PT2585535E

PT2585535E - Elemento de embalagem

Info

Publication number: PT2585535E
Application number: PT117437632T
Authority: PT
Inventors: Klaus Brzezowsky; Thomas Krziwanek
Original assignee: Teufelberger Gmbh
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2015-11-04
Also published as: PL2585535T3; AT510131B1; EP2585535B2; WO2011160154A3; US20110319565A1; EP2585535A2; US20140371393A1; WO2011160154A2; US8859682B2; AT510131A1; DK2585535T3; ES2550665T3; ES2550665T5; PL2585535T5; US9315700B2; EP2585535B1

Description

DESCRIÇÃO "ELEMENTO DE EMBALAGEM" A invenção refere-se a um método para o cerzidura de elemento de embalagem em forma de banda, em especial uma banda de cintagem ou um rolo de cordel, a partir de uma banda de plástico à base de poliéster, em que o poliéster é composto por, pelo menos, um polímero à base de estireno como elemento de cerzidura.

As bandas são, geralmente, de poliéster ou de poliolefinas num processo de extrusão com alongamento seguinte. Assim sendo, devido à orientação das moléculas no processo de estiramento, estas tendem a unir-se, isto é, até à formação de fissuras no sentido da banda. Através da fragilização de plásticos a temperaturas mais baixas, em particular abaixo de 5°C, a tendência para fissurar é reforçada. Para reduzir a tendência para fissurar, são, normalmente, adicionadas às composições elementos de cerzidura para a produção de bandas. No entanto, os elementos de cerzidura, anteriormente, utilizados não ajudam o suficiente contra a fragilização a baixas temperaturas. A partir da US 2005/238897 Ai é conhecida uma banda de embalagem que consiste em mais de 92% em peso de um poliéster e menos de 8% em peso total de um aditivo à base de poliolefina e outros aditivos, em que a proporção do aditivo de poliolefina é menor do que 3% em peso. Outros aditivos são designados como outros elastómeros com base em poliestireno numa quantidade entre 0,5% e 2% em peso. Através do aditivo de poliolefina, a tendência de cerzidura longitudinal deverá ser reduzida. Da mesma forma, os elastómeros de estireno contribuem para a redução da tendência para cerzidura. A utilização de borracha de estireno-butadieno em proporções de 25% em peso numa fita de polietileno é também conhecida a partir da DE 20 37 398 AI, embora neste documento, o objetivo da adição não esteja especificado. A DE 27 27 356 AI descreve uma banda de agregação, que é formada a partir de uma resina termoendurecivel e termoplástica, em que as resinas derivam dos mesmos monómeros, de modo que as duas resinas tenham uma afinidade química entre elas, e em que a resina termoendurecivel seja uma resina de poliéster insaturada e reticulada com estireno. A resina termoplástica pode ser um copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno ou um colpolímero de acrilonitrilo-estireno. Deve, assim sendo, ser fornecida uma banda de ligação de suficiente resistência comparável a uma banda em aço, mostrando uma força de tensão elevada e um baixo estiramento e uma elevada resistência à deformação, podendo ser fácil uma união entre si nas extremidades. Para este fim, a resina de termoplástico forma a camada exterior da banda de ligação, e a resina termoendurecivel forma o núcleo. O objecto da presente invenção consiste em proporcionar um elemento de embalagem em forma de banda que tenha uma formação de cerzidura também a baixas temperaturas.

Este objeto é atingido em primeiro lugar, pelo método acima referido, em que, como elemento de cerzidura, é adicionado um polímero à base de estireno, e a composição é trabalhada a uma temperatura entre 250°C e 310°C, de modo que o elemento de cerzidura fique independente na tirá plástica, e independentemente também usando um polímero à base de estireno, como elemento de cerzidura, para um banda de cintagem ou enfardeira à base de poliéster.

Surpreendentemente, foi determinado que, através da utilização de polímeros de estireno termoplásticos, isto é polímeros não elastoméricos, como elementos de fragilização para a redução da sensibilidade do cerzidura das bandas de embalagem, em particular de bandas de cintagem ou de enfardeiras, não apenas esta propriedade é reduzida, mas também é melhorada com a sua utilização a temperaturas de aplicação baixas através da redução da tendência para fragilização do elemento de embalagem em forma de banda. 0 termo "temperatura de aplicação baixa" é entendido como uma temperatura abaixo de 5°C, em que, naturalmente, é definido um limite a baixas temperaturas.

Como elemento de cerzidura particularmente adequado, foram encontrados neste contexto polímeros ou copolimeros, que são selecionados a partir de um grupo compreendendo ou consistindo de homopolímero de poliestireno, copolimero de estireno-butadieno (SB), copolimero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), copolimero de metilo-metacrilato-acrilonitrilo-butadieno-estireno (MABS), copolimero de estireno-acrilonitrilo (SAN), copolimero de acrilonitrilo-estireno-acrilato (ASA), copolimero de estireno-anidrido maleico (SMA), copolimero de acrilonitrilo-etileno-estireno (AES), polietileno clorado-acrilonitrilo-estireno (ACS), metil- metacrilato-butadieno-estireno (MBS), copolimero de estireno-a-metilestireno (SAM) e suas misturas. A razão para esta aptidão especial poderia apenas ser verificada por meio de ensaios. Uma explicação a nivel molecular ainda não está disponível.

Preferencialmente, a proporção do polímero à base de estireno é selecionado na banda de plástico a partir de um intervalo com um limite inferior de 0,2% em peso e um limite superior de 20% em peso, particularmente 5% em peso. Abaixo de 0,2% em peso, a redução de cerzidura é demasiado baixa. Acima de 20% em peso, a proporção do polímero de base é reduzida, de modo que a banda de embalagem tenha propriedades mais pobres tendo conta a resistência à tração.

Preferencialmente, o poliéster é um poliéster termoplástico, em particular um poliéster saturado, em que, de acordo com uma variante da forma de realização, o poliéster é selecionado de entre um grupo compreendendo ou consistindo em tereftalato de polivinil (PET), tereftalato de polibutileno (PBT), policarbonato (PC), polietileno (PEN) e suas misturas. Nomeadamente, estes poliésteres são caraterizados por propriedades mecânicas muito positivas, tais como a rigidez, a dureza, a resistência à abrasão, a dinâmica e a capacidade de carga térmica, isto é, as propriedades no que respeita a bandas de embalagens. Além disso, no que diz respeito aos polímeros à base de estireno, foram observadas interações positivas.

De acordo com uma variante da forma de realização do método, prevê-se que esta seja totalmente livre de poliolefinas, ou com menos do que 0,2% em peso de poliolefina(s). Por conseguinte, é também evitada uma redução na resistência à tração e na dureza da banda de plástico.

Pode, também, estar previsto que o elemento de embalagem contenha, para além do elemento de cerzidura à base de estireno, pelo menos, um outro elemento de cerzidura na banda de plástico que é, especialmente, selecionada a partir de um grupo compreendendo ou consistindo de copolímeros de olefina-acrilato, polímeros termoplásticos (TPE), polietileno de baixa densidade (LDPE), LDPE linear (LLDPE) , poletileno, polipropileno, borracha de butadieno (BR) e suas misturas. Assim sendo, o perfil de propriedades do elemento de embalagem pode ser melhor afinado tendo em conta a área de utilização respetiva.

Neste caso, provou-se ser vantajoso que um outro elemento de cerzidura fosse adicionado numa proporção, em que a razão de volume do elemento de cerzidura à base de estireno fosse selecionada para posterior elemento de cerzidura a partir de um intervalo de 80:20 a 20:80, em especial 60:40 a 40:60. Assim, é evitada uma redução do efeito do elemento de cerzidura à base de estireno com alta segurança; o que é particularmente importante no que diz respeito ao método de produção do elemento de embalagem em forma de banda com diferentes condições de produção.

Tendo em conta a redução da fragilização, o polímero à base de estireno fica desacoplado da banda de plástico, especialmente em forma de domínio, sendo preferível que os domínios sejam estirado em, pelo menos, uma direção espacial. E, em particular, que, pelo menos, uma direção espacial apresente uma secção transversal elíptica. Em particular, as forças de ligação, de acordo com uma variante da forma de realização, entre o domínio e a matriz circundante são mais fracas do que as forças de ligação da matriz e no interior do domínio. Ao evitar a ligação cruzada química do polímero de base com as moléculas do elemento de cerzidura, em que as mesmas estão desacopladas, é evitada, também, uma alteração na resistência à tração, sendo que a forma de realização atua como uma região onde as fissuras "chiam". A forma de realização estirada, em particular, pelo menos, aproximadamente elíptica, dos domínios tem um efeito positivo na conservação das propriedades anisotrópicas da banda de plástico. O termo "domínio" é entendido como uma região discreta e demarcada da banda de plástico.

Para uma melhor compreensão da presente invenção, esta será explicada em mais detalhe usando os seguintes figuras.

Estas mostram o seguinte: A Fig. 1 é uma micrografia eletrónica de varrimento de uma secção transversal através de uma banda de cintagem à base de poliéster com %2 em peso de poliestireno. A Fig. 2 é uma micrografia eletrónica de varrimento de uma secção transversal através de uma banda de cintagem à base de poliéster, sem adição de acordo com a invenção, de polímero de estireno termoplástico. A Fig. 3 é uma representação gráfica que mostra a tendência para o cerzidura de diferentes bandas de cintagem a -5°C; A Fig. 4 é uma representação gráfica que mostra a tendência para o cerzidura de diferentes bandas de cintagem a -15°C;

Em jeito de introdução, foi observado que as propriedades individuais ou as combinações de propriedades das diferentes formas de realização descritas podem ser representadas para soluções inventivas independentes. 0 elemento de embalagem em forma de banda de acordo com a invenção é uma fita de plástico e, em especial, uma banda de cintagem ou um rolo de cordel. 0 elemento de embalagem é feito, de preferência, à base de poliéster. Com uma base de poliéster, pretende-se, no âmbito da presente invenção, que a banda de cintagem ou o rolo de cordel e/ou o elemento de embalagem consista de um material de base e/ou de um material de matriz de, pelo menos, um poliéster, ou seja, o poliéster e/ou a mistura de poliésteres deve estar ser contido no elemento de embalagem, como proporção principal, em, pelo menos, 50% em peso. De preferência, o elemento de embalagem em forma de banda compreende uma proporção de poliéster de, pelo menos, 75% em peso, em particular de, pelo menos, 85% em peso ou, pelo menos, 90% em peso. O poliéster utilizado é, de preferência, um poliéster saturado e/ou termoplástico. Como poliéster, é usado, de preferência, um polímero que é selecionado a partir de um grupo compreendendo ou consistindo de tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de polibutileno (PBT),

Policarbonato (PC), tereftalato de polibutileno (PEN) e suas misturas.

Para além do material à base de poliéster, o elemento de embalagem pode, também, conter outros aditivos tais como agentes corantes, tail como estes são conhecidos a partir da técnica anterior, e/ou agentes de enchimento inorgânicos, tais como talco ou giz. Na forma de realização preferida da invenção, o elemento de embalagem à base de poliéster contém, para além de poliéster, o polímero termoplástico à base de estireno e um corante, mas não contém outros ingredientes e/ou aditivos.

De preferência, o elemento de embalagem em forma de banda feito do material à base de poliéster não contêm poliolefinas.

Em ambas as variantes da forma de realização do elemento de embalagem em forma de banda, como uma banda de cintagem e/ou como rolo de cordel, o respetivo material de base contém, pelo menos, um polímero termoplástico à base de estireno como elemento de cerzidura. Um polímero à base de estireno é entendido, neste caso, como um polímero, que é tanto um homopolímero como um copolímero ou uma mistura, tendo, em qualquer dos casos, sido usado um monómero de estireno para a sua preparação.

De preferência, é usado um polímero como polímero à base de estireno, que é selecionado a partir de um grupo compreendendo ou consistindo de homopolímero de polistireno, copolímero de estireno-butadieno (SB), copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), copolímero de metil-metacrilato-acrilonitrilo-butadieno-estireno (MABS), copolímero de estireno-acrilonitrilo (SAN), copolímero de acrilonitrilo-estireno-acrilato (ASA), copolímero de estireno-anidrido maleico(SMA), copolímero de acrilonitrilo-etileno-estireno (AES), polietileno clorado-acrilonitrilo-estireno (ACS), metil-metacrilato-butadieno-estireno (MBS), copolímero de estireno-a-metilestireno (SAM) e suas misturas.

Tratam-se, de preferência, no caso de poliésteres e poliolefinas, bem como de outros elementos de embalagem finais, de produtos comerciais. A proporção de polímero à base de estireno na banda de plástico é selecionada a partir de um intervalo com um limite inferior de 0,2% em peso, de preferência entre 0,5% e um limite superior de 20% em peso, de preferência 15% em peso, em particular de 3,5% em peso.

Uma proporção até 80% em peso, em particular 50% em peso, de preferência 20% em peso deste polímero à base de estireno pode, no entanto, também ser substituído por outro elemento de cerzidura vulgarmente utilizado em elementos de embalagem em forma de banda que são diferentes do elemento de cerzidura à base de estireno. Nomeadamente, este outro elemento de cerzidura é selecionado a partir de um grupo compreendendo ou consistindo de copolímeros de olefina-acrilato, polímeros termoplásticos (TPE), polietileno de baixa densidade (LDPE), LDPE linear (LLDPE), polietileno, polipropileno, borracha de butadieno (BR) e suas misturas. De preferência, este outro elemento de cerzidura está contido numa proporção, em que a razão de volume do elemento de cerzidura à base de estireno fosse selecionada para posterior elemento de cerzidura a partir de um intervalo de 80: 20 a 20 : 80, em especial 60 : 40 a 40 : 60.

As composições seguintes foram processadas por extrusão em bandas e/ou fios para fins experimentais, sendo que as bandas apresentavam uma largura de 9 mm a 19 mm e os fios tinha um comprimento de 400 m/kg. Uma vez que o método de processamento de tais elementos de embalagem em forma de banda é conhecido a partir da arte anterior, por si só, o perito na arte é referido na literatura relevante.

Nas tabelas os significados são os seguintes: SP ... Polímero de estireno,

Aditivo de Std. . . . um aditivo correspondente e convencional na técnica, tal como executado, [%].... % em peso

Pelo menos, uma proporção de 90%, em particular 95%, de preferência 99%, da proporção total do elemento de cerzidura à base de estireno, de um modo preferido, pelo menos, cerca de 100%, reside na banda de plástico de forma não ligada e, de acordo com uma variante da forma de realização em forma de domínio, como é ilustrado na Fig. 1, que mostra uma banda que tem uma composição de 98% em peso de PET e 2% em peso de PS. Isto é conseguido pelo facto de a composição ser processada para a preparação do elemento de embalagem a uma temperatura entre 250°C e 310°C, em particular entre 270°C e 300°C.

Em contraste, a Fig. 2 mostra uma fotografia de microscopia eletrónica de varrimento de uma banda de PET, sem a adição de um elemento de cerzidura termoplástico à base de estireno. Por conseguinte, deve ficar clara a diferença para o elemento de embalagem de acordo com a invenção. Pode ser visto que, neste caso, são mesmo formados domínios (pontos brancos), que reportam, no entanto, a áreas de PET semi-cristalino.

Em particular, existe uma forma de realização de preferência, na qual os domínios são formados por estiramento numa direcção, como pode ser visto a partir da Fig. 1. Foi, assim, obtido o estiramento em, pelo menos, uma direção espacial dos domínios através de estiramento por meio de tiragem e fornagem. Preferencialmente, o estiramento dos domínios é levado a cabo numa direção espacial, para uma secção transversal aproximadamente elíptica.

Para as representações nas Figs. 3 e 4, foi provocado, em várias bandas de cintagem à base de poliéster com diferentes proporções, poliestireno e/ou sem elemento de de cerzidura desta natureza e/ou com aditivos padrão comercialmente tradicionais (os valores sob as barras na abcissa encontram-se, novamente, enquanto % em peso, sendo que a abreviatura "Std" representa um aditivo padrão comercialmente disponível e "Sty" representa poliestireno) através de pressão mecânica transversalmente ao cerzidura na direção do estiramento a uma temperatura de -5°C (Fig. 3) ou -15°C (Fig. 4). Isto foi realizado várias vezes em cada uma das bandas (40-60 vezes) . A proporção desses casos de carga, onde realmente ocorreu o cerzidura, foi avaliada como "pobre".

Neste caso, foi adicionado ao PET, para além de aditivos não misturados de combinações do mercado, elementos de cerzidura e PS adicionado, aditivos puros como na Fig. 4.

Como é evidente a partir da Fig. 3, uma adição de 1% em peso de PS atua significativamente melhor do que uma adição de 2% em peso de uma adição da técnica anterior. Nas bandas com combinações da técnica anterior, o aditivo e o PS aumentam a resistência contra cerzidura no caso de uma proporção de PS aumentada. A Fig. 4 mostra que, no caso de uma utilização com uma temperatura muito reduzida de -15°C e 2% em peso de PS, a tendência para cerzidura pode ser significativamente baixa. O estado da arte do aditivo não mostra, no entanto, sob essas condições, mais efeitos.

REFERÊNCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de referências citadas pelo autor do presente pedido de patente foi elaborada apenas para informação do leitor. Não é parte integrante do documento de patente Europeia. Não obstante o cuidado na sua elaboração, o IEP não assume qualquer responsabilidade por eventuais erros ou omissões.

Documentos de patente citados na descrição • US 2005238897 Al [0003] • DE 2037398 Al [0004] • DE 2727356 Al [0005]

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Método para cerzidura de um elemento de embalagem em forma de banda, em especial uma banda de cintagem ou um rolo de cordel, de uma banda de plástico à base de poliéster, em que o poliéster é misturado com, pelo menos, um polímero à base de estireno como um elemento de cerzidura, caraterizado por ser adicionado, como elemento de cerzidura, um polímero termoplástico à base de estireno, e a composição ser trabalhada a uma temperatura entre 250°C e 310°, de modo que o elemento de cerzidura fique independente da fita plástica.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, em que o elemento de cerzidura é selecionado a partir de um grupo compreendendo ou consistindo de homopolímero de polistireno, copolímero de estireno-butadieno (SB), copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), copolímero de metil-metacrilato-acrilonitrilo-butadieno-estireno (MABS), copolímero de estireno-acrilonitrilo (SAN), copolímero de acrilonitrilo-estireno-acrilato (ASA), copolímero de estireno-anidrido maleico(SMA), copolímero de acrilonitrilo-etileno-estireno (AES), polietileno clorado-acrilonitrilo-estireno (ACS), metil-metacrilato-butadieno-estireno (MBS), copolímero de estireno-a-metilestireno (SAM) e suas misturas.
3. Método de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que a proporção do polímero à base de estireno é selecionado na banda de plástico a partir de um intervalo com um limite inferior de 0,2% em peso e um limite superior de 20% em peso, particularmente 5% em peso.
4. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, em que é utilizado, como poliéster, um poliéster termoplástico, em particular um poliéster saturado.
5. Método de acordo com a reivindicação 4, em que o poliéster termoplástico é selecionado a partir de um grupo compreendendo ou consistindo de tereftalato de polietileno (PET), tereftalato de polibutileno (PBT), policarbonato (PC), naftalato de polietileno (PEN) e suas misturas.
6. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 5, em que a banda de plástico é produzida à base de poliéster completamente sem poliolefina ou com pouco menos de 0,2% em peso de poleolefina(s).
7. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 6, em que a banda de plástico é produzida com uma proporção do poliéster com, pelo menos, 50% em peso.
8. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 7, em que, para além do elemento de cerzidura à base de estireno, é adicionado um outro com, pelo menos, um outro elemento de cerzidura diferente.
9. Método de acordo com a reivindicação 8, em que o outro elemento de cerzidura é selecionado a partir de um grupo compreendendo ou consistindo de copolímeros de olefina-acrilato, polímeros termoplásticos (TPE), polietileno de baixa densidade (LDPE), LDPE linear (LLDPE), polietileno, polipropileno, borracha de butadieno (BR) e suas misturas.
10. Método de acordo com a reivindicação 8 ou 9, em que o outro elemento de cerzidura é adicionado numa proporção, em que a razão de volume do elemento de cerzidura à base de estireno é selecionada para posterior elemento de cerzidura a partir de um intervalo de 80:20 a 20:80.
11. Método de acordo com uma das reivindicações 1 a 10, em que o polímero à base de estireno é formado em forma de domínio.
12. Método de acordo com a reivindicação 11, em que as forças de ligação entre o domínio e a matriz circundante são mais fracas do que as forças de ligação da matriz e no interior do domínio.
13. Método de acordo com a reivindicação 11 ou 12, em que os domínios são formados de forma esticada, pelo menos, numa direção espacial.
14. Método de acordo com a reivindicação 11 a 13, em que os domínios são preparados em, pelo menos, uma direção no espaço com secção transversal, pelo menos, aproximadamente elíptica.
15. Utilização de um polímero à base de estireno como elemento de cerzidura para uma fita de cintagem ou um rolo de cordel à base de poliéster.
16. Utilização de acordo com a reivindicação 15, em que o polímero à base de estireno é selecionado a partir de um grupo compreendendo ou consistindo de homopolímero de polistireno, copolímero de estireno-butadieno (SB), copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), copolímero de metil-metacrilato-acrilonitrilo-butadieno-estireno (MABS), copolímero de estireno-acrilonitrilo (SAN), copolímero de acrilonitrilo-estireno-acrilato (ASA), copolímero de estireno-anidrido maleico(SMA), copolímero de acrilonitrilo-etileno-estireno (AES), polietileno clorado-acrilonitrilo-estireno (ACS), metil-metacrilato-butadieno-estireno (MBS), copolímero de estireno-butadieno-estireno (SBS), copolimero de estireno-a-metilestireno (SAM) e suas misturas.