BRPI0612063A2 - composição de selagem a quente para folhas de alumìnio e filmes de tereftalato de polietileno a recipientes de polipropileno, cloreto de polivinila e poliestireno - Google Patents

Abstract

COMPOSIçãO DE SELAGEM A QUENTE PARA FOLHAS DE ALUMìNIO E FILMES DE TEREFTALATO DE POLIETILENO A RECIPIENTES DE POLIPROPILENO, CLORETO DE POLIVINILA E POLIESTIRENO. A presente invenção refere-se a um sistema de selagem a quente compreendendo um polímero olefínico ou copolímero olefínico A, um copolímero de metacrilato B e polímero enxertado AB dos componentes acima, um poliéster O e um polímero opcional D ou mistura de polímeros DA opcional, e também um solvente ou mistura de solventes L. O sistema de selagem a quente é notável pela alta estabilidade térmica, boas propriedades de barreira e curtos tempos de selagem com respeito a vários plásticos e a folhas de alumínio e filmes de PET.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COMPOSI-ÇÃO DE SELAGEM A QUENTE PARA FOLHAS DE ALUMÍNIO E FILMESDE TEREFTALATO DE POLIETILENO A RECIPIENTES DE POLIPROPI-LENO5 CLORETO DE POLIVINILA E POLIESTIRENO".

Campo da Invenção

O setor de embalagens de comprimidos e gêneros alimentíciostem visto por algum tempo agora a entrada de polipropileno (PP) e tereftala-to de polietileno (PET), bem como poliestireno (PS)e cloreto de polivinila(PVC). Polipropileno não pré-tratado é um plástico muito crítico para o setorde revestimentos, uma vez que muito freqüentemente surgem problemascom a força adesiva. Embora esses problemas assumam uma perspectivaum pouco diferente quando é realizada selagem a quente de propileno (o PPneste caso não está sendo revestido, mas ao invés "ligado"), eles estão, noentanto, ainda presentes. Em conseqüência as resinas de poli(met)acrilatoque se tornaram estabelecidas na selagem de poliestireno ou de PVC, taiscomo DEGALAN® P 24 ou DEGALAN® N 80, não podem ser usadas, umavez que com esses produtos não é possível obter força de linha de junção selada.

DEGALAN® P24 é um copolímero de metacrilato de metila e me-tacrilato de butila e é comercializado por Rohm GmbH & Co. KG. DEGA-LAN® N80 é um copolímero de acrilato de metila-metacrilato de etila e é i-gualmente comercializado por Rohm GmbH & Co. KG.

Com DEGALAN® PM 555 (fabricante: Rohm GmbH & Co. KG),um sistema de aglutinação base solvente especial baseado em poliolefi-na/poli(met)acrilato em acetato de butila/ metil etil cetona, foi obtido sucessono desenvolvimento de um aglutinante possuindo notável adequabilidadepara a selagem de folhas de alumínio a polipropileno. Entretanto, com DE-GALAN® PM 555, além disso, é possível também implementar selagem i-gualmente efetiva a poliestireno e PVC. Para obter adesão ao alumínio, oDEGALAN® PM 555 tem que ser preparado com copolímeros de PVC talcomo VINYLITE® VMCH, por exemplo, mas em combinação apropriada elepode ser também usado como um sistema de um revestimento. VINYLITE®VMCH é um polímero de PVC contendo ácido (vendas: Union Carbide).

DEGALAN® 4150-E (fabricante: Rohm GmbH & Co. KG), foi fi-nalmente desenvolvido a fim de melhorar a composição de selagem a quen-te conhecida para folhas de alumínio e filmes plásticos de modo que ao in-vés do até agora usual sistema de aglutinantes base solvente, compreen-dendo acetato de butila e metil etil cetona, é possível usar um sistema desolventes que não está listado na lista HAP (Hazardous Air Pollutants).Técnica anterior

O lugar dos recipientes feitos de madeira ou de materiais inor-gânicos tais como metal, vidro me cerâmicas em embalagem de gênerosalimentícios vem sendo ocupado atualmente em muitos casos por produtosplásticos. As exigências são em qualquer caso particularmente exatas quan-do os recipientes são usados para acomodar ou preservar gêneros alimentícios.

Um aspecto decisivo na preservação de gêneros alimentícios,quer seja desidratação, congelamento ou esterilização, é a completa pre-venção de crescimento microbiano. Em muitos casos isto significa que oscontainers devem ter uma selagem estanque a gás. Além disso, no caso decontainers plásticos, devem ser levados em conta a estabilidade mecânica, ocontrole do teor de água e os efeitos da atmosfera e da luz. (vide Encyclo-pedia of Industrial Chemistry 25th Ed. Vol. A11, 523 - 560; 583 - 618 VCH1988; esta referência lida também com os padrões aplicáveis.)

Na tecnologia de gêneros alimentícios, particularmente no casode produtos da indústria de laticínios tais como copos de iogurte, o fecha-mento dos recipientes plásticos é amplamente obtido pelo uso de tampas dealumínio revestidas com uma Iaca de selagem.

Tampas de alumínio desse tipo constituem em muitos casos umlaminado de três camadas cuja camada externa é freqüentemente compostapor tereftalato de polietileno (orientado biaxialmente) (O-PET), polipropilenoorientado biaxialmente (OPP) ou poliamida orientada biaxialmente (O-PA) oupor celulose. A camada interna selável a quente, em contraste, é comumen-te composta por poliuretano, copolímeros de etileno ou polipropileno ou(US-A 4 753 708; G. Stehle, Neue Verpackung 9/91, pg. 94 - 101). Razõeseconômicas e ambientais, no entanto, estão cada vez mais entrando em de-bate contra o uso de alumínio para aplicação, por exemplo, em embalagensde gêneros alimentícios, particularmente o alto nível de energia envolvido naprodução de alumínio.

Conseqüentemente, o alumínio está sendo também substituído pelo uso defilmes plásticos equipado com uma Iaca selável. A Iaca selável é adaptadaao plástico usado. Como um material relativamente barato para os filmesseláveis, com boa resistência mecânica e boas propriedades de barreira,uma parte bastante considerável é representada por PVC não plastificado,sendo a camada de Iaca de selagem uma resina acrílica, cuja força de ade-são e ponto de fusão podem ser vantajosamente modificados por meio deaditivos. Uma crescente importância está sendo conferida aos filmes dePET. Os filmes de PET são normalmente selados usando Iacas de acetatode polivinila ou polietileno/acetato de polivinila ou de poliéster. Esses siste-mas, no entanto, foram desenvolvidos especificamente para a selagem demateriais baseados em PET e apresentam adequabilidade apenas limitadapara selagem de folhas de alumínio ou revestimentos de alumínio ou filmescompósitos. Até agora, não houve descrição de um aglutinante de selagem aquente que quando adequadamente formulado fosse adequado para sela-gem tanto de folhas de alumínio quanto de filmes de PET ou revestimentosde filmes/folhas.

O documento DE-A 35 31 036 descreve filmes plásticos que po-dem ser produzidos por co-extrusão e são compostos por uma camada selá-vel de poliestireno de alto impacto, um copolímero em bloco e um lubrificante.

O documento EP-A 0 406 681, no entanto, chama corretamentemais a atenção para os problemas associados com o uso de filmes plásticosseláveis por calor do que com os da folha de alumínio. Uma manifestaçãonotável - e restritiva - como uma regra geral é a latitude de processamentosubstancialmente reduzida. A faixa de processamento que resulta é predo-minantemente muito estreita, 10 - 20°C, e deve ser observada com um ra-zoável grau de consistência a fim de garantir produção ininterrupta e usosem problemas do pacote selado. No caso das instalações de enchimentoque têm uma pluralidade de cavidades para o propósito de enchimento si-multâneo de copos, esta condição não é sempre atendida. O objeto estabe-lecido pelo documento EP-A O 406 681 foi o de melhorar os filmes baseadosem poliestireno preparáveis através do processo de coextrusão de acordocom DE-A 35 31 036 de tal modo, dentre outros, que a latitude de proces-samento e a confiabilidade do processamento sejam aumentadas. Além dis-so, a intenção foi de assegurar produção sem problemas mesmo nas insta-lações de enchimento apresentando uma pluralidade de cavidades de en-chimento. Na prática isto é reduzido ao uso de temperaturas de selagemrelativamente altas, com as correspondentes exigências impostas na quali-dade dos filmes plásticos. De acordo com EP-A 0 406 681 essas exigênciasforam atendidas por um filme plástico selável produzido pelo processo decoextrusão ou por laminação e compreendendo duas camadas a e C, e op-cionalmente B e C, composto por 1% a 50% de uma camada de um poliesti-reno de alto impacto selável por calor A, até 95% de uma camada básica B ede 1 a 99% de uma camada plástica de alta fusão C, sendo o total das es-pessuras ou do peso de A e opcionalmente de B e C de 100 em cada caso.

O documento DE 101 50 898 (Róhm)refere-se a um sistema deselagem compreendendo um polímero olefínico ou copolímero olefínico A,um copolímero de metacrilato B e um polímero de enxerto AX compreen-dendo os componentes acima. O sistema de selagem a quente é notávelpela alta estabilidade térmica e curtos tempos de selagem.

O documento WO 2005/037548 (Showa Denko Plastic ProductsCo., Ltd.)descreve uma fechamento fácil de abrir para embalagem.

O filme de selagem é composto por duas camadas:

- uma camada de selagem

e

- um primer

A camada de selagem é composta por

A) um copolímero de etileno e (met)acrilatos de alquila ou éstervinílico e

Β) uma resina poliéster.

O primer é composto pelo componente A da camada de selageme uma poliolefina (C).

As desvantagens do sistema reside na necessidade de prepara-ção e no fato de serem usados no primer (met)acrilatos de alquila de valorrelativamente alto que são incapazes de contribuir com qualquer coisa paraas propriedades da camada de selagem.

Além disso, a resina poliéster (B) possui um ponto de fusão mui-to alto, o que naturalmente complica a produção das camadas.

Uma desvantagem adicional é que as boas propriedades do re-vestimento são obtidas pela dupla aplicação do material orgânico.Objeto

O objeto foi desenvolver um aglutinante de Iaca de selagem aquente o qual, em uma formulação com poliésteres, fosse adequado parafechamento não apenas de folhas de alumínio, mas também de filmes dePET e não apenas de filmes revestidos com alumínio, mas também de filmesrevestidos com PET a todos os materiais de copos usados, tais como polies-tireno, polipropileno ou cloreto de polivinila. Em adição, a selagem deve pos-suir propriedades de selagem e de barreira, com respeito a ambos os mate-riais da folha/filme, que sejam pelo menos comparáveis com, se não melho-res do que, aquelas dos sistemas de selagem a quente estabelecidos (porexemplo, Degalan® PM 555) com relação às folhas de alumínio. Além disso,em uma formulação sem adição de poliéster, este aglutinante deve exibiruma performance de selagem às folhas de alumínio pelo menos equivalenteàquela dos sistemas estabelecidos.

Um objeto adicional foi obter uma alta força de selagem, mesmoem temperaturas relativamente altas, imediatamente após a selagem (altaestabilidade térmica), uma vez que desse modo são obtidos curtos temposde ciclo para a selagem do filme e para a embaladora de gêneros alimentícios.

Ainda um objeto adicional da invenção é melhorar a composiçãode selagem a quente para folhas de alumínio e filmes plásticos de tal modoque em lugar do até agora usual sistema de aglutinantes base solvente,compreendendo acetato de butila e metil etil cetona, seja possível usar umsistema de solventes que não esteja listado na lista HAP. Um objetivo adi-cional é obter suficientes forças de fechamento das folhas de alumínio oudos filmes plásticos. Reajustando-se o sistema de solventes a intenção é,finalmente, obter uma melhoria adicional nas propriedades do selo com rela-ção a ambos o alumínio e - na formulação apropriada - aos filmes de PET.

O objeto, além disso, foi desenvolver uma composição de sela-gem a quente que permaneça estável na operação de impressão em segui-da à aplicação da composição de selagem a quente. Os aglutinantes da téc-nica anterior podem causar depósitos nos rolos transportadores da máquinade impressão após curtos períodos de tempo, de modo que o transporteconfiável do filme a ser impresso não é mais possível. A máquina de impres-são tem que ser parada, parcialmente desmontada e limpa. Os tempos demudança e de limpeza requeridos para isto são em alguns casos fora deproporção com o tempo de operação das máquinas. Os aglutinantes da in-venção permitem impressão sem problemas por um longo período.

Realização

O objeto é realizado por meio de uma dispersão formadora defilme de pelo menos três tipos de polímeros diferentes, A, B, AB1 CeDeD ou Da,

- sendo o polímero tipo A um copolímero olefínico ou polímeroolefínico,

- sendo o polímero tipo B um polímero de metacrilato, e

- sendo o polímero tipo AB um polímero de enxerto do polímerotipo A e do polímero tipo B, e

- sendo o polímero tipo C um poliéster, e

- opcionalmente um ou mais polímeros dos tipos D ou Da, quesão diferentes dos polímeros dos tipos A - C, eum solvente ou sistema de solventes L.

Polímero tipo AOs polímeros e copolímeros olefínicos para uso de acordo com ainvenção, correspondendo a A, são por si próprios conhecidos. Eles sãoprincipalmente polímeros sintetizados a partir de etileno, propileno, butilenoe/ou outras α-olefinas tendo 5-20 átomos de carbono, de um tipo que foi re-comendado para uso como composições seláveis a quente. O peso molecu-lar está situado em geral em 10.000 a 300.000, preferencialmente entre50.000 e 150.000. Os copolímeros olefínicos do tipo a ser empregado sãodescritos, por exemplo, nos Relatórios Descritos Alemães DE-A 16 44 941,DE-A 17 69 834, DE-A 1939 037, DE-A 19 63 039 e DE-A 20 59 981.

Como um polímero olefínico é possível, por exemplo, usar Bu-na® 6170 (fabricante: Lanxess AG).

Particularmente adequado para uso são os copolímeros de etile-no-propileno; igualmente possíveis são os terpolímeros envolvendo a adiçãode ter componentes conhecidos, tal como etilideno-norborneno (ver Macro-molecular Reviews, Vol. 10 1975), embora deva ser também levado em con-ta de sua tendência a reticulação no curso do processo de envelhecimento.

A distribuição pode ser amplamente randômica, embora seja também possí-vel com vantagem empregar polímeros seqüenciados contendo blocos deetileno. A razão de monômeros etileno-propileno aqui é variável dentro decertos limites, que podem ser ajustados em cerca de 95% para o etileno ecerca de 95% para o propileno, como um limite superior.

As quantidades nas quais o polímero A é usado na mistura dainvenção são entre 15% e 65% em peso, preferencialmente entre 20% e60% em peso e, com muito particular preferência, entre 25% e 55% em peso.

Polímero tipo B

É composto, conforme definido, por seqüências de poliacrilatoe/ou polimetacrilato. Tomados por si próprios, na forma de um homopolímeroou copolímero correspondente, por exemplo, esses são solúveis no sistemade solventes L. O polímero B é geralmente sintetizado em uma extensão demais do que 50% em peso, preferencialmente 80% a 100%, de monômerosde formula I<formula>formula see original document page 9</formula>

na qual R1 é hidrogênio ou metila e R2 é um radical alquila, um radical alifáti-co ou aromático tendo 1 a 30 átomos de carbono, preferencialmente 1 a 20átomos de carbono.

No polímero B podem estar adicionalmente presentes os seguintes:

Monômeros de Fórmula Il

<formula>formula see original document page 9</formula>

na qual R11 é hidrogênio ou metila, e/ou anidridos de ácidos polimerizáveise/ou monômeros de Fórmula Ill

<formula>formula see original document page 9</formula>

na qual R'1 é hidrogênio ou metila e Z é radical fenila opcionalmente substi-tuído por alquila, um radical -COR3, um radical

<formula>formula see original document page 9</formula>

um radical -OR4 ou um átomo de cloro e em que R3 e R4 são cada um, umradical alquila opcionalmente ramificado tendo 1 a 20 átomos de carbono ouum radical fenila e η é O ou 1,e/ou monômeros de Fórmula IV<formula>formula see original document page 10</formula>

na qual R5 e Ffe são hidrogênio ou um radical -COOR17, sendo R6 hidrogênioou um radical -CH2COOR1V, com a condição de que o composto de FórmulaIV deva conter dois grupos contendo carboxila, e em que R7, R17 and R117 se-jam cada um hidrogênio ou um radical alquila opcionalmente ramificado ten-do 1 a 20 átomos de carbono, ou fenila. O polímero B pode opcionalmenteincluir adicionalmente frações dos monômeros de Fórmula V

<formula>formula see original document page 10</formula>

na qual R'"i possui a definição de R1 e Bs é um radical functional contendonitrogênio tal como um grupo -CN, um grupo CONR9R10 no qual Rg and R10são independentemente um do outro cada um hidrogênio ou um radical al-quila tendo 1 a 20 átomos de carbono, ou no qual R9 and R1O, com a incorpo-ração de nitrogênio, formam uma anel heterocíclico de 5 ou 6 membros, ouno qual BS é um radical heterocíclico (inerte), em particular um radical piridi-na, pirrolidina, imidazol, carbazol ou Iactama ou derivados alquilados dosmesmos, ou Bs possui a definição -CH2OH1 ou no qual Bs possui a definição

<formula>formula see original document page 10</formula>

na qual Q é um radical alquileno opcionalmente substituído por alquila tendo2 a 8 átomos de carbono e R11 é -OH, é -OR1117 ou é um radical -NR19R11O,com R1117, R19 e R110 possuindo as mesmas definições que R7, R8 e R9: porexemplo, juntamente com o átomo de nitrogênio, opcionalmente com a in-corporação de um heteroátomo adicional, formando um anel heterocíclico decinco a seis membros.

Exemplos de monômeros de Fórmula I incluem metacrilato demetila, metacrilato de etila, metacrilato de propila, metacrilato de butila e me-tacrilato de isobutila. Os monômeros de Fórmula I são também referidos co-mo (met)acrilatos padrões.

Exemplos de monômeros de Fórmula Il incluem ácido acrílico ouácido metacrílico.

Exemplos de monômeros de Fórmulas Il e IV incluem, em parti-cular, estireno, α-metilestireno, cloreto de vinila, acetate de vinila, estearatode vinila, metil etil cetona, vinil isobutyl éter, acetato de alila, alil isobutil éter,alil metil cetona, maleato de dibutila, maleato de dilaurila e itaconato de dibu-tila. A fração dos monômeros de fórmulas Il-V como uma proporção do polí-mero B situa-se em geral entre 0% e 50% em peso, preferencialmente de0% a 20% em peso (relativo aos monômeros do polímero Β). A fração dosmonômeros de fórmulas Il e/ou V como uma proporção do polímero B nãoirá geralmente exceder 20% em peso, e em geral é de 0% a 10% em peso,preferencialmente de 0% a 5% em peso.

Especificamente, o polímero B, em termos de fração e composi-ção, é vantajosamente escolhido em relação a função técnica desejada. Afração dos monômeros polares de fórmulas Il e V não irá em geral exceder20% em peso, e é preferencialmente de 0% a 10% em peso (relativa aosmonômeros do polímero B), mais preferencialmente de 0% a 5% em peso.

Os monômeros de Fórmula V incluem C- e N-vinilpiridina e também vinilpir-rolidina, vinilpirrolidona, vinilcarbazol, vinilimidazol, e os derivados alquílicosdos mesmos, especialmente os compostos N-vinílicos, e também os éstereshidroxil e dialquilaminoalquílicos do ácido acrílico e/ou metacrílico, especial-mente o (met)acrilato de dimetilaminoetila, (met)acrilato de dimetilaminopro-pila e (met)acrilato de hidroetiletila.

As quantidades nas quais o polímero tipo B é usado na misturada invenção situam-se entre 15% e 65% em peso, preferencialmente entre20% e 60% em peso e, com preferência muito particular, entre 25% e 55%em peso.No sistema de selagem a quente há adicionalmente um polímeroAB, que representa uma poliolefina enxertada por B.

Polímero tipo AB

O polímero enxertado AB é geralmente preparado, preparando-se uma dispersão do componente A, com o auxílio de um emulsionante a -propriado, e enxertando o componente B neste componente A sob as condi-ções de reação adequadas para este propósito. O emulsionante pode possu-uma estrutura similar àquela do sistema AB. Os processos de preparaçãode emulsionantes adequados do tipo AB são por si próprios conhecidos. Porexemplo, é possível proceder de acordo com o método de enxerto por trans-ferência (vide também Houben-Weyl, Methoden der Org. Chemie, Vol. 1411,p. 114, H. A. J. Battaerd, G. W. Tregear, Polymer Reviews1 Vol. 16, Inter-science (1967)).

Isto é feito preparando-se uma solução com uma concentraçãode 10% - 50%, preferencialmente de 20% - 30% em peso de um OCP emum solvente adequado, inerte sob as condições de polimerização, que nor-malmente possui um ponto de ebulição acima da temperatura de processo.

Exemplos de solventes adequados incluem acetato de butila, hidrocarbone-tos alifáticos, cicloalifáticos e aromáticos. Essas soluções de OCP são mistu-radas com os monômeros de Fórmula I e/ou, onde apropriado, com os ou-tros monômeros Il-Ill nas proporções indicadas e a polimerização é realizadacom a adição de um ou mais, iniciadores de radicais livres, preferencialmen-te peroxídicos, em temperaturas de 60 graus C - 50 graus C ao longo dotempo, comumente, de 4 - 8 horas. O objetivo é a máxima conversão. É da-da preferência ao uso de perésteres tal como peroctoato de terc-butila. Aconcentração do iniciador é guiada pelo número de sítios de enxerto deseja-dos e pelo peso molecular desejado do segmento B. Em geral a concentra-ção do iniciador situa-se entre 0,2% e 3% em peso, relativa ao polímero.

Opcionalmente é possível usar também reguladores a fim deajustar o peso molecular desejado dos segmentos B. Exemplos de regulado-res adequados incluem reguladores de enxofre, especialmente reguladorescontendo mercapto, sendo um exemplo o dodecil mercaptan. As concentra-ções dos reguladores são geralmente de 0,1% a 1,0% em peso, relativas aopolímero total. Um outro método de preparação dos polímeros enxertadosAB é a hidroxiperoxidação de um OCP como a primeira etapa. Os gruposhidroperóxido situados na cadeia formados desta maneira são capazes emum estágio subseqüente de iniciar a polimerização por enxerto dos monôme-ros vinílicos (vide H. A. J. Battaerd, G. W. Tregear, Polymer Reviews loc. cit.)

Um processo de preparação de polímeros em bloco adequadosconsiste, por exemplo, na polimerização aniônica. Neste caso um procedi-mento possível, por exemplo, é polimerizar isopreno e/ou butadieno com uminiciador aniônico adequado (por exemplo, composto organometálico) e rea-gir os terminais "vivos" da cadeia aniônica com, por exemplo, metacrilato dealquila e/ou estireno. Os polímeros assim preparados são subseqüentemen-te hidrogenados sob condições nas quais os grupos funcionais presentesnão são atacados. Para detalhes da preparação referência pode ser feita aliteratura relevante, por exemplo, Houben-Weyl, Methoden der Org. Chemie,14/1, p. fff.; Block Copolymers, 5 D. C. Allport, W. H. Janes, Appl. Sei. Pub-Iishers Ltd., London, 1973; Graft Copolymers, H. A. J. Battaerd, G. W. Tre-gear, Polymer Reviews Vol. 16 (1967); Block and Graft Polymers, W. J. Bur-lant, A. S. Hoffmann, Reinhold Pubíishers Corp., New York, 1960.

As quantidades nas quais o polímero tipo AB é usado na misturada invenção são entre 15% e 70% em peso, preferencialmente entre 20% e65% em peso e, com preferência muito particular, entre 25% e 55% em peso.

Polímero tipo C

Como polímero tipo C é feito uso de acordo com a invenção deum copoliéster que é comercializado sob a marca comercial de DYNAPOL®pela Degussa AG. Em adição é possível usar também tipos de poliésteresde baixa massa molecular, e também poliésteres tendo grupos lineares ouramificados; os poliésteres podem ser também substituídos por grupos alqui-Ia contendo hidroxila. Como polímero tipo C é preferido usar o tipo DYNA-POL® LS 415, que é um copoliéster altamente elastificado linear, saturadode massa molecular muito alta.As propriedades do polímero tipo C no caso do DYNAPOL® LS415 são as seguintes:

<table>table see original document page 14</column></row><table>

O número de viscosidade foi medido em uma solução de 0,5 gde poliéster e 100 g de uma mistura de fenol/o-diclorobenzeno (50/50 p/p).

As propriedades do polímero tipo C no caso do DYNAPOL® H826-05/A são as seguintes:

<table>table see original document page 14</column></row><table>Esta é uma resina poliéster contendo hidroxila linear, saturadade massa molecular média. Ela é comercializada em uma mistura de solven-tes de 80% em peso de nafta 150 e 20% em peso de nafta 200, com um teorde 55% em peso.

As propriedades do polímeto tipo C no caso do DYNAPOL® L208 são as seguintes:

<table>table see original document page 15</column></row><table>

O número de viscosidade foi medido em uma solução de 0,5 gde poliéster e 100 g de uma mistura de fenol/o-diclorobenzeno (50/50 p/p).

Este é um poliéster ramificado, saturado de alta massa molecular.

As propriedades do polímero tipo C no caso do DYNAPOL® H820-20 são as seguintes:

<table>table see original document page 15</column></row><table><table>table see original document page 16</column></row><table>

Esta é uma resina poliéster contendo hidroxila linear, saturadade massa molecular média. Ela é comercializada em uma solução em nafta200 (40% em peso).

As quantidades nas quais o polímero tipo C é usado na misturada invenção são entre 5% e 50% em peso, preferencialmente entre 5% e30% em peso e, com muito particular preferência, entre 10% e 25% em pe-so, referindo-se os números em peso ao polímero sem a possível fração desolvente.

Polímero tipo D ou Da

Para melhorar a adesão do alumínio uma opção é uma formula-ção com o polímero tipo D: a preparação do filme ou a adição de 0% a 10%em peso, melhor ainda de 0% a 5% em peso, de cloreto de polivinila à for-mulação de Iaca permite uma melhoria a ser observada na adesão de Al. Éfeito uso de, por exemplo, VINYLITE® VMCH (comercializado pela UnionCarbide).

O polímero tipo Da pode ser opcionalmente adicionado a fim dereduzir possível abrasão durante o processamento. Pode ser feito uso deuma poliamida do tipo VESTOSINT® 2159 (Degussa AG), por exemplo. Estapode ser adicionada em uma fração de formulação entre 0% e 10% em pe-so, melhor ainda entre 0% e 5% em peso.

Dos experimentos preliminares é conhecido que a adesão dePET com uma sistema de aglutinantes conforme descrito acima, compreen-dendo os componentes A, B, AB, e opcionalmente D e/ou Da, em um siste-ma de solventes compreendendo acetato de n-butila e metil etil cetona (emanalogia, por exemplo, com Degalan® PM 555), em uma formulação com ocomponente de polímero C, existe apenas com forças de selagem insatisfa-tórias, independente da concentração do componente C. A mudança do sis-tema de solventes para uma composição da invenção descrita abaixo, emcontraste, resulta em propriedades de selagem muito boas em formulaçãoapropriada com o componente de polímero C.

Solvente ou sistema de solventes L

Em adição aos polímeros tipos A e B, ao polímero enxertado AB1ao polímero tipo C e opcionalmente o polímero tipo D ou Da, há também umsistema de solventes no sistema de selagem a quente da invenção.

O solventes a serem usados para os sistema de solventes L de-vem ser selecionados de modo tal que atendam as exigências da tecnologiade revestimento para plásticos e metais. Os solventes a serem empregadosem uma mistura se apropriado - devem ser inertes e, como um todo, nãoobjecionáveis, o ponto de ebulição tanto quanto possível não excedendo 105°C.

Um solvente adequado é uma mistura de ésteres de ácidos car-boxílicos alifáticos com álcoois alifáticos e hidrocarbonetos alifáticos.

Um ácido carboxílico alifático adequado é ácido acético, ácidopropiônico e ácido butírico.

álcoois alifáticos adequados são etanol, propanol, isopropanol,n-butanol, 2-butanol, 2-metil-1-propanol ou 2-metil-2-propanol.

Hidrocarbonetos alifáticos adequados são pentano, hexano, hep-tano, octano, isooctano, nonano, decano, undecano ou dodecano. Os hi-drocarbonetos alifáticos podem também estar presentes na forma de suasmisturas de isômeros e em misturas de uns com os outros. Podem ser tam-bém usados cicloalcanos, incluindo cicloalcanos substituídos.

Quando da seleção de L, deve ser prestada atenção à compati-bilidade entre os componentes de polímeros A e B. No caso de incompatibi-lidade entre A e B, L pode representar um solvente igualmente bom paraambos os componentes, caso em que ocorre formação de dispersão comoresultado da incompatibilidade.

No caso de compatibilidade entre A e B, L deve ser escolhido detal modo que ele represente um sistema de solventes melhor para B do quepara A em uma dada temperatura; a dispersão então se forma com base nadiferente qualidade de dissolução. De acordo com a invenção o solvente Lescolhido é preferencialmente um solvente tal que os copolímeros de olefinapodem ser intumescidos na faixa de temperatura entre 40°C e 150°C de 5%a 300% em peso ("grau de intumescimento").

O grau de intumescimento é definido como a seguir: um filme deOPC de 1 mm de espessura, 2 cm de comprimento, 0,5 cm de largura depeso conhecido é imerso no solvente em uma temperatura definida - a 900C no caso exemplificado - e estocado isotermicamente por 24 horas, emseguida removido desta solução usando pinças, liberado do agente de intu-mescimento aderente por meio de um papel de filtro, e em seguida imedia-tamente pesado. A medida definida para o intumescimento é o aumento depeso percentual, relativo ao peso inicial. A determinação do intumescimentodeve ser realizada na temperatura na qual a dispersão concentrada de OCPdeve ser produzida. De acordo com a invenção o intumescimento nestatemperatura deve ser de 5% a 300% em peso. Uma pré-condição para aaplicabilidade do critério é que o intumescimento máximo do OCP é obtidosob as condições indicadas acima.

As misturas dos solvents descritas acima são também adequa-das para o sistema de veículos.

A fração do solvente ou do sistema de solventes L como umaproporção das dispersões de polímeros inventivamente concentradas podeser, por exemplo, 80% em peso, em um caso particularmente favorável 20%em peso, preferencialmente abaixo de 70% em peso, na prática usualmentede 55% a 40% em peso.

Produção do sistema de selaqem a quente

Formulação com polímeros tipos A - D

Alternativa A:

Usando um emulsionante apropriado, uma dispersão ou, no ca-so de um par adequado de compatibilidade de polímero, é preparada umasolução homogênea dos componentes A e C no sistema de solventes L,conforme elucidado acima, e sob condições de reação apropriadas o com-ponente B é enxertado sobre o componente A. As proporções de A e B sãogeralmente em razões em peso de aproximadamente 1:5 a aproximadamen-te 5:1. A razão em peso de A para C situa-se geralmente entre aproximada-mente 1:2 e aproximadamente 10:1, preferencialmente entre aproximada-mente 1:1 e aproximadamente 1:1.

Alternativa B:

Usando um emulsionante apropriado, uma dispersão ou, no ca-so de um par adequado de compatibilidade de polímero, é preparada umasolução do componente A no sistema de solventes L, conforme elucidadoacima, e sob condições de reação apropriadas o componente B é enxertadosobre o componente A. As proporções de A e B situam-se geralmente emrazões em peso de aproximadamente 1:5 a aproximadamente 5:1. A disper-são assim preparada é subseqüentemente misturada com o componente depolímero C. A razão em peso de A para C situa-se entre aproximadamente1:2 e aproximadamente 10:1 - melhor ainda entre aproximadamente 1:1 eaproximadamente 5:1.

A quantidade do polímero total, baseada na dispersão total, in-dependentemente do processo de preparação, é de pelo menos 10% empeso, sendo o objetivo na prática para 40% a 80% em peso, normalmente de45% a 60% em peso.

O processo da invenção produz composições de revestimentoseláveis a quente em dispersão, que possui suficiente estabilidade para aoperação de processamento. A estabilidade das dispersões eleva-se a pelomenos vários dias, normalmente de várias semanas a meses.

Os sistemas de selagem a quente da invenção são notáveis porboas forças de adesão e pela estabilidade térmica. Eles podem ser usadospara selagem de embalagens, especialmente embalagens de gêneros ali-mentícios.

Exemplos

Material de filme/folha usado

Folha de alumínio macia com uma espessura de 40 μιτιFilme de polipropileno, extrudado de pelotas JE 6100 (Shell),espessura de 0,2 mm

Filme de poliéster: Hostaphan® WDW 50

Fórmula de solução de selagem a quente

Antes do processamento, DEGALAN® PM 555 ou 4150 E devemser agitados completamente, uma vez que em estocagem prolongada háuma possibilidade de separação de fases.

Os aglutinantes de selagem a quente têm um teor de sólidos nasua forma conforme fornecido (fabricante: Rohm GmbH & Co. KG) de apro-ximadamente 45% em peso e para processamento posterior são diluídoscom metil etil cetona (MEK) a aproximadamente 30% em peso. Para promo-ver a adesão sobre a folha de alumínio, copolímeros de PVC provaram serapropriados. Eles são aplicados como primers ou usados em combinaçãocom os aglutinantes de selagem a quente. Em nossas investigações, a com-binação ocorreu com Vinylite® VMCH 95/5. Para revestimento do filme depoliéster, DEGALAN® foi combinado 90/10 e 80/20 com DYNAPOL®.Aplicação em laboratório da solução de selagem a quente

O primer foi aplicado como uma solução a 10% em peso de Vin-ylite® VMCH em acetato de etila à folha de alumínio (10 cm χ 20 cm) usandoum K-Handcoater N9 2. Isto corresponde a uma espessura de filme seco de0.5μηΊ-1.5μηι.

A solução de selagem a quente DEGALAN® foi aplicada usandoo K-Handcoater Ne 4. Foram obtidas espessuras de 7 μηι - 9 μηι.Secagem em laboratório de filmes/folhas revestidos

Os filmes/folhas preparados foram chamejados brevemente (5 -10 minutos) e em seguida secos a 180°C em um forno de ar forçado por 15segundos.

Selagem a guente e determinação da força da linha de junção selada

As operações de selagem foram realizadas usando o selador aquente (HSG/ET) da Brugger.

Condições de selagem:

Temperatura: 200°C

Pressão: 6 barTempo: 1 segundo

Área de selagem: 10x10 mm

A força da linha de junção selada foi determinada cortando-seamostras em tiras de 15 mm de largura e submetendo-as a tensão em umavelocidade de 100 mm/min usando a máquina de teste de tração da Instron1modelo N9 1195, ou Zwick, modelo Nq 1454. Foi tomado cuidado para asse-gurar que, durante o teste de descascamento, as partes da folha/filme já se-paradas uma da outra formassem um ângulo de 90°C com o ainda não es-tressado restante.

Copos de PP foram selados usando um selador de copos delaboratório VL-1600 da BHS.

Resultados dos experimentos

Comparação dos sistemas de solventes

Propriedades da selagem a quente

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Composição do polímero do Exemplo 1-2 Composição do solvente L:

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Composição do polímero dos Comp. 1-2:

EPDM/PMMA/PBMA/poliéster44/18/18/20% em peso

Tanto para o Exemplo 1 quanto para o Exemplo 2, a fração depolímeros é de aproximadamente 45% em peso e a fração de solventes é deaproximadamente 55% em peso.<table>table see original document page 22</column></row><table>

Claims (15)

1. Sistema de revestimento selável a quente adequado para se-Iagem de diferentes tipos de substratos e compostos por uma dispersão for-madora de filme de pelo menos três diferentes tipos de polímeros, A, Β, AB,C e opcionalmente os tipos de polímeros D ou Da, e um sistema de solven-tes orgânicos L, caracterizado pelo fato> de o polímero tipo A ser um polímero olefínico ou copolímeroolefínico,> de o polímero tipo B ser um copolímero de (met)acrilato con-tendo (met)acrilatos padrões e em um total de até 15% em peso de ácidometacrílico e/ou acrílico e/ou um outro ácido polimerizável, relativo ao polí-mero tipo B,> de o polímero tipo AB ser um polímero enxertado de polímerotipo A e de polímero tipo B, e> de o polímero tipo C ser um poliéster ou uma mistura de poli-ésteres;> opcionalmente haver também uma mistura de polímero tipo Dou de diferentes tipos de polímeros DA, epelo fato de a quantidade de polímero tipo A situar-se entre 15%e 65% em peso,pelo fato de a quantidade de polímero tipo B situar-se entre 15%e 65% em peso,pelo fato de a quantidade de polímero tipo AB situar-se entre-15% e 70% em peso,pelo fato de a quantidade de polímero tipo A situar-se entre 5% e-50% em peso,pelo fato de a quantidade de polímero tipo D situar-se entre 0%e 10% em peso,e pelo fato de a razão mássica do total dos polímeros tipos A-Dpara a massa de solvente ou da mistura de solventes L situar-se entre 5:1 e-1:5.pelo fato de a quantidade de polímero tipo Da situar-se entre 0%e 10% em peso, baseado na massa total dos polímeros tipos A-D,

2. Sistema de revestimento selável a quente para selagem dediferentes tipos de substratos, de acordo com a reivindicação 1, caracteriza-do pelo fatode a quantidade de polímero tipo A situar-se entre 20% e 60% em peso,de a quantidade de polímero tipo B situar-se entre 20% e 60% em peso,de a quantidade de polímero tipo AB situar-se entre 20% e 65% em peso,de a quantidade de polímero tipo C situar-se entre 5% e 30% em peso,de a quantidade de polímero tipo D situar-se entre 0% e 5% em peso,de a quantidade de polímero tipo Da situar-se entre 0% e 5% em peso,baseado na massa total dos polímeros tipos A - B e Da.

3. Sistema de revestimento selável a quente para selagem dediferentes tipos de substratos, de acordo com a reivindicação 1, caracteriza-do pelo fatode a quantidade de polímero tipo A situar-se entre 25% e 55% em peso,de a quantidade de polímero tipo B situar-se entre 25% e 55% em peso,de a quantidade de polímero tipo AB situar-se entre 25% e 55% em peso,de a quantidade de polímero tipo C situar-se entre 10% e 25% em peso,de a quantidade de polímero tipo D situar-se entre 0% e 5% em peso,de a quantidade de polímero tipo Da situar-se entre 0% e 5% em peso,baseado na massa total dos polímeros tipos A - B e Da.

4. Sistema de selagem a quente de acordo com a reivindicação-1 a 3, caracterizado pelo fatode o sistema de solventes ser uma mistura de solventes compreendendo oscomponentesL1.) ésteres de ácidos carboxílicos alifáticos com álcoois alifáticos eL2.) hidrocarbonetos alifáticos.situando-se a razão em peso de L1.) para L2.) entre 1 e 200 e sendo o pontode ebulição do sistema de solventes sob condições padrões de não mais doque 105 graus Celsius.

5. Sistema de solventes de acordo com a reivindicação 4, carac-terizado pelo fato de ele ser composto por uma mistura de hidrocarbonetosalifáticos tendo 5-12 átomos de carbono na cadeia, e da cadeia poder sertambém ramificada.

6. Sistema de solventes de acordo com a reivindicação 4, carac-terizado pelo fato de ele ser composto por uma mistura de ésteres de ácidoscarboxílicos alifáticos tendo 2-4 átomos de carbono na cadeia, e das ca-deias poderem ser também ramificadas.

7. Sistema de solventes de acordo com a reivindicação 4, carac-terizado pelo fato de ele ser composto por uma mistura de hidrocarbonetosalifáticos tendo 5-12 átomos de carbono na cadeia, e da cadeia poder sertambém ramificada, e por uma mistura de ésteres de ácidos carboxílicos ali-fáticos tendo 2-4 átomos de carbono na cadeia, e das cadeia poder sertambém ramificada.

8. Sistema de solventes de acordo com a reivindicação 4, carac-terizado pelo fato de a razão volumétrica entre os ésteres e os hidrocarbone-tos alifáticos situar-se entre 1 e 200.

9. Sistema de solventes de acordo com a reivindicação 4, carac-terizado pelo fato de a temperatura de ebulição do sistema de solventes si-tuar-se entre 70 graus Celsius e 105 graus Celsius.

10. Sistema de solventes de acordo com a reivindicação 4, ca-racterizado pelo fato de a temperatura de ebulição do sistema de solventessituar-se entre 85 graus Celsius e 100 graus Celsius.

11. Método de selagem de substratos seláveis a quente, carac-terizado pelo fato de ser usado um sistema de revestimento como definidoem qualquer uma das reivindicações anteriores.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pe-lo fato de uma folha de alumínio ou de um filme de poliéster ser revestidocom o sistema de revestimento e selado a um plástico selecionado do grupodos plásticos polipropileno, polietileno, poliestireno, poliéster ou cloreto depolivinila.

13. Sistema de solventes de acordo com a reivindicação 10, ca-racterizado pelo fato de ele ser composto por uma mistura de acetato depropila (40% a 70% em volume), acetato de etila (24% a 45% em volume) eisooctano (5% a 15% em volume).

14. Sistema de embalagem, caracterizado pelo fato de ele serselado com um sistema de selagem a quente de acordo com a reivindicação 1.

15. Sistema de embalagem de alimentos, caracterizado pelo fatode ele ser selado com um sistema de selagem a quente de acordo com areivindicação 1.