BR112013016358B1

BR112013016358B1 - composição de resina termoplástica, uso da mesma, e, filme mono ou coextrudado, laminado ou não laminado

Info

Publication number: BR112013016358B1
Application number: BR112013016358A
Authority: BR
Inventors: Benetti Martinelli Adriana; Agnelli Mesquita Fabio
Original assignee: Braskem Sa
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2019-12-24
Also published as: BR112013016358A2; WO2012088567A1; US9029447B2; US20130345349A1

Abstract

composição de resina termoplástica, uso da mesma, e, filme mono ou coextrudado, laminado ou não laminado a presente invenção tem como objetivo propor uma composição de aditivos agentes deslizantes para uso em resinas termoplásticas, preferencialmente poliolefinas, e, conseqüentemente, a presença desta composição em no mínimo uma das camadas de filmes mono ou coextrudados, laminados ou não laminados. mais particularmente, abrange uma composição de aditivos que compreende no mínimo uma amida primária com fórmula genérica r-co-nh2 e uma amida secundária do tipo bis amida com fórmula genérica r’-co-nh-ch2-ch2-nh-co-r’’. filmes contendo esta composição se destacam por atingir valores de coeficiente de fricção (cof) inferiores a 0,35 e, sobretudo, pela capacidade de manutenção destes valores controlados para uso na indústria de empacotamento automático.

Description

“COMPOSIÇÃO DE RESINA TERMOPLÁSTICA, USO DA MESMA, E, FILME MONO OU COEXTRUDADO, LAMINADO OU NÃO LAMINADO”

CAMPO TÉCNICO [01] A presente invenção tem como objetivo propor uma composição de aditivos agentes deslizantes para uso em resinas termoplásticas, preferencialmente poliolefinas, e, conseqüentemente, a presença desta composição em no mínimo uma das camadas de filmes mono ou coextrudados, laminados ou não laminados. Mais particularmente, abrange uma composição de aditivos que compreende no mínimo uma amida primária com fórmula genérica R-CO-NH2 e uma amida secundária do tipo bis amida com fórmula genérica R’-CO-NH-CPL-CPL-NH-CO-R”. Filmes contendo esta composição se destacam por atingir valores de coeficiente de fricção (CoF) inferiores a 0,35 e, sobretudo, pela capacidade de manutenção destes valores controlados para uso na indústria de empacotamento automático. FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO [02] Na indústria de empacotamento automático é necessário o uso de filmes com valores de coeficiente de fricção (CoF) inferiores a 0,35. Para este propósito, são adicionados às poliolefinas, entre outros aditivos, agentes deslizantes. Esta classe de aditivos tem por finalidade facilitar o deslizamento do filme sobre sua própria superfície e sobre as superfícies metálicas das extrusoras e linhas de empacotamento, contribuindo para o aumento da produtividade.

[03] Os agentes deslizantes utilizados na maior parte das resinas de polietileno e de polipropileno disponíveis comercialmente são amidas primárias insaturadas do tipo oleamida (Cl8) e erucamida (C22), as quais possuem como vantagens o custo relativamente baixo e a efetividade no sentido de promover a redução dos valores de CoF para < 0,35, faixa requerida para uso na indústria de empacotamento automático. Entretanto,

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2/20 com o uso destes aditivos é muito difícil prever e/ou reproduzir os valores de CoF em filmes e laminados em função dos inúmeros fatores tais como: baixa estabilidade térmica e interação com outros aditivos presentes no polímero, adesivos e tintas de impressão.

[04] Cabe salientar que, além das amidas que se enquadram na classe dos agentes deslizantes migratórios, existe também o uso de silicones de elevado peso molecular, os quais são classificados como agentes deslizantes não migratórios. Os silicones, comparativamente às amidas, se destacam pela maior estabilidade térmica, capacidade de redução imediata dos valores de CoF após a extrusão, mas em contrapartida, são menos efetivos no atingimento de baixos valores de CoF e podem apresentar restrições organolépticas.

[05] No mercado de filmes flexíveis utilizados na indústria de empacotamento automático existe uma forte necessidade de desenvolver uma formulação que permita a fabricação de filmes com baixos valores de CoF e, sobretudo que seja capaz de manter constante os valores desta propriedade. Atualmente, mesmo quando se consegue alcançar valores de CoF abaixo de 0,35, há um aumento nesses valores após os processos de laminação, transporte, e armazenamento, e quando isto ocorre, toma-se necessário aplicar sobre a superfície do filme uma solução rica em agentes deslizantes para reduzir os valores de CoF. Entretanto, esta nem sempre é efetiva e quando isto ocorre, inviabiliza o uso do filme.

[06] Durante a produção do filme bem como após o processamento é usual o aumento nos valores de CoF, que muitas vezes atingem valores > 0,35, o que é inapropriado para uso na indústria de empacotamento automático devido ao travamento do filme nas superfícies metálicas. O ideal é que os valores de CoF 24h após a extrusão do filme sejam < 0,35 e se mantenham constantes neste patamar.

[07] Entretanto, existem inúmeros fatores responsáveis pelo aumento

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3/20 nos valores de CoF. Durante a extrusão, o aumento nos valores de CoF ocorre devido à perda/degradação do aditivo deslizante em função da baixa estabilidade térmica destes nas temperaturas utilizadas na obtenção do filme. Durante a impressão, também é comum o aumento nos valores de CoF devido a interação entre os aditivos deslizantes e os pigmentos e/ou solventes presentes nas tintas de impressão. O tratamento corona, efetuado na superfície do filme para permitir a adesão da tinta de impressão, também contribui para elevação nos valores de CoF e isto ocorre em função da baixa estabilidade dos aditivos deslizantes à descarga elétrica. Salienta-se que em filmes adesivamente laminados, além destes interferentes, tem-se ainda um forte agravante que é a interação entre os aditivos deslizantes e o adesivo de laminação, ambos com características polares. Por último, o aumento nos valores de CoF ocorre após a produção do filme em função das temperaturas elevadas atingidas durante o transporte, o armazenamento e o uso na indústria de empacotamento automático, sendo este decorrente do aumento da mobilidade da amida e, conseqüentemente, sua migração preferencial para a camada do adesivo devido a maior afinidade química.

[08] Apesar da criticidade da aplicação e do volume de resina utilizado pela indústria, verifica-se a existência de poucos estudos visando cobrir esta lacuna na performance. Neste sentido, os estudos mais recentes são focados no uso de silicones de alto peso molecular, cujas restrições foram acima mencionadas. Em número muito reduzido encontram-se os desenvolvimentos envolvendo o uso de amidas de estruturas químicas alternativas às amidas primárias, cabendo destacar que na maior parte das vezes visam à obtenção de propriedades alternativas à redução dos valores de CoF.

[09] A patente US 3.266.924 aborda uma aplicação usual que é o uso conjunto dos aditivos antibloqueantes e agentes deslizantes, mais especificamente amidas primárias de ácidos graxos com o intuito de facilitar o

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4/20 deslizamento do filme e minimizar o bloqueio. O bloqueio ou “blocking” ocorre quando duas faces de filmes plásticos muito delgados entram em contato, apresentando certa resistência para a separação. Os aditivos antibloqueantes agem por processo físico, diminuindo a área de contato entre as superfícies e, portanto, a aderência entre os filmes. Cabe salientar que a solução proposta na patente US 3.266.924 faz parte do estado da arte e apresenta como inconveniente o aumento do CoF, principalmente após processos de impressão e laminação do filme.

[10] A patente US 3.647.738 engloba uma composição de polímero caracterizada por proporcionar filmes com baixo coeficiente de fricção, baixa força de bloqueio, e sem ocorrência de migração do agente deslizante para superfície mediante a incorporação de 0,01-5,0% em peso de uma amida secundária de fórmula genérica R-NH-C=O-R'-OH, sendo R um radical alquila com 18 a cerca de 22 átomos de carbono e R', um radical de hidrocarboneto divalente contendo 3-15 átomos de carbono. As amidas citadas nesta patente não são usualmente citadas em referências bibliográficas, nem tampouco utilizadas na indústria. Como se trata do uso isolado de erucamida secundária, a solução proposta apresenta como limitação uma baixa performance em termos de redução dos valores de CoF, principalmente nos casos em que esta redução deve ser obtida no máximo 48 h após a extrusão do filme.

[11] A patente US 5.498.652 aborda o uso de amidas, mais especificamente do tipo omega-acetoxy de fórmula genérica CH3-COO(CH^CONHRg para uso em poliolefinas. Neste caso, descreve o melhor desempenho relativo à capacidade de deslizamento do filme (redução do coeficiente de fricção) como também por promover melhor adesão de tintas de impressão, especiahnente aquelas de base água. Esta solução, assim como no caso anterior, não é usualmente citada em referências bibliográficas, nem tampouco utilizada na indústria. Como se trata do uso isolado de erucamida

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5/20 secundária, muito provavelmente, a solução proposta apresenta como limitação uma baixa performance em termos de redução dos valores de CoF, principalmente, nos casos em que esta redução deve ser obtida no máximo 48 h após a extrusão do filme.

[12] A patente US 6.497.965 Bl descreve o uso de bis amidas na camada externa de filmes de polipropileno (PP), cujo processo de impressão é realizado por rotogravure. Como estado da arte para resinas de PP é citado o uso de erucamida e behenamida na camada externa de filmes impressos por rotogravure, e apresenta como inventividade o uso de bis amida, mais especificamente da etileno bis amida (EBO) nesta camada. O uso da EBO na superfície externa visa minimizar os problemas usualmente observados nos processos de impressão por rotogravure e a melhor performance da EBO é atribuída a não deposição desta no “doctor blade”. Desta forma, se obtém melhor qualidade da impressão e o menor número de interrupções para parada e limpeza do equipamento de impressão.

[13] Ainda em relação à patente US 6.497.965 Bl é importante destacar que, segundo a mesma, filmes de PP contendo as amidas primárias erucamida e behenamida, as quais são citadas no estado da arte, apresentam valores de CoF entre 0,15 e 0,35, enquanto os filmes aditivados com EBO apresentam valores de CoF entre 0,15 e 0,45. A faixa de CoF mais ampla para o filme aditivado com EBO está coerente com o fato deste aditivo apresentar peso molecular praticamente duas vezes superior ao das amidas primárias, entretanto, este aumento nos valores de CoF é prejudicial à indústria de empacotamento automático.

[14] A patente US 7.267.862 Bl aborda o uso conjunto de amidas primárias e secundárias em filmes coextrudados de baixa espessura, que pode ou não ser laminado com outro filme de poliolefma, poliamida ou poliéster. Destaca como inventividade o uso específico de agentes deslizantes em proporções e teores determinados. No campo das reivindicações, estende a aplicação para

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6/20 filmes mono ou coextrudados laminados ou não, destacando melhor performance quando uma das camadas contém uma blenda 1:1 das amidas secundárias oleil palmitamida e estearil erucamida, adicionalmente na presença de 25 a 5000 ppm de uma amida primária de fórmula genérica R-CONH2. Contudo, estende a aplicação desta patente a filmes contendo 25 a 5000 ppm de amida primária de fórmula genérica R-CONH2 e, no mínimo, uma amida secundária do tipo R-CO-NH-R’. Cabe salientar que dentre os oito exemplos de filmes citados nesta patente, apenas em três constam a análise comparativa dos valores de CoF obtidos para filmes aditivados com erucamida. Além disso, a formulação em desenvolvimento apresenta em relação ao padrão aditivado com erucamida valores superiores de CoF, o que é indesejável na maior parte das aplicações da indústria de empacotamento automático.

[15] Ainda em relação à patente US 7.267.862 BI cabe destacar que os aditivos oleil palmitamida e estearil erucamida apresentam limitação regulatória pelo fato de não constarem na resolução da ANVISA, n° 105 de 19 de maio de 1999 e a RDC 17/08, que estabelece as disposições gerais para embalagens e equipamentos plásticos em contato com alimentos. No Brasil isto inviabiliza o uso de formulações indicadas na patente US 7.267.862 BI para uso em embalagens que têm contato com alimentos, sendo esta uma das principais aplicações na indústria de filmes flexíveis.

[16] Com base neste levantamento bibliográfico realizado em banco de patentes verifica-se que o estado da arte contempla o uso conjunto de amidas primárias e secundárias de estruturas específicas. Entretanto, os estudos existentes não estão relacionados à redução dos valores de CoF (patente US 6.497.965 Bl) ou apresentam algumas limitações no sentido de atingir baixos valores de CoF e/ou apresentam limitações em termos de aprovação para uso em contato com alimentos (patente US 7.267.862 Bl).

[17] Ao analisar o desempenho das amidas na redução dos valores de CoF é preciso considerar o peso molecular, presença de ligações insaturadas e

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7/20 a estrutura propriamente dita: amida primária, secundária ou secundária do tipo bis amida.

[18] Através de uma análise comparativa entre o desempenho das amidas na redução dos valores de CoF, verifica-se que as amidas insaturadas (oleamida e erucamida) possuem desempenho superior em relação às correspondentes amidas saturadas (behenamida e estearamida). Por outro lado, as amidas saturadas apresentam melhor desempenho na redução do bloqueio e maior estabilidade térmica.

[19] A presença da ligação insaturada impacta na capacidade de migração e, acima de tudo, na forma em que a mesma cristaliza sobre a superfície do filme. Estudos comparativos entre a erucamida e a behenamida com o emprego da técnica de AFM (Microscopia de Força Atômica) mostram diferenças entre as estruturas cristalinas formadas na superfície do filme. A melhor eficiência da erucamida na redução dos valores de CoF está relacionada ao fato da sua estrutura cristalina ser maior, mais plana e menos rígida, favorecendo o deslizamento sobre as mesmas e, desta forma, reduzindo os valores de CoF.

[20] O peso molecular da amida impacta na velocidade de migração da mesma e na sua estabilidade térmica. Quanto maior o peso molecular, menor será a velocidade de migração da amida e, conseqüentemente, menor a velocidade e a capacidade de redução dos valores de CoF.

[21] Conforme citado anteriormente, o uso isolado das amidas secundárias não é efetivo para redução dos valores de CoF de forma a atender as necessidades da indústria de empacotamento automático. O uso das amidas secundárias oleil pahnitamida (CAS 96674-02-1), estearil erucamida (CAS 10094-45-8) e estearil estearearamida (CAS 13276-08-9) é indicado como forma de obter filmes com valores médios de CoF (0,3 a 0,5), conforme ilustra a Figura 1.

[22] Já as amidas secundárias do tipo bis amidas possuem como

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8/20 principal aplicação o uso em resinas de Etileno-vinil acetato como agente “antipega”. Esta aplicação é de domínio público, podendo ser citada como exemplo a patente RE. 32.325 - Tack Free Polymer Pellets.

[23] Neste sentido, para facilitar o deslizamento de filmes nos processos de impressão, laminação e empacotamento automático são utilizadas no estado da arte basicamente amidas primárias do tipo erucamida, oleamida e behenamida, e amidas secundárias do tipo oleil palmitamida e estearil erucamida.

[24] As soluções disponíveis apresentam limitações no sentido de gerar filmes flexíveis com baixos valores de CoF (inferiores a 0,35) e, sobretudo, de gerar filmes capazes de manter os valores de CoF controlados após o processo de laminação e após exposição a condições críticas (tempo e temperatura) de transporte e/ou armazenamento na indústria de empacotamento automático. Esta invenção tem como objetivo cobrir esta lacuna na performance.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [25] A solução proposta nesta invenção contempla o uso de uma mistura de agentes deslizantes que, em proporções adequadas, tem por objetivo cobrir a lacuna na performance existente nos segmentos de filmes flexíveis. Mais especificamente, a inventividade deste invento está relacionada ao uso conjunto dos aditivos deslizantes do tipo amida primária e amida secundária do tipo bis amida. A seguir são apresentados vários exemplos elucidando o efeito sinergético entre estes aditivos no sentido de obter valores baixos de CoF, mesmo após laminação e armazenamento, inclusive em condições críticas de temperatura, visando simular condições agressivas de transporte e/ou armazenamento na indústria de empacotamento automático.

[26] Trata-se de uma solução diferenciada que, além de atender os requisitos da aplicação em termos de redução do CoF, atende aos requisitos

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9/20 da ANVISA para uso em filmes que entram em contato com alimentos. O estado da arte não contempla o uso de amidas secundárias do tipo bis amidas para este propósito, nem tampouco o uso conjunto desta com amidas primárias.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS [27] A Figura 1 apresenta o efeito das amidas secundárias Finawax como agentes deslizantes de média performance em filmes/resinas de polietileno de baixa densidade (PEBD).

[28] A Figura 2 apresenta a imagem obtida por Microscopia de Força Atômica (AFM) da estrutura da amida secundária (R-CO-NH-R’) na superfície de um filme de polietileno linear de baixa densidade (PEBDL).

[29] A Figura 3 apresenta a imagem obtida por AFM da estrutura da amida secundária do tipo bis amida (R-CO-NH-CH2-CH2-NH-CO-R’) na superfície de um filme de PEBDL.

[30] A Figura 4 apresenta, através de um gráfico, a influência do tempo nos valores de CoF nas amostras do I^o Exemplo.

[31] A Figura 5 apresenta a imagem obtida por AFM da estrutura da Erucamida na superfície de um filme de PEBDL.

[32] A Figura 6 apresenta a imagem obtida por AFM da estrutura da Erucamida com EBO na superfície de um filme de PEBDL.

[33] A Figura 7 apresenta a imagem obtida por AFM da estrutura da Erucamida na superfície de um filme de PEBDL, após exposição a temperaturas de 60°C.

[34] A Figura 8 apresenta a imagem obtida por AFM da estrutura da Erucamida com EBO na superfície de um filme de PEBDL, após exposição a temperaturas de 60°C.

DESCRIÇÃO DETALHADA [35] A presente invenção se refere a uma composição de resina termoplástica que compreende uma mistura de agentes deslizantes consistindo

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a) 0,0001% a 10% em peso, com base no peso total da composição de resina termoplástica, de uma amida primária com fórmula genérica R-CO-NH2, em que R é um radical alquila contendo entre 18 e 22 átomos de carbono; e

b) 0,0001% a 10% em peso, com base no peso total da composição de resina termoplástica, de uma amida secundária do tipo bis amida com fórmula genérica R’-CO-NH-CH2-CH2-NH-CO-R”, em que R’ e R” são radicais alquila contendo entre 18 e 22 átomos de carbono, em que R’ e R” podem ser iguais ou diferentes. Preferencialmente, R, R’ e R” são radicais alquilas contendo 18 átomos de carbono.

[36] A presente invenção também trata do uso da referida composição de resina termoplástica (doravante também designada como resina aditivada) na produção de artigos, preferencialmente filmes mono ou coextrudados, laminados ou não laminados, nos quais a resina se faz presente em pelo menos uma de suas camadas, ou qualquer outro produto que exija um valor de CoF <0,35.

[37] A resina termoplástica da presente invenção é preferencialmente uma resina poliolefínica, mais preferencialmente uma resina de polietileno ou polipropileno.

[38] Em uma das modalidades da presente invenção, a resina termoplástica é uma resina obtida a partir de uma fonte natural renovável, certificada quanto ao seu teor de carbono renovável através de determinação conforme a metodologia descrita pela norma técnica ASTM D 6866-06, “Standard Test Methods for Determining the Biobased Contento f Natural Range Materials Using Radiocarbon and Isotope Ratio Mass Spectrometry Analysis”.

[39] Testes realizados indicaram que, ao empregar uma razão de 1:1 entre os aditivos (agentes deslizantes) a) e b), é possível obter melhor controle do CoF após laminação, porém os valores de CoF ficam aquém do ideal para uso na indústria de empacotamento automático. A melhor performance em

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11/20 termos de controle do CoF e obtenção de valores apropriados é obtida ao empregar teores de aditivo b) cerca de 50% superiores ao de aditivo a). Teores de a) e b) sugeridos variam entre 0,0001% e 10% em peso, sendo o melhor desempenho observado ao utilizar teor de a) preferencialmente entre 0,03 e 0,15% em peso, e teor de b) entre 0,05 e 0,25% em peso.

[40] Resinas de poliolefinas contendo esta composição se destacam pela capacidade de originar filmes com valores de CoF inferiores a 0,35 e, sobretudo, manter estes valores controlados de forma apropriada para uso na indústria de empacotamento automático. Neste sentido, a presença da amida primária assegura valores iniciais baixos de CoF em função do baixo peso molecular e de sua capacidade de migrar rapidamente para a superfície do filme, enquanto a amida secundária do tipo bis amida assegura a manutenção do CoF mesmo após a laminação e/ou exposição do filme a temperaturas elevadas em função de sua maior estabilidade térmica, menor interação com os adesivos de laminação e, principalmente, pelas características peculiares da estrutura cristalina formada na superfície do filme.

[41] As amidas secundárias e as amidas secundárias do tipo bis amida possuem como características comuns o elevado peso molecular e a boa estabilidade térmica. Entretanto, conforme ilustram as fórmulas químicas a seguir, as amidas secundárias do tipo bis amidas apresentam dois grupamentos amida, enquanto as amidas secundárias e as primárias apresentam apenas um grupamento amida por molécula.

Amidas secundárias

Oleil pahnitamida

Estearil erucamida

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Amidas secundárias - bis amidas

Etileno bis oleamida

Bis estearamida [42] O grupo NH apresenta característica polar e a presença deste grupamento na amida toma a mesma incompatível com as resinas poliolefínicas, as quais apresentam característica apoiar. Em função desta diferença de polaridade entre a amida e as poliolefinas, após a extrusão do filme, há uma diminuição da solubilidade da amida à medida que ocorre o resfriamento da massa polimérica e, conseqüentemente, ocorre a migração e a cristalização da amida na superfície do filme.

[43] Um fato importante é que a cristalização da amida ocorre de forma ordenada com a conseqüente formação de ligações de hidrogênio entre as moléculas. Quando ocorre a deposição das primeiras moléculas de amida, o grupo NH fica na superfície do filme e coordena a deposição das próximas moléculas através da formação de ligações de hidrogênio. Comparativamente às amidas primárias e secundárias, o fato das amidas secundárias do tipo bis amida apresentarem um maior número de grupos NH aumenta o número de ligações entre as moléculas do aditivo, tomando as mesmas mais eficientes em relação à capacidade de reduzir os valores de CoF como também em manter estes valores controlados em função da maior estabilidade da estrutura formada. As Figuras 2 e 3, as quais são referentes a imagens obtidas por Microscopia de Força Atômica (AFM), permitem observar de forma comparativa as diferenças entre as estruturas das amidas secundárias e amidas secundárias do tipo bis amida na superfície de um filme de polietileno linear de baixa densidade.

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EXEMPLOS

I^o Exemplo - filme monocamada de PE [44] Esta avaliação teve por objetivo a análise comparativa de filmes aditivados com erucamida (amida primária) e/ou EBO (secundária do tipo bis amida). A amostra A contém erucamida, as Amostras B e C contêm teores diferenciados de EBO, enquanto as amostras D e E, contêm o uso conjunto destes aditivos em diferentes proporções.

Tabela 1: Filme monocamada, espessura de 30 micra, resina PEBDL, catalisador ZN,

MFR 190/2,16 = 1,0 g/10 min., densidade = 0,917 g/cm3, comonômero buteno.

Amostras	Características	A	Amostras de filme
B	C	D	E
Composição	Erucamida, teor em ppm	1000			500	500
Etileno bis oleamida, teor em ppm		1500	2000	1000	1500
	BLOQUEIO IMEDIATO	6	8	7	8	8
	BLOQUEIO FRIO	4	7	4	6	5
	BLOQUEIO QUENTE	4	10	5	4	4
	BRILHO 60° FILME	76,3	68,8	63	77,7	76,3
	OPACIDADE FILME	16,3	79,9	79,7	16,3	20
	CLARIDADE FILME	94,7	94,6	94,2	94,6	94,2
	COF EXT/EXT IMEDIATO	0,34	0,70	0,69	0,46	0,38
Propriedades	COF EXT/EXT 24 h	0,13	0,61	0,61	0,25	0,24
	COF EXT/EXT 48 h	0,24	0,53	0,49	0,23	0,24
	COF EXT/EXT 72 h	0,30	0,54	0,52	0,24	0,24
	COF EXT/EXT 264 h	0,45	0,39	0,34	0,20	0,20
	COF EXT/EXT 432 h	0,46	0,38	0,32	0,22	0,20
	COF EXT/EXT 576 h	0,50	0,32	0,28	0,20	0,18
	COF EXT/EXT 768 h	0,51	0,29	0,25	0,20	0,19
	COF EXT/EXT 1416 h	0,50	0,26	0,23	0,20	0,18

[45] No gráfico da figura 4 são apresentados de forma ilustrativa os resultados de CoF citados no exemplo 1 desta patente. Verifica-se que o uso conjunto da amida primária (erucamida) com a amida secundária do tipo bis amida (EBO) apresenta um efeito diferenciado, sendo capaz de atingir os requisitos da indústria de empacotamento automático que são valores de CoF < 0,35 após 24 h da extrusão do filme como também a estabilidade destes durante o período de acompanhamento de 58 dias (1400 horas).

[46] Em termos de CoF, verifica-se que a adição isolada da EBO não permite atingir valores satisfatórios, enquanto a adição isolada de erucamida apresenta tendência à elevação dos valores de CoF após 48 h de extrusão. O

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14/20 uso conjunto de erucamida e EBO promove um efeito sinergético em termos de redução e estabilização do CoF e dentre as formulações testadas, verificase que aquela contendo uma relação erucamida e EBO de 1:2 apresentou relação custo/benefício superior àquela cuja razão entre estes componentes é 1:3.

[47] Em relação ao bloqueio e às propriedades óticas, não se verificaram diferenças significativas entre as formulações testadas.

[48] Tendo em vista que o aumento mais acentuado nos valores de CoF ocorre após a laminação do filme e durante o armazenamento no usuário final, os resultados de CoF citados nos exemplos 2 a 5 foram obtidos em amostras de filmes nas seguintes condições:

- impressos e adesivamente laminados, visando contemplar a influência das tintas de impressão e do adesivo de laminação;

- acondicionados em temperatura elevada (60°C) visando simular as condições críticas de transporte e/ou armazenamento. Neste sentido, foi realizado o acompanhamento dos valores de CoF em amostras após 24, 48 e 72 h de exposição ao calor (60°C).

Tabela 2: Propriedades das resinas utilizadas na produção dos filmes citados nos exemplos a 5.

PEBDL com erucamida	catalisador metaloceno, MFR 190/2,16 = 1,0 g/10 min., densidade = 0,917 g/cm³, comonômero hexeno, agente deslizante: 800 ppm de erucamida.
PEBDL com erucamida + EBO	catalisador metaloceno, MFR 190/2,16 = 1,0 g/10 min., densidade = 0,917 g/cm³, comonômero hexeno, agentes deslizantes: erucamida e EBO na proporção de 4:7.
PEBD com erucamida	MFR 190/2,16 = 2,7 g/10 min., densidade = 0,923 g/cm³, agente deslizante: 500 ppm de erucamida.

2^o Exemplo - filme coextrudado de PE laminado com a própria estrutura (A/A/A//A/A/A) [49] Esta avaliação teve por objetivo a análise comparativa entre resinas de PEBDL contendo erucamida (amostra F) e contendo erucamida +

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EBO (amostra G). Para este propósito foram produzidos filmes utilizando uma mistura de 80% PEBDL com 20% PEBD nas três camadas A/A/A, cujo filme foi laminado com a mesma estrutura utilizando adesivo de média performance. A espessura total é de 60 micra.

[50] Conforme já citado, as amostras de laminados foram acondicionadas em estufa na temperatura de 60°C e foi realizado o acompanhamento dos valores de CoF determinados na superfície intema/intema após 24, 48 e 72 h de exposição.

Tabela 3 - Valores de CoF int/int em amostras de laminados A/A/A//A/A/A. Cada camada A contém 80% de PEBDL em mistura com 20% de PEBD.

Tempo de acondicionamento em estufa a 60°C, em h	Amostra F	Amostra G
0	0,15	0,12
24	0,36	0,14
48	0,46	0,15
72	0,43	0,13

[51] No 2^o exemplo, para a estrutura do filme PE/PE (A / A / A // A / A / A) cuja espessura é de 72 micra, o valor de CoF obtido para os laminados acondicionados à temperatura ambiente foi 0,12 para a Amostra G e 0,15 para a Amostra F. Após o acondicionamento a 60°C, a Amostra G manteve os valores de CoF inferiores a 0,16, enquanto na Amostra F os valores de CoF atingiram valores superiores a 0,40.

3^o Exemplo - filme coextrudado de PE laminado com a própria estrutura (A/A/A//A/A/A) [52] Esta avaliação teve por objetivo avaliar a capacidade do PEBDL aditivado com erucamida + EBO em manter controlados os valores de CoF, assim como verificar seu desempenho em mistura com resinas aditivadas com erucamida. Para este propósito foram produzidos filmes coextrudados e laminados com a própria estrutura (A/A/A//A/A/A). O filme foi laminado com adesivo de média performance e a espessura total é de 72 micra.

[53] A seguir consta a composição empregada nas camadas A:

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- Amostra Η - produzida com 77% PEBDL com erucamida, 20% de PEBD e 2% de mistura de agentes deslizantes e 1% de mistura de agentes antibloqueantes. Além disso, foi adicionado 1% de amida na tinta de impressão;

- Amostra I - produzida com 50% PEBDL com erucamida + EBO, 30% de PEBDL com erucamida e 20% de PEBD. Salienta-se que neste caso não foi utilizada mistura de agente deslizante, nem amida na tinta de impressão.

Tabela 4 - propriedades avaliadas em amostras de laminados (A/A/A//A/A/A).

Propriedades	Amostra H	Amostra I
Brilho a 45°	78	83
Brilho a 60°	117	125
Opacidade	12	7,6
CoF int/int - filme acondicionado a 23 °C	0,20	0,25
CoF int/int - filme acondicionado a 60°C por 72 h	0,35	0,24

[54] O laminado identificado como Amostra I apresentou melhores propriedades óticas, maior brilho e menor opacidade.

[55] Após exposição ao calor, o laminado identificado como Amostra I manteve o valor de CoF próximo a 0,24 após 72 h de exposição. Entretanto, assim como observado no 2^o exemplo na Amostra H foi observado um aumento expressivo nos valores de CoF, chegando a 0,35 após 72 h de exposição. Este aumento nos valores de CoF é indesejável e toma inviável o uso deste filme nos processos de empacotamento automático.

4^o Exemplo - filme coextrudado (A/B/B) laminado com outro filme coextrudado (B/B/B) [56] Esta avaliação teve por objetivo avaliar de forma comparativa o desempenho do PEBDL com erucamida (amostra J) e o PEBDL com erucamida + EBO (amostra K) em estruturas laminadas com PE, porém

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17/20 somente alterando o PEBDL da camada A. Essa camada contém 78% da resina PEBDL em mistura com 20% de PEBD e 2% de mistura de agente deslizante. O filme foi laminado com adesivo de média performance e a espessura total do mesmo é de 60 micra.

Tabela 5 - Filme A/B/B laminado com B/B/B. Camada A com 78% de PEBDL em mistura com 2% de mistura de agente deslizante e 20% de PEBD.

CoF INT/INT tempo exposição h	Amostra J	Amostra K
0	0,13	0,12
24	0,36	0,20
48	0,35	0,24
72	0,41	0,20

[57] À temperatura ambiente, os valores de CoF obtidos para ambos os laminados foram iguais a 0,12. Após exposição ao calor, o filme identificado como Amostra K atingiu valores de CoF próximos a 0,20, enquanto o filme identificado como Amostra J os valores de CoF foram superiores a 0,40, após 72 h de exposição.

5^o Exemplo - filme coextrudado de PE laminado com PET (A/A/A//PET) [58] Esta avaliação teve por objetivo avaliar o desempenho do PEBDL com erucamida (amostra L) e contendo erucamida + EBO (amostra M) em estruturas laminadas com PET. Para este propósito foram produzidos filmes utilizando uma mistura de 80% de PEBDL com 20% de PEBD nas camadas A/A/A, os quais foram laminados com PET. Os filmes foram laminados com adesivo de alta performance e a espessura total dos laminados é de 70 micra.

[59] Conforme já mencionado, visando simular condições críticas de transporte e armazenamento, as amostras de laminados foram acondicionadas em estufa na temperatura de 60°C e realizado o acompanhamento dos valores de CoF após 24, 48 e 72 h de exposição.

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Tabela 6 - Laminado A/A/A com PET. Camadas A/A/A com 80% de PEBDL em mistura com 20% de PEBD.

CoF	Tempo de exposição a temperatura de 60°C	Amostra L	Amostra M
INT/INT	0	0,17	0,17
24	0,37	0,16
48	0,36	0,18
72	0,34	0,15
EXT/EXT	0	0,25	0,23
24	0,26	0,28
48	0,25	0,26
72	0,32	0,23

[60] Os valores de CoF INT/INT obtidos em amostras acondicionadas à temperatura ambiente foram iguais a 0,17 para ambos os laminados. Após exposição ao calor, o laminado identificado como Amostra M manteve o valor de CoF próximo a 0,15, enquanto o laminado identificado como Amostra L atingiu valores superiores a 0,34 durante as 72 h de exposição.

[61] Em relação à camada externa (PET), os valores de CoF EXT/EXT obtidos para o laminado identificado como Amostra M foram próximos a 0,25 durante as 72 h de exposição. Já no filme identificado como Amostra L observa-se uma tendência ao aumento nos valores, chegando a atingir 0,32 após 72 h de exposição ao calor.

[62] Os testes realizados indicaram que a resina PEBDL com erucamida + EBO apresenta excelente desempenho para uso em filmes adesivamente laminados que requeiram controle do CoF. Amostras de filmes produzidos com esta formulação apresentam valores baixos do CoF e melhor controle desta propriedade após a laminação, como também após exposição ao calor visando simular condições críticas de transporte e de armazenamento.

[63] Cabe salientar que apesar da diferença observada na forma de

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19/20 cristalização da bis amida a mesma não é indicada para uso como agente deslizante na indústria de empacotamento automático, tendo em vista a dificuldade de migração e, consequentemente a obtenção de elevados valores de CoF, conforme mostra o exemplo 1 deste pedido de patente. Comparativamente às amidas primárias, a menor eficiência das bis amidas na redução dos valores de CoF está relacionada ao maior peso molecular e, conseqüentemente, à dificuldade de migração de moléculas grandes.

[64] Os estudos realizados no âmbito deste pedido de patente mostraram que o uso conjunto de uma amida primária com uma amida secundária do tipo bis amida apresenta um efeito diferenciado e sinérgico, atendendo aos requisitos da indústria de empacotamento automático que são valores de CoF < 0,35 após 24 h de processamento (característica conferida pela amida primária) como também a manutenção destes após laminação e/ou exposição a temperaturas elevadas atingidas no transporte e no armazenamento (efeito sinergético da amida primaria e da bis amida).

[65] As Figuras 5, 6, 7 e 8 apresentam imagens obtidas por AFM, nas quais é possível fazer uma análise comparativa entre o uso da erucamida e o uso conjunto de erucamida e uma amida secundária do tipo bis amida, conforme escopo deste pedido de patente. Ao utilizar a erucamida observa-se a formação de uma estrutura cristalina grande e heterogênea, similar à anteriormente relatada para as amidas secundárias. Já ao utilizar a erucamida com uma amida secundária do tipo bis amida ocorre a formação de uma estrutura cristalina diferenciada, com cristais menores e mais homogêneos. A análise destes filmes, após exposição em estufa a 60°C visando simular as condições de transporte e armazenamento, evidencia a instabilidade da estrutura formada com o uso da erucamida, o que não ocorre com o uso conjunto da erucamida com etileno bis amida (EBO), razão pela qual esta última é capaz de manter os valores de CoF estáveis.

[66] Cabe destacar que as amidas secundárias do tipo bis amidas são as

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20/20 únicas estruturas que contém dois grupos NH por molécula, razão pela qual permite a formação de uma estrutura cristalina mais estável e diferenciada, sendo esta resultante da formação de um número superior de pontes de hidrogênio com oxigênio da outra molécula.

[67] A presente invenção tem como objetivo proteger o uso conjunto de agentes deslizantes do tipo amida primária e amida secundária do tipo bis amida em resinas termoplásticas, assim como o uso desta em aplicações finais cuja composição contenha esta resina termoplástica, mesmo que em pequeno teor. Ou seja, compreende todo produto na forma de filme ou peça cuja composição final, expressa como percentual em peso, contenha entre 0,0001% a 10% de uma amida primária com fórmula genérica R-CO-NH₂ e entre 0,0001% a 10% em peso de uma amida secundária do tipo bis amida com fórmula genérica R’-CO-NH-CH₂-CH₂-NH-CO-R”.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Composição de resina termoplástica que compreende uma mistura de agentes deslizantes, caracterizada pelo fato de que dita mistura consiste de:

a) 0,0001% a 10% em peso, com base no peso total da composição da resina termoplástica, de uma amida primária com fórmula genérica R-CO-NH2, em que R é um radical alquila contendo entre 18 e 22 átomos de carbono; e

b) 0,0001 a 10% em peso, com base no peso total da composição de resina termoplástica, de uma amida secundária do tipo bis amida com fórmula genérica R’-CO-NH-CH2-CH2-NH-CO-R”, em que R’ e R” são radicais alquila contendo entre 18 e 22 átomos de carbono, em que R’ e R” são iguais ou diferentes, e em que o teor de aditivo b) é pelo menos 50% em peso superior ao teor de aditivo a) em peso.
2. Composição de resina termoplástica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que R, R’ e R” são radicais alquilas contendo 18 átomos de carbono.
3. Composição de resina termoplástica, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que compreende um teor de aditivo b) 50% superior ao teor do aditivo a) em peso.
4. Composição de resina termoplástica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que compreende um teor de aditivo a) entre 0,03 e 0,15% em peso, e um teor de aditivo b) entre 0,05 e 0,25% em peso.
5. Composição de resina termoplástica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a resina termoplástica é uma resina de polietileno ou polipropileno.
6. Composição de resina termoplástica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que a resina

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2/2 termoplástica é uma resina obtida a partir de uma fonte natural renovável.
7. Uso da composição de resina termoplástica como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de ser para a preparação de uma ou mais camadas de filmes mono ou coextrudados, laminados ou não laminados, cujo valor do coeficiente de fricção é inferior a 0,35.
8. Filme mono ou coextrudado, laminado ou não laminado, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma de suas camadas é preparada a partir de uma composição de resina termoplástica, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 6.
9. Filme de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de apresentar valor de coeficiente de fricção inferior a 0,35.
10. Filme de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o valor do coeficiente de fricção é substancialmente mantido mesmo após a laminação e armazenamento e/ou exposição a temperaturas elevadas.