BR0111590B1 - saco provido de uma vedaÇço tÉrmica tipo descascamento no seu fundo e/ou no seu topo, e, mÉtodo para farbicaÇço de um saco provido de uma vedaÇço tÉrmica tipo descascamento no seu fundo e/ou no seu topo. - Google Patents

Description

"SACO PROVIDO COM UMA VEDAÇÃO TÉRMICA TIPO DESCASCAMENTO NO SEU FUNDO E/OU NO SEU TOPO, E, MÉTODO PARA FABRICAÇÃO DE UM SACO PROVIDO COM UMA VEDAÇÃO TÉRMICA ΠΡΟ DESCASCAMENTO NO SEU FUNDO E/OU NO SEU TOPO"

Laminados cruzados formados em folha contínua consistindo de dois ou mais filmes mutuamente ligados que são orientados uniaxialmente ou orientados biaxialmente desbalanceadamente são comercialmente disponíveis desde 1968, mas sempre apresentaram problemas de termovedação.

Os primeiros laminados cruzados foram produzidos com as composições, estrutura e método descritos em GB-A-O 792 976 de 9 de abril de 1958 e GB-A-O 816 607 de 15 de julho de 1959. Um filme tubular de polietileno (normalmente HDPE) ou polipropileno era fortemente orientado uniaxialmente na direção longitudinal por estiramento em temperatura relativamente baixa, cortado helicoidalmente em uma folha contínua com orientação em diagonal e duas ou mais destas folhas contínuas eram então laminadas, usualmente por laminação com extrusão com direções de orientação cruzadas. Quando tais laminados cruzados são termovedados, por exemplo, por vedação de impulso, para formar uma vedação térmica tipo descascamento, a resistência a descascamento por impacto da vedação se apresenta excepcionalmente baixa (exceto se a vedação é melhorada por material adicional, por exemplo, por sobreposição com fita).

Por vedação térmica "tipo descascamento" entende-se uma vedação térmica adaptada para resistir a forças de descascamento, concentradas em uma zona linearmente muito estreita, em oposição a uma vedação térmica "tipo sobreposição" adaptada a resistir a forças de cisalhamento, que são distribuídas por toda a largura da vedação.

Resistência a descascamento por impacto ou por choque é particularmente necessária em sacos termovedados para resistir a ação de choque quando o saco é derrubado sobre uma de suas arestas perpendiculares à extensão linear da vedação térmica. A resistência a descascamento insuficiente da vedação é devido ao fato que a termovedação deteriora a orientação não só na parte aderida da vedação - em que a perda de orientação não importa - mas também em "linhas" estreitas imediatamente adjacentes de laminado cruzado não aderido. Submetidas a descascamento por choque estas "linhas" mostram-se fracas com tendência a ruptura (com velocidades de descascamento mais baixas, o material nestas linhas tem tempo para alongamento e orientação e as vedações podem apresentar resistência a descascamento satisfatória).

A resistência a descascamento por choque pode ser melhorada, mas não suficientemente pela co-extrusão sobre os filmes usados para fabricação do laminado cruzado de camadas superficiais finas de ponto de fusão mais baixo. Entretanto, quando é feita a termovedação em uma temperatura em que a orientação das camadas principais é mantida acontece outro fenômeno: os dois laminados cruzados separam-se porque a força de descascamento está concentrada nas camadas finas de ligação. Para evitar tal separação os filmes, na zona de ligação e sua adjacência imediata, devem ser deixados encolher ou contrair e portanto aumentar de espessura, com o que as tensões criadas pelo descascamento serão reduzidas.

Como descrito em GB-A-1.526.722, melhorias na resistência a descascamento por choque de vedações térmicas (e algumas outras vantagens em resistência) foram alcançadas com um método diferente de produção de laminados cruzados. Na prática usual deste método (comercializado desde 1978) é inicialmente co-extrusado um filme tubular com orientação geralmente uniaxial longitudinal e com camadas superficiais menores para facilitar o método de laminação subseqüente ("camadas de laminação") e para melhorar as características de superfície do laminado cruzado final, especialmente suas propriedades de termovedação ("camadas de termovedação"). Este filme tubular é então cortado helicoidalmente para formar uma folha contínua com orientação de fusão em viés e várias de tais folhas contínuas são continuamente ensanduichadas cruzadamente, orientadas adicionalmente por estiramento entre rolos estriados e -antes ou depois desta operação - sujeito a estiramento longitudinal convencional entre rolos lisos comuns girando em velocidades circunferenciais diferentes. O estiramento com rolos estriados é usualmente repetido várias vezes e o estiramento longitudinal pode também ser repetido. Para obtenção de propriedades de absorção de energia máxima e também objetivando a resistência a descascamento por choque da vedação térmica, as etapas de estiramento longitudinal e transversal, efetuadas depois que os filmes cortados helicoidalmente são dispostos em sanduíche, são realizadas em temperaturas muito inferiores às da faixa de fusão dos filmes, podendo mesmo ser realizadas em temperatura ambiente. US-A-4.629.525 divulga um método de estabilização térmica posterior. Foi também sugerido o arranjo dos filmes dos laminados de modo que um tenha uma direção principal de orientação seguindo geralmente a direção longitudinal do laminado cruzado e o outro tenha uma direção principal de orientação substancialmente perpendicular à direção longitudinal.

E geralmente obtida uma ligação significativa entre os filmes ensanduichados cruzados, de modo que eles formam um laminado, já pelo estiramento entre rolos estriados e esta ligação é aumentada com o método de estabilização térmica. Entretanto uma ligação total realmente forte é sempre evitada pois isto prejudicaria a resistência a propagação de rasgo, que é uma característica particularmente notável destes laminados cruzados.

Produtos mais planos resultantes do estiramento transversal entre rolos estriados e possibilidades de maiores produções de laminados mais pesados e mais rígidos são alcançados com um método divulgado em EP-B-0276100 em que um conjunto de rolos estriados é disposto com ajuste extremamente fino entre si e trabalha com alta pressão de rolos para efetuar uma ação combinada de puxar transversalmente e empurrar transversalmente (o exemplo desta especificação utiliza este método). O método indicado é desenvolvido adicionalmente em EP-A-0624126.

Maneiras práticas para efetuar o corte helicoidal estão divulgadas em EP-B-0426702. Esta patente explica como uma orientação de fusão de ângulo grande, mesmo 90°, em relação à direção longitudinal do filme pode ser obtida extrusando inicialmente um filme tubular com uma orientação de fusão "em rosca" (movimento relativo de rotação entre a matriz de extrusão e o dispositivo de retirada do extrusado) e em uma segunda etapa cortando este tubo helicoidalmente em uma direção que aumenta o ângulo de orientação.

Voltando ao problema de resistência a descascamento por choque em uma vedação térmica, laminados cruzados feitos de acordo com o método de da patente acima mencionada GB-A-1.526.722 ou dos melhoramentos da mesma, acima mencionados, têm sido usados desde 1978 para fabricação de sacos industriais de boca aberta vedados no topo e no fundo por vedações térmicas "tipo descascamento" e são ainda assim usados em escala relativamente grande. Isto inclui o uso em métodos de "formação-enchimento-vedação" em que a conversão do filme em sacos é associada á operação de enchimento dos mesmos. Entretanto com a atual necessidade de diminuição de espessura do filme usado para fabricação dos sacos outros melhoramentos são nitidamente solicitados. E portanto importante melhorar as propriedades da vedação térmica sem reduzir outras propriedades significativas ligadas a resistência, especialmente a tensão de escoamento, que é importante em conexão com o empilhamento de sacos cheios com materiais em pó ou granulares, pois os sacos da camada inferior estão muitas vezes sujeitos a carga estática muito elevada

De acordo com a invenção descrita em EP-B-0.338.747, desenvolvida para atender a fabricação de sacos industriais a partir de tais laminados cruzados a vedação térmica é protegida por uma fileira adjacente de relevos adaptada para agir como amortecedores de choque e/ou controladores de força.

Além disso, de acordo com a invenção descrita em WO-A-98/23434, é apresentado um método de termovedação - também com consideração especial em relação aos laminados cruzados - que permite uma contração especialmente elevada do filme polimérico não só na região ligada da vedação térmica mas também nas zonas não ligadas do filme imediatamente adjacentes no lado da vedação que está, ou está previsto para estar, em contato com o conteúdo do saco. Com esta contração elevada o filme tem espessura aumentada nas referidas zonas e isto compensa a sua perda de orientação. (Como mencionado no início desta descrição os problemas de termovedação de laminados cruzados são causados pela perda de orientação nas zonas não ligadas do filme adjacentes à zona ligada). A invenção envolve um movimento pivotante de uma das barras de vedação.

Entretanto a despeito dos resultados positivos comprovados destas duas invenções, uma protegendo a vedação por meio de relevos e outra fazendo a termovedação por método especial, nenhuma delas encontrou aceitação comercial. A razão é que ambas as invenções requerem a instalação de máquinas especiais pelo usuário que converte o laminado cruzado em sacos e/ou enche e fecha os sacos. Conseqüentemente existe uma nítida necessidade de melhorar as propriedades de termovedação do laminado cruzado em si sem afetar negativamente outras propriedades ligadas a resistência, especialmente a tensão de escoamento.

Dessa forma, a presente invenção proporciona um saco provido com uma vedação térmica tipo descascamento no seu fundo e/ou no seu topo, feito a partir de tubo formado de um laminado cruzado formado em folha contínua consistindo de dois ou mais filmes ou conjuntos de filmes mutuamente ligados, cada um dos quais é orientado uniaxialmente ou orientado biaxialmente desbalanceadamente, caracterizado pelo fato de que o laminado compreende: (A) em um lado interno do tubo quer (a) um filme em que a direção principal de orientação segue uma direção de orientação que é geralmente perpendicular à direção da vedação térmica, quer (b) um conjunto de filmes cuja direção principal resultante segue geralmente a direção de orientação que é geralmente perpendicular à direção da vedação térmica; e, (B), no outro lado do tubo, quer (a) um filme em que a direção principal de orientação é geralmente paralela à direção da vedação térmica, quer (b) um conjunto de filmes cuja direção principal resultante é geralmente paralela à direção da vedação térmica, sendo que: o coeficiente de elasticidade (E) do material A no estado não orientado é inferior em pelo menos 15% ao coeficiente de elasticidade do material B no estado não orientado; durante o aquecimento do laminado cruzado, AeB apresentam contratilidade diferente ao longo da direção perpendicular à direção da vedação térmica, A sendo o mais contrátil; e, a camada principal do filme ou de cada um dos filmes que constituem B, consiste de um polietileno de alta densidade com alta massa molecular (HMWHDPE) ou de uma mistura de HMWHDPE com polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) e a camada principal do filme ou de cada um dos filmes que constituem A consiste de LLDPE ou de uma mistura de LLDPE com HMWHDPE.

A invenção proporciona ainda um método para fabricação de um saco provido com uma vedação térmica tipo descascamento no seu fundo e/ou no seu topo, em que é inicialmente formada uma folha contínua em sanduíche de diferentes filmes extrudados, cada um apresentando uma direção principal de orientação e em que estas direções são cruzadas uma com a outra; em que subseqüentemente os filmes ensanduichados são adicionalmente orientados, abaixo de sua faixa de fusão por estiramento conjunto na direção longitudinal da folha contínua e, antes ou depois deste estiramento longitudinal, também na direção transversal da folha contínua, sendo este estiramento transversal efetuado entre rolos estriados; em que os filmes no sanduíche são ligados para formar um laminado antes, durante ou depois das referidas operações de estiramento longitudinal e transversal, caracterizado pelo fato que a folha contínua em sanduíche consiste de dois filmes ou conjuntos de filmes A' e B' respectivamente, A' em um lado da folha contínua em sanduíche que será o interior do saco e B' do outro lado; sendo A' tanto (a) um filme em que a direção principal de orientação segue geralmente a direção longitudinal da folha contínua em sanduíche ou (b) um conjunto de filmes cuja direção principal de orientação resultante segue geralmente a tal direção longitudinal da folha contínua em sanduíche, sendo a orientação ou orientação resultante mais forte - medida por teste de contratilidade antes de A' e B' serem colocados juntos em um sanduíche - que a orientação ou orientação resultante de B' na mesma direção; e adicionalmente sendo B' tanto (a) um filme em que a direção principal de orientação é geralmente perpendicular à direção longitudinal da folha contínua ou (b) um conjunto de filmes cuja direção principal de orientação resultante é geralmente perpendicular à direção longitudinal da folha contínua; no qual o coeficiente de elasticidade (E) de A' no estado não orientado é inferior em pelo menos 15% ao coeficiente de elasticidade de B' no estado não orientado e a orientação ou orientação resultante (em B') é mais forte - com referência ao teste de contratilidade antes de A' e B' serem colocados juntos em um sanduíche - que a orientação de A' na direção perpendicular.

As diferenças de contratilidade dos filmes devem ser de pelo menos 10% e, com maior preferência, 15%, 20% ou mesmo mais.

O coeficiente de elasticidade (E) do material de que A é formado, em estado não orientado, é inferior em pelo menos 15% quando comparado com o do material de que A é formado. O objetivo desta precaução é tornar as forças durante o descascamento menos concentradas, mantendo o laminado cruzado como um todo tão rígido quanto possível.

O estado não orientado a que E se refere pode ser obtido por fiisão e ressolidificação de A após sua separação de B e analogamente para B. Uma técnica adequada para separar A e B é descrita em detalhe no exemplo.

Quando o laminado cruzado de acordo com a invenção é usado para fazer um saco com a vedação térmica perpendicular à direção principal de orientação de (A) e o saco cheio com um produto particulado sofre queda acidental, o valor mais alto de E no material A tenderá a conferir ao saco alongamento máximo na direção perpendicular à linha de junção e a absorção de choque resultante do alongamento, particularmente nesta direção aumenta a resistência a impacto da vedação.

Qualquer extensibilidade dos sacos tem efeito negativo sobre a geometria de uma pilha de sacos cheios e, especialmente, a manutenção de uma geometria regular na pilha. O que importa nesse caso é a média entre as extensibilidades nas direções longitudinal e transversal dos sacos e portanto uma extensibilidade alta na direção principal do material (A) do laminado cruzado pode ser compensada por uma extensibilidade correspondentemente baixa na direção principal do material (B).

Cada um dos filmes aqui mencionados pode ser co-extrusado ou mono-extrusado, isto é, ele pode ter várias camadas ou apenas uma. Além disso cada um dos filmes pode ser orientado uniaxialmente (orientação molecular) ou orientado biaxialmente de modo desbalanceado, de modo que existe em qualquer caso uma direção de orientação principal.

O lado do laminado em que o filme ou grupo de filmes designado como A está localizado é o lado predeterminado para ser ligado por termovedação (usualmente termovedação a um laminado cruzado similar), geralmente de modo que a vedação térmica estenda-se perpendicularmente à direção longitudinal da folha contínua de laminado cruzado. Pode ser esperado que o laminado cruzado será principalmente comercializado em forma de tubo, com uma junção longitudinal de sobreposição podendo o tubo ser um tubo com gucé pronto para uso em método de formação-enchimento-vedação. Nesta forma de realização a superfície interna do tubo deve corresponder à superfície A.

Alternativamente o laminado cruzado pode ser dobrado sem formar um tubo para fabricação de sacos em que uma dobra forma o fundo e as bordas laterais são termovedadas. Também neste caso a superfície interna da construção dobrada deve ser a superfície A.

A contratilidade relativamente alta de A ou A', que é preferencialmente de pelo menos 30% e, com maior preferência, 35%, 40% ou mesmo mais em uma direção que é predeterminada para ser perpendicular à vedação térmica, produz uma contração suficientemente forte e portanto um aumento de espessura. O aquecimento, que inevitavelmente acontece na vizinhança da vedação, causa contração diferencial de A e B com um efeito particularmente interessante e útil -ver as microfotografias das figuras 8b, c e d- desde que as partes de superfície das barras de vedação sejam em forma de cunha, flexionadas ou arredondadas em seus contornos, como normalmente são, para evitar "cicatrizes" no material vedado

Esta contração diferencial, baseada nas propriedades reivindicadas para o laminado cruzado, leva-o a flexão na direção que torna seu lado A côncavo - como visto nas microfotografias a uma certa distância da zona de ligação. Entretanto na imediata adjacência da zona ligada em que o material está fundido e mole esta flexão é compensada por uma flexão na direção oposta como que o lado A fica convexo neste ponto. Esta última flexão, que é indiretamente uma conseqüência da contração diferencial, age como uma espécie de descascamento no estado fundido e reforça a vedação. Além disso a contração diferencial tem o efeito de empurrar o laminado para as barras de vedação também em suas bordas em forma de cunha, flexionadas ou arredondadas, em que não existe pressão de vedação e isto ajuda o material tomar-se mais espesso no local que é crítico quando do descascamento por choque.

Para maior clareza deve entretanto ser mencionado que as vedações mostradas nas microfotografias foram feitas com o método especial de vedação descrito em WO-A-98/23434 e portanto os efeitos acima mencionados ficaram mais acentuados. (No exemplo são apresentados esclarecimentos adicionais sobre as condições em que a termovedação foi feita).

Um aspecto que deve ser mencionado é a diferença entre as contrações de A e B quando os dois filmes ou conjuntos de filmes são separados um do outro. Laminados cruzados, levando em conta a influência da ligação sobre a resistência à propagação de rasgo, são usualmente feitos com ligação relativamente fraca entre os filmes individuais (como já mencionado) e portanto a separação será normalmente fácil mesmo em temperatura ambiente.

Os filmes separados podem ser testados quanto a sua contratilidade em qualquer direção desejada, por exemplo, na direção longitudinal da folha contínua ou na direção perpendicular à mesma, quando aquecidos a determinada temperatura. A temperatura é por exemplo próxima, mas inferior ao ponto de fusão determinado mecanicamente de A ou Β, o que tiver menor ponto de fusão). Na invenção é preferido que a contratilidade, expressa em percentagem, do filme ou conjunto de filmes A seja maior em pelo menos 10 unidades (preferivelmente mais) que a do filme ou conjunto de filmes B na direção longitudinal da folha contínua, quando as contratilidades são medidas na mesma temperatura predeterminada, próxima, mas inferior ao ponto de fusão determinado mecanicamente de A ou Β, o que tiver menor temperatura de fusão. A temperatura predeterminada pode ser, por exemplo, 5°C abaixo do ponto de fusão determinado mecanicamente. Quando o laminado cruzado consiste de filmes baseados em polietileno uma temperatura de medição conveniente está na faixa de 115 a 120°C.

Neste contexto o ponto de fusão determinado mecanicamente é a temperatura em que o filme ou conjunto de filmes, como for o caso, ponde substancialmente sua estabilidade mecânica com aumento de temperatura (mudança diferencial máxima) e pode ser convenientemente determinada diretamente no filme ou conjunto de filmes por espectrometria dinâmica O ponto de fusão pode ser alternativamente determinado pela variação das propriedades de tração com a temperatura.

As propriedades de contratilidade de A' e B' antes do sanduíche cruzado são determinadas da mesma maneira. Entretanto se A' e/ou B' contem mais de um filme cada um, a determinação deve ser feita após a ligação do conjunto A' e/ou B' sem mudança de propriedades, por exemplo, por meio de uma cola mole de dois componentes.

Na invenção, a ligação entre AeB pode vantajosamente ser mais fraca que a ligação mútua entre os filmes do conjunto A ou do conjunto B, quando A e/ou B incluem mais de um filme. A vantagem refere-se às propriedades gerais de resistência do laminado cruzado. Valores adequados da resistência de ligação medida por descascamento lento ficam na faixa de 0,1 a 0,5 Ncm"1, tomados como média no descascamento de tiras cortadas longitudinalmente e transversalmente. (Esta indicação não limita o escopo da invenção).

A ligação é preferencialmente facilitada e controlada por "camadas de laminação" co-extrusadas sobre cada filme usado para a laminação cruzada. São também preferencialmente co-extrusadas "camadas de vedação térmica" para auxiliar a colagem de dois laminados cruzados durante a termovedação e/ou outra operação de melhoramento das propriedades superficiais do laminado.

Normalmente ocorrerá algum efeito de contração diferencial no laminado cruzado da invenção mesmo em temperatura ambiente, isto é, existirá uma tendência de ondulação em redor da direção transversal da folha contínua a não ser que sejam tomadas precauções contra isto. Isto pode ser uma desvantagem para o manuseio da folha contínua ou de sacos feitos com o laminado cruzado. Para superar o problema a seção transversal da folha contínua pode ter uma forma ondulada com ondas estabilizadas preferencialmente com comprimento de onda de topo de onda a topo de onda em uma superfície da folha contínua de menos de 5 mm. Esta ondulação deve entretanto preferencialmente ser muito pouco profunda. Método para fazer laminados cruzados com tais ondulações estabilizadas rasas é conhecido, ver a já mencionada EP-A-0624126. Os métodos divulgados são diretamente aplicáveis à presente invenção. Embora esta ondulação da seção transversal da folha contínua possa eliminar a tendência a enrolamento (contração diferencial) em temperatura ambiente ela não reduz essencialmente os efeitos inventivos da contração diferencial durante a termovedação pois a ondulação estabilizada desaparece por contração transversal quando o laminado é aquecido a temperaturas próximas das da faixa de fusão.

No método principal da presente invenção, a maneira de estirar transversalmente a folha contínua ensanduichada é preferencialmente entre rolos estriados e ela é também estirada longitudinalmente e ligada para formar um laminado. Normalmente existirão varias etapas de estiramento entre rolos estriados e também várias etapas de estiramento longitudinal e ligação. Estes métodos podem ser executados em várias seqüências e a este respeito às divulgações das patentes acima mencionadas GB-A- 1.526.722, EP-B-0.276.100 e EP-A-0.624.126 são diretamente aplicáveis.

O filme ou filmes que constituem A' é/são preferencialmente -antes do ensanduichamento com o filme ou filmes que constituem B'- orientados longitudinalmente por tração sobre um rolo ou barra de retenção por atrito, em outras palavras eles são sujeitos a estiramento longitudinal convencional abaixo da faixa de fusão, por exemplo, por passagem por uma série de rolos lisos girando em diferentes velocidades circunferenciais. Pode ser conveniente um estiramento em temperaturas significativamente menores que as da faixa de fusão, por exemplo entre 20 e 60°C. Se para fabricação de um filme A' é usado corte em espiral de um filme A' extrusado em tubo o corte em espiral deve ser feito antes do estiramento longitudinal.

A' e B' podem ser cada um filme, opcionalmente um filme multicamada co-extrusado, sendo esta a solução mais simples, especialmente quando são desejadas espessuras de laminado cruzado muito pequenas. Entretanto, em vista das propriedades de resistência geral do laminado cruzado, B' e/ou A' é/são preferencialmente composto(s) de pelo menos 2 filmes e mostrado nas figuras 2 e 3 e fluxogramas 5 e 6 (Os ângulos +/- 60° e +/- 30° indicados nos desenhos e fluxogramas são naturalmente apenas exemplos).

Em vez de usar para A' dois filmes produzidos por corte espiral com ângulo relativamente pequeno, é mais prático usar um filme com duas camadas orientadas em fusão com o uso de peças de matriz em contra-rotação como mostrado no fluxograma da figura 7.

Para a extrusão de tal filme e construção de matriz de co-extrusão com peças em contra-rotação é feita referência a GB-A-1526722já mencionada.

A invenção é ilustrada pelos desenhos anexos dos quais:

Figuras 1, 2 e 3 são esboços em perspectiva de três construções diferentes de laminado cruzado.

Figuras 4, 5, 6 e 7 são fluxogramas de quatro diferentes maneiras de fabricar o laminado cruzado e convertê-lo em um tubo para produção de sacos, inclusive para uso em método de formação-enchimento e vedação.

Figuras 8 a, b e c são microfotografias de seções de vedações térmicas feitas em diferentes temperaturas no laminado cruzado produzido como descrito no exemplo.

Figura 9, referente ao exemplo, contém quatro gráficos mostrando propriedades de contração de diferentes camadas em diferentes direções.

Nos esboços em perspectiva das figuras 1, 2 e 3 (a) são as camadas principais em que a alta resistência a tração do laminado cruzado reside, (b) são camadas de laminação e (c) são camadas de termovedação. Os ângulos de orientação de fusão antes de qualquer ensanduichamento são indicados como linhas tracejadas com o valor do respectivo ângulo é escrito sobre a linha. Os valores +60° e -60° são tomados como exemplos de ângulos relativamente grandes, +30° e -30° são exemplos de ângulos relativamente pequenos. As letras A ou A' e B ou B' indicam qual filme ou qual conjunto de filmes pertence a A ou A' e qual a B ou B'.

O vetor CD indica a direção longitudinal produzida em A' bem abaixo da faixa de fusão e antes do ensanduichamento de A' com B'.

Os vetores DE e CF indicam as orientações longitudinal e transversal, respectivamente, no laminado cruzado que são produzidas após o ensanduichamento de A' com B', a orientação CF sendo a correspondente ao estiramento com rolos estriados.

Em relação aos fluxogramas figuras 4 a 7 deve ser notada a distinção entre "ensanduichamento" e "laminação". Por "ensanduichamento" é indicado que dois ou mais filmes são postos em contato, um sobre o outro, não importando se são ligados entre si ou não. Por "laminação" entende-se que os filmes "ensanduichados" são ligados entre si (o que pode acontecer simultaneamente com ou após o "ensanduichamento".

Em cada um dos fluxogramas existe uma caixa como texto: "Laminação, estiramento com rolo estriado e estiramento longitudinal". A razão pela qual estas diferentes etapas do método são reunidos em uma caixa é que - como já foi mencionado - cada uma dessas etapas é normalmente repetida até várias vezes e a sucessão das etapas pode ser variada.

As microfotografias figuras 8 a, b, c e d têm uma escala para indicar a ampliação. O tempo de vedação foi 1,4 s. Por razões puramente práticas as duas barras de vedação apresentaram temperaturas diferentes, a saber

Figura 8 a: 120°C em uma barra e 130°C na outra barra.

Figura 8 b: 130 ° C em uma barra e 140°C na outra barra.

Figura 8 c: 150°C em uma barra e 150°C na outra barra.

Figura 8 d: 170°C em uma barra e 180°C na outra barra.

A acurácia do controle de temperatura em cada barra foi de ± 2°C.

Exemplo

É produzido um laminado cruzado tendo a estrutura mostrada na Figura 2 e usando a rota de produção mostrada no fluxograma da figura 5 (mas omitindo as etapas "estampagem" e "formação de tubo").

O filme A' é co-extrusado como um filme tubular com peso de 59 gm"2

Camada principal (a) no filme A', 75% do total de A' : 50% LLDPE (Dowlex 2045) + 50% HMWHDPE. (Pequenas quantidades de bateladas master com pigmentos e aditivos são aqui desconsideradas).

Camada de vedação térmica (c) no filme A', 15% do total de A1 : 100% LLDPE (Dowlex 2045).

Camada de laminação (b) no filme A', 10% do total de A' : 15% Affinity 8100 + 85% LLDPE. (Dowlex 2045). AfFinity 8100 é um LLDPE metalocênico tendo faixa de fusão de cerca de 50 - 60°C.

Após a extrusão, o filme é estirado na razão 1,30 : 1 na direção longitudinal a 40°C.

Os dois filmes usados para B' são extrusados na bitola de 45,4 gm" 2. A camada principal (a) consiste de 70% HMWHDPE + 10% de polipropileno + 20% LLDPE. As camadas de laminação (b) são de mesma composição das de A1. Além disso, o filme B' no centro do sanduíche de três filmes tem uma camada de laminação em ambas as superfícies, cada uma com 10% do peso total. O outro filme B' tem uma camada de vedação térmica de superfície (c). Tal filme B' compreende 75% da camada principal (a), 15% da camada de vedação térmica (c) e 10% da camada de laminação (b).

Estes dois filmes B' são cortados em espiral em um ângulo de 57°.

Os três filmes co-extrusados A', B', e B' são "sanduichados" cruzados como mostra o fluxograma da figura 5. Durante a sucessão de etapas mostrada neste fluxograma, o sanduíche é estirado na razão 1,50 : 1 na direção transversal e cerca de 1,2 : 1 na direção longitudinal.

Estas etapas ocorrem essencialmente como na EP-B-O 276 100 exemplo 3. A bitola do laminado cruzado final é de 89 gm"2. Uma amostra do laminado (cerca de 0,5 m2) é dividida em filme A e filme ligado - grupo B, e ambos são tratados quanto a encolhimento em diferentes temperaturas, A somente na direção da máquina (m.d.), B na m.d. e na direção transversal (t. d.). A divisão é realizada manualmente em temperatura ambiente da seguinte forma:

Um canto da amostra é repetidamente flexionado para criar bons locais de deslaminação. Uma incisão entre A e B é cortada neste canto flexionado e a divisão é propagada por rasgamento. Devido à ligação relativamente fraca e às diferentes direções de orientação dos diferentes filmes, a divisão se propagará em diferentes direções nos diferentes filmes, enquanto as forças de rasgamento eliminam localmente a adesão. (Este fenômeno é a razão pela qual laminados cruzados de filmes orientados mostram alta resistência à propagação de rasgamento, e, portanto, laminados cruzados são normalmente feitos com adesão relativamente baixa entre os filmes individuais). Uma vez que a deslaminação tenha sido localmente iniciada desta forma, é facilmente continuada pelo simples descascamento manual, sem afetar as propriedades dos filmes individuais. Por meio deste descascamento, o filme A é separado do filme-grupo B, mas o último é mantido aderido.

A e B são cortados em amostras em forma de fita, A ao longo da m.d. e B para uma série de testes ao longo da m.d. e para outra série ao longo da t.d.. Cada fita tem 15 mm de largura e cerca de 10 cm de comprimento.

Cada teste é realizado conforme se segue :

É marcado um comprimento de 30 mm perto de uma extremidade da amostra. É fixado um peso de 0,7 g a esta extremidade para mantê-la reta, e uma parte da fita, incluindo o comprimento marcado é mergulhada em uma mistura de glicerol quente / água por 3 segundos. (Esta mistura tem um ponto de ebulição de cerca de 135°C; portanto contém tanta água que não pode efetuar as propriedades dos filmes de polietileno). A temperatura do glicerol é ajustada antes de cada teste, e diferentes temperaturas de 90°C até cerca do ponto de fusão do LLDPE normal são testadas. Após o tratamento, o encolhimento do comprimento de 30 mm original é medido.

Os resultados são apresentados na Tabela 2 e são plotados na Fig. 9. A figura contém também um gráfico que mostra em cada temperatura dada a diferença entre a % de encolhimento de A e B em suas direções de máquina. Esta curva é estabelecida medindo-se as distâncias entre as duas outras curvas. Uma série de valores da curva de "encolhimento diferencial" é introduzida na tabela abaixo.

O laminado cruzado é vedado termicamente a si mesmo, A com A, com um procedimento exatamente como explicado na WO-A- 98/23434, páginas 20 ^21, exceto pelo fato de diferentes temperaturas de vedação serem testadas como registrado na descrição das figuras 8a, b e c.

Microfotografias dos perfis dessas vedações - ver estas figuras - são tiradas com ampliação de 12 vezes com o uso de um vídeo microscópio. A resistência a descascamento por choque é testada como explicado em WO- A-98/23434, p. 23,1. 37 a 241. 11.

As vedações feitas a 130 / 140°C e em temperaturas superiores foram aprovadas em 100 %, o que é surpreendentemente bom, enquanto as vedações feitas em 120/130°C, a maioria falhou.

A tensão de escoamento é determinada em m.d. e t.d. por teste de tensão/deformação de amostras em forma de fita com 15 mm de largura em uma velocidade de estiramento correspondente a 50 % de alongamento por minuto. Nesta velocidade relativa baixa a tensão de escoamento indicará as propriedades de fluência, que são muito importantes para sacos industriais. As tensões de escoamento são determinadas a partir de gráficos de tensão / deformação. Como é normal quando do teste de filmes poliméricos com este percentual baixo de alongamento por minuto, os gráficos não apresentam alterações agudas indicando que se inicia o escoamento. Eles começam com uma seção linear onde se aplica a lei de Hook, e então, gradualmente, mudam para outra seção quase linear, onde a tração aumenta muito vagarosamente com o alongamento (e pouco antes da ruptura o aumento da tração é acentuado)

Como de costume, a tensão de escoamento é determinada graficamente por extrapolação das duas seções lineares acima mencionadas, de modo que elas se interceptam. A tensão correspondente ao ponto de interseção é considerada a tensão de escoamento.

Para comparação são feitas determinações similares de tensões de escoamento em um saco industrial produzido a partir de filme convencional extrusado de 147 gm"2 composto de LDPE com teores de LLDPE, saco selecionado por um dos maiores fabricantes de poliolefina como adequado para embalagem de seus grânulos,

Os resultados são apresentados na Tabela 1. Cada valor é média de 5 medições.

Tabela 1

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Assim, o laminado cruzado exibe quase as mesmas tensões de escoamento do filme convencional de LDPE / LLDPE para saco, embora o último seja 1,6 vezes mais pesado.

Finalmente verifica-se que o módulo E (coeficiente de elasticidade) do filme A não orientado é de 500 MPa.

E o módulo E do grupo B não orientado é de 630 MPa, isto é, o módulo E de A é 21 % inferior ao módulo E de B.

Estes valores de E se referem aos filmes extrusados e são médias de valores m.d. e valores t.d., que estão mutuamente perto um do outro. <table>table see original document page 19</column></row><table>

Claims (18)

1. Saco provido com uma vedação térmica tipo descascamento no seu fundo e/ou no seu topo, feito a partir de tubo formado de um laminado cruzado formado em folha contínua consistindo de dois ou mais filmes ou conjuntos de filmes mutuamente ligados, cada um dos quais é orientado uniaxialmente ou orientado biaxialmente desbalanceadamente, caracterizado pelo fato de que o laminado compreende: (A) em um lado interno do tubo quer (a) um filme em que a direção principal de orientação segue uma direção de orientação que é perpendicular à direção da vedação térmica, quer (b) um conjunto de filmes cuja direção principal resultante segue a direção de orientação que é perpendicular à direção da vedação térmica; e, (B), no outro lado do tubo, quer (a) um filme em que a direção principal de orientação é paralela à direção da vedação térmica, quer (b) um conjunto de filmes cuja direção principal resultante é paralela à direção da vedação térmica, sendo que: o coeficiente de elasticidade (E) do material A no estado não orientado é inferior em pelo menos 15% ao coeficiente de elasticidade do material B no estado não orientado; durante o aquecimento do laminado cruzado, AeB apresentam contratilidade diferente ao longo da direção perpendicular à direção da vedação térmica, A sendo o mais contrátil; e, a camada principal do filme ou de cada um dos filmes que constituem B, consiste de um polietileno de alta densidade com alta massa molecular (HMWHDPE) ou de uma mistura de HMWHDPE com polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) e a camada principal do filme ou de cada um dos filmes que constituem A consiste de LLDPE ou de uma mistura de LLDPE com HMWHDPE.

2. Saco de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato que o filme ou conjunto de filme A forma pelo menos 10% em peso do laminado cruzado total; e, as contratilidades de A e B na direção longitudinal da folha contínua, expressas em percentagem, diferem em pelo menos 10, de acordo com um teste em que AeB são separados um do outro e os filmes ou conjuntos de filmes separados, como for o caso, são testados para contratilidade na direção longitudinal quando aquecidos à mesma temperatura, que é próxima de, e menor que, o ponto de fusão determinado mecanicamente de A ou Β, o que for menor.

3. Saco de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato que no filme ou conjunto de filme A, a contratilidade de A, expressa em percentagem, quando aquecido à mesma temperatura, que é próxima de, e menor que, o ponto de fusão determinado mecanicamente de A ou Β, o que for menor, difere de pelo menos 30% da contratilidade do filme ou conjunto de filme B.

4. Saco de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato que a seção transversal da folha contínua tem uma forma ondulada com ondas estabilizadas.

5. Saco de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato que o comprimento de onda medido de topo de onda a topo de onda em uma superfície da folha contínua é menor que 5 mm.

6. Saco de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato que B, em um arranjo simétrico, é composto de pelo menos dois filmes, cada um com uma direção principal de orientação formando um ângulo de mais de 50° e de menos de 90° com a direção longitudinal da folha contínua.

7. Saco de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato que A, em um arranjo simétrico, é composto de pelo menos dois filmes, cada um com uma direção principal de orientação formando um ângulo de mais de 0o e de menos de 35° com a direção longitudinal da folha contínua.

8. Saco de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que A e/ou B consistem de pelo menos dois filmes ligados entre si com a característica de serem as ligações mútuas mais fortes que a ligação entre AeB.

9. Saco de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato que cada um dos filmes nos dois grupos A e B é um filme co-extrusado com uma camada principal para resistência no meio e, em cada lado da mesma, camadas secundárias, sendo as camadas secundárias que formam a superfície do laminado escolhidas para obtenção das propriedades superficiais desejadas e sendo as demais camadas secundárias escolhidas para facilitar a ligação dos filmes entre si.

10. Saco de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que na camada principal do filme ou filmes que constituem B existe uma mistura de 5 a 20% de polipropileno.

11. Saco de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato que a camada principal no ou em cada um dos filmes que constituem B é baseada em polipropileno.

12. Método para fabricação de um saco provido com uma vedação térmica tipo descascamento no seu fundo e/ou no seu topo, em que é inicialmente formada uma folha contínua em sanduíche de diferentes filmes extrudados, cada um apresentando uma direção principal de orientação e em que estas direções são cruzadas uma com a outra; em que subseqüentemente os filmes ensanduichados são adicionalmente orientados, abaixo de sua faixa de fusão por estiramento conjunto na direção longitudinal da folha contínua e, antes ou depois deste estiramento longitudinal, também na direção transversal da folha contínua, sendo este estiramento transversal efetuado entre rolos estriados; em que os filmes no sanduíche são ligados para formar um laminado antes, durante ou depois das referidas operações de estiramento longitudinal e transversal, caracterizado pelo fato que a folha contínua em sanduíche consiste de dois filmes ou conjuntos de filmes A1 e B' respectivamente, A1 em um lado da folha contínua em sanduíche que será o interior do saco e B' do outro lado; sendo A tanto (a) um filme em que a direção principal de orientação segue a direção longitudinal da folha contínua em sanduíche ou (b) um conjunto de filmes cuja direção principal de orientação resultante segue a tal direção longitudinal da folha contínua em sanduíche, sendo a orientação ou orientação resultante mais forte - medida por teste de contratilidade antes de A' e B' serem colocados juntos em um sanduíche - que a orientação ou orientação resultante de B' na mesma direção; e adicionalmente sendo B' tanto (a) um filme em que a direção principal de orientação é perpendicular à direção longitudinal da folha contínua ou (b) um conjunto de filmes cuja direção principal de orientação resultante é perpendicular à direção longitudinal da folha contínua; no qual o coeficiente de elasticidade (E) de A1 no estado não orientado é inferior em pelo menos 15% ao coeficiente de elasticidade de B' no estado não orientado e a orientação ou orientação resultante (em B') é mais forte - com referência ao teste de contratilidade antes de A' e B' serem colocados juntos em um sanduíche - que a orientação de A' na direção perpendicular.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato que A' forma pelo menos 10% da folha contínua em sanduíche e que as contratilidades de A' e B' na direção longitudinal da folha contínua em sanduíche expressas em percentagem diferem em pelo menos 10, de acordo com um teste em que os filmes dentro de A' e/ou B' (se A' e/ou B' for(em) um conjunto) são ligados entre si sem mudança de suas propriedades e A' e B' são testados quanto a sua contratilidade em direção longitudinal quando aquecidos à mesma temperatura próxima de, e inferior ao ponto de fusão determinado mecanicamente de A' ou B', o que for menor.

14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações -12 ou 13, caracterizado pelo fato que a orientação ou orientação resultante de A1 na direção longitudinal da folha contínua em sanduíche, estabelecida antes de A' e B' serem colocados juntos em um sanduíche, é feita suficientemente forte para que no produto final a contração percentual de A', determinada quando A1 e B' são separados um do outro e A' é rapidamente aquecido a temperatura próxima de, mas inferior ao ponto de fusão determinado mecanicamente, é de não menos que 30%.

15. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato que cada filme A' e B' usado na laminação é fabricado por co-extrusão, sendo suprido em cada lado a ser ligado a um filme adjacente no laminado, com uma camada secundária adaptada para facilitar a ligação.

16. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 ou 15, caracterizado pelo fato que o filme ou filmes A' antes do ensanduichamento com o filme ou filmes B' é/são orientado(s) na direção longitudinal por tração sobre um rolo ou barra de retenção por atrito.

17. Método de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato que A' é formado por um filme suprido com orientação de fusão principalmente longitudinal e este filme é sujeito à tração.

18. Método de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato que A1 é formado por dois filmes que são produzidos cada um com uma direção principal de orientação formando um ângulo de mais de 0o e menos de 45° com a sua direção longitudinal, seja por corte espiral de um filme tubular com orientação principalmente longitudinal seja por rotação de um filme tubular que está sendo retirado de uma matriz de extrusão e está em forma de bolha, sendo os dois filmes subseqüentemente reunidos para formar um sanduíche simétrico dos dois filmes, o qual é submetido à tração por ação de atrito.