BR112018005340B1 - Preparado dimensionalmente estável, desgastável por abrasão, contendo partículas em forma de plaquetas - Google Patents

Abstract

preparado dimensionalmente estável, desgastável por abrasão, contendo partículas em forma de plaquetas. a presente invenção refere-se a um preparado dimensionalmente estável, que pode ser desgastado por abrasão sobre materiais planos, a uma massa carreadora contendo polímeros com base em água, translúcida, e a partículas sólidas na forma de plaquetas, sendo que as partículas sólidas na forma de plaquetas apresentam um maior diâmetro médio de partículas na faixa de 2 a 40 µm. as partículas sólidas na forma de plaquetas, neste caso, para um efeito de brilho claramente perceptível aos olhos humanos e simultaneamente com boas propriedades de abrasão, estão contidas na preparação em uma proporção por volume predeterminada pelo tamanho de partículas selecionado. além disso, em um aspecto parcial da presente invenção, os preparados de acordo com a invenção possuem propriedades adesivas, de modo que o filme desgastado por abrasão é muito bem apropriado para a fixação de elementos decorativos planos ou em geral para a adesão em materiais porosos, planos.

Description

[001]. A presente invenção refere-se a um preparado dimensionalmente estável, desgastável por abrasão sobre materiais planos, contendo uma composição carreadora com base em água translúcida e a partículas sólidas na forma de plaquetas, sendo que as partículas sólidas na forma de plaquetas apresentam um diâmetro médio da maior partícula na faixa de 2 até 40 μm. As partículas sólidas na forma de plaquetas, neste caso, para um efeito de cintilação (glitter) claramente perceptível aos olhos humanos e simultaneamente com boas propriedades de desgaste por abrasão, estão contidas no preparado em uma proporção de volume predeterminada pelo tamanho de partículas selecionado. Além disso, os preparados de acordo com a invenção possuem, em um aspecto parcial da presente invenção, propriedades adesivas, de modo que o filme desgastável por abrasão é melhor apropriado para a fixação de elementos decorativos planos ou em geral para adesão de materiais porosos planos.

[002]. Produtos para os consumidores, para o design a cores de papel, papelão e não tecidos, são vendidos no mercado nas mais diferentes formas de dosagem, por exemplo, na forma de lápis de cor, tintas para pincéis, gizes, adesivos e semelhantes. Este tipo de produtos para os consumidores deve possibilitar, via de regra, especialmente quando usados em conjunto com atividades criativas, tais como pinturas e trabalhos manuais, um design extraordinário dos materiais mencionados. Sempre foi conhecido e usual usar pigmentos como portadores de um efeito ótico, seja de cor, de brilho ou de luminosidade, para fornecer com êxito um elevado valor estético aos objetos de uso diário ou de design artístico. Concordantemente, são comercialmente obteníveis os lápis ou canetas para o design a cores, que permitem deste modo um design na forma de linhas ou de superfícies permanentes de tal forma que, além da identificação das linhas e superfícies, também são aplicados ao mesmo tempo pigmentos, juntamente com as tintas. Os pigmentos assim aplicados na área projetada, devido às suas propriedades reflexivas perante a luz visível, conferem um efeito de brilho que, na modificação de um local relativo da superfície do papel em relação à luz incidente, causa reflexos de luz quando a posição relativa da superfície do papel para a luz incidente na área projetada muda. O observador percebe os diferentes reflexos de luz durante uma tal modificação relativa na posição como um efeito de cintilação.

[003]. Para um tal efeito de cintilação podem ser empregados sólidos particulados na forma de plaquetas, por exemplo como grânulos ou pós, que já apresentam o pigmento de brilho com as propriedades óticas correspondentes ou o contém pelo menos imobilizado em sua superfície ou próximo a ela.

[004]. O acima exposto é problemático, porque a forma de dosagem dos sólidos particulados contendo o pigmento de brilho deve ter a propriedade, de que os sólidos em partículas, com a sua ajuda, possam ser aplicados uniformemente sobre o substrato plano. Em preparados líquidos ocorre frequentemente o problema de que os sólidos particulados, que para um efeito visível de cintilação devem ter um tamanho de pelo menos 2 μm, sedimentam e, antes da aplicação do meio líquido, devem primeiramente ser distribuídos, eles próprios, o mais homogeneamente possível. Contrariamente para preparados sólidos deve ser assegurado que um filme fino o mais homogêneo possível seja desgastável por abrasão sobre o substrato plano.

[005]. Entretanto, até agora não é conhecida nenhuma forma de dosagem dos pigmentos de brilho para o design visual de materiais planos que possa aumentar controladamente, na área de contato da forma de dosagem com o substrato plano, um filme contendo sólidos particulados que, na modificação da posição relativa do substrato plano em relação à luz incidente, deixa para o observador uma impressão de cintilação.

[006]. Além disso, é desejável dar à forma de dosagem ainda a propriedade adicional de ser capaz de conectar materiais adicionais ou elementos decorativos coesivamente, para possuir, portanto, as propriedades adesivas. Isso conseguiria ambos, o design estético puro da superfície, como também o design espacial criativo dos materiais planos por conexão coesa por meio de uma e a mesma forma de dosagem.

[007]. São conhecidos preparados os mais diversos de adesivos apropriados em particular para materiais porosos, planos, que já nos últimos anos tratam-se de preparados adesivos líquidos ou preparados adesivos dimensionalmente estáveis, que consistem essencialmente de matérias primas renováveis, por exemplo derivados de amido e açúcar, assim como água e, por exemplo, estão mais precisamente especificados nos pedidos de patente abertos à inspeção pública WO 2012/110594 A1 e WO 2015/107149 A1. Este tipo de preparado com base em água faz exigências especiais quanto ao sólido em partículas contendo o pigmento, já que para um efeito de cintilação, que deve ser retido mesmo após um armazenamento mais prolongado do preparado adesivo, a corrosão dos pigmentos, portanto a dissolução molecularmente dispersa, ela própria deve ser evitada no preparado adesivo.

[008]. O objetivo da presente invenção consiste, portanto, em preparar uma forma de dosagem apropriada de um preparado para aplicação de um filme contendo partículas sólidas homogêneas em substratos planos, que contem partículas sólidas em uma quantidade e tamanho necessários para produzir um efeito ótico baseado na interferência e reflexão na faixa do comprimento de ondas visível da luz, que é mediada pelas partículas sólidas em um filme do preparado aplicado a um substrato plano (efeito de brilho ou efeito de glitter em uma mudança relativa de posição). Ao mesmo tempo a aplicação do filme deveria ocorrer apenas na área de contato com a forma de dosagem e em uma espessura de camada amplamente uniforme. O filme deve apresentar, em um aspecto parcial, propriedades adesivas, que possibilitam unir substratos porosos coesamente como papel entre si. Para esse aspecto parcial vale, para preparados adesivos com base em água, garantir que o efeito visual no preparado é resistente e é não perdido por corrosão.

[009]. O objeto geral que tem como base a invenção é solucionado por um preparado dimensionalmente estável com base em água consistindo em um builder contendo uma composição carreadora translúcida de ácido graxo C12 até C22 e/ou seus sais em uma quantidade total menor do que 15% em peso baseado na composição carreadora e partículas sólidas em forma de plaquetas, sendo que as partículas sólidas em forma de plaquetas apresentam um diâmetro médio da maior partícula na faixa de 2 até 40 μm, e o produto sem dimensão de parcela de sólidos particulados na forma de plaquetas em porcentagem em volume baseado no preparado, e o diâmetro médio da maior partícula situa-se entre 5 e 20 mícrons.

[0010]. Um preparado no sentido da presente invenção é dimensionalmente estável, quando uma massa do preparado (10 gramas) dimensionalmente moldada como cilindro, com uma superfície de base de 2 cm2 sob atuação de uma força crescente constante vertical à superfície de base do cilindro a 20 °C e 50% de umidade relativa do ar, somente acima de uma pressão de 20N/cm2 é irreversivelmente deformada. A ação da força e a determinação da entrada da deformação pode ser monitorada por meio de um dispositivo de medição de força, por exemplo, por meio de um analisador de textura TA-XT HiR (Stable Micro Systems Ltd.).

[0011]. Um preparado dimensionalmente estável no sentido da presente invenção é baseado em água, quando ele contém pelo menos 5% em peso de água.

[0012]. Compreende-se por composição carreadora, no sentido da presente invenção, aquela porção do preparado que é um componente sólido particulado na forma de plaquetas, sendo que a composição carreadora é translúcida. Uma composição carreadora é translúcida, se a dita composição, como um filme localizado entre duas placas de vidro, com um peso de camada de pelo menos 1 g/m2, atenua a luz visível (À = 540 nm), em uma trajetória dos raios vertical à superfície da placa de vidro, em não mais do que 20%.

[0013]. Um teor de sólidos está no formato de placas, quando ele consiste de partículas individuais, que apresentam, ortogonal ao eixo, sua maior extensão através do centro de gravidade da seção transversal das partículas contendo uma área seção transversal, com uma proporção da maior para menor extensão lateral de pelo menos 4:1. O diâmetro médio da maior partícula sólida em forma de plaqueta pode ser determinado por meio de avaliação de uma amostra estatística do preparado de acordo com a invenção compreendendo pelo menos 50 partículas em plaquetas por avaliação ótica única com o auxílio de imagens por microscópio de luz.

[0014]. Um preparado de acordo com a invenção apresenta uma excelente resistência à compressão simultaneamente com ótimas propriedades de desgaste por abrasão, que permitem que as partículas sólidas em plaquetas sejam homogeneamente desgastadas por abrasão e sem excedentes isolados, ou na forma de pelotas, sobre um substrato poroso, plano, de preferência papel, de modo que com uma dotação correspondente de partículas sólidas pode-se obter um efeito de cintilação mais homogêneo por toda a superfície de desgaste por abrasão. Adicionalmente, o desgaste por abrasão otimizado se manifesta por um emprego mais agradável para o usuário; o preparado desliza melhor sobre a superfície projetada. Além disso, na abrasão manual uma composição carreadora já é tão desgastada que, com um material apropriado da composição carreadora, é possível uma ligação com outros substratos porosos planos, de preferência papel.

[0015]. A seguir estão listadas formas de execução preferidas do preparado de acordo com a invenção.

[0016]. Tendo em vista as partículas sólidas em plaquetas, para uma dotação apropriada para preparação de um efeito de cintilação é preferido quando as partículas sólidas consistem pelo menos parcialmente de um material inorgânico formado em camadas, que apresenta de preferência um índice de refração pelo menos 1,4 vezes maior do que a composição carreadora translúcida. Se essa propriedade física for satisfeita, ocorre uma reflexão total de cada partícula em um amplo ângulo de incidência relativo à superfície, de modo que a partir de um ângulo de observação indicado, também com orientação espacial estatística das partículas, a luz incidente sobre um filme do preparado desgastado por abrasão, é visível com diferentes reflexões de luz (efeito de cintilação).

[0017]. Além disso, de acordo com a invenção é preferido quando as partículas sólidas em plaquetas apresentam uma estrutura em camadas, na qual o material inorgânico formado em camadas é limitado por duas camadas plásticas adjacentes, que são respectivamente translúcidas. Com isto assegura-se que o material inorgânico formado em camadas é protegido o mais amplamente possível contra corrosão. Isto é de importância no presente caso, já que o preparado é com base em água e, como tal exerce na solução uma pressão sobre o material inorgânico, que causa a dissociação em constituintes iônicos e, desta forma, uma corrosão da camada causadora do efeito de cintilação.

[0018]. O material inorgânico formado em camadas, que empresta às partículas na forma de plaqueta propriedades como brilho, ou juntamente com diversas tais partículas, com modificação relativa da posição, para ser percebido como cintilante, pode ser selecionado basicamente de diferentes materiais ou pigmentos. De acordo com a invenção, materiais empregáveis são por exemplo pigmentos com brilho perolizado natural, como por exemplo prata de peixe (guanina/hipoxantina-cristais mistos de escamas de peixe) ou madrepérola (de cascas de conchas trituradas), pigmentos perolizados monocristalinos em forma de plaquetas, como por exemplo oxicloreto de bismuto, assim como pigmentos perolizados com base em mica, assim como, mica/óxido metálico, assim como mica, que foram equipados com um revestimento de óxido metálico.

[0019]. Em um preparado preferido de acordo com a invenção, o material inorgânico é selecionado de zinco metálico, cobre e/ou alumínio, a partir de silicatos, e/ou de óxidos dos elementos ferro, titânio, zircônio e/ou alumínio. Em particular, as formas de execução metálicas são para proteger contra a corrosão, de modo que o projeto (design) das partículas sólidas em forma de plaquetas, no qual o material inorgânico metálico está disposto entre camadas plásticas, é particularmente preferido.

[0020]. Silicatos preferidos, que podem estar contidos nos preparados de acordo com a invenção como partículas sólidas lamelares, são mica e/ou micas revestidas com óxido metálico, por exemplo selecionadas dentre muscovita, flogopita, paragonita, biotita, lepidolita e margarita. Óxidos metálicos apropriados para revestimento da mica são, entre outros, TÍO2, ZnO e Fe2O3.

[0021]. No total, o tipo das camadas plásticas não é limitante para a eficácia das partículas sólidas em forma de plaquetas contendo material inorgânico formado em camadas para transmitir um efeito de brilho ou de cintilação. Entretanto, é preferido quando o plástico não tende a tais processos de envelhecimento por radiação UV, no decurso do que resulta uma descoloração ou coloração das partículas sólidas. Neste sentido, são preferidos aqueles preparados de acordo com a invenção, nos quais as camadas plásticas consistem em tereftalato de polietileno, polietileno, polipropileno ou policarbonato, particularmente preferido tereftalato de polietileno.

[0022]. Em uma forma de execução preferida do preparado de acordo com a invenção, são obteníveis partículas sólidas na forma de plaquetas que apresentam por fragmentação de um compósito de filmes plásticos, que de preferência apresenta uma espessura menor do que 40 μm, particularmente preferido menor do que 20 μm, sendo que o compósito contém material inorgânico formado em camadas entre dois ou mais filmes plásticos.

[0023]. As propriedades do preparado dimensionalmente estável, mas não obstante ainda principalmente desgastável por abrasão, é especialmente determinada ainda pela presença das builders. De acordo com a invenção é, portanto, preferido que a composição carreadora translúcida contenha pelo menos 1 % em peso, particularmente preferido pelo menos 2 % em peso, entretanto de preferência não mais do que 10% em peso, de um builder selecionado dentre ácidos graxos C12 a C22 assim como seus sais, respectivamente baseado na composição carreadora. Nessas faixas preferidas de quantidades, ao preparado com base em água são dadas propriedades estruturais, que permitem ao especialista adicionar compostos orgânicos em amplas faixas, sem necessariamente perder as propriedades básicas no que tange ao desgaste por abrasão e estabilidade dimensional.

[0024]. Representantes preferidos dos sais dos ácidos C12 graxos até C22-graxos são, no contexto da presente invenção, selecionados de sais de sódio, de potássio e/ou sais de cálcio.

[0025]. Para a preparação de um preparado adesivo contendo uma gama de serviços satisfatórios é essencial que sejam adicionados outros constituintes orgânicos, simultaneamente o teor de água deve ser suficientemente grande, para possibilitar uma tal aditivação. Portanto, é preferível que um preparado de acordo com a invenção contenha pelo menos 20% em peso de água e adicionalmente para propriedades adesivas suficientes de substratos planos porosos, de preferência pelo menos 10 % em peso de polímeros orgânicos solúveis em água ou dispergíveis em água respectivamente baseado na composição carreadora. Um polímero orgânico no sentido da presente invenção solúvel em água ou dispersível em água, quando a uma temperatura de 20 °C pelo menos 100 g do polímero é homogeneamente dissolvido em 1000 g de água deionizada (K < 1 μScm -1) e/ou pode ser disperso com um diâmetro médio de partículas menor do que 200 nm, sem que se forme um precipitado, em um espaço de tempo de 10 h.

[0026]. Em uma forma de execução preferida de um preparado de acordo com a invenção, que é particularmente apropriado para adesão de papel, estão contidos pelo menos 20 % em peso de éteres de amido baseado na composição carreadora, que de preferência apresenta, como solução aquosa 40% a 20 °C, uma viscosidade menor do que 200.000 mPas medida com um viscosímetro de Brookfield. Por éteres de amido podem ser compreendidos neste contexto amidos pelo menos parcialmente eterificados. Particularmente preferido neste contexto são éteres de amido, que apresentam como unidades químicas estruturais de produtos da condensação entre os grupos hidróxi, unidades anidroglicose das moléculas de amido e grupos hidroxila de álcoois e ácidos carboxílicos. Substituintes preferidos desses derivados de amido em um preparado de acordo com a invenção são amidos hidroxialquílicos, carboximetilamidos ou amidos hidroxialquil carboximetílicos como éteres mistos. Além disso, é preferido que esses éteres de amido apresentem, no grupo éteres de amido, no grupo éter alifático, não mais do que 10 átomos de carbono, já que de outro modo sua solubilidade em água seria visivelmente reduzida, com o que ou uma força adesiva ou a translucidez da composição carreadora está perdida. Alguns tipos de éter de amido solúveis em água são, portanto, de preferência empregados. Pertencem a estes o hidroxietilamido e hidroxipropilamido, assim como carboximetilamido e os hidróxi-C2-C6-alquilcarboximetilamidos, em particular hidroxietil carboximetil amidos, hidroxipropil carboximetilamidos e/ou hidroxietil hidroxipropil carboximetilamidos.

[0027]. Além disso, para boas propriedades adesivas, é preferido quando o preparado de acordo com a invenção contém pelo menos 10 % em peso de um ou mais compostos selecionados de e/ou álcoois de açúcar, particularmente preferido sacarose, respectivamente baseado na composição carreadora. De preferência o teor total de monossacarídeos, dissacarídeos ou trissacarídeos, e álcoois de açúcar, está, entretanto, abaixo de 30 % em peso baseado na composição carreadora de um preparado de acordo com a invenção.

[0028]. Em uma forma de execução particularmente preferida da invenção estão contidos na composição carreadora de um preparado de acordo com a invenção: a) 3-10 % em peso de ácidos C12 graxos até C22-graxos, assim como seus sais; b) 20-50 % em peso de éteres ácidos; c) 10-30 % em peso de sacarose; e d) pelo menos 30 % em peso de água respectivamente baseado na composição carreadora.

[0029]. O valor do pH da composição carreadora de um preparado de acordo com a invenção é essencialmente determinado pelos constituintes anteriormente mencionados e situa-se portanto na faixa alcalina, de preferência a pelo menos 9, particularmente preferido a pelo menos 10, entretanto de preferência não maior do que 12. O valor do pH da composição carreadora de um preparado de acordo com a invenção é determinado em uma solução da composição carreadora de 1 % em peso em água desionizada a 20% em peso.

Exemplos de execução:

[0030]. Preparados cilíndricos dimensionalmente estáveis com uma superfície básica de 2 cm2 e uma massa de 10 gramas, com base em uma receita de composição carreadora (Tab.1) contendo quantidades variáveis de partículas de glitter, foram preparadas de acordo com a Tab. 2 e foram avaliadas com respeito a suas propriedades de desgaste e à ocorrência de um efeito de cintilação sob iluminação ambiente (1200 Lumen; 3300K, distância fonte de luz - amostra de ca. 2 m) como filme desgastado sobre papel com um peso superficial de g/m2. O desgaste do filme ocorreu ao longo de 10 cm com uma força de pressão de 5 N/cm2 para um ângulo de inclinação de 10° relativo à superfície de papel. As partículas de glitter consistem em um composto laminado de tereftalato de polietileno triturado com dimensões variadas de partículas no qual é disposto o material inorgânico formado em camadas com elevado índice de refração. Tab. 1 Receita da composição carreadora

[0031]. Torna-se evidente que boas propriedades de desgaste, simultaneamente com efeito de cintilação (glitter) oticamente bem visível, ocorrem apenas em uma janela muito estreita na dependência de dimensão de partículas e fração volumétrica, de modo que apenas para preparados de acordo com a invenção resulta o perfil de propriedades desejado. Tab. 2 Preparados contendo partículas de glitter em forma de plaquetas

* diâmetro médio d a maiorpar tícula determinado em 50 partículas individuais de uma amostra de plaquetas de glitter a granel (Firma Geotec / Geocrystal C R/R 008 HEX x 001) 1 5 Filme homogêneo; sem pelotas 4 Filme essencialmente homogêneo; sem pelotas 3 Filme essencialmente homogêneo; leve formação de pelotas 2 Visível formação de pelotas 1 Forte formação de pelotas 2 4 Claramente visível 3 Visível 4 Observável 1 Dificilmente visível

Claims (12)

1. Preparado dimensionalmente estável, com base em água, caracterizado pelo fato de que consiste em uma composição carreador translúcida contendo builders selecionados dentre ácidos graxos C12 a C22 e/ou seus sais em uma quantidade total menor de pelo menos 1% em peso, mas menor que 15% em peso com base na composição carreadora e nas partículas sólidas em forma de plaquetas, em que as partículas sólidas em forma de plaquetas apresentam um diâmetro médio da maior partícula na faixa de 2 até 40 μm e o produto sem dimensão do teor de sólidos particulados em forma de plaquetas em porcentagem em volume com base no preparado e do diâmetro médio da maior partícula em micrômetros está entre 5 e 20.

2. Preparado de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as partículas sólidas em forma de plaquetas consistem pelo menos em parte em um material inorgânico em camadas, que de preferência apresenta um índice de refração que é ao menos 1,4 vezes maior que que da composição carreadora.

3. Preparado de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que as partículas sólidas em forma de plaquetas apresentam uma estrutura em camadas, na qual o material inorgânico em camadas é ligado por duas camadas plásticas adjacentes, que são translúcidas.

4. Preparado de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de que o material inorgânico é selecionado dentre zinco metálico, cobre e/ou alumínio, dentre silicatos, e/ou óxidos dos elementos ferro, titânio, zircônio e/ou alumínio.

5. Preparado de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que as camadas plásticas consistem em tereftalato de polietileno, polietileno, polipropileno ou policarbonato.

6. Preparado de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição carreadora translúcida contém pelo menos 2% em peso mas de preferência no máximo 10% em peso de builders selecionados dentre ácidos graxos C12 a C22 assim como seus sais, em cada caso, com base na composição carreadora.

7. Preparado de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que os sais dos ácidos graxos C12 a C22 são selecionados dentre sais de sódio, potássio e/ou cálcio.

8. Preparado de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição carreadora translúcida contém pelo menos 20% em peso de água com base na composição carreadora.

9. Preparado de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição carreadora apresenta um valor de pH de pelo menos 9, de preferência de pelo menos 10, entretanto de preferência de não mais do que 12.

10. Preparado de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9, caracterizado pelo fato de que a composição carreadora contém pelo menos 20% em peso de éteres de amido com base na composição carreadora, que de preferência apresentam, como solução aquosa a 40% em peso a 20°C, uma viscosidade menor do que 200.000 mPas.

11. Preparado de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a composição carreadora contém pelo menos 10% em peso de sacarose com base na composição carreadora.

12. Preparado de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a composição carreadora contém a) 3-10 % em peso de ácidos graxos C12 a C22 assim como seus sais; b) 20-50 % em peso de éteres de amido; c) 10-30 % em peso de sacarose; e d) pelo menos 30 % em peso de água em cada caso, com base na composição carreadora.