elimina-se o excesso de água e se cura o látex passando-o através de um forno de secagem. Borrachas de estireno/butadieno (SBR) são os polímeros mais comuns usados como materiais de forros adesivos de látex. Tipicamente, o sistema de forro de látex é muito carregado com uma carga inorgânica tal como carbonato de cálcio ou hidróxido de alumínio e inclui outros ingredientes tais como antioxidantes, antimicrobianos, retardantes de chama, eliminadores de fumaça, umectantes, e auxiliares de esponjamento.
[0026] Sistemas convencionais de forros de adesivos de látex podem ter determinadas desvantagens. Como uma importante desvantagem, sistemas típicos de forros de adesivos de látex não provêm barreira à umidade. Outra possível desvantagem, particularmente com um carpete tendo fios de polipropileno e materiais de forros principais e secundários de polipropileno, é que o polímero diferente de sistemas de látex juntamente com a carga inorgânica pode
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10/51 reduzir a capacidade de reciclagem do tapete.
[0027] Em vista destas desvantagens, alguns na indústria de tapetes começaram procurar substitutos apropriados para sistemas convencionais de forros de adesivos de látex. Uma alternativa é o uso de sistemas de forros de adesivos de uretano. Além de prover aderência adequada para consolidar o tapete, forros de uretano exibem, geralmente, boa flexibilidade e boas propriedades de barreira e, quando na forma de espuma, podem eliminar a necessidade de acolchoado subjacente separado (isto é, podem constituir um sistema de forro unitário de colagem direta). Entretanto, sistemas de forro de uretano também podem ter importantes desvantagens, incluindo seu custo relativamente elevado e exigências rigorosas de cura que necessitam aplicação de baixas taxas de produção de tapete em relação às de sistemas de látex.
[0028] Têm sido sugeridas poliolefinas termoplásticas tais como copolímeros de etileno/acetato de vinila (EVA) e polietileno de baixa densidade (LDPE) como materiais de forros adesivos devidos em parte, ao seu baixo custo, boa estabilidade à umidade e nenhuma exigência de cura. Existem vários métodos disponíveis para aplicar materiais de forros de poliolefinas, incluindo revestimento em pó, aplicação hotmelt e película extrudada ou laminação de folha.
[0029] Entretanto, o uso de poliolefinas para substituírem forros adesivos de látex também apresenta dificuldades. Por exemplo, a Tabela A na coluna 10 da patente U.S. n° 5.240.530, indica que resinas poliolefínicas usuais possuem aderência inadequada para uso na fabricação de tapetes. Adicionalmente, em relação a sistemas de lates e outros sistemas curados, as poliolefinas comuns tem viscosidades de
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11/51 aplicação relativamente elevadas e exigências térmicas relativamente elevadas. Isto é, as poliolefinas termoplásticas comuns caracterizam-se por viscosidades de fundidos, relativamente elevadas e elevadas temperaturas de recristalização ou de solidificação em relação às viscosidades aquosas típicas e exigências de temperatura de cura características de sistemas de látex e de outros sistemas (termofixos) curados.
[0030] Mesmo poliolefinas elastoméricas comuns, isto é poliolefinas tendo baixas cristalinidades, têm, geralmente, viscosidades relativamente elevadas e temperaturas de recristalização relativamente elevadas. Temperaturas de recristalização relativamente elevadas resultam em tempos de fusão relativamente curtos durante processamento e, combinadas com elevadas viscosidades de fundidos podem tornar difícil atingir penetração adequada dos fios, especialmente em taxas convencionais de aplicação de forro adesivo. Um método para superar as deficiências de viscosidade e recristalização de poliolefinas comuns é formular a resina poliolefínica como um adesivo hotmelt que usualmente envolve formular poliolefinas de baixos pesos moleculares com ceras, agentes de pegajosidade, vários modificadores de fluxo e/ou outros materiais elastoméricos. Na formulação de composições de forros adesivos hotmelt têm sido usados, por exemplo, copolímeros de etileno/acetato de vinila (EVA), e outras composições de poliolefinas também foram propostas como composições de forros hotmelt. Por exemplo, na patente U.S. n° 3.982.051, Taft et al., divulgam que uma composição compreendendo um copolímero de etileno/acetato de vinila, polipropileno atático e borracha vulcanizada, é útil como um
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12/51 adesivo de forro de tapete hotmelt.
[0031] Infelizmente, de modo geral, os sistemas de adesivos hotmelt não são considerados substitutos completamente apropriados para forros convencionais de adesivos de látex. Sistemas hotmelt típicos são a base de EVA e de outros copolímeros de etileno e comonômeros insaturados podem requerer formulação considerável e ainda produzem, freqüentemente, resistências de ligação de tufos inadequadas. Entretanto, a deficiência mais significativa de sistema hotmelt típico é sua resistência de fundido que geralmente é muito baixa para permitir aplicação por uma técnica de revestimento por extrusão direta. Como tal, os sistemas hotmelt de poliolefinas são tipicamente aplicados aos forros principais por técnicas relativamente lentas e menos eficientes tal como pelo uso de bisturis aquecidos ou de cilindros rotatórios de fundido.
[0032] Embora seja possível aplicar polietileno de baixa densidade de alta pressão (LDPE) por uma técnica convencional de revestimento por extrusão, as resinas de LDPE têm, tipicamente, flexibilidade inferior que pode resultar em rigidez excessiva de tapete.
[0033] Por outro lado, aquelas poliolefinas comuns que têm flexibilidade melhorada, tais como polietileno de ultrabaixa densidade (ULDPE) e interpolímeros de etileno/propileno, ainda não possuem flexibilidade suficiente, têm resistências de fundido excessivamente baixas e/ou tendem a ressoar o estiramento durante revestimento por extrusão. Para superar as dificuldades de revestimento por extrusão, as poliolefinas comuns com flexibilidade suficiente podem ser aplicadas por técnicas de laminação para garantir adequada aderência do fio
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13/51 ao forro; entretanto, técnicas de laminação são tipicamente caras e podem resultar em taxas de produção estendidas em relação às técnicas de revestimento por extrusão direta.
[0034] Divulgam-se exemplos conhecidos de materiais de forros de poliolefinas flexíveis nas patentes U.S. n°s 3.390.036, 3.583.936, 3.745.054, e 3.914.489. Em geral, estas divulgações descrevem composições de forros de adesivos hotmelt a base de um copolímero de etileno, tal como de etileno/acetato de vinila (EVA), e ceras. Técnicas conhecidas para melhorar a penetração de composições de forros de adesivos hotmelt através dos fios incluem aplicar pressão enquanto o tecido cru está em contato com cilindros de transferência de fundidos rotatórios tal como descrito, por exemplo, na patente U.S. n° 3.551.231.
[0035] Outra técnica conhecida para melhorar a eficácia de sistemas hotmelt envolve o uso de sistemas de prérevestimento. Por exemplo, as patentes U.S. n°s 3.684.600, 3.583.936, e 3.745.054, descrevem a aplicação de prérevestimentos aquosos de baixa viscosidade no verso do material de forro principal antes da aplicação de uma composição de adesivo hotmelt.
[0036] Os sistemas de forros de adesivos hotmelt divulgados nestas patentes derivam de formulação de multicomponentes a base de polímeros funcionais de etileno tais como, por exemplo, copolímeros de etileno/acrilato de etila (EEA) e de etileno/acetato de vinila (EVA).
[0037] Embora hajam vários sistemas conhecidos ma técnica de forros de tapetes, permanece a necessidade de um sistema de forro de tapete de poliolefina termoplástica que proveja adequada resistência de ligação de tufos, boa resistência à
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14/51 abrasão e boa flexibilidade para substituir sistemas de forros de látex curado. Permanece, também, a necessidade de um método de aplicação que permita elevadas taxas de produção de tapetes e que, simultaneamente, atinjam as características desejadas de boa resistência de ligação de tufos, boa resistência à abrasão, boas propriedades de barreira e boa flexibilidade. Finalmente, há também, necessidade de se prover uma estrutura de tapete tendo fibras e materiais de forro que sejam facilmente recicláveis sem a necessidade de manuseio extensivo e discriminação de materiais componentes de tapetes. De acordo com um aspecto da presente invenção, um tapete compreende uma pluralidade de fibras, um material de forro principal tendo uma face e um verso, um material de forro adesivo e um material de forro secundário opcional, a pluralidade de fibras ligadas ao material de forro principal e despontando da face do material de forro principal e se expondo no verso do material de forro principal, material de forro adesivo disposto no verso do material de forro principal e o material de forro secundário opcional adjacente ao material de forro adesivo, sendo que pelo menos um dentre a pluralidade de fibras, o material de forro principal, o material de forro adesivo ou o material de forro secundário opcional compreende pelo menos um copolímero olefínico em blocos. Outro aspecto da presente invenção é um método de fabricação de um tapete, o tapete incluindo uma pluralidade de fibras, um material de forro principal tendo uma face e um verso, um material de forro adesivo e um material de forro secundário opcional, a pluralidade de fibras ligadas ao material de forro principal e despontando da face do material de forro principal e se expondo no verso do material de forro
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15/51 principal, o método compreendendo a etapa de revestir por extrusão o material de forro adesivo ou o material de forro secundário opcional sobre o verso do material de forro principal, sendo que o material de forro adesivo ou o material de forro secundário opcional revestido por extrusão compreende pelo menos um copolímero olefínico em blocos, especialmente interpolímeros em blocos a base de etileno, caracterizados por um índice médio de blocos maior que zero e de até cerca de 1,0 e uma distribuição de peso molecular, Mw/Mn, maior que cerca de 1,3. Noutro aspecto, a invenção refere-se a um interpolímero de etileno/a-olefina compreendendo unidades polimerizadas de etileno e de aolefina, sendo que o índice médio de blocos é maior que 0 (zero) mas menor que cerca de 0,4 e uma distribuição de peso molecular, Mw/Mn, maior que cerca de 1,3. Preferivelmente, o interpolímero é um copolímero linear em multiblocos com pelo menos três blocos. Também preferivelmente, o conteúdo de etileno no interpolímero é de pelo menos 50 por cento molar. [0038] Outro aspecto da presente invenção é um método de fabricação de um tapete, o tapete tendo uma matriz de material de forro adesivo não-expandida e deformada e compreendendo fios ligados a um material de forro principal, o material de forro adesivo compreendendo pelo menos um polímero de etileno e em contato íntimo com o material de forro principal e tem os fios substancialmente penetrados e substancialmente consolidado, o método compreendendo a etapa de adicionar uma quantidade eficaz de pelo menos um agente de implosão no material de forro adesivo e depois disso, ativar o agente de implosão durante uma etapa de revestimento por extrusão tal que o polímero fundido ou semifundido seja
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16/51 forçado no espaço livre de fios expostos no verso do material de forro principal.
[0039] Outro aspecto da presente invenção é um método de fabricação de um tapete, o tapete tendo uma face e compreendendo fios, um material de forro principal, um material de forro adesivo e um material de forro secundário opcional, sendo que o material de forro principal tem um verso oposto à face do tapete, os fios se ligam ao material de forro principal, aplica-se o material de forro adesivo no verso do material de forro principal, o método compreendendo a etapa de decapar, lavar ou jatear o verso do material de forro principal com vapor d'água, solvente e/ou calor antes da aplicação do material de forro adesivo para descolar ou remover substancialmente materiais de processamento.
[0040] Os termos, “contato íntimo, “encapsulação substancial, e/ou “consolidação substancial são usados aqui se referindo a aderência mecânica ou a interações mecânicas (opostas à ligação química) entre componentes diferentes do tapete, independentemente de um ou mais componentes do tapete serem ou não capazes de interagir quimicamente com outro componente do tapete. Com respeito às interações ou aderências mecânicas da presente invenção, poderá haver alguma quantidade eficaz de inter-misturação ou interfusão de materiais poliméricos; entretanto, não há nenhuma fusão integral ou contínua de vários componentes determinada a partir de inspeção visual de fotomicrografias (em ampliação de 20x) das várias interfaces do tapete. Dentro deste significado, fusão de fios ou feixes de fibras ou de fibras individuais a uma outra dentro de um feixe de fibras não é considerada fusão integral nele mesmo uma vez que as fibras
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são aqui referidas como um componente do tapete.
[0041] O termo “contato íntimo refere-se à interação
mecânica entre o verso do material de forro principal e o
material de forro adesivo.
[0042] O termo “encapsulação substancial refere-se ao
material de forro adesivo que circunda significativamente os
fios ou feixes de fibras na ou muito próximo da interface entre o verso do material de forro principal e o material de forro adesivo. O termo “consolidação substancial refere-se à integridade global e estabilidade dimensional do tapete que se atinge encapsulando substancialmente os fios ou feixes de fibras e contatando intimamente o verso do material de forro principal com o material de forro adesivo. Um tapete consolidado substancialmente possui boa coesão de componente e boa resistência à delaminação com respeito aos vários componentes do tapete.
[0043] Usa-se aqui o termo “fusão integral com o mesmo sentido conhecido na técnica e se refere à ligação térmica de componentes do tapete usando uma temperatura acima do ponto de fusão do material de forro adesivo. A fusão integral ocorre quando o material de forro adesivo compreende o mesmo polímero das fibras ou do material de forro principal ou de ambos.
[0044] Entretanto, a fusão integral não ocorre quando o material de forro adesivo compreende um polímero diferente daquele das fibras e do material de forro principal. O termo “mesmo polímero significa que as unidades monoméricas dos polímeros são quimicamente iguais, embora seus atributos moleculares ou morfológicos possam diferir. Por outro lado, o termo “polímero diferente significa que, independentemente
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18/51 de quaisquer diferenças moleculares ou morfológicas, as unidades monoméricas dos polímeros são quimicamente diferentes. Assim, de acordo com as várias definições da presente invenção, um material de forro principal de polipropileno e um material de forro adesivo de polietileno não se fundiriam integralmente porque estes componentes do tapete são quimicamente diferentes. Usa-se aqui o termo “componente de tapete para referir-se separadamente aos feixes de fibras do tapete, ao material de forro principal, ao material de forro adesivo e ao material de forro secundário opcional.
[0045] Usa-se aqui o termo “revestimento por extrusão no seu sentido convencional para referir-se a uma técnica de extrusão na qual se aquece uma composição polimérica, usualmente na forma de pelotas, numa extrusora a uma temperatura elevada acima de sua temperatura de fusão e então forçada através de uma fieira de extrudados finos para formar uma teia de polímero semifundido ou fundido. A teia de polímero semifundido ou fundido continuamente esticada sobre um tecido cru alimentado continuamente para revestir o verso do tecido cru com a composição polimérica. Um processo de extrusão pode ser útil na presente invenção, onde, na laminação, a face do tecido cru é orientada na direção do cilindro de laminação e o verso do material de forro adesivo é orientado na direção do cilindro de pressão de laminagem. O revestimento por extrusão é distinto de uma técnica de laminação.
[0046] Usa-se aqui o termo “técnica de laminação em seu sentido convencional para se referir à aplicação de materiais de forros adesivos em tecidos crus formando, primeiramente, o
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19/51 material de forro adesivo como uma folha ou película solidificada ou substancialmente solidificada e depois disso, numa etapa separada de processamento, reaquecendo ou elevando a temperatura de folha ou da película antes de aplicá-la no verso do material de forro principal. Usa-se aqui o termo “conteúdo de calor para referir-se ao produto matemático da capacidade térmica e densidade relativa de uma carga. Cargas caracterizadas por terem elevado conteúdo de calor são usadas em incorporações específicas da presente invenção para ampliar o tempo de solidificação ou de fusão dos materiais de forros adesivos. O manual para técnicos químicos, de Howard J. Strauss e Milton Kaufmann, McGraw Hill Book Company, 1976, seções 1-4 e 2-1, provê informação a respeito da capacidade térmica e densidade relativa de cargas minerais selecionadas. As cargas apropriadas para uso na presente invenção não mudam seu estado físico (isto é, permanecem um material sólido) por todas as faixas de temperaturas de processamento de revestimento por extrusão da presente invenção.
[0047] Cargas preferidas com elevado conteúdo de calor
possuem uma combinação de elevada densidade relativa e de
elevada capacidade térmica.
[0048] Usa-se aqui o termo “agente de implosão para
referir-se ao uso de agentes de expansão convencionais ou outros compostos que eliminam gases ou causem desgaseificação quando ativados por calor, usualmente em alguma temperatura de ativação particular. Na presente invenção, usam-se agentes de implosão para implodir ou forçar o material de forro adesivo nos espaços livres de fios ou de feixes de fibras.
[0049] Usa-se aqui o termo “material de processamento para referir-se a substâncias tais como ceras de acabamento
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20/51 por rotação, óleos de equipamento, agentes de apresto e similares, que possam interferir com as interações interfaciais físicas ou adesivas dos materiais de forros adesivos. Os materiais de processamento podem ser removidos ou deslocados por uma técnica de decapagem ou lavagem da presente invenção através da qual se executa ligação mecânica melhorada. Usam-se aqui os termos “tapete de polipropileno e “tecido cru de polipropileno significando um tapete ou tecido cru compreendido substancialmente de fibras de polipropileno, independentemente de se o material de forro principal para o tapete ou para o tecido cru é compreendido de polipropileno ou de algum outro material.
[0050] Usam-se aqui os termos “tapete de náilon e “tecido cru de náilon significando um tapete ou tecido cru compreendido substancialmente de fibras de náilon, independentemente de se o material de forro principal para o tapete ou para o tecido cru é compreendido de náilon ou de algum outro material.
[0051] O termo “linear, quando empregado para descrever polímeros de etileno, é usado aqui significando que a cadeia principal polimérica do polímero de etileno é desprovida de ramificações de cadeias longas mensuráveis ou demonstráveis, por exemplo, o polímero é substituído com menos que 0,01 ramificação de cadeia longa/1000 carbonos.
[0052] O termo “polímero de etileno homogêneo, quando empregado para descrever polímeros de etileno, é usado no sentido convencional de acordo com a divulgação original por Elston na patente U.S. n° 3.645.992 para se referir a um polímero de etileno no qual o comonômero está distribuído aleatoriamente dentro de uma dada molécula de polímero e no
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21/51 qual substancialmente todas as moléculas de polímero têm substancialmente a mesma razão molar de etileno para comonômero. Como se definiu aqui, tanto polímeros de etileno substancialmente lineares como polímeros de etileno lineares ramificados homogeneamente são polímeros de etileno homogêneos.
[0053] Copolímeros olefínicos em blocos, especialmente interpolímeros em blocos a base de etileno, estão descritos e reivindicados em vários pedidos de patente, incluindo a patente U.S. n° 7.355.089 (Chang et al.), aqui incorporada por referência, WO 2005/090425, WO 2005/090426 e WO 2005/090427.
[0054] Descobrimos que copolímeros olefínicos em blocos, especialmente interpolímeros em blocos a base de etileno, oferecem vantagens únicas para aplicações em forro de tapete revestido por extrusão, especialmente para mercados de tapetes comerciais e residenciais. Copolímeros olefínicos em blocos, especialmente interpolímeros em blocos a base de etileno, têm baixas temperaturas de solidificação, boa aderência ao polipropileno, e baixo módulo em relação aos polímeros de etileno convencionais tais como polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno de baixa densidade linear ramificado heterogeneamente (LLDPE), polietileno de alta densidade (HDPE) e polietileno de ultrabaixa densidade ramificado heterogeneamente (ULDPE). Como tais, copolímeros olefínicos em blocos, especialmente interpolímeros em blocos a base de etileno, são úteis para fabricar fibras de tapetes, materiais de forro principal, materiais de forro adesivo e materiais de forro secundário opcional. Entretanto, copolímeros olefínicos em blocos, especialmente
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22/51 interpolímeros em blocos a base de etileno, são particularmente úteis como materiais de forros adesivos para tapetes de tufos e não de tufos (por exemplo, tapete perfurado por agulha) e são especialmente úteis para tapetes de tufos.
[0055] Na presente invenção, durante o revestimento por extrusão do forro de tapete para aplicar um material de forro adesivo, interpolímeros em blocos de etileno selecionados apropriadamente mostram boa penetração de fios (feixes de fibras) de tapete e também boa consolidação das fibras dentro dos fios.
[0056] Quando usadas em tapetes de tufos, a resistência de ligação de tufos e resistência à abrasão do tapete sofrem aumento pela penetração de interpolímeros em blocos de etileno nos fios. Preferivelmente, atinge-se uma resistência de ligação de tufos (ou trava de tufos) maior ou igual a 1,5 kg (3,25 libras), mais preferivelmente de maior ou igual a
2.3 kg (5 libras) e muito preferivelmente maior ou igual a
3.4 kg (7,5 libras). Além de penetração aumentada dos fios, pode-se também aumentar a resistência de ligação de tufos aumentando o peso molecular do polímero. Entretanto, um peso molecular maior de polímero selecionado para melhorar a resistência de ligação de tufos é contra a exigência de um peso molecular menor que é geralmente necessário para boa penetração de fios e boa capacidade de revestimento por extrusão. Igualmente, são desejáveis maiores densidades de polímeros para melhorar a resistência química e de barreira, já que densidades mais elevadas produzem invariavelmente tapetes rígidos. Como tal, as propriedades de polímero devem ser escolhidas tal que se mantenha um equilíbrio entre a
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23/51 capacidade de revestimento por extrusão e a resistência à abrasão bem como entre a resistência química e a flexibilidade do tapete.
[0057] Quando tecidos crus de tapetes são forrados com interpolímeros em blocos de etileno apropriadamente selecionados, o baixo módulo de flexão destes polímeros oferece vantagens na facilidade de instalação do tapete e no manuseio geral do tapete.
[0058] Em particular, interpolímeros em blocos de etileno quando empregados como material de forro adesivo mostram melhor aderência mecânica ao polipropileno o que melhora a consolidação e a resistência à delaminação das várias camadas de tapete e componentes, isto é, fibras de polipropileno, feixes de fibras, o material de forro principal, o material de forro adesivo e o material de forro secundário quando empregado opcionalmente. Conseqüentemente, pode-se obter resistência à abrasão e resistência de ligação de tufos excepcionalmente boas. A boa resistência à abrasão é especialmente importante em operações de limpeza de tapetes comerciais uma vez que a boa resistência à abrasão melhora geralmente a durabilidade do tapete.
[0059] Interpolímeros em blocos de etileno apropriadamente selecionados podem permitir a eliminação de materiais de forros secundários e como tal podem resultar em economia significativa de custos de fabricação. Além disso, tapetes forrados adesivamente com um interpolímero em blocos de etileno podem prover uma barreira a fluido e partícula substancial o que melhora as propriedades higiênicas do tapete. Um material de forro adesivo de interpolímero em blocos de etileno pode permitir a produção de tapetes
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24/51 totalmente recicláveis particularmente onde o tapete compreende fibras de polipropileno.
[0060] Ademais, a mistura de um interpolímero em blocos de etileno com uma resina de polipropileno próprio para fibras pode resultar numa composição de reciclagem modificada para impacto que é útil para moldagem por injeção e outras aplicações de moldagem bem como reuso em fabricação de tapetes, por exemplo, como o material de forro principal ou como um componente de mistura da composição de polímero de material de forro adesivo. Isto é, misturas de polímeros olefínicos podem envolver químicas, compatibilidades, e/ou miscibilidades de polímeros suficientemente semelhantes para permitir boa capacidade de reciclagem sem ter similaridades suficientes para permitir fusão integral.
[0061] Os copolímeros olefínicos em blocos preferidos, especialmente copolímeros em blocos de etileno têm um único pico de fusão entre -30°C e 150°C, determinado usando calorimetria diferencial de varredura (DSC). Preferivelmente, o interpolímero em blocos a base de etileno tem um único pico de fusão medido por DSC entre -30°C e 150°C, usualmente entre cerca de 100 e cerca de 130°C. Os interpolímeros em blocos a base de etileno usados na presente invenção caracterizam-se por um único pico de fusão por DSC. Determina-se o único pico de fusão usando um calorímetro diferencial de varredura padronizado com índio e água desionizada. O método envolve tamanhos de amostras de 5-7 mg, um “primeiro aquecimento até cerca de 140°C que é mantido por 4 minutos, um resfriamento numa taxa de 10°C/min até -30°C, que é mantido por 3 minutos e um aquecimento numa taxa de 10°C/min até 150 °C para o “segundo aquecimento. O único pico de fusão é tomado da
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25/51 curva de fluxo de calor de “segundo aquecimento contra temperatura. Calcula-se o calor total de fusão do polímero a partir da área sob a curva.
[0062]
Todas as amostras do polímero produto e componentes poliméricos individuais são analisados por cromatografia de permeação em gel (GPC) numa unidade cromatográfica de alta temperatura Waters 150 equipada com três colunas de porosidade mista (103, 104, 105 e 106 Â), operando numa temperatura de sistema de 140°C. O solvente é 1,2,4triclorobenzeno, a partir do qual preparam-se soluções a 0,3 por cento em peso das amostras para injeção. A taxa de fluxo é de 1 mL/min e o volume de injeção é dado em microlitros (pL). Calculam-se os pesos moleculares usando padrões de poliestireno de distribuição de peso molecular estreito (de Polymer Laboratories) juntamente com seus volumes de eluição. determinam-se os pesos moleculares equivalentes de polietileno usando coeficientes apropriados de Mark-Houwink para polietileno e poliestireno (tal como descrito em Williams e Ward no Journal of Polymer Science, Polymer Letters, Vol. 6, p. 621 (1968)) para derivar a seguinte equação Mpolietileno a (Mpoli estireno na qual a= 0,4315 e b= 1,0.
[0063]
O peso molecular médio numérico, Mn, é calculado de maneira usual de acordo com a seguinte fórmula:
Mn= Σ niMi/Z ni= w/Σ (wi/Mi) onde ni= número de moléculas com peso molecular Mi; w= peso total de material; e Σ ni= número total de moléculas.
[0064] Calcula-se o peso molecular médio ponderal, Mw, de maneira usual de acordo com a fórmula:
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26/51
Mw= Σ Wi* Mi onde wi* e Mi são, respectivamente, a fração ponderal e peso molecular, da i-ésima fração eluindo da coluna de GPC. O índice de blocos e a razão de segmentos duros/segmentos moles podem ser medidos de acordo com U.S. 11/376.835 e EP 1 716 190 B1.
[0065] Os copolímeros olefínicos em blocos apropriados, especialmente copolímeros em blocos a base de etileno para uso na presente invenção incluem interpolímeros de etileno e de pelo menos uma alfa-olefina preparados por processo de polimerização em solução, em fase gasosa ou em lama (pasta semifluida) ou combinações dos mesmos. As alfa-olefinas apropriadas são representadas pela seguinte fórmula: CH2=CHR* onde R* é um radical hidrocarbila. Adicionalmente, R* pode ser um radical hidrocarbila tendo de um a vinte átomos de carbono e, como tal, a fórmula inclui alfa-olefinas de C3-C20. As alfa-olefinas apropriadas para uso como comonômeros incluem propileno, 1-buteno, 1-isobutileno, 1-penteno, 1hexeno, 4-metil-1-penteno, 1-hepteno e 1-octeno, assim como outros tipos de comonômeros tais como estireno, estirenos substituídos com halogênio ou alquila, tetraflúor-etileno, vinil benzociclobutano, 1,4-hexadieno, 1,7-octadieno, e cicloalcenos, por exemplo, ciclopenteno, ciclo-hexeno e ciclo-octeno. Preferivelmente, o comonômero será 1-buteno, 1penteno, 4-metil-1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno, 1-octeno ou misturas dos mesmos, uma vez que os materiais de forro adesivo compreendendo alfa-olefinas superiores terão tenacidade especialmente melhorada. O termo interpolímero significa que o monômero principal (dominante) é copolimerizado com pelo menos um outro comonômero. Assim, o
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27/51 termo interpolímero pode referir-se a um copolímero bem como a terpolímeros (3 monômeros) e similares. Entretanto, muito preferivelmente, o comonômero será 1-octeno e o polímero de etileno será preparado num processo em solução.
[0066] A densidade dos interpolímeros em blocos a base de etileno, medida de acordo com ASTM D-792, geralmente não ultrapassará o valor de 0,92 g/cm3, e geralmente está na faixa de cerca de 0,85 g/cm3 a cerca de 0,92 g/cm3, preferivelmente de cerca de 0,86 g/cm3 a cerca de 0,92 g/cm3, e especialmente de cerca de 0,86 g/cm3 a cerca de 0,90 g/cm3. O peso molecular do copolímero em blocos a base de etileno é convenientemente indicado usando uma medida de índice de fusão de acordo com ASTM D-1238, Condição 190°C/2,16 kg (conhecida antigamente como Condição (E) e também conhecida como I2). O índice de fusão é inversamente proporcional ao peso molecular do polímero. Conseqüentemente, quanto maior for o peso molecular, menor será o índice de fusão, embora a relação não seja linear. De modo geral, o índice de fusão dos interpolímeros em blocos a base de etileno é de cerca de 1 g/10 min a cerca de 500 g/10 min, preferivelmente de cerca de 2 g/10 min a cerca de 300 g/10 min, mais preferivelmente de cerca de 5 g/10 min a cerca de 100 g/10 min, especialmente de cerca de 10 g/10 min a cerca de 50 g/10 min, e muito especialmente de cerca de 25 g/10 min a cerca de 35 g/10 min. Outra medida útil na caracterização do peso molecular dos interpolímeros em blocos a base de etileno é convenientemente indicada usando uma medida de índice de fusão de acordo com ASTM D-1238, Condição 190°C/10 kg (conhecida antigamente como Condição (N) e também conhecida como I10) . A razão dos índices de fusão I10 e I2 é a razão de fluxo de fundido,
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28/51 designada como I10/I2. A razão I10/I2 dos interpolímeros em blocos a base de etileno é de pelo menos 6,5, preferivelmente de pelo menos 7, especialmente de pelo menos 8.
[0067] Os polímeros de etileno preferidos para uso na presente invenção têm módulo relativamente baixo. Isto é, o polímero de etileno caracteriza-se por ter um módulo de elasticidade de 2% menor que 163,3 MPa (24.000 psi), especialmente menor que 129,3 MPa (19.000 psi) e muito especialmente menor que 95,2 MPa (14.000 psi), medido de acordo com ASTM D 790.
[0068] Os polímeros de etileno preferidos para uso na presente invenção são substancialmente amorfos ou totalmente amorfos. Isto é, o polímero de etileno caracteriza-se por ter uma porcentagem de cristalinidade menor que 40 por cento, preferivelmente menor que 30 por cento, mais preferivelmente menor que 20 por cento e muito preferivelmente menor que 10 por cento, medida por calorimetria diferencial de varredura usando a equação: % de cristalinidade= (Hf/292)*100, onde Hf é o calor de fusão em Joule/grama (J/g). O copolímero olefínico em blocos, especialmente interpolímeros em blocos de etileno pode ser usado sozinho ou pode ser misturado ou combinado com um ou mais materiais poliméricos naturais ou sintéticos. Polímeros apropriados para combinar ou misturar com copolímeros olefínicos em blocos, especialmente interpolímeros em blocos a base de etileno usados na presente invenção incluem, mas não se limitam a, outros copolímeros olefínicos em blocos, especialmente interpolímeros em blocos de etileno, polietileno de baixa densidade, LLDPE ramificado heterogeneamente, ULDPE ramificado heterogeneamente, polietileno de média densidade, polietileno de alta
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29/51 densidade, polietileno enxertado (por exemplo, polietileno linear de baixa densidade ramificado heterogeneamente enxertado por extrusão com anidrido maleico ou polietileno de ultrabaixa densidade ramificado homogeneamente enxertado com anidrido maleico (MAH-g)), copolímero de etileno/ácido acrílico, copolímero de etileno/acetato de vinila, copolímero de etileno/acrilato de etila, poliestireno, polipropileno, poliéster, poliuretano, polibutileno, poliamida, policarbonato, borrachas, polímeros de etileno/propileno, polímeros de etileno/estireno, copolímeros em blocos de estireno, e vulcanatos. Pode-se executar, convenientemente, a combinação ou misturação real de vários polímeros por qualquer método conhecido na técnica incluindo, mas não se limitando a, composição pro extrusão de fundido, misturação seca, laminação, misturação de fundido como num misturador Banbury e polimerização em múltiplos reatores. As combinações e misturas preferidas incluem um copolímero olefínico em blocos, especialmente interpolímeros em blocos a base de etileno e um interpolímero de etileno/alfa-olefina ramificado heterogeneamente no qual a alfa-olefina é uma alfa-olefina de C3-C8 preparada usando dois reatores operados em paralelo ou em série com diferentes sistemas catalíticos empregados em cada reator.
[0069] Descobriu-se uma faixa de propriedades de resina, condições de processamento e configurações de equipamento para sistemas de forros de tapetes capaz de serem revestidos por extrusão que realizam desempenho semelhante ou melhor que sistemas de látex e poliuretano em uso. Pré-revestimentos, revestimentos laminados, e revestimentos de espumas de poliolefinas podem ser preparados por métodos conhecidos
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30/51 daqueles com conhecimento usual na técnica de preparar tais forros. Pré-revestimentos, revestimentos laminados, e revestimentos de espumas preparados a partir de tais dispersões estão descritos em P. L. Fitzgerald, “Integral
Dispersion Foam Carpet Cushioning, J. Coat. Fab. 1977,
volume 7 (pp. 107-120), e em R. P . Brentin, “Dispersion
Coating Systems for Carpet Backing , J. Coat. Fab. 1982,
volume 12 (pp. 82-91) .
[0070] Preferivelmente, extrudam- se duas camadas de
resina, cada camada compreendendo uma resina diferente, com a camada aplicada diretamente sobre o verso do material de forro principal (primeira camada) tendo um índice de fusão maior que a segunda camada que se aplica no verso da primeira camada. Uma vez que a primeira camada que é confiada para encapsular e penetrar os fios, esta camada deve ter um índice de fusão suficientemente elevado (viscosidade de fundido suficientemente baixa) para promover encapsulação e penetração dos fios. A segunda camada que geralmente não é confiada para encapsular e penetrar os fios, pode ser usada quer como superfície de fundo do tapete ou para facilitar a aplicação de um material de forro secundário opcional. Para ambos destes usos, prefere-se ter um índice de fusão menor para prover maior resistência após resfriamento. Ademais, porque ela não é confiada para encapsular ou penetrar os feixes de fibras, pode-se usar uma resina de menor qualidade e/ou de propriedades controladas menos firmemente na segunda camada. Numa incorporação preferida, a segunda camada é uma matéria-prima reciclada.
[0071] Igualmente, a primeira camada e segunda camada podem consistir de composições ou de químicas de polímeros
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31/51 diferentes. Por exemplo, a primeira camada pode ser compreendida de um polímero adesivo (como um aditivo ou como a composição da camada inteira) tal como, mas não limitado a, um copolímero de etileno/acetato de vinila, um copolímero de etileno/ácido acrílico ou um enxerto de polímero de etileno com anidrido maleico (preferivelmente, um interpolímero em blocos de etileno enxertado por extrusão com anidrido maleico ou um polietileno de alta densidade enxertado por extrusão com anidrido maleico) e a segunda camada pode compreender um polímero não-polar tal como um copolímero olefínico em blocos, espacialmente copolímeros em blocos a base de etileno, um polietileno de baixa densidade ou um polietileno de ultrabaixa densidade. Alternativamente, a primeira camada pode compreender um polímero não-polar e a segunda camada pode compreender um polímero adesivo. Preferivelmente, a primeira camada tem um índice de fusão I2 entre cerca de 5 e cerca de 175 g/10 minutos, e a segunda camada tem um índice de fusão I2 entre cerca de 1 e cerca de 70 g/10 minutos. Muito preferivelmente, a primeira camada tem um índice de fusão I2 entre cerca de 30 e cerca de 70 g/10 minutos, e a segunda camada tem um índice de fusão I2 entre cerca de 10 e cerca de 30 g/10 minutos. Prefere-se também extrudar duas camadas de uma composição de um só polímero a fim de ter maior controle sobre a espessura ou peso da resina aplicada ao tapete.
[0072] Em incorporações alternativas, três ou mais camadas da resina podem ser extrudadas sobre o verso do material de forro principal para atingir pesos de revestimentos ainda maiores e/ou para obter uma transição mais gradual entre a primeira e a última camada aplicada. Preferivelmente, usa-se
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32/51 uma matriz de borda dupla para aplicar duas camadas. Alternativamente, podem-se usar duas ou mais estações de extrusão ou uma matriz de co-extrusão de uma só borda para aplicar estas duas ou mais camadas. Outro aspecto da presente invenção é o uso de copolímero em blocos olefínico modificado, especialmente interpolímeros em blocos a base de etileno. Descrevem-se técnicas de enxertio apropriadas nas patentes U.S. n°s 4.762.890, 4.927.888, 4.230.830, 3.873.643, e 3.882.194, a divulgação de cada uma das quais aqui se incorpora inteiramente por referência.
[0073] Aditivos poliméricos adesivos preferidos para uso na presente invenção são enxertos de anidrido maleico nos quais anidrido maleico é enxertado num polímero de etileno numa concentração de cerca de 0,1 a cerca de 5,0 por cento em peso, preferivelmente de cerca de 0,5 a cerca de 1,5 por cento em peso. O uso de enxertos de anidrido maleico em polímero de etileno como aditivo polimérico adesivo na presente invenção melhora significativamente o desempenho e a janela operacional do material de forro adesivo, especialmente para polímero polar tal como por exemplo, mas não limitado a, tapetes com face de náilon e poliéster. O melhoramento refere-se a resistência de ligação de tufos e resistência à abrasão comparativas substancialmente maiores. O melhoramento foi surpreendente pelo fato de os adesivos enxertados serem geralmente conhecidos por requerem tempos de contato fundidos ou semifundidos ampliados para desempenho e função melhorada quando adesivos de intercamadas para películas e revestimentos onde há um substrato contínuo oposto à interface descontínua existente em fabricação de tapetes. Os polímeros de etileno preferidos para uso como o
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33/51 polímero hospedeiro enxertado incluem polietileno de baixa densidade (LDPE), polietileno de alta densidade (HDPE), polietileno de baixa densidade linear ramificado heterogeneamente (LLDPE), polímeros de etileno lineares ramificados homogeneamente e polímeros de etileno substancialmente lineares. Os polímeros de etileno hospedeiros preferidos têm uma densidade maior ou igual a 0, 915 g/cm3 e muito preferivelmente maior ou igual a 0,92 g/cm3. Interpolímeros em blocos a base de etileno e polietileno de alta densidade são os polímeros de etileno hospedeiros preferidos.
[0074] Neste aspecto da presente invenção, o aditivo polimérico adesivo é adicionado ao copolímero olefínico em blocos, especialmente copolímeros em blocos a base de etileno, num nível na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 30 por cento em peso, preferivelmente de cerca de 1 a cerca de 20 por cento em peso, mais preferivelmente de cerca de 5 a cerca de 15 por cento em peso, com base no peso total do polímero. Para os enxertos de anidrido maleico em polímeros de etileno preferidos, as adições devem prover uma concentração final de anidrido maleico na faixa de cerca de 0,01 a cerca de 0,5 por cento em peso, preferivelmente de cerca de 0,05 a cerca de 0,2 por cento em peso, com base no peso total do polímero. Os polímeros extrudados podem ser usados puros ou podem ter um ou mais aditivos incluídos. Um aditivo preferido é uma carga inorgânica, mais preferivelmente, uma carga inorgânica com elevado conteúdo de calor. Exemplos de tais cargas incluem, mas não se limitam a, poeira e cinzas de carvão, carbonato de cálcio, hidróxido de alumínio, talco, barita. Acredita-se que cargas com elevado conteúdo de calor são vantajosas na
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34/51 invenção porque tais cargas permitem que o extrudado permaneça mais tempo em temperaturas elevadas com o resultado benéfico de prover melhor encapsulação e penetração. Isto é, normalmente adicionam-se cargas aos materiais de forros de tapetes meramente para aumentar o volume (isto é, como extensores) ou para conferir isolamento e características de amortecimento de som. Entretanto, descobrimos que cargas minerais inorgânicas que têm elevados conteúdos de calor melhoram surpreendentemente encapsulação e penetração dos fios, que por sua vez melhora o desempenho da resistência à abrasão e a resistência de ligação de tufos de amostras de tapetes revestidos por extrusão.
[0075] Preferivelmente, adiciona-se uma carga com elevado conteúdo de calor num nível entre cerca de 1 e cerca de 75 por cento em peso do extrudado total, preferivelmente entre cerca de 15 e cerca de 60 por cento em peso e muito preferivelmente entre cerca de 20 e cerca de 50 por cento em peso. Tais cargas terão conteúdo de calor específico maior ou igual a 1,8 Joule-cm3/°C (0,4 cal-cm3/°C), preferivelmente maior ou igual a 2 Joule-cm3/°C (0,5 cal-cm3/°C), mais preferivelmente maior ou igual a 2,5 Joule-cm3/°C (0,6 calcm3/°C) e muito preferivelmente maior ou igual a cerca de 2,9 Joule-cm3/°C (0,7 cal-cm3/°C). Exemplos representativos de cargas de elevado conteúdo de calor para uso na presente invenção incluem, mas não se limitam a, calcário (principalmente CaCO3), mármore, quartzo, sílica e barita (principalmente BaSO4). As cargas de elevado conteúdo de calor devem ser moídas ou precipitadas até um tamanho que possam ser convenientemente incorporadas numa corrente de fundido de revestimento por extrusão. Tamanhos de partículas
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35/51 apropriados variam de cerca de 1 a cerca de 100 microns. Se for desejado um forro de espuma no tapete, pode-se adicionar um agente de expansão ao material de forro adesivo e/ou ao material de forro secundário opcional. Se usados, os agentes de expansão são preferivelmente agentes de expansão convencionais ativados por calor tais como azodicarbonamida, tolueno sulfonil semicarbazida, e oxi bis(benzeno sulfonil)hidrazida. A quantidade de agente de expansão adicionada depende do grau de esponjamento procurado. Um nivel tipico de agente de expansão está entre cerca de 0,1 e cerca de 1,0 por cento em peso.
[0076] Outros aditivos podem ser incluídos no material de forro adesivo, até o ponto em que não interfiram com as propriedades melhoradas descobertas pelos requerentes. Por exemplo, podem ser usados antioxidantes tais como fenóis estericamente impedidos, aminas estericamente impedidas e fosfitos. Antioxidante apropriados incluem IRGANOX™ 1010 de Ciba-Geigy que é um fenol impedido e IRGAFOS™ 168 de CibaGeigy que é um fosfito. Outros aditivos possíveis incluem aditivos antiaderentes, pigmentos e corantes, agentes antiestáticos, agentes antimicrobianos (tais como sais de amônio quaternário) e aditivos de liberação de cilindro de laminação coquilhado (tais como amidas de ácidos graxos). Como se notou acima, o tapete da invenção inclui preferivelmente também um material de forro secundário. Preferivelmente, o material de forro secundário é laminado diretamente nas camadas extrudadas enquanto o extrudado ainda estiver fundido após revestimento por extrusão. Descobriu-se que esta técnica pode melhorar a penetração do revestimento por extrusão no forro principal.
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36/51 [0077] Alternativamente, o material de forro secundário pode ser laminado numa etapa posterior reaquecendo e/ou refundindo pelo menos a porção mais externa da camada extrudada ou por uma técnica de revestimento por co-extrusão usando pelo menos duas extrusoras aplicadas. Igualmente, o material de forro secundário pode ser laminado através de alguns outros meios, tal como interpondo uma camada de um material adesivo polimérico entre o material de forro adesivo e o material de forro secundário.
[0078] Materiais adesivos poliméricos apropriados incluem, mas não se limitam a, copolímeros de etileno/ácido acrílico (EAA), ionômeros e composições de polietileno enxertado com anidrido maleico. A fabricação de tapete forrado por extrusão e os métodos aqui descritos são particularmente apropriados para fabricar tapetes em placas. Numa incorporação preferida de tapete em placas, o tapete inclui de cerca de 176,8 a cerca de 7.074 cm3/m2 (de cerca de 5 a 200 OSY) de forro adesivo extrudado. Mais preferivelmente o tapete para placa inclui de cerca de 1061 a cerca de 2.830 cm3/m2 (de cerca de 30 a 80 OSY) de foro extrudado, mais preferivelmente 1.768 cm3/m2 (50 OSY). Preferivelmente, o tapete para placa de tapete recebe seu forro extrudado em dois passes, isto é, aplicar duas camadas do forro extrudado. A aplicação do forro extrudado em dois passes permite a oportunidade de aplicar uma primeira e uma segunda camada que tenham diferentes propriedades físicas e/ou químicas. Como se notou acima, algumas vezes é preferível aplicar um polímero com um índice de fusão maior adjacente ao forro principal, e um polímero com um índice de fusão menor na camada seguinte ao forro principal e um extrudado com um conteúdo de carga mais
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37/51 elevado na camada abaixo daquela. Numa incorporação preferida, a camada seguinte ao forro principal inclui uma quantidade de carga de 30 por cento em peso e a camada abaixo daquela inclui uma quantidade de carga de 60 por cento em peso. Acredita-se que o menor conteúdo de carga provê melhor penetração do forro principal e costuras de verso no tapete pelo extrudado.
[0079] A placa de tapete pode incluir um pano de forro secundário abaixo da segunda camada de forro extrudado. Materiais apropriados para o pano de forro secundário incluem aqueles descritos acima. Entretanto, atualmente não se prefere incluir um pano de forro secundário na placa de tapete. Tipicamente, fabrica-se a placa de tapete produzindo um comprimento de tapete forrado e depois cortando o tapete em quadrados de tamanhos apropriados. Nos Estados Unidos, o tamanho mais comum é de 45,7 cm2 (18 polegada2) . No resto do mundo o tamanho mais comum é de 50 cm2.
[0080] As placas de tapetes têm uma tendência de crescerem em ambientes quentes e úmidos. Isto é um problema significativo quando as placas são instaladas borda com borda sem nenhum espaço para expansão. Pode ocorrer empenamento do sistema de placas mesmo se as expansões forem tão baixas quanto 0,08%. A quantidade de crescimento em placas se relaciona com o crescimento inerente das várias camadas da placa. Freqüentemente, os fios são feitos de náilon que é conhecido por intumescer quando exposto aos ambientes úmidos. Este intumescimento é freqüentemente retido pelo prérevestimento que pode prender o compósito de tapete prérevestido no devido lugar na maior parte de todas as temperaturas observadas na aplicação. Entretanto, podem
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38/51 surgir conseqüências se as camadas de forro ou de adesivo ou de revestimento de cobertura expandirem devido à exposição ao calor. Por esta razão, freqüentemente, adicionam-se camadas de não-tecido de fibra de vidro assentadas entre a camada adesiva e o revestimento de cobertura. Entretanto, a despeito de tais esforços, as placas são conhecidas por crescerem devido ao crescimento inerente daquele polímero. O coeficiente de expansão térmica linear (CLTE ou CTE) é uma medida desta tendência de crescimento.
[0081] O CLTE é somente uma parte da predição de crescimento de camadas de forros poliméricos nas placas de tapetes. Isto é porque a medida clássica de CLTE é feita com pouca ou com nenhuma força aplicada na amostra. Particularmente com materiais moles tais como aqueles usados para forrar tapetes, as forças até mesmo pequenas aplicadas na amostra por dispositivos de testes tais como dilatômetros e dispositivos de TMA podem alterar o crescimento medido. O crescimento pode ocorrer na direção X (transversal), na direção Y (máquina) ou na direção Z (espessura). No caso da placa de tapete presente, o crescimento direcional X e Y é limitado pelo tapete pré-revestido, pela camada de vidro assentada e pelo piso ao qual ela adere. Estas restrições tende a forçar a expansão térmica do revestimento adesivo e do revestimento de cobertura na direção Z, que é a “trajetória de resistência mínima. O grau em que isto corre relacionado à quantidade de força com a qual um material cresce, doravante chamado de “tensão de crescimento. Tais materiais moles com uma elevada tensão de crescimento expandirão mais nas direções X e Y que materiais com baixas tensões de crescimento.
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Medida da tensão de crescimento [0082] Mede-se a tensão de crescimento usando um RSA III de TA Instruments (Analisador de Sólidos Reométrico III) . Cortam-se folhas moldadas por compressão de cada amostra de 0,8-1 mm de espessura em forma retangular de largura 12,7 mm e se carregam no instrumento. Durante o teste, a deformação e tensão são ajustadas a fim de fixar a distância de prendedor em 20 mm. Programa-se uma rampa de elevação de temperatura para operar desde a temperatura ambiente até a fusão a 20°C/min. Registra-se a força durante a rampa de elevação da temperatura, a partir da qual se calcula a tensão de crescimento de acordo com a equação 1.
σ (MPa) = F = F(gO *0-0098 (N/gf)
Area t(mm) * W(mm) (D na qual σ é a tensão de crescimento, F é a força de crescimento, Área é a área de seção transversal de película, t é a espessura de película, e W é a largura de película. Usa-se o valor de tensão de crescimento a 40°C para comparação entre amostras diferentes. Executa-se tr~es vezes este procedimento e se registra a tensão de crescimento média para cada amostra.
Medida de tensão residual [0083] Medem-se as propriedades de tensão residual usando uma pequena barra de tração de acordo com a geometria de amostra de ASTM D 1708 usando Instron. Ά amostra é estirada a 100%/mi a 25% e mantida em 25% por 30 min, durante os quais se registra a tensão com o tempo. Executa-se o teste numa câmara ambiental, que é ajustada a 40°C, para representar uma temperatura extrema numa experiência de força de instalação.
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A porcentagem de tensão residual após 30 min é usada para comparação entre amostras diferentes. Executa-se duas vezes este procedimento e a tensão residual média é registrada para cada amostra.
Tabela 1: Tensão de crescimento a 40°C
psi
Exemplo Comparativo 1 15
Exemplo 1 5
Exemplo 1 (repetido) 10
[0084] O Exemplo Comparativo 1 é uma formulação compreendendo 24 por cento em peso de um copolímero de etileno/1-octeno substancialmente linear tendo um índice de fusão de cerca de 30 g/10 minutos e uma densidade de cerca de 0,885 g/cm3; cerca de 4 por cento em peso de AMPLIFY GR 204, que é um polímero de etileno tendo um índice de fusão de 65 g/10 minutos e uma densidade de cerca de 0,952 g/cm3 enxertado subseqüentemente com anidrido maleico com cerca de 1,2 por cento em peso de anidrido maleico e um índice de fusão final de cerca de 12 g/10 minutos; cerca de 60 por cento em peso de carga; cerca de 1 por cento em peso de óleo (Chevron/Phillips Paralux 6001); e cerca de 11 por cento em peso de agente de pegajosidade (vide exemplo de topo da coluna 59 de U.S. 7.338.698). Esta formulação do Exemplo Comparativo 1 tem um módulo de armazenamento (G') de cerca de 7,8 MPa a 70°C. Obtém-se G' de dados da espectroscopia dinâmico-mecânica das películas compósitas moldadas por compressão. Mede-se G' usando analisador dinâmico-mecânico ARES de Rheometrics modo de torção. Executa-se o teste a partir de uma temperatura abaixo de Tg até 200°C numa freqüência de 10 rad/s. Registra-se o valor G' a 70°C.
[0085] O Exemplo 1 é uma formulação compreendendo 24 por
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41/51 cento em peso de um copolímero em multiblocos de etileno/1octeno tendo um índice de fusão de cerca de 15 g/10 minutos, uma densidade de cerca de 0, 877 g/cm3, cerca de 25% de segmentos duros, cerca de 75% de segmentos moles e um índice de blocos de cerca de 0,4 a cerca de 0,6; cerca de 4 por cento em peso de AMPLIFY GR 204, que é um polímero de etileno tendo um índice de fusão de 65 g/10 minutos e uma densidade de cerca de 0,952 g/cm3 enxertado subseqüentemente com anidrido maleico com cerca de 1,2 por cento em peso de anidrido maleico e um índice de fusão final de cerca de 12 g/10 minutos; cerca de 60 por cento em peso cinzas de carvão; cerca de 1 por cento em peso de óleo (Chevron/Phillips Paralux 6001); e cerca de 11 por cento em peso do agente de pegajosidade EASTOTAC H115R.
[0086] Outras propriedades do copolímero em multiblocos de etileno/1-octeno incluem aquelas listadas abaixo:
I10 I10/I2 Tm Tc Mn Mw Mw/Mn Calor de fusão
g/10 min °C °C g/mol g/mol J/g
113 7, 6 120 104 11760 63850 5, 4 50, 4
Cristalinidade 1—1 co d ° £ -P Segmento mole de C8 Segmento duro de C8 % de segmentos moles % de segmentos duros
% em peso % molar % molar % molar 0 0 0 %
17,4 13, 1 18, 5 0, 9 75 25
Tabela 2: Porcentagem de tensão residual em deformação de 25%
ο %
Exemplo Comparativo 1 67
Exemplo 1 54
[0087] O Exemplo Comparativo 1 é a mesma formulação descrita acima.
[0088] O Exemplo 1 é a mesma formulação descrita acima.
[0089] Podem ser atingidas combinações de baixas tensões de crescimento e baixas tensões residuais usando materiais de
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42/51 baixos módulos. Estes baixos módulos podem ser executados por plastificação tal como o caso com PVC ou usando materiais de cristalinidade muito baixa tais como copolímeros de etileno com elevados níveis de copolímero. Entretanto, estes materiais de cristalinidade muito baixa fundem, tipicamente, em baixas temperaturas. Para aplicações de tapetes e tapetes em placas, temperaturas de carregamento podem chegar a tão elevadas quanto 80°C. Portanto, os pontos de fusão de materiais de forro devem ser mantidas nesta faixa ou maiores.
[0090] Para polímeros com pontos de fusão menores, pode-se usar cura ou reticulação para elevar o peso molecular para impedir fluxo de polímero em altas temperaturas, preferivelmente sem afetar significativamente o caráter de tensão de crescimento e tensão residual. Isto pode ser executado com reticulação por peróxido, feixe eletrônico e outros métodos semelhantes.
[0091] Em ainda outra incorporação alternativa, aplica-se um adesivo sensível à pressão na superfície inferior do tapete forrado e se inclui uma folha de liberação. Desta maneira, produz-se um tapete “de película auto-adesiva. Este é particularmente vantajoso quando o tapete será cortado em placas. Exemplos de adesivos sensíveis à pressão apropriados incluem copolímeros de etileno/acetato de vinila e polímeros de etileno substancialmente lineares e polímeros em multiblocos a base de etileno formulados com agentes de pegajosidade e ceras poliméricas. A folha de liberação pode ser confeccionada com polímeros convencionais e/ou produtos de papel. Preferivelmente, a folha de liberação é confeccionada com uma formulação de poliéster/cera. determinou-se que o adesivo sensível à pressão é mais bem
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43/51 aplicado diretamente ao material de forro adesivo enquanto o material de forro adesivo ainda está numa temperatura elevada do processo de revestimento por extrusão. Uma técnica preferida laminar por extrusão o adesivo sensível à pressão com o material de forro adesivo; isto é, aplicar o adesivo sensível à pressão em lâmina. Alternativamente, o material de forro adesivo pode ser re-aquecido antes de se aplicar o adesivo sensível à pressão.
[0092] OBC é muito compatível com agentes de pegajosidade completamente hidrogenados com pesos moleculares menores que 2500 g/mol (Mz). Os melhores agentes de pegajosidade para usar com OBC são: (1) aromáticos hidrogenados tais como REGALITE R1090 e R1100 (produzidos por Eastman Chemical); (2) hidrocarbonetos completamente hidrogenados tais como EASTOTAC H100L e ESCOREZ série 5600; (3) hidrocarbonetos parcialmente hidrogenados tal como ESCOREZ série 5400; e (4) resinas de monômeros puros hidrogenados tais como REGALREZ 1085 e 1094.
[0093] Óleo apropriado: Formulou-se uma seleção de óleos minerais e naftênicos com o agente de pegajosidade OBC. Os melhores candidatos incluem PARALUX 6001 (parafínico) de Chevron-Phillips, HYPRENE P100N (parafínico hidrogenado) de West Virginia, óleos minerais KAYDOL de Crompton-Witco e HYDROBRITE 550 de Sonneborn (62-67,5% parafínico).
[0094] Ceras apropriadas: Ceras, incluindo ceras fabricadas a partir de refinação de óleo bruto, tais como cera de parafina, cera microcristalina, e ceras sintéticas, tais como ceras de Fischer-Tropsch.
Cargas apropriadas [0095] Carga de vidro: Tipicamente produz-se vidro em pó reciclando produtos de vidro pós-consumidor, em particular
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44/51 vidro automotivo e arquitetônico, também conhecidos como vidro em placas. Entretanto, também podem ser usados outros tipos de vidro, tais como cristal (vidro de chumbo), vidro E, vidro de silicato de boro, vidro marrom (vidro de garrafa), e vidro verde (vidro de garrafa) e combinações dos mesmos, para formar o pó de vidro. Portanto, para garantir dispersão adequada do pó de vidro na carga mantendo ainda viscosidades adequadas, o tamanho médio do pó de vidro pode variar de aproximadamente 100 mesh a 400 mesh. Mais particularmente, em algumas incorporações, o tamanho médio do pó de vidro pode ser de aproximadamente 200 mesh.
[0096] Outras cargas: O pó de vidro pode constituir até 100% da carga. Adicionalmente, pode-se usar o pó de vidro juntamente com cargas convencionais para formar uma carga composta. Por exemplo, em algumas incorporações, pode-se misturar o pó de vidro com carbonatos tais como carbonato de cálcio (CaCO3) , carbonato de césio (Cs2CO3), carbonato de estrôncio (SrCO3), e carbonato de magnésio (MgCO3); sulfatos tal como sulfato de bário (BaSO4); óxidos tais como poeira e cinzas, óxido de ferro (Fe2O3), óxido de alumínio (Al2O3), óxido de tungstênio (W2O3), óxido de titânio (Ti2O3), e óxido de silício (Si2O3); silicatos, tal como argila; sais metálicos; poeira e cinzas; e similares.
[0097] Tensoativos: O composto adesivo pode incluir também aditivos adicionais. Por exemplo, estes aditivos podem incluir um tensoativo para ajudar a manter a carga uniformemente dispersa no adesivo. O tensoativos apropriados incluem tensoativos não-iônicos, aniônicos e de flúor. Além de dispersar uniformemente a carga por todo o composto adesivo, os tensoativos também podem ser usados como um
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45/51 auxiliar de formação de espuma para aumentar a emulsificação de adesivos.
[0098] Antioxidantes: Quando se aquecem adesivos poliméricos, especialmente adesivos hotmelt, eles podem tornar-se suscetíveis à degradação por termo-oxidação. Portanto, para reduzir a possibilidade de degradação por termo-oxidação, a composição adesiva da presente invenção também pode conter um antioxidante tal como IRGANOX 1010, 1092, etc.
Faixas apropriadas para composições de PSA e HMA:
[0099] Carga: 40-70%; Resina de pegajosidade: 20-40%; Óleo: 10%; OBC: balanço para atingir 100%.
[0100] Ceras úteis em incorporações da presente invenção incluem ceras de Fischer-Propsch, ceras derivadas de petróleo, e ceras sintéticas. Estas ceras são obteníveis comercialmente, por exemplo, de Sasol Company. Grandes companhias de petróleo tais como Shell Oil, ExxonMobil, e outros refinadores de petróleo fornecem ceras de petróleo para uso nesta aplicação. As ceras montanas (ceras de linhita) formam outro tipo de ceras apropriadas. Obtém-se a maioria destas ceras no processo de refinação de óleo lubrificante, onde as ceras são separadas do estoque de óleo lubrificante e refinadas em várias frações de ceras incluindo parafinas e ceras microcristalinas. Formuladores tais como Astor Wax, IGI, e Moore & Munger também fornecem ceras apropriadas para estas aplicações. Estas ceras são revendidas como estão das companhias de petróleo e/ou são formuladas e re-embaladas para satisfazer as necessidades específicas de consumidores.
[0101] Além das ceras sintéticas e/ou derivadas de
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46/51 petróleo, pode-se usar um número de outras ceras naturais, tais como ceras de carnaúba, e ceras de triglicérides superiores obteníveis comercialmente derivadas do processamento de commodities contendo óleo natural tais como soja, coco e outras plantações a partir das quais se podem obter óleos.
[0102] Ceras apropriadas podem ser obtidas de Archer Daniels, Midland (DECATUR I11) designada por seu número de produto 86-197-0; de Cargill Incorporated (WAYZATA, Mn) designada por seu número de produto 800mrcs0000u; e de outras
fontes sob o nome genérico de óleo de soja hidrogenado.
Óleo de coco pode ser obtido de Custom Shortenings & Oils
(Richmond, Va) e é designado como Master Chief Stable Flake-
P. Cera de soja também é distribuída por Marcus Oil &
Chemical Corp. (Houston, Texas) com a designação de Marcus Nat 155. Estas ceras podem ser usadas também como aditivos alimentícios. Em incorporações envolvendo PSAs, as ceras listadas acima pode ser substituídas por óleos (que podem ser constituídos semelhantemente).
[0103] Resinas de pegajosidade úteis na presente invenção incluem hidrocarbonetos alifáticos, cicloalifáticos, e aromáticos e hidrocarbonetos modificados e versões hidrogenadas; terpenos e terpenos modificados e versões hidrogenadas; e resinas e derivados de resina e versões hidrogenadas; e misturas dos mesmos. Estas resinas de pegajosidade têm um ponto de amolecimento de esfera e anel de 70°C a 150°C e, tipicamente, terão uma viscosidade a 177°C (350°F), medida usando um viscosímetro Brookfield, de não mais que 200 centipoise. Elas também são obteníveis com diferentes níveis de hidrogenação, ou de insaturação, que é
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47/51 outro termo comumente usado.
[0104] Exemplos úteis incluem EASTTOTAC™ H-100, H-115 e H130 de Eastman Chemical Company (Kingsport, TN) , especialmente quando incorporadas em níveis de até cerca de 15 por cento em peso da composição total, as quais são resinas de hidrocarbonetos de petróleo, cicloalifáticos parcialmente hidrogenados com pontos de amolecimento de 110°C, 115°C, e 130°C, respectivamente. Estas são obteníveis no grau E, no grau R, no grau L e no grau W, indicando diferentes níveis de hidrogenação com E sem a menos hidrogenada e W sendo a mais hidrogenada. O grau E tem um índice de bromo de 15, o grau R tem um índice de bromo de 5, o grau L tem um índice de bromo de 3, e o grau W tem um índice de bromo de 1. EASTOTAC™ H-142R de Eastman Chemical
Company tem um ponto de amolecimento de cerca de 140°C. Outras resinas de pegajosidade úteis incluem ESCOREZ™ 5300, 5400, e 5637, resinas de hidrocarbonetos de petróleo, cicloalifáticos parcialmente hidrogenados; e ESCOREZ™ 5600, uma resina de hidrocarboneto de petróleo aromático parcialmente hidrogenados, que são obteníveis de Exxon Chemical Company (Houston, Texas); e WINGTACK™ Extra, que é uma resina de hidrocarboneto de petróleo aromático, alifático obtenível de Goodyear Chemical Company (Akron, Ohio).
[0105] Há numerosos tipos de resinas e de resinas modificadas obteníveis com diferentes níveis de hidrogenação incluindo resinas de goma, resinas de madeira, resinas de sebo, resinas destiladas, resinas dimerizadas, e resinas polimerizadas. Algumas resinas modificadas específicas incluem ésteres de glicerol e de pentaeritritol de resinas de madeira e resinas de sebo. Graus obteníveis comercialmente
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48/51 incluem, mas não se limitam a, SYLVATAC™ 1103, um éster de resina de pentaeritritol obtenível de Union Camp (Wayne, NJ); PERMALYN™ 305, uma resina de madeira modificada com eritritol obtenível de Hercules, Inc. (Brunswick, GA) e FORAL 105, que é um éster de resina de pentaeritritol muito hidrogenado também obtenível de Hercules, Inc. (Brunswick, GA). SYLVATAC™ R-85 e 295 são ácidos de resinas de pontos de fusão de 85°C e 95°C, obteníveis de Arizona Chemical Company e FORAL AX é um ácido de resina hidrogenada de ponto de fusão de 7 0°C obtenível de Hercules, Inc. NIREZ V-2040 é uma resina de terpeno modificado fenólico obtenível de Arizona Chemical Company.
[0106] Outro agente de pegajosidade exemplar, PICCOTAC™ 115, obtenível de Eastman Chemical Company, tem uma viscosidade a 177°C (350°F) de cerca de 1600 centipoise. Outros agentes de pegajosidade típicos têm viscosidades a 177°C (350°F) muito menores que 1600 centipoise, por exemplo, de 50 a 300 centipoise.
[0107] Resinas alifáticas exemplares incluem aquelas obteníveis com as denominações comerciais EASTOTAC™, ESCOREZ™, PICCOTAC™, MERCURES™, WINGTACK™, HI-REZ™, QUINTONE™, TACKIROL™, etc. Resinas de politerpenos exemplares incluem aquelas obteníveis com as denominações comerciais NIREZ™, PICCOLYTE™, WINGTACK™, ZONAREZ™, etc. Resinas hidrogenadas exemplares incluem aquelas obteníveis com as denominações comerciais ESCOREZ™, ARKON™, CLEARON™, etc. Estes agentes de pegajosidade podem ser empregados com os polímeros da presente invenção, contanto que sejam usados em níveis compatíveis.
[0108] Em determinadas aplicações da presente invenção,
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49/51 prevê-se que um adesivo pode ser preparado sem o uso de um agente de pegajosidade ou com uma quantidade mínima de agente de pegajosidade. Um adesivo também pode ser preparado sem uma cera, tal como uma mistura de um polímero e uma resina de pegajosidade.
[0109] Os agentes de pegajosidade adicionados aos adesivos podem ser caracterizados por parâmetros tais como seus pontos de amolecimento, densidades relativas, ou por índice de acidez. Um agente de pegajosidade pode ser selecionado dentre a variedade de agentes de pegajosidade, tal como descrito acima mas não limitados aos mesmos, e de agente de pegajosidade caracterizados por uma faixa de índices de acidez, tais como índices de acidez entre 0 e 100, mais preferivelmente um índice de acidez entre 0 e 25,8, e muito preferivelmente um agente de pegajosidade tendo um índice de acidez entre 3 e 10.
[0110] Em incorporações da presente invenção, o polímero e/ou cera, resina de pegajosidade, óleo, e dispersante compreendem tipicamente de cerca de 1 a cerca de 74 por cento em volume da dispersão total. Portanto, a água compreende, tipicamente, entre cerca de 26 e 99 por cento em volume. Entretanto, várias porcentagens de dispersantes, aditivos, biocidas, e outros compostos explicados abaixo também podem estar presentes. Todas as faixas intermediárias, por exemplo, 5 a 50 por cento em volume de polímero/cera/resina de pegajosidade/óleo estão incluídas na presente divulgação. Faixas específicas incluem 50 a 60 por cento de polímero e/ou cera, resina de pegajosidade, óleo e dispersante, da dispersão total.
[0111] Os adesivos da presente invenção podem conter
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50/51 também um número de componentes adicionais, tais como estabilizante, plastificante, pigmento, carga, ou antioxidante. Entre os estabilizantes ou antioxidantes aplicáveis que podem ser incluídos na composição adesiva da presente invenção estão fenóis multifuncionais e fenóis impedidos de alto peso molecular, tais como fenóis contendo enxofre e contendo fósforo. Fenóis impedidos, conhecidos daqueles especialistas na técnica, podem ser descritos como compostos fenólicos, que contêm também radicais estericamente volumosos muito próximos do grupo hidroxila fenólico. Especificamente, grupos terciobutila geralmente são substituídos no anel benzênico em pelo menos uma das posições orto em relação ao grupo hidroxila fenólico. A presença destes radicais substituídos estericamente volumosos vizinhos do grupo hidroxila serve para retardar sua freqüência de estiramento, e correspondentemente, sua reatividade. É este impedimento que provê as propriedades estabilizantes destes compostos fenólicos.
[0112] Fenóis impedidos representativos incluem, mas não se limitam a, fenóis mono-hidroxílicos 2,4,6-trialquilados;
1.3.5- trimetil-2,4,6-tris-(3,5-diterciobutil-4-hidroxi benzil)-benzeno, tetraquis-3(3,5-diterciobutil-4-hidroxi fenil)-propionato de pentaeritritol, obtenível comercialmente com a denominação comercial IRGANOX® 1010; 3(3,5diterciobutil-4-hidroxi fenil)-propionato de n-octadecila; 4,4'- metileno-bis(4-metil-6-terciobutil-fenol); 4,4'-tiobis(6-terciobutil-o-cresol); 2,6-diterciobutil fenol; 6-(4hidroxi fenoxi)-2,4-bis(n-octil tio)-1,3,5-triazina; 3,5diterciobutil-4-hidroxi-benzoato de 2-(n-octil tio)etila;
3.5- diterciobutil-4-hidroxibenzil fosfonato de di-n
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51/51 octadecila; e hexa(3,3,5-diterciobutil-4-hidroxifenil)propionato de sorbitol. Os antioxidantes incluem, mas não se limitam a, hidroxi anisol butilado (BHA) ou hidroxi tolueno butilado (BHT) que pode ser também utilizado para tornar a formulação termicamente mais estável. Estes estabilizantes e antioxidantes podem ser adicionados em quantidades variando de aproximadamente 0,01% a aproximadamente 5% em peso da formulação. Outros aditivos conhecidos na indústria de adesivos também podem ser usados juntamente com incorporações da presente invenção. A abrangência da presente invenção não tem a intenção de ser limitada por qualquer formulação apresentada acima ou abaixo, mas em vez disso é governada pelas reivindicações. Outros aditivos típicos podem incluir, mas não se limitam a, agentes nucleantes, substâncias químicas usadas para atrasar a cristalização, espessantes, modificadores de reologia, óleos e outros aditivos.

Claims (14)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Tapete ou tapete em placas, caracterizado pelo fato de compreender um material de forro principal tendo uma face e um verso, uma pluralidade de fibras ligadas ao material de forro principal estendendo-se da face do material de forro principal e exposta no verso do material de forro principal, um pré-revestimento opcional, um material de forro adesivo, uma camada de estabilidade dimensional opcional, um material de revestimento de cobertura opcional, e um material de forro secundário opcional adjacente à camada de estabilidade dimensional ou ao material de forro adesivo, sendo que pelo menos um dentre a pluralidade de fibras, o material de forro principal, a camada de pré-revestimento opcional, o material de forro adesivo, a camada de estabilidade dimensional opcional, ou o material de forro secundário opcional compreende pelo menos uma composição ou polímero termoplástico de butiral não-polivinílico e não-clorado tendo uma tensão interna de crescimento a 40°C menor que 0,17 MPa (25 psi) e uma tensão residual em deformação de 25% menor que 63% sendo que a pelo menos uma composição ou polímero termoplástico de butiral não-polivinílico e não-clorado ser um copolímero olefínico em blocos (OBC); e sendo que o material de revestimento de cobertura ou o material de forro adesivo compreender ainda 24 % em peso do OBC, (a) pelo menos uma carga numa quantidade de 60% em peso, com base no peso total do material, sendo que a carga é selecionada do grupo consistindo de poeira e cinzas de carvão, ATH, CaCO3, talco, vidro reciclado, hidróxido de
    Petição 870190099835, de 04/10/2019, pág. 7/13
  2. 2/4 magnésio, pneus moídos, e tapete moído;
    (b) 4 % em peso de pelo menos um polietileno de alta densidade enxertado com anidrido maleico (MAH-g-HDPE);
    (c) 1 % em peso de pelo menos um óleo;
    (d) opcionalmente, um aditivo de cor; e (e) 11 % em peso de pelo menos um agente de pegajosidade.
    2. Tapete ou tapete em placas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a pelo menos uma composição ou polímero termoplástico de butiral não-polivinílico e nãoclorado ter uma tensão interna de crescimento a 40°C, menor que 0,14 MPa (20 psi).
  3. 3. Tapete ou tapete em placas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a pelo menos uma composição ou polímero termoplástico de butiral não-polivinílico e nãoclorado ter uma tensão residual em deformação de 25% menor que 60%.
  4. 4. Tapete ou tapete em placas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a pelo menos uma composição ou polímero termoplástico de butiral não-polivinílico e nãoclorado ter uma tensão interna de crescimento a 40°C, menor ou igual a 0,07 MPa (10 psi).
  5. 5. Tapete ou tapete em placas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a pelo menos uma composição ou polímero termoplástico de butiral não-polivinílico e nãoclorado ter uma tensão residual em deformação de 25% menor que 55%.
  6. 6. Tapete ou tapete em placas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a pelo menos uma composição ou polímero termoplástico de butiral não-polivinílico e nãoclorado ter um módulo de armazenamento (G') maior que 4,3 MPa
    Petição 870190099835, de 04/10/2019, pág. 8/13
    3/4 a 70°C.
  7. 7. Tapete ou tapete em placas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o copolímero olefínico em blocos compreender um interpolímero de etileno em blocos distinguido por ter um índice médio de blocos maior que zero e de até 1,0 e uma distribuição de peso molecular, Mw/Mn, maior que 1,3.
  8. 8. Tapete ou tapete em placas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o pré-revestimento não ser opcional.
  9. 9. Tapete, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de (I) as fibras, forro principal, forro adesivo e forro secundário opcional compreendem todos um polímero poliolefínico em multiblocos, (II) a química de monômero olefínico do forro adesivo difere daquela das fibras e do forro principal, e (III) o tapete inclui uma etiqueta ou literatura no momento da venda que indica que o tapete é reciclável sem discriminação de componentes de tapete.
  10. 10. Tapete ou tapete em placas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o copolímero olefínico em blocos ter um Mw/Mn de 5,4.
  11. 11. Tapete ou tapete em placas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o copolímero olefínico em blocos compreender 25% de segmentos duros e 75% de segmentos moles.
  12. 12. Tapete ou tapete em placas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o copolímero olefínico em blocos ter um índice de blocos de 0,4 a 0,6.
  13. 13. Tapete ou tapete em placas, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o MAH-g-HDPE compreender 1,2 %
    Petição 870190099835, de 04/10/2019, pág. 9/13
    4/4 em peso do anidrido maleico.
  14. 14. Tapete ou tapete em placas, de acordo com a reivindicação
    1, caracterizado pelo fato de o MAH-g-HDPE ter um índice de fusão final de 12 g/10 minutos.
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