BR112018005481B1 - Adesivo termofusível não reativo, método para fabricar um adesivo termofusível não reativo e método para dispor substratos em uma posição fixa um em relação ao outro - Google Patents

Abstract

ADESIVO TERMOFUSÍVEL NÃO REATIVO, SEU MÉTODO PARA FABRICAR E MÉTODO PARA DISPOR SUBSTRATOS EM UMA POSIÇÃO FIXA. A invenção se refere a um adesivo termofusível não reativo que compreende - 10 a 90% em peso, calculado com base no peso do adesivo, de resina termoplástica amorfa que é compatível com ácido poliláctico, em que a resina termoplástica amorfa é um copolímero aleatório de ácido láctico e monômero reativo adicional, - 10 a 90% em peso, calculado com base no peso do adesivo, de uma unidade de polímero de ácido poliláctico (PLAU) selecionada dentre ácido poli-Lláctico (PLLAU) e ácido poli-D-láctico (PDLAU), sendo que a unidade tem um peso molecular por média ponderada de pelo menos 0,75 kg/mol. Em uma modalidade, o adesivo termofusível não reativo compreende adicionalmente de 0,5 a 20% em peso, preferencialmente, de 1 a 10% em peso, calculado com base no peso da primeira PLAU, de uma segunda unidade de polímero de ácido poliláctico (PLAU) selecionado dentre ácido poli-L-láctico (PLLAU) e ácido poli-D-láctico (PDLAU), sendo que a unidade tem um peso molecular por média ponderada de pelo menos 0,75 kg/mol, em que, quando a primeira PLAU é PLLAU, a segunda PLAU é PDLAU e quando a primeira PLAU é PDLAU, a (...).

Description

[001] A invenção refere-se a um adesivo termofusível não reativo que compreende uma resina específica. A invenção também se refere a um método para a fabricação de tal adesivo termofusível não reativo e seu uso.

[002] Conforme usado no presente documento, “adesivo termofusível” se refere a uma composição de polímero termoplástico que é aquecida para obter um líquido de viscosidade passível de fluxo e, após a aplicação em um substrato, resfriado para obter um sólido. Depois que o adesivo termofusível se solidifica mediante resfriamento em uma temperatura abaixo de sua temperatura de fusão ou abaixo de sua temperatura de transição de solidificação, uma ligação adesiva é formada entre o substrato e o material adesivo. Visto que essencialmente nenhuma ligação química é formada entre o adesivo e o substrato no qual o adesivo é aplicado, o adesivo termofusível pode ser denominado como um adesivo termofusível não reativo.

[003] Adesivos termofusíveis são frequentemente usados para ligar dois substratos entre si a fim de manter os dois substratos em uma relação fixa entre si. Adesivos termofusíveis também são usados em artigos que incluem uma camada de não tecido para ligar a camada de não tecido e uma camada de filme de polímero entre si. Os adesivos termofusíveis são adicionalmente usados para aderir às construções de empacotamento, por exemplo, bolsa, caixa, papelão, estojo e bandeja em conjunto para construir o pacote, próximo ao pacote ou ambos. Os mesmos também são usados como adesivos sensíveis à pressão para fitas e rótulos.

[004] O documento no U.S. 5753724 descreve uma composição de adesivo termofusível que compreende um polímero de ácido poliláctico e um grau de resina ou poliéster termoplástico de alto peso molecular que é, por exemplo, um uretano de poliéster termoplástico, uma resina de ácido poliláctico ou uma resina termoplástica de PHBV.

[005] O documento no WO2008/044651 descreve um adesivo à base de ácido poliláctico biodegradável que contém uma composição de resina de ácido poliláctico que é substancialmente composto de um ácido poliláctico cristalino, um ácido poliláctico não cristalino e um plastificante.

[006] O documento no WO2005/056680 descreve um adesivo termofusível biodegradável para uso em aplicações médicas, que tem um ponto de fusão na faixa de 57 a 100 ° C e que tem como base mesclas de polímero que consistem em copolímeros de caprolactona ou copolímeros de caprolactona e policaprolactona.

[007] O documento no U.S.2009/0234042 descreve mesclas transparentes de carbonato de polipropileno com ácido poliláctico. As mesclas são usadas, por exemplo, em empacotamento na forma de espumas ou filmes sólidos ou rígidos. O uso como um adesivo não é descrito.

[008] O documento no U.S.5252642 descreve um ácido poliláctico modificado por impacto degradável que compreende uma mescla de uma mistura física de ácido poliláctico e elastômero compatível com mescla. Oligômeros de ácido láctico, lactídeo e ácido láctico podem ser adicionados como plastificantes. As composições são processadas por processamento de fusão para formar artigos de polímero descartáveis.

[009] Um adesivo termofusível não reativo não atendeu às várias necessidades para serem adequadas para aplicação comercial.

[010] Em primeiro lugar, conforme será evidente, as propriedades de adesão do adesivo mediante uso têm de ser satisfatórias. A perda de adesão pode causar, por exemplo, abertura de pacotes, o que é inaceitável tanto durante quanto após a produção.

[011] Além disso, os adesivos termofusíveis são convencionalmente fornecidos na forma de grânulos que serão fundidos antes do uso. Esses grânulos têm de ser estáveis durante armazenamento. Ou seja, os grânulos não podem aderir entre si a uma extensão muito grande, visto que isso impedirá o gerenciamento apropriado dos grânulos. Para obter essas características, é importante garantir que o adesivo termofusível não mostre fluxo em temperatura ambiente.

[012] Uma propriedade importante adicional de um adesivo termofusível é o tempo definido, ou seja, o tempo necessário pelo adesivo para formar uma ligação com o substrato. O tempo definido é importante em operação comercial devido ao fato de que o mesmo regula o tempo necessário para prensar os dois substratos que ensanduicham o adesivo em conjunto. O tempo definido pode ser da ordem de segundos.

[013] Por outro lado, embora o tempo definido frequentemente tenha de ser muito curto, o adesivo tem de mostrar um tempo de exposição. O tempo de exposição é o tempo após a aplicação do adesivo em alta temperatura durante a qual o adesivo ainda tem propriedades de fluxo. Esse é o quadro de tempo após a aplicação do adesivo no substrato de transporte durante o qual o substrato de cobertura pode ser aplicado enquanto obtém adesão satisfatória.

[014] Uma propriedade adicional que pode ser desejável para adesivos termofusíveis é um determinado grau de biodegradabilidade. Quando o adesivo termofusível for usado na fabricação de objetos que devem ser compostos, é importante que o adesivo possa ser degradado dentro do mesmo quadro de tempo que o resto do objeto. Essa característica pode ser de relevância particular, uma vez que o adesivo termofusível é usado na fabricação de material de empacotamento.

[015] Além disso, é preferencial que o adesivo termofusível seja pelo menos parcialmente derivável de fontes renováveis.

[016] Há uma necessidade na técnica de um adesivo termofusível não reativo que combina um desempenho de adesivo satisfatório com uma estabilidade de armazenamento satisfatória resultante de um baixo fluxo frio e, em algumas modalidades, um tempo definido curto, em que o adesivo tem pelo menos parcialmente como base polímeros que podem ser preparados a partir de fontes renováveis. A presente invenção fornece tal adesivo.

[017] A presente invenção fornece um adesivo termofusível não reativo que compreende

[018] - 10 a 90 % em peso, calculado com base no peso do adesivo, de resina termoplástica amorfa que é compatível com ácido poliláctico, em que a resina termoplástica amorfa é um copolímero aleatório de ácido láctico e monômero reativo adicional,

[019] - 10 a 90% em peso, calculado com base no peso do adesivo, de uma unidade de polímero de ácido poliláctico (PLAU) selecionada dentre ácido poli-L- láctico (PLLAU) e ácido poli-D-láctico (PDLAU), sendo que a unidade tem um peso molecular por média ponderada de pelo menos 0,75 kg/mol.

[020] O adesivo termofusível da presente invenção compreende PLA que pode ser derivado de fontes renováveis. Além disso, PLA é biodegradável e, dependendo da natureza da resina termoplástica amorfa e dos outros componentes na composição, uma composição totalmente biodegradável pode ser obtida. Além disso, o adesivo combina um desempenho de adesivo satisfatório com uma estabilidade de armazenamento satisfatória resultante de um baixo fluxo frio, e pode ter um tempo definido curto. Vantagens adicionais da presente invenção e modalidades específicas das mesmas se tornarão evidentes a partir do relatório descritivo adicional.

[021] O adesivo termofusível não reativo da presente invenção compreende uma unidade de polímero de ácido poliláctico (PLAU).

[022] Dentro do contexto do presente relatório descritivo, o termo unidade de polímero de ácido poliláctico (PLAU) se refere a uma unidade de polímero que compreende pelo menos 90% em peso de monômeros de ácido láctico, em particular, pelo menos, 95% em peso, mais particularmente, pelo menos, 98% em peso de monômeros de ácido láctico. Os monômeros de ácido láctico na PLAU podem se originar de ácido láctico por si só, mas são preferencialmente obtidas a partir de lactídeo, o dímero cíclico de ácido láctico. É conhecido o uso de lactídeo na produção de ácido poliláctico (co)polímeros, por meio de técnicas de polimerização por abertura de anel.

[023] Dentro do contexto do presente relatório descritivo, uma unidade de ácido poli-L-láctico (PLLAU) é definida como uma PLAU na qual pelo menos 90% dos monômeros de ácido láctico são monômeros de ácido L-láctico, em particular, pelo menos, 95%, mais em particular, pelo menos, 98%. Em contrapartida, dentro do contexto do presente relatório descritivo, uma unidade de ácido poli-D-láctico (PDLAU) é definida como uma PLAU na qual pelo menos 90% dos monômeros de ácido láctico são monômeros de ácido D-láctico, em particular, pelo menos, 95%, mais particularmente, pelo menos, 98%. Para o efeito da presente invenção, porcentagens maiores são preferenciais visto que se acredita que combinar unidades com uma maior pureza estereoquímica induz a tempos definidos aprimorados.

[024] Conforme indicado acima, a composição de adesivo termofusível não reativo compreende 10 a 90% em peso, preferencialmente, 30 a 70% em peso e, mais preferencialmente, 40 a 60% em peso, calculado com base no peso do adesivo, de uma unidade de polímero de ácido poliláctico (PLAU) com um peso molecular por média ponderada de pelo menos 0,75 kg/mol. Essa PLAU também será indicada a seguir como a primeira PLAU, visto que a composição também pode conter, em algumas modalidades, uma segunda PLAU.

[025] Portanto, em uma modalidade, o adesivo termofusível de acordo com a invenção compreende adicionalmente 0,5 a 20% em peso, preferencialmente 1 a 10% em peso, calculado com base no peso da primeira PLAU, de uma segunda unidade de polímero de ácido poliláctico (PLAU) selecionado dentre ácido poli-L-láctico (PLLAU) e ácido poli-D-láctico (PDLAU), sendo que a unidade tem um peso molecular por média ponderada de pelo menos 0,75 kg/mol, em que, quando a primeira PLAU é PLLAU, a segunda PLAU é PDLAU e quando a primeira PLAU é PDLAU, a segunda PLAU é PLLAU.

[026] Constatou-se que a presença dessa segunda PLAU induz a um tempo definido diminuído, que é vantajoso em muitas aplicações.

[027] Nessa modalidade da invenção, a segunda PLAU está presente em uma quantidade de 0,5 a 20% em peso da primeira PLAU. Se a quantidade de segunda PLAU estiver abaixo de 0,5% em peso, a diminuição de tempo definido da composição geralmente não é obtida. Por outro lado, se a quantidade de segunda PLAU estiver acima de 20% em peso, sua presença pode começar a interferir com as propriedades da composição que se resultam, por exemplo, em uma viscosidade de baixo cisalhamento que é muito alta.

[028] Pode ser preferencial que a segunda PLAU esteja presente em uma quantidade de 1 a 10% em peso, mais preferencialmente 2 a 8% em peso e mais preferencialmente 3 a 6% em peso, da primeira PLAU.

[029] A primeira PLAU é PLLAU ou PDLAU, com a segunda PLAU que tem a estereoquímica oposta. Embora tanto PLLAU quanto PDLAU sejam opções viáveis para a primeira PLAU a partir de um ponto de vista técnico, pode ser preferencial que a primeira PLAU seja PLLAU e a segunda PLAU seja PDLAU. Isso se deve ao fato de que a PLLA é derivada de ácido L-láctico, que tem uma maior disponibilidade no mercado do que D-ácido láctico.

[030] Ambas as unidades de PLA têm um peso molecular por média ponderada (Mn) de pelo menos 0,75 kg/mol. Se o Mn de qualquer unidade de PLA estiver abaixo desse valor, o efeito da presente invenção não será obtido.

[031] A primeira PLAU tem preferencialmente um Mn na faixa de 0,75 a 10 kg/mol. Quando o Mn da primeira PLAU é muito alto, pode se tornar difícil formular uma composição com uma viscosidade aceitável. Por outro lado, um Mn que é maior do que o limite inferior de 0,75 kg/mol pode ajudar a reduzir o tempo definido da composição. Pode ser preferencial que a primeira PLAU tenha um Mn na faixa de 1,5 a 7,5 kg/mol e, mais preferencialmente, na faixa de 2,0 a 3,0 kg/mol, e mais preferencialmente, 2,5 kg/mol.

[032] A segunda PLAU, se houver, tem preferencialmente, um Mn na faixa de 0,75 a 10 kg/mol. Quando o Mn da segunda PLAU é muito alto, pode se tornar difícil garantir uma presença homogênea da segunda PLAU na composição de adesivo. Além disso, a viscosidade do produto final pode se tornar muito alta. Por outro lado, um Mn que é maior do que o limite inferior de 0,75 kg/mol pode ajudar a reduzir o tempo definido da composição. Pode ser preferencial que a segunda PLAU tenha um Mn na faixa de 1,5 a 7,5 kg/mol e, mais preferencialmente, na faixa de 2,5 a 4,0 kg/mol, mais preferencialmente, 3,5 kg/mol.

[033] Em uma modalidade é preferencial que os valores do Mn da primeira e da segunda PLAU no adesivo tenham a mesma faixa. Mais precisamente, é preferencial que o Mn da maior PLAU seja, no máximo, 2,5 kg/mol maior do que o Mn da menor PLAU, em particular, no máximo, 2,0 kg/mol. Pode ser preferencial que o Mn da maior PLAU seja, no máximo, 1,5 kg/mol maior do que o Mn da menor PLAU. Aparentemente, compatibilizar os pesos moleculares dos dois tipos de PLAU dessa maneira, ajuda a garantir que a composição tenha uma viscosidade adequada.

[034] Dentro do contexto do presente relatório descritivo, o peso molecular por média ponderada Mn é o peso molecular médio estatístico de todas as cadeias poliméricas na amostra, e é definida por:

em que Mi é o peso molecular de uma cadeia e Ni é o número de cadeias desse peso molecular. Mn pode ser previsto por mecanismos de polimerização e é medido por métodos que determinam o número de moléculas em uma amostra de um dado peso; por exemplo, métodos coligativos tais como ensaio de grupo final. Se Mn for cotado para uma distribuição de peso molecular, há números iguais de moléculas em qualquer lado de Mn na distribuição. No contexto do presente relatório descritivo, Mn é determinado por cromatografia de permeação de gel relativa (GPC) que usa clorofórmio como solvente e fase de execução, com o uso de poliestireno como referência. A detecção se dá por Índice Refratário.

[035] As unidades de PLA usadas na composição de acordo com a invenção podem estar na forma de, respectivamente, polímeros de PLLA e PDLA. No entanto, também é possível que as unidades estejam presentes em polímeros que também abrangem outras unidades. Por exemplo, uma unidade de PLLA pode estar presente como um bloco em um polímero que também compreende blocos de polímero de ácido láctico que contém menos do que 90% de unidades de um único tipo de estereoquímica. Um exemplo de tal bloco seria um bloco obtido por polimerização de meso-lactídeo (que contém 50% de monômero de ácido L-láctico e 50% monômero de ácido D-láctico).

[036] Em geral, a PLAU está presente em um polímero que compreende pelo menos 70% em peso de monômeros derivados de ácido láctico, tanto na PLAU como no polímero, mas não na PLAU. Pode ser preferencial que a PLAU esteja presente em um polímero que compreende pelo menos 80% em peso de monômeros derivados de ácido láctico, em particular, pelo menos, 90% em peso. Observa-se que, no contexto do presente relatório descritivo, o polímero que compreende a PLAU e a resina termoplástica amorfa são componentes separados.

[037] Em uma modalidade, a PLAU está presente em um polímero cuja mesma compõe pelo menos 80% em peso, em particular pelo menos 90% em peso.

[038] Em geral, a primeira PLAU e a segunda PLAU, se houver, estão presentes em diferentes polímeros, acredita-se que isso torne a composição de adesivo mais fácil de fabricar e permite mais flexibilidade em ajustar a composição para atender às necessidades específicas para a composição final.

[039] O adesivo termofusível não reativo de acordo com a invenção compreende uma resina termoplástica amorfa que é um copolímero aleatório de ácido láctico, preferencialmente derivado de lactídeo, e um ou mais monômeros reativos adicionais.

[040] Dentro do contexto do presente relatório descritivo, uma resina termoplástica amorfa é definida como uma resina termoplástica que tem uma entalpia de fusão de, no máximo, 2,0 J/grama. Isso é determinado por meio de DSC.

[041] É preferencial que a resina termoplástica amorfa tenha uma entalpia de fusão de, no máximo, 1,0 J/grama, como um grau inferior de cristalinidade, conforme é evidenciado a partir de uma entalpia inferior de fusão, acredita-se que a mesma evita que o adesivo se torne frágil e resulte em um adesivo termofusível com melhores propriedades de adesão.

[042] Dentro do contexto do presente relatório descritivo, o termo polímero termoplástico se refere a um polímero que é sólido em temperatura ambiente, torna- se flexível, moldável, ou líquido acima de uma temperatura específica, e retorna ao estado sólido abaixo da dita temperatura, e em que essas etapas de aquecimento e resfriamento podem ser repetidas.

[043] Dentro do contexto do presente relatório descritivo, o termo “compatível com ácido poliláctico” significa que uma mistura da resina termoplástica amorfa e as unidades de PLA visto que as mesmas ocorrerão no adesivo termofusível é estável tanto sob condições de fusão quanto em temperatura ambiente. Estável significa que, mediante armazenamento em temperatura ambiente por 30 dias e sob condições de fusão por 72 horas, nenhuma separação de fase ocorre e a emulsão ou suspensão permanece homogênea.

[044] Está dentro do escopo do elemento versado determinar a possibilidade de o polímero termoplástico ser compatível com ácido poliláctico por testes simples, por exemplo, colocando-se uma quantidade, por exemplo, 50 ml da composição de adesivo em um jarro de vidro em um forno em uma temperatura acima da temperatura de fusão (sem agitação), e analisar visualmente as propriedades do produto. A temperatura usada no teste deve corresponder a uma temperatura na qual o adesivo pode ser usado em operação comercial.

[045] A resina termoplástica amorfa tem geralmente um Mn na faixa de 10 a 100 kg/mol, dependendo da natureza da resina. Se o peso molecular for muito baixo, as propriedades adesivas da composição de adesivo podem ser inaceitáveis. Se o peso molecular for muito alto, a viscosidade da composição pode ser inaceitavelmente alta. Pode ser preferencial que o Mn esteja na faixa de 10 a 50 kg/mol, em particular na faixa de 10 a 30 kg/mol e, mais particular, aproximadamente, 15 kg/mol.

[046] As respectivas quantidades de polímero termoplástico e unidades de PLA podem variar dentro de faixas amplas. Em uma modalidade, o adesivo termofusível não reativo da invenção compreende 20 a 80% em peso, em particular 30 a 70% em peso, calculado com base no peso do adesivo, de resina termoplástica amorfa e 20 a 80% em peso, em particular 30 a 70% em peso, calculado com base no peso do adesivo, do total da primeira e da segunda unidades de PLA.

[047] Em algumas modalidades, pode ser preferencial que o adesivo termofusível não reativo da invenção compreenda 40 a 60% em peso, calculado com base no peso do adesivo, de resina termoplástica amorfa e 40 a 60% em peso, calculado com base no peso do adesivo, do total da primeira e da segunda unidades de PLA.

[048] Na presente invenção, a resina termoplástica amorfa é um copolímero aleatório de ácido láctico e monômero reativo adicional. O copolímero aleatório tem uma entalpia de fusão de, no máximo, 2,0 J/g, conforme especificado acima.

[049] Dentro do contexto do presente relatório descritivo, monômero reativo adicional é definido como um monômero que não é um monômero de ácido láctico e que tem capacidade de polimerizar com monômeros de ácido láctico (geralmente na forma de lactídeo) para formar um polímero.

[050] Monômeros reativos adicionais adequados podem ser selecionados dentre monômeros que têm um único grupo de álcool e um único grupo de ácido carboxílico. Exemplos representativos de tais monômeros são ácido glicólico (frequentemente na forma de glicolídeo, o diéster cíclico de ácido glicólico), lactonas, e ácido mandélico.

[051] Monômeros reativos adicionais interessantes podem ser selecionados dentre monômeros que têm dois grupos de álcool em combinação com monômeros que têm dois grupos de ácido carboxílico. Esses dois monômeros devem ser combinados em aproximadamente uma razão molecular de 1:1, por exemplo, entre 0,8:1 e 1,2:1, no qual um ligeiro excesso do monômero de diálcool é preferencial. Portanto, em uma modalidade, a razão molar entre diol e ácido carboxílico está na faixa de acima de 1:1 a 1,2:1, em particular acima de 1:1 a 1,1:1.

[052] Exemplos de monômeros adequados que tem dois grupos hidroxila são etano dióis, propano dióis, butano dióis, pentano dióis tais como neopentila glicol, e hexano dióis, etileno glicol, dietileno glicol e trietileno glicol.

[053] Exemplos de ácidos dicarboxílicos adequados são ácido succínico, ácido fumárico, ácido adípico, ácido maleico, ácido 2,5-furandicarboxílico e ácido málico.

[054] Em geral, o monômero reativo tem entre 2 e 20 átomos de carbono (C2C20), mais especificamente, entre 2 e 10 átomos de carbono (C2-C10). Em todos os casos, as cadeias C podem ser lineares ou ramificadas e incluem também outros substituintes adequados.

[055] Nesse ponto de tempo, copolímeros de ácido láctico (geralmente derivados de lactídeo), e um ou mais monômeros reativos adicionais selecionados dentre o grupo de ácido glicólico (frequentemente na forma de glicolídeo, o diéster cíclico de ácido glicólico), lactonas, em particular, caprolactona, e ácido mandélico são considerados preferenciais. O uso de um copolímero de ácido láctico e caprolactona como monômero reativo adicional é considerado particularmente preferencial. Essa modalidade é discutida em mais detalhes abaixo.

[056] Combinações de dois ou mais polímeros também podem ser usados.

[057] O copolímero aleatório de ácido láctico e monômero reativo adicional geralmente compreende 10 a 90% em peso de monômero de ácido láctico e 90 a 10% em peso de monômeros reativos adicionais. Pode ser preferencial que o copolímero aleatório compreenda pelo menos 20% em peso de monômero de ácido láctico, em particular, pelo menos, 40% em peso de monômero de ácido láctico, em algumas modalidades pelo menos 50% em peso de monômero de ácido láctico. Em uma modalidade o polímero compreende, no máximo, 80% em peso de monômero de ácido láctico. O saldo é sempre composto de monômero reativo adicional.

[058] Os monômeros de ácido láctico que estão presentes na resina termoplástica usadas na presente invenção podem ser derivadas de D-ácido láctico, ácido L-láctico, e combinações dos mesmos. O uso de ácido L-láctico pode ser preferencial em vista de sua ampla disponibilidade.

[059] Em uma modalidade, a resina termoplástica amorfa é um copolímero de ácido láctico e caprolactona como monômero reativo adicional.

[060] As faixas gerais indicadas acima para o copolímero aleatório de ácido láctico e monômero reativo adicional também se aplicam a esse copolímero de ácido láctico e caprolactona. Para esse copolímero específico, é preferencial que o mesmo compreenda 40 a 80% em peso de monômero de ácido láctico, em particular, monômero de ácido L-láctico, e 60 a 20% em peso de caprolactona. É considerado particularmente preferencial que esse copolímero compreenda 50 a 70% em peso de monômero de ácido láctico, em particular, monômero de ácido L-láctico, e o saldo de caprolactona.

[061] Em relação ao peso molecular: embora as faixas gerais indicadas acima de para a resina termoplástica amorfa também se apliquem a esse copolímero específico, pode ser preferencial que o copolímero de monômero de ácido láctico e caprolactona tenham um Mn na faixa de 10 a 50 kg/mol, em particular 10 a 40 kg/mol.

[062] Embora as faixas gerais dadas acima também se apliquem, onde um copolímero de caprolactona e ácido láctico for usado na presente invenção, é preferencial que o adesivo termofusível não reativo da invenção compreenda 40 a 60% em peso, calculado com base no peso do adesivo, de resina termoplástica amorfa e 40 a 60% em peso, calculado com base no peso do adesivo, da primeira e, se houver, da segunda unidades de PLA.

[063] Em geral, a resina termoplástica e as unidades de polímero de ácido poliláctico irão compor, em conjunto, pelo menos 50% em peso da composição de adesivo de acordo com a invenção. Visto que a resina termoplástica e as unidades de polímero de ácido poliláctico forneçam em conjunto um adesivo termofusível não reativo com propriedades desejáveis, é geralmente preferencial que a resina termoplástica e as unidades de polímero de ácido poliláctico componham em conjunto pelo menos 60% em peso da composição de adesivo, mais em particular, pelo menos, 70% em peso, ainda mais em particular, pelo menos, 80% em peso.

[064] A composição termofusível pode compreender aditivos conhecidos na técnica para adição às composições de adesivo termofusível. Aditivos adequados incluem acentuadores de pegajosidade que aprimoram as propriedades de adesão da composição, plastificantes para reduzir a Tg da composição, ceras para ajudar a aprimorar o tempo definido e reduzir a viscosidade, óleos para ajustar a viscosidade, cargas para fornecer volume à composição, agentes estabilizadores tais como antioxidantes para aumentar a estabilidade da composição, agentes de coloração, agentes de reologia para ajustar o comportamento de fluxo, etc.

[065] Esses componentes e seus efeitos são conhecidos na técnica, e não exigem elucidação adicional aqui.

[066] acentuadores de pegajosidade úteis são do tipo de resina colofônia sintética (com exemplos como Permalyn 5095® e Permalyn 5110®), o tipo de resinas C5/C9 alifáticas (com exemplos como Piccotac 9095-E®, Piccotac 8090-E®, Piccotac 7590®, Piccotac 6095®, Piccotac 1125® e Piccotac 5090®), o tipo de ésteres de colofónia hidrogenados (com exemplos como Foralyn 5020-F®, Rosin ester, Sylvatac RE12®, Sylvatac RE 5S® e Sylvatac RE 85S®), o tipo fenólico de terpeno (com exemplos como Sylvares TP115P® e Sylvares TP2040HM®) e o tipo de resina fenólica estirenada (com exemplos como Zonatac NG98®). Plastificantes úteis são trietil-citrato (tais como em Citrofol Al Regular®), tris(2-etilhexil)O-acetilcitrato (tais como em Citrofol AHII®), tributil-citrato (tais como em Citrofol BI), e O-cetilcitrato de tributila ATBC (tais como em Citrofol BII®). Ceras úteis são cera de parafina, cera microcristalina e cera sintética. Cargas úteis e/ou modificadores de reologia são giz, barita, quartzo, gesso, óxido de cálcio, óxido de magnésio, sílica. Agentes estabilizadores adequados são antioxidantes, tais como: Irganox 1010 (Pentaeritritol Tetracis(3-(3,5-di-terc-butil-4-hidroxifenil)propionato). Removedores de ácido adequados são carbodimidas.

[067] O adesivo termofusível da presente invenção tem geralmente uma temperatura de fusão na faixa de 80 a 220° C, mais em particular, na faixa de 120 a 200° C. Se a temperatura de fusão for muito baixa, o adesivo pode se fundir sob condições de uso. Altas temperaturas de fusão podem ser não atrativas em vista do consumo de energia necessário e estabilidade de aplicação.

[068] O adesivo termofusível da presente invenção tem geralmente um tempo definido de menos do que 15 segundos, em particular, menos do que 10 segundos. O tempo definido pode ser ainda menor, tal como menos do que 8 segundos. O tempo definido pode ser determinado conforme descrito no Exemplo 1.

[069] O adesivo termofusível da presente invenção tem geralmente uma viscosidade abaixo de 8.000 mPa.s, preferencialmente abaixo de 4.000 mPa.s, em particular abaixo de 2.000 mPa.s. A viscosidade geralmente é acima de 500 mPa.s. abaixo de 500 mPa.s, a composição pode ser muito líquida em temperatura de aplicação, o que resultaria em “escape” do adesivo. Uma viscosidade acima de 8.000 mPa.s pode ser muito alta para permitir fácil aplicação do adesivo termofusível. A viscosidade pode ser determinada de acordo com ASTM-D 3236-,5, em uma temperatura de 175° C com o uso de fuso 21.

[070] A composição de adesivo pode ser fabricada combinando-se os vários ingredientes na fase líquida. Em uma modalidade, em uma primeira etapa, a resina termoplástica é fornecida na fase líquida, e a PLAU é adicionada à mesma, tanto na fase sólida como na fase líquida, para formar uma composição líquida. Embora tanto uma primeira PLAU quanto uma segunda PLAU sejam usadas, é preferencial em uma primeira etapa combinar a resina termoplástica e uma dentre a primeira ou a segunda PLAU para obter uma mistura líquida, e, em uma segunda etapa, adicionar a outra dentre a primeira ou segunda PLAU. O último componente é preferencialmente adicionado na fase líquida em temperatura relativamente alta sob condições de mistura que garantem rápida mistura dos componentes. O mais preferencialmente, a segunda PLAU é adicionada primeiro à resina termoplástica. Depois de homogeneizar a resina e a segunda PLAU, a primeira PLAU é adicionada. Adicionar os componentes nessa sequência faz com que a formação de protuberâncias nas misturas seja evitada.

[071] A invenção também diz respeito ao uso da composição de adesivo termofusível não reativo de acordo com a invenção para ligar os substratos ente si. A invenção também diz respeito, desse modo, a um método para dispor substratos em uma posição fixa um em relação ao outro que compreende as etapas de aplicar uma quantidade de uma composição de adesivo termofusível não reativo conforme descrito acima, em forma líquida em uma superfície de um primeiro substrato, aplicar uma superfície de um segundo substrato na quantidade de composição de adesivo termofusível não reativo, e resfriar o conjunto de substratos e composição de adesivo termofusível não reativo a uma temperatura abaixo do ponto de fusão da composição de adesivo termofusível não reativo.

[072] As composições de adesivo termofusível desta invenção são adequadas para adesão de uma ampla variedade de substratos entre si. Substratos adequados incluem substratos de papelão ou papel, opcionalmente dotados de uma camada de um material de revestimento de polímero, por exemplo uma poliolefina, mais preferencialmente um polietileno, ou uma polilactida. Substratos adequados também incluem plásticos, em particular, objetos de, por exemplo, poliolefinas ou ácido poliláctico, produtos têxteis, folhas usadas em empacotamento, por exemplo, as folhas usadas empacotamento de flores ou plantas, mas também forros de carpete. Substratos adequados incluem adicionalmente folhas de metal e madeira.

[073] Em uma modalidade, os substratos são parte de um pacote.

[074] Devido a sua biodegradabilidade, a composição de adesivo de acordo com a invenção, especialmente onde a resina termoplástica é o copolímero de ácido láctico e caprolactona descrito acima, é particularmente atrativa para uso na adesão de substratos que são, por si só, biodegradáveis, por exemplo, substratos à base de celulose tais como papel e papelão, e substratos plásticos biodegradáveis, tais como substratos que compreendem polímeros de ácido poliláctico.

[075] Será evidente ao elemento versado na técnica que várias modalidades da presente invenção podem ser combinadas, a menos que as mesmas sejam mutuamente exclusivas.

[076] A presente invenção é ilustrada pelo exemplo a seguir, sem ser limitada ao mesmo ou pelo mesmo.

EXEMPLO 1

[077] Formulações foram realizadas a partir dos materiais de partida a seguir: Como resina termoplástica, um copolímero aleatório de caprolactona e ácido láctico foi usado, que compreende 30% em peso de caprolactona e 70% em peso de ácido láctico. O copolímero teve um peso molecular Mn de,5 kg/mol. O copolímero foi fabricado por polimerização por abertura de anel de caprolactona e lactídeo.

[078] Como primeira PLAU um PLLA (iniciado com álcool de cetila) foi usado com um Mn de 2,5 kg/mol.

[079] Como segunda PLAU um PDLA (iniciado com álcool de cetila) foi usado com um Mn de 3,5 kg/mol.

[080] Três composições foram preparadas, ou seja, composição A, que continha a primeira PLAU mas não a segunda PLAU e as composições B e C, ambas as quais continham a primeira PLAU e diferentes quantidades de segunda PLAU. Todas as composições foram preparadas misturando-se a resina termoplástica com a primeira PLAU na fase líquida até que uma mistura homogênea fosse obtida, em seguida, para as composições B e C, pela adição da segunda PLAU sob agitação.

[081] As composições foram testadas em uma unidade de teste de adesivo da seguinte maneira: Uma linha com um comprimento de 140mm do adesivo a ser testada foi aplicada a 165°C em um substrato de papelão. Após um tempo de exposição fixo de 0,5 segundos, cinco seções de 25mm de um segundo substrato de papelão foram aplicadas no adesivo com uma velocidade de contato de 0,5 m/s e mantidas em uma pressão de 0,5kg/25mm.

[082] Após uma análise inicial, as cinco ligações foram sequencialmente rompidas em 1 m/s. O tempo definido foi estabelecido como o tempo que a ligação necessária sob pressão para garantir que, mediante ruptura, rasgamento de fibra do substrato de papelão fosse obtido, enquanto o adesivo definido permaneceu intacto. Três testes de réplica foram realizados para cada adesivo. TABELA 1

[083] Conforme pode ser observado a partir da Tabela 1, todas as composições mostram um tempo definido gerenciável. As composições B e C, que contêm tanto a primeira PLAU quanto a segunda PLAU mostram um tempo definido menor do que a Composição A. A Composição C, que tem um teor ligeiramente maior de segunda PLAU do que a Composição B tem um tempo definido que é ainda menor.

EXEMPLO 2:

[084] Formulações foram realizadas a partir dos materiais de partida a seguir: Como resina termoplástica, um copolímero aleatório de ácido adípico (40,02% em peso), neopentila glicol (40,02% em peso) e lactídeo (29,81% em peso) foram usados. As porcentagens em peso são calculadas com base nas quantidades de monômero antes da síntese. O total das porcentagens em peso está acima de 100% devido à remoção de água durante a reação de esterificação/polimerização. O copolímero teve um peso molecular Mn de 8,0 kg/mol.

[085] Como primeira PLAU um PLLA (iniciado com álcool de cetila) foi usado com um Mn de 2,5 kg/mol.

[086] Como segunda PLAU um PDLA (iniciado com álcool de cetila) foi usado com um Mn de 3,5 kg/mol.

[087] Duas composições foram preparadas, ou seja, composição D, que continha a primeira PLAU mas não a segunda PLAU e a composição E que continha a primeira PLAU e a segunda PLAU. As composições foram preparadas e testadas conforme descrito no Exemplo 1, exceto que uma temperatura de aplicação de 160° C foi usada. Os resultados são apresentados na Tabela 2 abaixo. TABELA 2

[088] Conforme pode ser observado a partir da Tabela 2, ambas as composições mostraram um tempo definido aceitável, com o tempo definido sendo reduzido se o segundo PLA fosse adicionado.

Claims (25)

1. Adesivo termofusível não reativo caracterizado por compreender - 10 a 90% em peso, calculado com base no peso do adesivo, de resina termoplástica amorfa que é compatível com ácido poliláctico, em que a resina termoplástica amorfa é um copolímero aleatório de ácido láctico e monômero reativo adicional; e, - 10 a 90% em peso, calculado com base no peso do adesivo, de uma unidade de polímero de ácido poliláctico (PLAU) selecionada dentre ácido poli-L- láctico (PLLAU) e ácido poli-D-láctico (PDLAU), sendo que a unidade tem um peso molecular por média em número (Mn) de pelo menos 0,75 kg/mol, em que o peso molecular por média em número (Mn), conforme usado aqui, é determinado por Cromatografia de Permeação de Gel (GPC) usando clorofórmio como solvente e fase de execução e poliestireno como referência, com detecção via Índice de Refração, e em que, como aqui utilizado, resina termoplástica amorfa é definida como uma resina termoplástica que tem uma entalpia de fusão de no máximo 2,0 J/grama, conforme determinado por Calorimetria de Varredura Diferencial.

2. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender de 30 a 70% em peso, calculado sobre o peso do adesivo da referida unidade de polímero de ácido polilático (PLAU) selecionada a partir de ácido poli-L-láctico (PLLAU) e ácido poli-D-láctico (PDLAU).

3. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado por compreender adicionalmente de 0,5 a 20% em peso, calculado com base no peso da primeira PLAU, de uma segunda unidade de polímero de ácido poliláctico (PLAU) selecionada dentre ácido poli-L-láctico (PLLAU) e ácido poli-D- láctico (PDLAU), sendo que a unidade tem um peso molecular por média em número de pelo menos 0,75 kg/mol, em que, quando a primeira PLAU é PLLAU, a segunda PLAU é PDLAU e quando a primeira PLAU é PDLAU, a segunda PLAU é PLLAU.

4. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreende ainda 1-10% em peso, calculado sobre o peso do primeiro PLAU, da referida segunda unidade de polímero de ácido polilático (PLAU).

5. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por a primeira PLAU ser PLLAU e a segunda PLAU, se houver, ser PDLAU.

6. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por a primeira PLAU e/ou a segunda PLAU, se houver, terem um peso molecular por média em número na faixa de 0,75 a 10 kg/mol.

7. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por o primeiro PLAU e/ou o segundo PLAU, se presente, terem um peso molecular médio em número na faixa de 1,5 a 7,5 kg/mol.

8. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por a resina termoplástica amorfa ter um peso molecular médio em número (Mn) na faixa de 10 a 100 kg/mol.

9. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por a resina termoplástica amorfa ter um peso molecular médio em número (Mn) na faixa de 10 a 30 kg/mol

10. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por compreender 20 a 80% em peso, calculado com base no peso do adesivo, de resina termoplástica amorfa e 20 a 80% em peso, calculado com base no peso do adesivo, do total da primeira unidade de polímero de ácido poliláctico (PLAU) e, se houver, a segunda unidade de polímero de ácido poliláctico (PLAU).

11. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender 30 a 70% em peso, calculado com base no peso do adesivo, de resina termoplástica amorfa e 30 a 70% em peso, calculado com base no peso do adesivo, do total da primeira unidade de polímero de ácido poliláctico (PLAU) e, se houver, a segunda unidade de polímero de ácido poliláctico (PLAU).

12. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por compreender 40 a 60% em peso, calculado com base no peso do adesivo, de resina termoplástica amorfa e 40 a 60% em peso, calculado com base no peso do adesivo, do total da primeira unidade de polímero de ácido poliláctico (PLAU) e, se houver, a segunda unidade de polímero de ácido poliláctico (PLAU).

13. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por o copolímero aleatório de ácido láctico e um monômero reativo adicional compreenderem de 10 a 90% em peso de monômero de ácido láctico e de 90 a 10% em peso de monômeros reativos adicionais.

14. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o copolímero aleatório de ácido láctico e um monômero reativo adicional compreenderem pelo menos 40% em peso de monômero.

15. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por o copolímero aleatório de ácido láctico e um monômero reativo adicional compreenderem pelo menos 80% em peso de monômero.

16. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 15, caracterizado por o monômero reativo adicional compreender caprolactona.

17. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado por o copolímero de monômero de ácido láctico e caprolactona ter um peso molecular por média em número (Mn) na faixa de 10 a 50 kg/mol.

18. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizado por o adesivo termofusível não reativo compreender 40 a 60% em peso, calculado com base no peso do adesivo, do dito copolímero de monômero de ácido láctico e caprolactona, e 40 a 60% em peso, calculado com base no peso do adesivo, da primeira e, se houver, segunda unidades de polímero de ácido poliláctico (PLA).

19. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 18, caracterizado por a resina termoplástica e as unidades de polímero de ácido poliláctico comporem, em conjunto, pelo menos 50% em peso do adesivo.

20. Adesivo termofusível não reativo, de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizado por a resina termoplástica e as unidades de polímero de ácido poliláctico comporem, em conjunto, pelo menos 80% em peso do adesivo.

21. Método para fabricar um adesivo termofusível não reativo, conforme definido na reivindicação 1, caracterizado por compreender as etapas de combinar e misturar para formar uma composição líquida: - 10 a 90% em peso, calculado com base no peso do adesivo, de resina termoplástica amorfa que é compatível com ácido poliláctico, em que a resina termoplástica amorfa é um copolímero aleatório de ácido láctico e monômero reativo adicional; e, - 10 a 90% em peso, calculado com base no peso do adesivo, de uma unidade de polímero de ácido poliláctico (PLAU) selecionada dentre ácido poli-L- láctico (PLLAU) e ácido poli-D-láctico (PDLAU), sendo que a unidade tem um peso molecular por média em número (Mn) de pelo menos 0,75 kg/mol, em que o peso molecular por média em número (Mn), conforme usado aqui, é determinado por Cromatografia de Permeação de Gel (GPC) usando clorofórmio como solvente e fase de execução e poliestireno como referência, com detecção via Índice de Refração, e em que, como aqui utilizado, resina termoplástica amorfa é definida como uma resina termoplástica que tem uma entalpia de fusão de no máximo 2,0 J/grama, conforme determinado por Calorimetria de Varredura Diferencial.

22. Método, de acordo com a reivindicação 21, caracterizado por compreender adicionalmente combinar e misturar uma segunda unidade de polímero de ácido poliláctico (PLAU) para formar uma composição líquida, em que o dito segundo ácido poliláctico é selecionado dentre ácido poli-L-láctico (PLLAU) e ácido poli-D-láctico (PDLAU), sendo que a unidade tem um peso molecular por média em número de pelo menos 0,75 kg/mol, em que, quando a primeira PLAU é PLLAU, a segunda PLAU é PDLAU e quando a primeira PLAU é PDLAU, a segunda PLAU é PLLAU.

23. Método, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado por, em uma primeira etapa, a resina termoplástica e uma dentre a primeira ou a segunda PLAU serem combinadas para obter uma mistura líquida e, em uma segunda etapa, a outra dentre a primeira ou a segunda PLAU ser adicionada para formar uma mistura homogênea.

24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por, em uma primeira etapa, a resina termoplástica e uma dentre a primeira ou a segunda PLAU serem combinadas para obter uma mistura líquida e, em uma segunda etapa, a outra dentre a primeira ou a segunda PLAU ser adicionada, com o componente posterior sendo adicionado na fase líquida, para formar uma mistura homogênea.

25. Método para dispor substratos em uma posição fixa um em relação ao outro caracterizado por compreender as etapas de: aplicar uma quantidade de um adesivo termofusível não reativo, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 20, em forma líquida em uma superfície de um primeiro substrato; aplicar uma superfície de um segundo substrato na quantidade de adesivo termofusível não reativo; e resfriar o conjunto de substratos e adesivo termofusível não reativo a uma temperatura abaixo do ponto de fusão do adesivo termofusível não reativo.