BR102020015794A2 - Método para produção de sacos plásticos multicamadas e saco plástico multicamadas resistente à luz - Google Patents

Abstract

A invenção se refere a um método para produzir embalagens plásticas multicamadas na forma de sacos plásticos, empregando maquinário convencional existente em qualquer indústria de manufatura de artigos plásticos com essa finalidade. Mais particularmente sacos plásticos formados por filmes plásticos os quais são isentos de produtos químicos em sua fabricação além dos que compõem as próprias matérias primas. Mais especificamente sacos plásticos produzidos para a indústria farmacêutica e cosmética, ou indústrias onde não pode ocorrer contaminação química residual e o interior requer completa opacidade tornando-o à prova de luz. O método da presente invenção emprega equipamentos comuns em qualquer indústria de manufatura de sacos plásticos e basicamente compreende: fazer a extrusão de um material plástico; instalar as bobinas obtidas anteriormente em um desbobinador duplo; passar os dois filmes por uma rebobinadeira que possui um equipamento de corte e soldagem; rebobinar os filmes cortados e colados em uma única bobina; instalar esta bobina obtida em um desbobinador com um triângulo; introduzir este filme dobrado máquina de corte e solda do tipo lateral.

Description

MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE SACOS PLÁSTICOS MULTICAMADAS E SACO PLÁSTICO MULTICAMADAS RESISTENTE À LUZ CAMPO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere-se a um método para produzir embalagens plásticas multicamadas na forma de sacos plásticos, empregando maquinário convencional existente em qualquer indústria de manufatura de artigos plásticos com essa finalidade. Mais particularmente sacos plásticos formados por filmes plásticos os quais são isentos de produtos químicos em sua fabricação além dos que compõem as próprias matérias primas. Mais especificamente sacos plásticos produzidos para a indústria farmacêutica e cosmética, ou indústrias onde não pode ocorrer contaminação química residual e o interior requer completa opacidade tornando-o à prova de luz.

ESTADO DA TÉCNICA

[0002] Uma das maneiras tradicionais para a obtenção de sacos plásticos multicamadas envolveu a fabricação de filmes e, posteriormente colar esses filmes em máquinas conhecidas pelos especialistas como laminadoras.

[0003] Os filmes são obtidos por sua vez a partir de vários materiais plásticos como, por exemplo: polipropileno, polietileno, nylon, polietileno tereftalato (PET), etc.

[0004] Todas as matérias primas citadas acima são incompatíveis entre si por causa de suas próprias características finais serem diferentes como, por exemplo: índice de fluidez, temperatura de fusão, resistência à passagem de gases, resistência à tração.

[0005] É necessário ressaltar que as fases de fabricação dos filmes e de produção por laminação são completamente independentes. Cada um dos tipos de filmes é fabricado em um equipamento conhecido pelos especialistas como extrusora, que difere nos modelos em função das propriedades físico-químicas de cada matéria prima empregada. Normalmente uma extrusora só processa um tipo de matéria prima. Desta forma, existe um modelo de extrusora específico para polietileno de baixa densidade, um para nylon, um para polipropileno, um para policloreto de vinila (PVC), por exemplo.

[0006] Também existem extrusoras que tem a capacidade de processar materiais com características similares como, por exemplo: polietileno de baixa densidade e polietileno de alta densidade, ou polietileno de baixa densidade e polietileno linear.

[0007] Como resultado final, o que se obtém é um filme com as características de cada um dos diferentes materiais somadas, resultante da mistura e homogeneização destes últimos.

[0008] No processo de laminação o que é pretendido é aliar todas as características pertencentes a cada um dos filmes para a obtenção de um produto mais complexo e com suas características mais amplas como, por exemplo: boa soldagem, que seja capaz de barrar gases, que seja brilhante, que apresente graus de resistência, etc.

[0009] Como já mencionado, agregar todas as características desejadas em um único produto por vezes não é possível. A solução vem da colagem de filmes que apresentem individualmente as características necessárias para o produto final, somando suas propriedades.

[0010] Para esta operação, em uma laminadora são instaladas duas bobinas independentes com filmes de propriedades diferentes e que, empregando uma cola, compressão e calor, unem as camadas fornecidas pelas duas bobinas em um novo filme resultante das duas camadas unidas.

[0011] Caso o objetivo seja a conjugação de mais propriedades, inicia-se a operação novamente com a bobina obtida na primeira colagem e a nova bobina com o filme de nova característica desejada e procedendo a uma segunda colagem obtendo um filme com três camadas. Para mais camadas é só repetir a operação.

[0012] Uma vez obtido o filme desejado com as propriedades requeridas pela união de cada uma das propriedades de cada filme, a formação dos sacos exige uma nova etapa de produção que envolve operação de corte e de solda. Desta forma, um mesmo saco fabricado com um filme assim obtido, tem todos os atributos de todos os materiais empregados em cada camada de filme unido. Com isso, um único saco pode ser resistente à tração, à punção, a gases, ao rasgo, ter brilho, etc. Fato que seria impossível de ser obtido por meio de uma produção utilizando maquinário convencional.

[0013] Um dos maiores problemas referentes a este tipo de produção diz respeito à cola empregada durante as etapas. A cola empregada para a obtenção do filme final pode ser à base de água, a qual é pouco eficiente na maioria dos casos e de rendimento/produtividade baixo. Por outro lado, existem colas que são solúveis em uma base constituída por um solvente, por exemplo, o acetato de etila, que é um éster simples e relativamente muito volátil. Se este solvente for mal aplicado ou sem a correta evaporação ao longo das operações de colagem, os sacos produzidos com o filme final podem levar contaminações aos produtos que vão embalar por causa dos resíduos remanescentes dos solventes empregados. Em outro aspecto, as perdas resultantes de ajustes iniciais da máquina ou ao longo da operação, são destinadas ao lixo por causa do emprego de produto químico nocivo, não permitindo reciclagem e afetando custos. Por fim o processo exige o investimento em uma máquina laminadora específica que é um equipamento de grande porte e custo alto.

[0014] Outro tipo de obtenção de filmes com a conjugação de propriedades de cada matéria prima diferente é realizado por um processo conhecido como coextrusão.

[0015] Para tal é empregada uma máquina conhecida como coextrusora que apresenta vários funis de alimentação, cada um para um material plástico diferente e, associado a este último, vários canhões de processamento também preparados individualmente para processar um tipo específico de plástico segundo propriedades reológicas relativas à mecânica de deformação e fluxos de materiais, transportando esses materiais e submetendo-os a um só ponto de fusão em cada canhão. Dessa forma, as diferentes características de cada matéria prima estarão indivisíveis no filme final. As coextrusoras mais comuns produzem filmes pela formação de um balão, conhecido este processo pelo termo em inglês "blow film".

[0016] Existe outro tipo de coextrusora que produz filmes finais provenientes da fusão de matérias primas diferentes, mas que utilizam matrizes planas, processo este conhecido pelo termo em inglês "flat die". Os dois tipos de coextrusora abordados só diferem em uma etapa intermediária de produção. O tipo de entrada e o tipo de saída têm um resultado final idêntico em termos da conjugação de propriedades de cada matéria prima. No entanto, a coextrusora "blow film" forma durante o processo um balão que após a formação é achatado ao longo da operação e é obtido como resultado final um filme duplo. Já na coextrusora "flat die" o resultado final é um filme plano com uma única parede.

[0017] A vantagem de uma produção de filmes por coextrusão é a possibilidade de aliar, por fusão, matérias primas como famílias de plásticos que apresentam características físicas que conferem propriedades diferentes em um produto final único. Com isso, um saco plástico fabricado com um filme assim produzido vai ter todos os atributos de todas as matérias primas que o compõe. Com isso, um único saco pode ser resistente à tração, à punção, a gases, ao rasgo, ter brilho, coisa que seria impossível de ser obtido por meio de uma produção utilizando maquinário convencional.

[0018] Um problema relativo a este tipo de produção é que as coextrusoras são máquinas de operação bastante complexa. Os ajustes iniciais da máquina são feitos em cada uma das entradas de matéria prima e de acordo com a matéria prima. Todos os parâmetros que precisam ser implementados e controlados são multiplicados pelo número de canhões que a máquina possui. Com isso, a quantidade de matéria prima desperdiçada é considerável até que o filme atinja o equilíbrio de uniformidade necessário para as características de filme final desejado.

[0019] Uma coextrusora "blow film" é um equipamento de grande porte e de custo muito alto, uma vez que praticamente é a reunião de duas ou mais extrusoras em um único equipamento. A coextrusora "flat die" por sua vez, tem o custo ainda mais alto, mais complicada em seus ajustes e de emprego muito pouco frequente em indústrias comuns. Por outro lado, o emprego de uma coextrusora para pequenas produções é antieconômico. Em relação às aparas geradas durante o processo, perdas e materiais coextrudados, quando levados para a reciclagem, estes perdem as características originais de matéria prima não só por causa da mistura de cores, como também pelas características particulares e dependentes das matérias primas empregadas na confecção dos filmes. Esses rejeitos se prestarão, quando muito, para produção de sacos de lixo ou outros materiais de baixo valor e somente quando fabricados com o mesmo material em todas as camadas.

[0020] Em relação aos sacos plásticos produzidos por meio de extrusoras de grande porte, tendo como justificativa de uso a produção em si e alta produtividade, estes sacos produzidos, quando pequenos, podem ser formados com a solda no fundo ou com a solda nas laterais dos mesmos.

[0021] Na técnica existem vários documentos que ilustram métodos e materiais citados acima e detalhes relativos a fechamento e outros dispositivos, como por exemplo: WO 98/31541 (Silicone containing laminate adhesive), WO 98/31539 (Reactive polyamine containing barrier laminating adhesives and applications), EP 0136959 (Multi-layer die for the production of films, sheets or plates of multi-coloured plastic material) e, WO 2012/037036 (Multilayer plastic film).

[0022] A técnica, no entanto, ainda não apresenta um método que seja economicamente viável para produção, em pequenos volumes e sem a utilização de co-extrusoras, de sacos plásticos multicamadas que permita optar a que cada camada tenha características visuais que possam ser diferentes entre si e adicionalmente possa ser resistente à passagem de luz.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0023] Trata a presente invenção de um método para produzir embalagens plásticas multicamadas na forma de sacos plásticos, empregando maquinário convencional existente em qualquer indústria de manufatura de artigos plásticos com essa finalidade. Mais particularmente sacos plásticos formados por filmes plásticos os quais são isentos de produtos químicos em sua fabricação além dos que compõem as próprias matérias primas. Mais especificamente sacos plásticos produzidos para a indústria farmacêutica e cosmética, ou indústrias onde não pode ocorrer contaminação química residual e o interior requer completa opacidade, i.e., ser à prova de luz.

[0024] O método da presente invenção emprega equipamentos comuns em qualquer indústria de manufatura de sacos plásticos e basicamente compreende: fazer a extrusão de um material plástico em operações diferentes em uma extrusora de balão, de modo a obter duas bobinas de filme plástico com a mesma largura; instalar em posição superposta as bobinas obtidas anteriormente em um desbobinador duplo e passar os dois filmes simultaneamente por uma rebobinadeira que possui um equipamento de corte e soldagem simultânea instalado em cada uma das bordas extremas dos dois filmes superpostos; rebobinar os filmes cortados e colados em uma única bobina; instalar esta bobina obtida em um desbobinador equipado com um triângulo para filme plástico, que é um acessório instalado nas máquinas de corte e solda, sendo utilizado para realizar uma dobra no filme; passar o filme por esse acessório de modo que ele seja dobrado sobre si mesmo e passe a ter quatro camadas; introduzir este filme já dobrado sobre si mesmo em uma máquina de corte e solda do tipo lateral.

[0025] Com este método são obtidos sacos plásticos com quatro camadas, os quais têm sua frente e seu verso fabricados com o mesmo material, produzidos de uma só vez, em um mesmo momento e em uma única operação. O saco plástico obtido pelo método descrito sempre tem uma única camada que define a parte da frente e outra única camada que define a parte de trás, uma única camada que define a parte interna e uma única camada que define a parte externa.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0026] As características da presente invenção ficarão aparentes a partir da sua descrição detalhada, a qual deverá ser analisada em conjunto com os desenhos exemplificativos que acompanham este relatório, a saber:
Figura 1 - Figura esquemática das etapas do método para produção das embalagens multicamadas na forma de sacos plásticos objeto da presente invenção.
Figura 2 - Vista em corte da embalagem plástica multicamadas objeto da presente invenção, demonstrando as 4 camadas em detalhe.
Figura 3 - Vista da embalagem plástica multicamadas objeto da presente invenção como produto final acabado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0027] Será descrito a seguir um método para produzir embalagens plásticas multicamadas na forma de sacos plásticos, empregando maquinário convencional existente em qualquer indústria de manufatura de artigos plásticos com essa finalidade. Os sacos plásticos fabricados pelo processo da presente invenção são do tipo multicamada e são formados por filmes plásticos os quais são isentos de produtos químicos em sua fabricação além dos que compõem as próprias matérias primas. Os sacos plásticos produzidos pelo método da presente invenção podem ser empregados em qualquer aplicação que vai da mais comum até uma aplicação especialmente dirigida para a indústria farmacêutica e cosmética, ou indústrias onde não pode ocorrer contaminação química residual e o interior requer completa opacidade tornando-o à prova de luz.

[0028] O método da presente invenção emprega equipamentos comuns em qualquer indústria de manufatura de sacos plásticos e compreende as seguintes etapas:

• (A) fazer uma primeira extrusão em uma extrusora de balão convencional de uma matéria prima plástica com pigmento preto e recolher o filme obtido em uma primeira bobina com uma determinada largura;
• (B) fazer uma segunda extrusão na mesma extrusora de balão convencional de uma mesma matéria prima plástica com pigmento de qualquer cor inclusive preto e recolher o filme obtido em uma segunda bobina com a mesma largura da primeira bobina;
• (C) instalar em posição superposta a primeira bobina e a segunda bobina obtidas anteriormente em um desbobinador duplo;
• (D) passar os dois filmes provenientes da primeira bobina e da segunda bobina simultaneamente por uma rebobinadeira que possui um equipamento de corte e soldagem simultânea instalado em cada uma das bordas extremas dos dois filmes superpostos;
• (E) rebobinar os filmes cortados e colados que passam a ter dupla camada em uma única terceira bobina;
• (F) instalar esta terceira bobina obtida em um desbobinador equipado com um triângulo para filme plástico;
• (G) passar o filme por esse triângulo para filme plástico de modo que o filme seja dobrado sobre si mesmo e passe a ter quatro camadas com a camada interna na cor preta;
• (H) introduzir este filme já dobrado sobre si mesmo em uma máquina de corte e solda do tipo lateral obtendo na saída sacos plásticos com quatro camadas.

[0029] O triângulo para filme plástico é um acessório instalado nas máquinas de corte e solda, e é empregado sempre para realizar uma dobra em um filme plástico.

[0030] O método da presente invenção não requer, para a obtenção do produto que é um saco plástico multicamada, o investimento em máquinas específicas que fabricam filmes multicamadas como as coextrusoras e laminadoras, podendo alcançar resultados com os mesmos equipamentos convencionais existentes e necessários para a fabricação de sacos plásticos comuns. O ajuste inicial da produção do filme e dos sacos plásticos é idêntico ao da fabricação de filmes e sacos comuns com apenas uma camada.

[0031] O que deve ser ressaltado é que as bobinas de filme resultantes desse processo, assim como os sacos manufaturados com esses filmes, têm a sua frente e seu verso fabricados do mesmíssimo material, sendo produzidos de uma única vez, em um mesmo momento e em uma única operação.

[0032] Como consequência, a parte interna dos sacos formados é idêntica à parte externa. Daí que se são transparentes externamente, a parte interna da camada também o é, uma vez que é um único filme. Por outro lado, se são coloridos externamente, a parte interna da camada é exatamente da mesma cor externa, já que o filme é o mesmo. Se for de um determinado tipo de material externamente, por ser o mesmo filme, a parte interna da camada também é do mesmo tipo de material. Ou seja, sempre existe uma única camada que define a parte da frente e outra única camada que define a parte de trás, assim como a parte interna e a parte externa.

[0033] Uma característica importante para os filmes fabricados e, por consequência para os sacos plásticos manufaturados com esses filmes, é que não são empregados produtos químicos extras além dos que compõem as próprias matérias primas que na presente concretização são, preferencialmente, polietileno e pigmentos em forma de "masterbatch" que é um concentrado de pigmentos em forma de grãos com grande quantidade de colorante incorporado, sendo esse, geralmente, um pigmento em pó.

[0034] O método da presente invenção propicia a fabricação de pequenas ou grandes quantidades de sacos multicamadas com possibilidade de troca de cores em cada camada de forma independente e praticamente nenhum custo adicional em relação à fabricação de sacos plásticos convencionais.

[0035] O saco plástico multicamada produzido pelo presente método possibilita a produção de sacos plásticos com a camada interna sempre na cor preta, mas com uma variedade de cores na camada externa. Pelo fato da camada externa e a interna (preta) não serem coladas, a camada externa não sofre escurecimento pelo preto interno mantendo cores externas vibrantes com adição de pigmentos "masterbatch" em quantidades normais.

[0036] A completa opacidade no interior dos sacos é proporcionada pelo fato das camadas serem cortadas e soldadas apenas nas extremidades, e assim ficam destacadas e levemente afastadas entre si e, esse mínimo espaço criado entre estas camadas, atua como um obstáculo adicional para a passagem de luz que se difunde em cada camada sem alcançar o interior dos sacos.

[0037] Embora a presente invenção tenha sido particularmente mostrada e descrita com referências exemplificativas da mesma, será entendido por aqueles versados na técnica que várias mudanças na forma e nos detalhes podem ser realizadas na mesma sem se desviar do âmbito da presente invenção englobado pelas suas reivindicações.

Claims (5)

1. MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE SACOS PLÁSTICOS MULTICAMADAS que emprega maquinário convencional existente em qualquer indústria de manufatura de artigos plásticos com essa finalidade, caracterizado por compreender as seguintes etapas:

   • (A) fazer uma primeira extrusão em uma extrusora de balão convencional de uma matéria prima plástica com pigmento preto e recolher o filme obtido em uma primeira bobina com uma determinada largura;
   • (B) fazer uma segunda extrusão na mesma extrusora de balão convencional de uma mesma matéria prima plástica com pigmento de qualquer cor inclusive preto e recolher o filme obtido em uma segunda bobina com a mesma largura da primeira bobina;
   • (C) instalar em posição superposta a primeira bobina e a segunda bobina obtidas anteriormente em um desbobinador duplo;
   • (D) passar os dois filmes provenientes da primeira bobina e da segunda bobina simultaneamente por uma rebobinadeira que possui um equipamento de corte e soldagem simultânea instalado em cada uma das bordas extremas dos dois filmes superpostos;
   • (E) rebobinar os filmes cortados e colados que passam a ter dupla camada em uma única terceira bobina;
   • (F) instalar esta terceira bobina obtida em um desbobinador equipado com um triângulo para filme plástico;
   • (G) passar o filme por esse triângulo para filme plástico de modo que o filme seja dobrado sobre si mesmo e passe a ter quatro camadas com a camada interna na cor preta;
   • (H) introduzir este filme já dobrado sobre si mesmo em uma máquina de corte e solda do tipo lateral obtendo na saída sacos plásticos com quatro camadas.
2. MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE SACOS PLÁSTICOS MULTICAMADAS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as bobinas de filme resultantes desse processo, terem a sua frente e seu verso fabricados do mesmíssimo material, ser produzido de uma única vez, em um mesmo momento e em uma única operação.
3. MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE SACOS PLÁSTICOS MULTICAMADAS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os filmes fabricados, só serem compostos pelas próprias matérias primas, preferencialmente, polietileno e pigmentos em forma de “masterbatch”.
4. MÉTODO PARA PRODUÇÃO DE SACOS PLÁSTICOS MULTICAMADAS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por propiciar a fabricação de pequenas ou grandes quantidades de sacos multicamadas com possibilidade de troca de cores em cada camada de modo independente.
5. SACO PLÁSTICO MULTICAMADAS RESISTENTE À LUZ, fabricado de acordo com o método da reivindicação 1, caracterizado por apresentar a camada interna sempre na cor preta, mas uma variedade de cores na camada externa e, pelo fato da camada externa e a interna não serem coladas, a camada externa não sofrer escurecimento pelo preto interno mantendo cores externas vibrantes com adição de pigmentos “masterbatch” em quantidades normais e, a completa opacidade no interior dos sacos ser proporcionada pelo fato das camadas serem cortadas e soldadas apenas nas extremidades, e assim ficarem destacadas e levemente afastadas entre si e, esse mínimo espaço criado entre estas camadas, atuar como um obstáculo adicional para a passagem de luz que se difunde em cada camada sem alcançar o interior dos sacos.

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