BR102014000989B1

BR102014000989B1 - Substrato flexível

Info

Publication number: BR102014000989B1
Application number: BR102014000989-2A
Authority: BR
Inventors: Aldo Arruda Mortara; Daniel De Almeida
Original assignee: Vitopel Do Brasil Ltda.
Priority date: 2014-01-15
Filing date: 2014-01-15
Publication date: 2021-03-30
Also published as: BR102014000989A2

Abstract

substrato flexível. a presente invenção refere-se a um substrato plástico para etiquetas, um processo de obtenção, para a aplicação em frascos de vidro e um processo de remoção durante lavagem dos frascos.

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se a um substrato plástico para etiquetas e ao processo de obtenção do mesmo, sendo que este substrato permite a impressão, conversão em rótulos, aplicação em frascos de vidro e, posterior remoção durante lavagem dos frascos, sem a necessidade de alteração dos processos e insumos, usualmente encontrados nesta cadeia de fornecimento.

DESCRIÇÃO DO ESTADO DA TÉCNICA

[002] O processo de rotulagem de frascos de vidro, sobretudo os frascos retornáveis e reutilizáveis, utiliza-se de rótulos papel de celulose de fibra longa. O papel de celulose de fibra longa apresenta várias vantagens no processo de rotulagem de frascos de vidro: o custo do papel é competitivo para a aplicação; o manuseio dos rótulos de papel no processo de rotulagem é facilitado pela rigidez do substrato; o papel pode ser colado ao frasco de vidro, com colas base água de baixo custo. No caso dos frascos retornáveis, o rótulo de papel apresenta facilidade de remoção durante o processo de lavagem dos frascos, visto que, por não ser impermeável, permite o ataque da solução de lavagem à camada de cola, através de sua espessura. As principais desvantagens dos rótulos de papel são: a sensibilidade à água, que torna os rótulos vulneráveis a alteração do aspecto; perda de informação impressa no rótulo; e mesmo, a perda do rótulo por dissolução da cola em ambiente de alta umidade. Os recursos de comunicação visual através dos rótulos de papel de celulose são limitados, em função do acabamento superficial. Adicionalmente, os rótulos de papel estão muito mais susceptíveis a danos causados por rasgo e abrasão no manuseio, devido à limitação de resistência mecânica.

[003] Em alguns produtos, que utilizam frascos de vidro não retornáveis, utilizam-se rótulos plásticos. Estes rótulos, de um modo geral, possuem um adesivo de pega permanente em sua face interna, protegido por um suporte antiaderente (usualmente papel siliconado) e, são impressos na face externa, através de processos gráficos de alta definição. Os rótulos assim obtidos, denominados rótulos autoadesivos, são aplicados nas linhas de envase de frascos de vidro, onde são separados do suporte siliconado e aplicados ao frasco de vidro. As vantagens deste processo estão relacionadas à diferenciação da comunicação visual do rótulo, que pode ser transparente, fosco, branco, metalizado e, pela total resistência do mesmo em ambiente de alta umidade (frascos refrigerados) em função da baixa permeabilidade à água dos rótulos plásticos, tanto quanto ao aspecto visual como a integridade. No entanto, este tipo de rótulo apresenta uma grande desvantagem: o custo final do rótulo aplicado ao frasco é muito superior ao custo do rótulo de papel de celulose de fibra longa, também aplicado ao frasco. Os rótulos plásticos aplicados dessa forma, na prática, não podem ser removidos no processo de lavagem de frascos de vidro retornáveis e, portanto, só podem ser aplicados a frascos de vidro não retornáveis. No pedido de patente PI 07161013-1 é descrito um processo para colar rótulos com adesivo de fusão autocolante solúvel em solução alcalina, tornando viável a remoção de rótulos autoadesivos pelo processo de lavagem alcalina, quando estes forem permeáveis a água ou rótulos perfurados.

[004] As principais demandas, para rótulos aplicados a frascos de vidro, são atendidas com o papel de celulose de fibra longa, revestidos on-line com adesivos líquidos e imediatamente colado aos frascos. No caso de frascos de vidro retornáveis, os rótulos são obrigatoriamente de papel de celulose de fibra longa, para assegurar a remoção no processo de lavagem dos frascos. Os rótulos de papel de celulose de fibra longa podem ser eventualmente metalizados, pelo processo de deposição de alumínio em câmara de vácuo, de forma a promover uma comunicação visual diferenciada.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[005] A presente invenção consiste em um novo conceito aplicado ao filme de BOPP, direcionado para o atendimento das demandas da aplicação dos rótulos pré-cortados fixados com adesivo/cola aquoso em frascos de vidro, sendo que tais rótulos de BOPP podem ser removidos do frasco de vidro pelos processos usuais de lavagem de frascos retornáveis. Os aspectos mais relevantes, contemplados nesse substrato inovador são: possibilidade de colagem ao frasco de vidro pelos processos atuais e adesivos/colas aquosos atualmente em uso, assegurada pelo desenho da superfície de colagem, não onerando sua aplicação em relação aos rótulos de papel de celulose de fibra longa; facilidade de remoção do rótulo durante o processo de lavagem de frascos retornáveis, em função da rede de microfuros presente no rótulo, que permite o acesso da solução de lavagem ao adesivo/cola aquoso e, sem perda da integridade do substrato do rótulo e sem desprendimento de resíduos do substrato.

[006] Na busca de soluções de compromisso no processo de rotulagem entre um aspecto visual com alto apelo de comunicação e um custo viável, encontram-se os seguintes processos: rótulos de papel de fibra longa metalizados; rótulos autoadesivos plásticos ou de papel; impressão direta sobre o frasco; rótulos plásticos envolventes; rótulos plásticos envolventes e termo encolhíveis; entre outros. Na prática, as opções que se aplicam a frascos de vidro retornáveis são os rótulos de papel metalizados e os frascos impressos. No caso de rótulos envolventes e envolventes termo encolhíveis seria necessário um auxílio mecânico para a remoção dos rótulos.

[007] No caso de frascos impressos, o processo de lavagens sucessivas tende a remover a impressão, pondo em risco a comunicação de informações relevantes para o consumidor; já no caso dos rótulos de papel de fibra longa metalizados, estes apresentam uma complexidade técnica de obtenção que os torna mais custosos que um rótulo plástico metalizado.

[008] A presente inovação traz soluções para a utilização de rótulos plásticos em frascos de vidro retornáveis e reutilizáveis, na medida em que: oferece uma superfície adequada para a colagem do rótulo no frasco de vidro sem a demanda de investimentos adicionais em insumos (como adesivos/ colas especiais), equipamento ou processo; contempla uma superfície para impressão que permite o uso dos processos atuais de impressão dos rótulos de papel de celulose, não impondo custos adicionais; permite, através da geometria e distribuição da microperfuração, a secagem do adesivo/cola e a remoção do rótulo durante o processo de lavagem, com menor contaminação da solução de lavagem e, sem impacto ou demandas adicionais em relação ao processo de lavagem utilizado para a remoção de rótulos de papel de fibra longa resistente ao álcali. Esta é uma solução mais eficaz e mais econômica que a de aplicação de rótulos autoadesivos, como se observa no caso de frascos de vidro não retornáveis.

[009] O desenho do substrato e o processo de microperfuração no filme plástico foram desenvolvidos de forma a atender aos seguintes requisitos:

[0010] Permitir o manuseio do substrato no processo de corte em folhas, impressão, corte final e aplicação livre de problemas de bloqueio e/ou arraste de folhas, através da rugosidade superficial e modificação do substrato para dissipação de carga estática (método ASTM D4470).

[0011] Permitir o uso de adesivos/ colas aquosas de baixo custo, usualmente incompatíveis com substratos plásticos, no processo de rotulagem.

[0012] Permitir a secagem do adesivo / cola base água, pelo escape do vapor de água, através da rede de microfuros.

[0013] Permitir o acesso da solução de lavagem a interface cola vs. frasco, de forma a permitir a remoção do rótulo no processo de lavagem para reutilização.

[0014] Evitar impacto negativo na textura e aspecto da face impressa do rótulo, através da definição da direção de perfuração e tamanho dos microfuros;

[0015] Permitir o processo de impressão sobre o substrato já microperfurado, sem que as tintas e vernizes obstruam os microfuros, de forma a eliminar a complexidade e custo do processo de microperfuração em folhas após a impressão. Este requisito é um importante viabilizador econômico do conceito desenvolvido.

[0016] Incorporar o processo de microperfuração a uma etapa do processo produtivo do substrato, de forma a evitar custos de uma operação / processamento adicional. A microperfuração realizada em linha com a preparação final de bobinas do substrato, visa agregar ao produto o atributo crítico, para permitir a secagem do adesivo/ cola e o ataque da solução de lavagem ao adesivo/cola e, por consequência a remoção do rótulo do frasco.

[0017] Dessa forma, a presente inovação permitirá viabilizar o desenvolvimento da aplicação de filmes plásticos, nos processos de rotulagem de frascos de vidro retornáveis, com custo competitivo, graças a menor gramatura deste substrato em relação ao papel de fibra longa resistente ao álcali e, sem impacto negativo em relação às opções atuais de rotulagem. A utilização de papéis de fibra longa resistente ao álcali se faz necessária em função dos requisitos de aplicação e lavagem. Estas características críticas, aliadas a uma gramatura de 70 g/m2 reduzida ao limite da viabilidade técnica, tornam a oferta deste tipo de papel bastante limitada e, por vezes custosa. Não se identificou nas aplicações de rótulos de papel a frascos de vidro retornáveis, papel com gramatura inferior a 68g/m2. Adicionalmente, o substrato plástico da presente invenção possibilita a redução na espessura da camada de adesivo/cola aquoso, em função da menor rugosidade superficial e, da não absorção da cola pelo substrato.

EXEMPLOS

[0018] Os exemplos apresentados a seguir referem-se a amostras ou protótipos de substrato preparados, impressos, cortados e aplicados a frascos de vidro.

[0019] 1° Exemplo: foi feita uma amostragem com vários tipos de adesivos usualmente empregados para a colagem de rótulos de papel ao vidro. O objetivo foi o de desenvolver uma superfície que apresentasse receptividade a ancoragem de adesivos usuais, de forma a não demandar alterações no adesivo ou processo de aplicação, em relação a prática estabelecida para os rótulos de papel. A superfície ideal apresenta alta energia superficial, além de uma rugosidade superficial elevada como fatores determinantes da boa ancoragem do adesivo/ cola ao substrato. A energia superficial é avaliada por meio da tensão superficial, a qual deve estar acima de 42 dinas/cm (mN/m) (método ASTM D2578) e, a rugosidade superficial é determinada através de medidas relativas de brilho superficial, utilizando o método ASTM D2457, com ângulo de incidência e reflexão de 45°.

[0020] 2° Exemplo: foram preparadas 2 amostras de folhas de filme de BOPP opaco com dimensão de 10x10cm2, tendo o BOPP as seguintes características: gramatura de 37 g/m2, espessura de 49 micra (10-6m), transmitância de 12%. As amostras diferiam entre si pelo número de microfuros, sendo uma delas com 1 microfuro por cm2 e a outra com 2 microfuros por cm2.

[0021] Estas amostras foram avaliadas em laboratório por um fabricante de adesivo/cola utilizado neste tipo de aplicação. Foram realizados testes de colagem e secagem do adesivo; testes de imersão e sudação e testes de lavagem (wash-off). Todos os testes tiveram resultados comparáveis ao papel de fibra longa.

[0022] A opacidade do BOPP utilizado neste tipo de rótulo, medida através da transmitância do filme (método ASTM D1003), é de extrema relevância na substituição do papel de fibra longa, pois, como o papel, não deve permitir a visualização da cor do frasco.

[0023] Em vista dos excelentes resultados alcançados, foram feitos novos testes de microperfuração, desta vez, no substrato não impresso, visando encontrar a melhor faixa de diâmetro para os microfuros, de forma que não sejam obstruídos pelas tintas e vernizes de impressão. Os resultados foram bastante satisfatórios, demonstrando que, em determinado intervalo de diâmetro dos microfuros, não ocorre obstrução dos mesmos pelas tintas e vernizes. Nesta construção, os microfuros possuem diâmetro de 20 a 120 micra (10-6m), preferencialmente 90 a 110 micra(10-6m) e apresentam distância de 02 a 20 mm entre si, preferencialmente, de 05 a 10 mm. Também, não foram observados efeitos secundários, tais como passagem de tinta através dos microfuros ou, prejuízo na textura ou aspecto visual da superfície impressa dos rótulos.

[0024] Ao final deste processo, foi realizado um ajuste em uma unidade piloto de microperfuração para a realização de testes mais prolongados, visando a confirmação da robustez da inovação desenvolvida.

Claims

1. Substrato flexível caracterizado pelo fato de ser composto por um ou mais filmes de polipropileno biaxialmente orientados, sendo que a face externa apresenta uma superfície texturizada ou brilhante destinada à impressão do rótulo e, a face interna incorpora uma superfície de alta energia e com elevada rugosidade superficial destinada à ancoragem do adesivo aquoso para colagem ao frasco de vidro; o substrato apresenta em toda sua extensão microfuros uniformemente distribuídos, ou seja, com densidade constante de furos por unidade de área.

2. Substrato flexível, de acordo com a reivindicação 1, carac-terizado pelo fato de que os microfuros possuem diâmetro de 20 a 120 micra (10-6m).

3. Substrato flexível, de acordo com a reivindicação 2, carac-terizado pelo fato de que os microfuros possuem diâmetro de 90 a 110 micra (10-6m).

4. Substrato flexível, de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 1 a 3, caracterizado pelo fato dos microfuros apresentarem distância de 02 a 20 mm entre si.

5. Substrato flexível, de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 1 a 4, caracterizado pelo fato dos microfuros apresentarem distância de 05 a 10 mm entre si.

6. Substrato flexível, de acordo qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato da microperfuração ser realizada a frio através de sistema rotativo em que as agulhas perfuram o filme contra um cilindro de apoio emborrachado ou de outro material penetrável, tal como espuma sintética ou escova de cerdas, de tal forma que a impressão seja feita na face de penetração das agulhas.

7. Substrato flexível, de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a microperfuração é realizada de forma simultânea a operação de produção ou de corte e formação de bobinas acabadas.

8. Substrato flexível, de acordo com a reivindicação 1, carac-terizado pelo fato de possuir uma superfície de textura rugosa e dissipadora de carga estática, com tempo de meia vida menor que 10s (conforme ASTM D4470).

9. Substrato flexível, de acordo com qualquer uma das reivin-dicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a composição da camada superficial de textura rugosa apresenta uma combinação dos polímeros poliolefínicos, polietileno de alta densidade e copolímeros de PP, com a adição de carga inorgânica, como carbonato de cálcio e, resinas de ciclo olefinas hidrogenadas, além de tratamento superficial acima de 42 dinas/cm (mN/m) (ASTM D2578) para ancoragem de adesivos utilizados em rotulagem de frascos de vidro retornáveis.

10. Substrato flexível, de acordo com a reivindicação 1, 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a face externa apresenta tratamento superficial acima de 42 dinas/cm (mN/m) (ASTM D2578) adequado para os processos de impressão empregados em rótulos para pré cortados, tais como, offset oxidativa, offset UV, flexografia ou roto gravura.

11. Substrato flexível, de acordo com a reivindicação 1, 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que a superfície para impressão possui acabamento texturizado.

12. Substrato flexível, de acordo com a reivindicação 1, 8, 9, 10 ou 11, caracterizado pelo fato de apresentar aspecto metalizado na superfície a ser impressa.

13. Substrato flexível, de acordo com a reivindicação 1, 8,9,10,11 ou 12, caracterizado pelo fato de que a superfície para impressão possui acabamento brilhante.

14. Substrato flexível, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 13, caracterizado pelo fato de ser composto por um único filme de polipropileno biaxialmente orientado, opaco, com peso específico variando entre 35 e 45g/m2, espessura variando de 45 a 75micra (10-6m), preferencialmente, 37 a 43g/m2 e, 49 a 58 micra e transmitância variando entre 10 e 17%.

15. Substrato flexível, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o(s) filme(s) de polipropileno biaxialmente orientado(s) pode(m) ser produzido(s) utilizando-se de 40 a 75% de matéria-prima reciclada.