BR112018013633B1

BR112018013633B1 - Cobertura microcapilar termoformada, estrutura de múltiplas camadas e artigo

Info

Publication number: BR112018013633B1
Application number: BR112018013633-6A
Authority: BR
Inventors: Wenyi Huang; Joseph Dooley; Jill M. Martin; Debkumar Bhattacharjee; Todd A. Hogan; Kumar N. Sanketh
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2016-01-05
Filing date: 2016-12-29
Publication date: 2022-03-15
Also published as: EP3400124B1; MX2018008297A; CN109070437A; US20190366615A1; KR20180100339A; CO2018007602A2; CA3010436A1; EP3400124A1; AR107288A1; CL2018001839A1; JP2019511388A; WO2017120093A1; CN109070437B; JP6855487B2; BR112018013633A2

Abstract

Modalidades de uma cobertura microcapilar termoformada e artigos preparados por um processo compreendendo as etapas de (a) proporcionar uma cobertura termoplástica compreendendo material termoplástico, em que a cobertura termoplástica compreende pelo menos um ou mais canais microcapilares dispostos nela e tendo um volume inicial de vazio num volume total da cobertura microcapilar; e (b) aquecer a cobertura termoplástica a uma temperatura na qual o material termoplástico seja deformável para formar uma cobertura microcapilar termoformada com pelo menos um ou mais canais microcapilares dispostos nela e tendo um volume final de vazio, com base num volume total da cobertura microcapilar. O volume final de vazio de pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura microcapilar termoformada é pelo menos cerca de 10 por cento do volume inicial de vazio de pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura termoplástica.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] As modalidades descritas no presente documento referem-se geralmente a coberturas microcapilares termoformadas e artigos que compreendem essa cobertura. Tais coberturas e artigos microcapilares termoformados podem ser utilizados como aplicações alternativas de embalagem de leves para estruturas de espuma termoformadas, enquanto proporcionam maior clareza óptica e propriedades mecânicas.

FUNDAMENTOS

[0002] A termoformação representa um processo importante para moldar folhas de plástico em produtos de embalagem rígida ou flexível. Atualmente, uma quantidade significativa de aplicações de redução de peso, incluindo aplicações de embalagens leves, é produzida usando estruturas de espuma termoformadas. No entanto, essas estruturas de espuma termoformadas não são transparentes e têm uma redução significativa nas propriedades mecânicas após a termoformação. Assim, existe uma necessidade na técnica de estruturas termoformadas alternativas para aplicações de redução de peso que permitam tanto uma maior clareza óptica como propriedades mecânicas mantidas após a termoformação.

SUMÁRIO

[0003] Modalidades da presente divulgação atendem a essas necessidades, fornecendo coberturas microcapilares termoformadas que expandem os horizontes da tecnologia microcapilar. Por exemplo, a cobertura microcapilar termoformada pode ser usada em aplicações de redução de peso. Ainda mais particularmente, a cobertura microcapilar termoformada pode ser utilizada para aplicações de embalagens leve, como produtos de embalagem rígida ou flexível. As coberturas microcapilares termoformadas exibem claridade óptica e propriedades mecânicas melhoradas em comparação com estruturas termoformadas alternativas para aplicações de redução de peso, tais como estruturas de espuma termoformadas.

[0004] De acordo com uma modalidade da presente divulgação, é fornecida uma cobertura microcapilar termoformada. A cobertura microcapilar termoformada preparada por um processo que compreende as etapas de (a) proporcionar uma cobertura termoplástica compreendendo um material termoplástico, em que a cobertura termoplástica compreende, pelo menos, um ou mais canais microcapilares dispostos nela, pelo menos um ou mais canais microcapilares tendo um volume inicial baseado em um volume total da cobertura microcapilar; e (b) aquecer a cobertura termoplástica a uma temperatura na qual o material termoplástico seja deformável para formar uma camada microcapilar termoformada com pelo menos um ou mais canais microcapilares dispostos, pelo menos um ou mais canais microcapilares tendo um volume final baseado em um volume total da cobertura microcapilar termoformada. O volume final de pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura microcapilar termoformada é pelo menos10 por cento do volume inicial de pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura termoplástica.

[0005] Deve ser entendido que tanto a descrição geral acima como a descrição detalhada seguinte descrevem várias modalidades e destinam-se a fornecer uma visão geral ou estrutura para a compreensão da natureza e do caráter da matéria. Os desenhos anexos são incluídos para proporcionar uma melhor compreensão das modalidades diferentes e são incorporados e constituem uma parte deste relatório descritivo. Os desenhos ilustram as várias modalidades aqui descritas e, em conjunto com a descrição, servem para explicar os princípios e o funcionamento da matéria reivindicada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0006] A FIG. 1 é uma vista de topo de uma cobertura microcapilar termoformada exemplificativa.

[0007] A FIG. 2 é uma vista longitudinal de uma cobertura microcapilar termoformada exemplificativa.

[0008] A FIG. 3 é uma vista em corte de uma cobertura microcapilar termoformada exemplificativa ao longo da linha 3-3 da FIG. 2

[0009] A FIG. 4 é uma vista elevada de uma cobertura microcapilar termoformada exemplificativa.

[0010] As FIGs. 5 (a)-(b) são ilustrações esquemáticas de uma matriz microcapilar.

[0011] A FIG. 6 é um esquema de uma matriz de cobertura microcapilar de 24” exemplificativa numa linha de extrusão de cobertura microcapilar.

[0012] A FIG. 7 representa uma estrutura concebida exemplificativa para montar a matriz microcapilar na linha de fundição de cobertura. A FIG. 7 (a) é uma vista frontal da estrutura. A FIG. 7 (b) é uma vista traseira da estrutura.

[0013] A FIG. 8 é esquemática de um termoformador exemplificativo com aquecedores infravermelhos (IV) utilizados para termoformação de cobertura microcapilar.

[0014] As FIGs. 9 (a) - (c) são fotografias e imagens de microscópio óptico para termoformação de uma amostra de cobertura microcapilar de polipropileno com uma espessura de 30 mils reaquecida a uma temperatura de aquecimento de 220°C por 20 segundos. A FIG. 9 (a) é uma fotografia da amostra de cobertura microcapilar de polipropileno termoformado. A FIG. 9 (b) é uma imagem microscópica óptica antes da termoformação. A FIG. 9 (c) são imagens microscópicas ópticas em diferentes locais da amostra termoformada, como indicado na FIG. 9 (a).

[0015] As FIGs. 10 (a) - (c) são fotografias e imagens de microscópio óptico para termoformação de uma amostra de cobertura microcapilar de polipropileno com uma espessura de 19 mils reaquecida a uma temperatura de aquecimento de 220°C por 30 segundos. A FIG. 10 (a) é uma fotografia da amostra de cobertura microcapilar de polipropileno termoformado. A FIG. 10 (b) é uma imagem microscópica óptica antes da termoformação. A FIG. 10 (c) são imagens microscópicas ópticas em diferentes locais da amostra termoformada, como indicado na FIG. 10 (a).

[0016] As FIGs. 11 (a) - (c) são fotografias e imagens de microscópio óptico para termoformação de uma amostra de cobertura microcapilar de polietileno com uma espessura de 30 mils reaquecida a uma temperatura de aquecimento de 220°C por 20 segundos. A FIG. 11 (a) é uma fotografia da amostra de cobertura microcapilar de polipropileno termoformado. A FIG. 11 (b) é uma imagem microscópica óptica antes da termoformação. A FIG. 11 (c) são imagens microscópicas ópticas em diferentes locais da amostra termoformada, como indicado na FIG. 11 (a).

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0017] Será agora feita referência em detalhes a várias modalidades da cobertura microcapilar termoformada divulgada instantaneamente. A cobertura microcapilar termoformada pode ser usada em aplicações de redução de peso. Ainda mais particularmente, a cobertura microcapilar termoformada pode ser utilizada em aplicações de embalagens leve, como produtos de embalagem rígida ou flexível. A cobertura microcapilar termoformada exibe claridade óptica e propriedades mecânicas melhoradas em comparação com estruturas termoformadas alternativas para aplicações de redução de peso, tais como estruturas de espuma termoformadas.

[0018] Salvo indicação em contrário, a divulgação de quaisquer faixas no relatório descritivo e nas reivindicações deve ser entendida como incluindo a faixa em si e também qualquer coisa incluída nela, bem como pontos finais. As faixas podem ser aqui expressas a partir de "cerca de" um valor particular e/ou "cerca de" outro valor particular. Quando tal faixa é expressa, outra modalidade inclui do valor particular e/ou do outro valor particular. Da mesma forma, quando os valores são expressos como aproximações, pelo uso do antecedente “cerca de”, será entendido que o valor particular forma uma outra modalidade. Será ainda entendido que os pontos finais de cada uma das faixas são significativos em relação ao outro ponto final, e independentemente do outro ponto final.

[0019] Em várias modalidades, é fornecida uma cobertura microcapilar termoformada. O termo “cobertura termoplástica”, tal como aqui utilizado, refere- se tanto a cobertura como a filmes. A cobertura microcapilar termoformada preparada por um processo que compreende as etapas de: (a) proporcionar uma cobertura termoplástica compreendendo material termoplástico, em que a cobertura termoplástica compreende, pelo menos, um ou mais canais microcapilares dispostos nela, pelo menos um ou mais canais microcapilares tendo um volume inicial baseado em um volume total da cobertura termoplástica; e (b) aquecer a cobertura termoplástica a uma temperatura na qual o material termoplástico seja deformável para formar uma camada microcapilar termoformada com pelo menos um ou mais canais microcapilares dispostos, pelo menos um ou mais canais microcapilares tendo um volume final de vazio baseado em um volume total da cobertura microcapilar termoformada. O volume final de vazio de pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura microcapilar termoformada é pelo menos10 por cento do volume inicial de vazio de pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura termoplástica.

[0020] Referindo-se agora às FIGS. 1-4, em que os números iguais indicam elementos semelhantes, uma cobertura termoplástica exemplificativa (10) tem uma primeira extremidade (14) e uma segunda extremidade (16) e pode incluir um primeiro material termoplástico (18). A cobertura termoplástica pode incluir pelo menos um ou mais canais microcapilares (20) dispostos nela. Como representado, pelo menos um ou mais canais microcapilares podem se estender a partir da primeira extremidade (14) para a segunda extremidade (16) da cobertura termoplástica (10). Os canais microcapilares (20) podem ser dispostos em toda a largura da cobertura e estender o comprimento da cobertura na direção do fluxo. Em certas modalidades, a cobertura termoplástica fornecida inclui mais do que um canal microcapilar (20). Em tais modalidades, os canais microcapilares podem ser dispostos em paralelo, como representado nas FIGS. 14. O termo “paralelo” tal como aqui utilizado significa estender na mesma direção e nunca se interceptar. Em modalidades adicionais da cobertura termoplástica, incluindo mais do que um canal microcapilar (20), os canais microcapilares estão a pelo menos 1 μm um do outro. Depois de aquecer a cobertura termoplástica (10) a uma temperatura na qual o material termoplástico é deformável para formar a camada microcapilar termoformada, a direção e o espaçamento dos canais microcapilares permanecem essencialmente os mesmos.

[0021] A cobertura termoplástica (10) com pelo menos um ou mais canais microcapilares (20) dispostos nela, bem como as coberturas microcapilares termoformadas, podem ter uma espessura na faixa de cerca de 0,5 mm a cerca de 60 mm de acordo com ASTM D374M-13. Em algumas modalidades, a cobertura termoplástica (10), bem como a cobertura microcapilar termoformada, podem ter uma espessura na faixa de cerca de 1 mm a cerca de 50 mm de acordo com ASTM D374M-13. Em outras modalidades, a cobertura termoplástica (10), bem como a cobertura microcapilar termoformada, podem ter uma espessura na faixa de cerca de 1 mm a cerca de 40 mm de acordo com ASTM D374M-13. Outras faixas exemplificativas da espessura da cobertura termoplástica e da espessura da cobertura microcapilar termoformada incluem de cerca de 2 mm a cerca de 35 mm, de cerca de 2 mm a cerca de 30 mm, de cerca de 3 mm a cerca de 25 mm e de 3 mm a 20 mm para ASTM D374M-13. A razão entre a espessura da cobertura termoplástica e o diâmetro microcapilar, bem como a razão da espessura da cobertura microcapilar termoformada e o diâmetro microcapilar, pode situar-se entre cerca de 1:1 e 100:1.

[0022] A cobertura termoplástica (10) com pelo menos um ou mais canais microcapilares (20) dispostos nela pode incluir pelo menos cerca de 10 por cento em volume do material termoplástico (11), com base no volume total da cobertura termoplástica (10). Em algumas modalidades, a cobertura termoplástica (10) pode compreender de cerca de 10 a cerca de 90 por cento em volume de material termoplástico (18), com base no volume total da cobertura microcapilar (10). Em outras modalidades, a cobertura termoplástica (10) pode compreender de cerca de 20 a cerca de 80 por cento em volume da cobertura termoplástica (10), com base no volume total da cobertura termoplástica (10). Em outras modalidades, a cobertura termoplástica (10) pode compreender de cerca de 30 a cerca de 80 por cento em volume do material termoplástico (18), com base no volume total da cobertura termoplástica (10). Em outras modalidades, a cobertura termoplástica (10) pode compreender de cerca de 50 a cerca de 85 por cento em volume do material termoplástico (18), com base no volume total da cobertura termoplástica (10).

[0023] O um ou mais canais microcapilares (20) podem compreender de cerca de 5 por cento a cerca de 80 por cento em volume do volume total da cobertura termoplástica (10). Em outras modalidades, o um ou mais canais microcapilares (20) podem compreender entre cerca de 10 por cento e cerca de 70 por cento em volume do volume total da cobertura termoplástica (10). Em outras modalidades, o um ou mais canais microcapilares (20) podem compreender de cerca de 10 a cerca de 60 por cento em volume do volume total da cobertura termoplástica (10). Alternativamente, o um ou mais canais microcapilares (20) podem compreender de cerca de 15 a cerca de 50 por cento em volume do volume total da cobertura termoplástica (10). Depois de aquecer a cobertura termoplástica (10) a uma temperatura na qual o material termoplástico é deformável para formar a camada microcapilar termoformada, o pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura microcapilar termoformada têm um volume final baseado num volume total da cobertura microcapilar termoformada. Em algumas modalidades, o volume final de pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura microcapilar termoformada é pelo menos cerca de 10 por cento do volume inicial do pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura termoplástica. Em outras modalidades, o volume final de pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura microcapilar termoformada é pelo menos 20 por cento do volume inicial do pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura termoplástica. Em outras modalidades, o volume final de pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura microcapilar termoformada de pelo menos 20 por cento, pelo menos cerca de 30 por cento, pelo menos cerca de 40 por cento, pelo menos cerca de 50 por cento, pelo menos cerca de 60 por cento, pelo menos cerca de 70 por cento, pelo menos cerca de 80 por cento, ou pelo menos cerca de 90 por cento do volume inicial de pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura termoplástica.

[0024] Em algumas modalidades, o pelo menos um ou mais canais microcapilares (20) de ambas as coberturas termoplásticas (10) e a cobertura microcapilar termoformada podem ser preenchidos com um gás. Em certas modalidades, o pelo menos um ou mais canais microcapilares (20) podem ser preenchidos com ar. Em outras modalidades, o pelo menos um ou mais canais microcapilares (20) podem ser preenchidos com um gás inerte.

[0025] Em algumas modalidades, o pelo menos um ou mais canais microcapilares (20) de ambas a cobertura termoplástica (10) e a cobertura microcapilar termoformadas têm um diâmetro de pelo menos 1 μm. O termo “diâmetro”, tal como aqui utilizado, significa o eixo mais longo da seção transversal do canal microcapilar (20). Em algumas modalidades, o pelo menos um ou mais canais microcapilares (20) têm um diâmetro de pelo menos cerca de 1 μm. Em outras modalidades, o pelo menos um ou mais canais microcapilares (20) têm um diâmetro de cerca de 1 μm a cerca de 2000 μm. Em outras modalidades, o pelo menos um ou mais canais microcapilares (20) têm um diâmetro de cerca de 5 μm a cerca de 1200 μm. Outras faixas exemplificativas do um ou mais canais microcapilares incluem de cerca de 100 μm a cerca de 400 μm, de cerca de 500 μm a cerca de 1200 μm e de 700 μm a cerca de 1200 μm.

[0026] Pelo menos um ou mais canais microcapilares (20) de ambas as coberturas termoplásticas (10) e a cobertura microcapilar termoformada pode ter uma razão de aspecto na faixa de cerca de 1:1 a cerca de 100:1 medida como a razão das dimensões mais longas para as mais curtas da seção transversal de um canal perpendicular à direção da máquina da cobertura. Em algumas modalidades, o pelo menos um ou mais canais microcapilares (20) pode ter uma razão de aspecto na faixa de cerca de 10:1 a cerca de 100:1, medida como a razão entre as dimensões mais longas e mais curtas da seção transversal de um canal, perpendicular à direção da máquina da cobertura. Em outras modalidades, pelo menos um ou mais canais microcapilares (20) podem ter uma razão de aspecto na faixa de cerca de 1:1 a cerca de 50:1, medida como a razão entre as dimensões mais longas e mais curtas da seção transversal de um canal, perpendicular à direção da máquina da cobertura. Em outras modalidades, pelo menos um ou mais canais microcapilares (20) podem ter uma razão de aspecto na faixa de cerca de 10:1 a cerca de 50:1 medida como a razão entre as dimensões mais longas e mais curtas da seção transversal de um canal, perpendicular à direção da máquina da cobertura.

[0027] Pelo menos um ou mais canais microcapilares (20) de ambas a cobertura termoplástica (10) e a cobertura microcapilar termoformada podem ter uma forma de seção transversal selecionada do grupo que consiste em circular, retangular, oval, estrela, diamante, triangular, quadrada, curvilínea e combinações destes. O um ou mais canais microcapilares (20) podem incluir ainda uma ou mais vedações na primeira extremidade (14), a segunda extremidade (16), entre eles o primeiro ponto (14) e a segunda extremidade (16) e/ou combinações destes.

[0028] O material termoplástico (11) pode incluir, mas não está limitado a, poliolefinas, poliamidas, cloreto de polivinilideno, fluoreto de polivinilideno, policarbonato, poliestireno, tereftalato de etileno, poliuretano e poliéster. O material termoplástico (18) pode ser reforçado através, por exemplo, de fibras de vidro ou de carbono e/ou quaisquer outras cargas minerais, tal como talco ou carbonato de cálcio.

[0029] Em algumas modalidades, o material termoplástico pode compreender poliolefinas, copolímeros de olefina e misturas destes. Em certas modalidades, as poliolefinas são selecionadas do grupo que consiste em polipropileno, polietileno, polibuteno, polimetilpenteno e misturas destes.

[0030] Em algumas modalidades, o polietileno é caracterizado por ter um índice de fusão na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 500 g/10 minutos quando medido a 190 °C e 2,16 Kg de acordo com ASTM D1238. Em outras modalidades, o polietileno é caracterizado por ter um índice de fusão na faixa de cerca de 5,0 a cerca de 30 g/10 minutos quando medido a 190 °C e 2,16 kg de acordo com ASTM D1238. Em ainda outras modalidades, o polietileno é caracterizado por ter um índice de fusão na faixa de cerca de 1 a cerca de 15 g/10 minutos quando medido a 190 °C e 2,16 kg de acordo com ASTM D1238. Polietileno exemplificativos adicionais caracterizam-se por ter um índice de fusão na faixa de cerca de 1 a cerca de 10 g/10 minutos ou de cerca de 2 a cerca de 7 g/10 minutos quando medido a 190 °C e 2,16 kg de acordo com ASTM D1238. Em algumas modalidades, o polietileno pode ser um polietileno de baixa densidade (LDPE) com uma densidade de cerca de 0,9225 a cerca de 0,9275 g/cm3 de acordo com ASTM D792 e um índice de fusão na faixa de cerca de 5,3-7,5 g/10 min quando medido a 190 °C e 2,16 Kg de acordo com ASTM D1238. Em outras modalidades, o polietileno pode ser um polietileno linear de baixa densidade (LLDPE) com uma densidade de cerca de 0,923 a cerca de 0,927 g/cm3 de acordo com ASTM D792 e um índice de fusão na faixa de cerca de 1,7-2,3 g/10 min quando medido a 190 °C e 2,16 kg de acordo com ASTM D1238. Em certas modalidades, o polietileno compreende uma mistura de polietileno linear de baixa densidade e polietileno de baixa densidade.

[0031] Em algumas modalidades, o polietileno é caracterizado por ter um índice de fusão na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 500 g/10 minutos quando medido a 230 °C e 2,16 Kg de acordo com ASTM D1238. Em outras modalidades, o polipropileno é caracterizado por ter um índice de fusão na faixa de cerca de 2 a cerca de 60 g/10 minutos quando medido a 230 °C e 2,16 kg de acordo com ASTM D1238. Em ainda outras modalidades, o polietileno é caracterizado por ter um índice de fusão na faixa de cerca de 2 a cerca de 30 g/10 minutos quando medido a 230 °C e 2,16 kg de acordo com ASTM D1238. Polietileno exemplificativos adicionais caracterizam-se por ter um índice de fusão na faixa de cerca de 2 a cerca de 20 g/10 minutos ou de cerca de 5 a cerca de 15 g/10 minutos quando medido a 230 °C e 2,16 kg de acordo com ASTM D1238. Em algumas modalidades, o polipropileno pode ser um polipropileno de grau de termoformação com uma densidade de cerca de 0,9 g/cm3 de acordo com ASTM D792 e um índice de fusão na faixa de cerca de 2,0 g/10 min quando medido em 230 °C e 2,16 Kg de acordo com ASTM D1238.

[0032] Em outras modalidades, os copolímeros de olefina são selecionados do grupo que consiste em copolímeros de etileno-propileno, copolímeros de etileno- buteno, copolímeros de etileno-hexeno, copolímeros de etileno-octeno, copolímeros de etileno-metacrilato, copolímero de etileno-acetato de vinil copolímeros e misturas destes.

[0033] Exemplos do material termoplástico (11) incluem, mas não se limitam a, homopolímeros e copolímeros (incluindo elastômeros) de uma ou mais alfa- olefinas, tais como etileno, propileno, 1-buteno, 3-metil-1-buteno, 4-metil-1- penteno, 3 -metil-1-penteno, 1-hepteno, 1-hexeno, 1-octeno, 1-deceno e 1- dodeceno, tipicamente representados por polietileno, polipropileno, poli-1-buteno, poli-3-metil-1- buteno, poli-3-metil-1-penteno, poli-4-metil-1-penteno, copolero de etileno-propileno, copolímero de etileno-1-buteno e copolímero de propileno-1- buteno; copolímeros (incluindo elastômeros) de uma alfa-olefina com um dieno conjugado ou não conjugado, como tipicamente representado pelo copolímero de etileno-butadieno e copolímero de etileno-etilideno norborneno; e poliolefinas (incluindo elastômeros) tais como copolímeros de duas ou mais alfa-olefinas com um dieno conjugado ou não conjugado, como tipicamente representado pelo copolímero de etileno-propileno-butadieno, copolímero de etileno-propileno- diciclopentadieno, copolímero de etileno-propileno-1,5-hexadieno e copolímero de etileno-propileno-etilideno-norborneno; copolímeros de compostos de etileno-vinil, como o copolímero de etileno-acetato de vinil, copolímero de etileno-álcool vinílico, copolímero de etileno-cloreto de vinil, ácido etileno-acrílico ou copolímeros de etileno (met)acrílico, e copolímero de etileno-(met) acrilato; copolímeros estirênicos (incluindo elastômeros), como poliestireno, ABS, copolímero de acrilonitrila-estireno, copolímero de α-metilestireno-estireno, álcool vinílico estireno, acrilatos de estireno, tais como metilacrilato de estireno, acrilato de butil-estireno, metacrilato de butil-estireno e butadienos de estireno e polímeros de estireno reticulados; e copolímeros em bloco de estireno (incluindo elastômeros), tais como o copolímero de estireno-butadieno e hidrato deste, ae copolímero em tribloco de estireno-isopreno-estireno; compostos de polivinil, tais como cloreto de polivinil, cloreto de polivinilideno, copolímero de cloreto de vinil- cloreto de vinilideno, fluoreto de polivinilideno, polimetilacrilato, e polimetilmetacrilato; poliamidas, tais como nylon 6, nylon 6,6 e nylon 12; poliésteres termoplásticos, tais como tereftalato de polietileno e tereftalato de polibutileno; poliuretano, policarbonato, óxido de polifenileno e semelhantes; resinas à base de hidrocarbonetos vítreos, incluindo polímeros de poli- diciclopentadieno e polímeros relacionados (copolímeros, terpolímeros); mono- olefinas saturadas, como acetato de vinil, propionato de vinil, versatato de vinil e butirato de vinil e semelhantes; ésteres vinílicos, tais como ésteres de ácidos monocarboxílicos, incluindo acrilato de metil, acrilato de etil, acrilato de n-butil, acrilato de isobutil, acrilato de 2-etil-hexil, acrilato de dodecil, acrilato de n-octil, acrilato de fenil, metacrilato de metil, metacrilato de etil e metacrilato de butil e semelhantes; acrilonitrila, metacrilonitrila, acrilamida, misturas destes; resinas produzidas por metátese de abertura de anel e polimerização de metátese cruzada e semelhantes. Estas resinas podem ser utilizadas quer isoladamente ou em combinações de duas ou mais. O material termoplástico pode também ser policarbonato, poliestireno, acrilonitrila-butadieno-estireno, poli(cloreto de vinil), poli(tereftalato de etileno), ácido poliláctico, poli(etileno-álcool vinílico), poliamida, cloreto de polivinilideno e fluoreto de polivinilideno.

[0034] Em certas modalidades, o material termoplástico pode, por exemplo, compreender uma ou mais poliolefinas selecionadas do grupo que consiste em copolímeros de etileno-alfa-olefina, copolímeros de propileno-alfa-olefina e copolímeros de bloco de olefina. Em particular, em modalidades selecionadas, os primeiros materiais termoplásticos podem compreender uma ou mais poliolefinas não polares.

[0035] Em algumas modalidades, o polímero de base pode, por exemplo, compreender uma ou mais poliolefinas selecionadas do grupo que consiste em copolímeros de etileno-alfa-olefina, copolímeros de propileno-alfa-olefina e copolímeros em bloco de olefina. Em algumas modalidades, polímeros olefínicos exemplificativos incluem polímeros homogêneos; polietileno de alta densidade (HDPE); polietileno linear de baixa densidade heterogeneamente ramificado (LLDPE); polietileno de densidade linear ultra baixa heterogeneamente ramificado (ULDPE); copolímeros lineares de etileno/alfa-olefina homogeneamente ramificados;polímeros de etileno/alfa-olefinas substancialmente lineares e ramificados homogeneamente; e polímeros e copolímeros de etileno polimerizados por radicais livres, tais como polietileno de baixa densidade (LDPE) ou polímero de etileno-acetato de vinil (EVA).

[0036] Como referido acima, numa modalidade, o copolímero de etileno-alfa- olefina pode, por exemplo, ser copolímeros ou interpolímeros de etileno-buteno, etileno-hexeno ou etileno-octeno. Em outras modalidades particulares, o copolímero de propileno-alfa-olefina pode, por exemplo, ser um copolímero ou interpolímero de propileno-etileno ou propileno-etileno-buteno.

[0037] Em certas outras modalidades, o material termoplástico pode, por exemplo, ser um polímero semicristalino e pode ter um ponto de fusão menor que 110°C. Em uma outra modalidade, o ponto de fusão pode ser de 25 a 100°C. Em uma outra modalidade, o ponto de fusão pode estar entre 40 e 85°C.

[0038] Numa modalidade, o material termoplástico é uma composição de interpolímero de propileno/α-olefina compreendendo um copolímero de propileno/alfa-olefina e, opcionalmente, um ou mais polímeros, por exemplo, um polipropileno de copolímero aleatório (RCP). Numa modalidade particular, o copolímero de propileno/alfa-olefina é caracterizado por ter sequências de propileno substancialmente isotáticas. "Sequências de propileno substancialmente isotáticas" significa que as sequências têm uma tríade isotática (mm) medida por 13C NMR maior que cerca de 0,85; em alternativa, maior que cerca de 0,90; em outra alternativa, maior que cerca de 0,92; e em outra alternativa, maior que cerca de 0,93. As tríades isotáticas são bem conhecidas na técnica e são descritas, por exemplo, na Patente US 5.504.172 e Publicação Internacional WO 00/01745, que se refere à sequência isotática em termos de uma unidade de tríade na cadeia molecular de copolímero determinada por espectros de 13C NMR.

[0039] O copolímero de propileno/alfa-olefina pode ter uma taxa de fluxo de fusão na faixa de 0,1 a 500 g/10 minutos, medida de acordo com ASTM D-1238 (a 230°C/2,16 Kg). Todos os valores e as subfaixas individuais de 0,1 a 500 g/10 minutos são incluídos e divulgados aqui; por exemplo, a taxa de fluxo de fusão pode ser de um limite inferior de 0,1 g/10 minutos, 0,2 g/10 minutos, ou 0,5 g/10 minutos até um limite superior de 500 g/10 minutos, 200 g/10 minutos, 100 g/10 minutos ou 25 g/10 minutos. Por exemplo, o copolímero de propileno/alfa-olefina pode ter uma taxa de fluxo de fusão na faixa de 0,1 a 200 g/10 minutos; ou em alternativa, o copolímero de propileno/alfa-olefina pode ter uma taxa de fluxo de fusão na faixa de 0,2 a 100 g/10 minutos; ou em alternativa, o copolímero de propileno/alfa-olefina pode ter uma taxa de fluxo de fusão na faixa de 0,2 a 50 g/10 minutos; ou em alternativa, o copolímero de propileno/alfa-olefina pode ter uma taxa de fluxo de fusão na faixa de 0,5 a 50 g/10 minutos; ou em alternativa, o copolímero de propileno/alfa-olefina pode ter uma taxa de fluxo de fusão na faixa de 1 a 50 g/10 minutos; ou em alternativa, o copolímero de propileno/alfa-olefina pode ter uma taxa de fluxo de fusão na faixa de 1 a 40 g/10 minutos; ou em alternativa, o copolímero de propileno/alfa-olefina pode ter uma taxa de fluxo de fusão na faixa de 1 a 30 g/10 minutos.

[0040] O copolímero de propileno/alfa-olefina pode ter uma cristalinidade na faixa de pelo menos 1 por cento em peso (um calor de fusão de pelo menos 2 Joules/grama) a 30 por cento em peso (um calor de fusão de menos de 50 Joules/grama). Todos os valores e as subfaixas individuais de 1 por cento em peso (um calor de fusão de pelo menos 2 Joules/grama) a 30 por cento em peso (um calor de fusão de menos de 50 Joules/grama) estão incluídos e divulgados aqui; por exemplo, a cristalinidade pode ser de um limite inferior de 1 por cento em peso (um calor de fusão de pelo menos 2 Joules/grama), 2,5 por cento (um calor de fusão de pelo menos 4 Joules/grama) ou 3 por cento (um calor de fusão de pelo menos 5 Joules/grama) a um limite superior de 30 por cento em peso (um calor de fusão de menos de 50 Joules/grama), 24 por cento em peso (um calor de fusão de menos de 40 Joules/grama), 15 por cento em peso (um calor de fusão inferior a 24,8 Joules/grama) ou 7 por cento em peso (um calor de fusão de menos de 11 Joules/grama). Por exemplo, o copolímero de propileno/alfa-olefina pode ter uma cristalinidade na faixa de pelo menos 1 por cento em peso (um calor de fusão de pelo menos 2 Joules/grama) a 24 por cento em peso (um calor de fusão menor do que 40 Joules/grama); ou em alternativa, o copolímero de propileno/alfa-olefina pode ter uma cristalinidade na faixa de pelo menos 1 por cento em peso (um calor de fusão de pelo menos 2 Joules/grama) a 15 por cento em peso (um calor de fusão de menos de 24,8 Joules/grama); ou em alternativa, o copolímero de propileno/alfa-olefina pode ter uma cristalinidade na faixa de pelo menos 1 por cento em peso (um calor de fusão de pelo menos 2 Joules/grama) a 7 por cento em peso (um calor de fusão menor que 11 Joules/grama); ou em alternativa, o copolímero de propileno/alfa-olefina pode ter uma cristalinidade na faixa de pelo menos 1 por cento em peso (um calor de fusão de pelo menos 2 Joules/grama) a 5 por cento em peso (um calor de fusão menor que 8,3 Joules/grama). A cristalinidade é medida pelo método DSC. O copolímero de propileno/alfa-olefina compreende unidades derivadas de propileno e unidades poliméricas derivadas de um ou mais comonômeros de alfa-olefina. Exemplos de comonômeros utilizados para fabricar o copolímero de propileno/alfa-olefina são C2, e C4 a C10 alfa-olefinas; por exemplo, C2, C4, C6 e C8 alfa-olefinas.

[0041] O copolímero de propileno/alfa-olefina compreende de 1 a 40 por cento em peso de um ou mais comonômeros de alfa-olefina. Todos os valores e as subfaixas individuais de 1 a 40 por cento em peso estão incluídos e divulgados aqui; por exemplo, o teor de comonômero pode ser de um limite inferior de 1 por cento em peso, 3 por cento em peso, 4 por cento em peso, 5 por cento em peso, 7 por cento em peso ou 9 por cento em peso até um limite superior de 40 por cento em peso, 35 por cento em peso, 30 por cento em peso, 27 por cento em peso, 20 por cento em peso, 15 por cento em peso, 12 por cento em peso ou 9 por cento em peso. Por exemplo, o copolímero de propileno/alfa-olefina compreende de 1 a 35 por cento em peso de um ou mais comonômeros de alfa- olefina; ou em alternativa, o copolímero de propileno/alfa-olefina compreende de 1 a 30 por cento em peso de um ou mais comonômeros de alfa-olefina; ou em alternativa, o copolímero de propileno/alfa-olefina compreende 3 a 27 por cento em peso de um ou mais comonômeros de alfa-olefina; ou em alternativa, o copolímero de propileno/alfa-olefina compreende de 3 a 20 por cento em peso de um ou mais comonômeros de alfa-olefina; ou em alternativa, o copolímero de propileno/alfa-olefina compreende de 3 a 15 por cento em peso de um ou mais comonômeros de alfa-olefina.

[0042] O copolímero de propileno/alfa-olefina tem uma distribuição de peso molecular (MWD), definida como o peso molecular médio ponderal dividido pelo peso molecular médio numérico (Mw/Mn) de 3,5 ou menos; em alternativa a 3,0 ou menos; ou em outra alternativa de 1,8 a 3,0.

[0043] Tais copolímeros de propileno/alfa-olefina são ainda descritos em detalhes na Patente US 6.960.635 e 6.525.157, aqui incorporados por referência. Tais copolímeros de propileno/alfa-olefina estão comercialmente disponíveis na The Dow Chemical Company, sob o nome comercial de VERSIFY™, ou na ExxonMobil Chemical Company, sob o nome comercial de VISTAMAXX™.

[0044] Numa modalidade, os copolímeros de propileno/alfa-olefina são adicionalmente caracterizados como compreendendo (A) entre 60 e menos de 100, ou entre 80 e 99 e mais ou entre 85 e 99, unidades percentuais em peso derivadas de propileno, e (B) entre maiores que zero e 40, ou entre 1 e 20, mais ou entre 4 e 16 e ainda mais ou entre 4 e 15, unidades percentuais em peso derivadas de pelo menos um de etileno e/ou uma C4-10 α-olefina; e contendo uma média de pelo menos 0,001, ou uma média de pelo menos 0,005 e mais ou uma média de pelo menos 0,01, ramificações de cadeia longa/total de 1000 carbonos. O número máximo de ramificações de cadeia longa no copolímero de propileno/alfa-olefina não é crítico, mas normalmente não excede 3 ramificações de cadeia longa/1000 carbonos totais. O termo ramificação de cadeia longa, tal como aqui utilizado, no que diz respeito aos copolímeros de propileno/alfa-olefina, refere-se a um comprimento de cadeia de pelo menos um (1) carbono mais do que uma ramificação de cadeia curta e ramificação de cadeia curta, tal como aqui utilizado no que se refere a copolímeros de propileno/alfa-olefina, um comprimento de cadeia de dois (2) carbonos menor que o número de carbonos no comonômero. Por exemplo, um interpolímero de propileno/1-octeno tem cadeias principais com ramificações de cadeia longa de pelo menos sete (7) carbonos de comprimento, mas estas cadeias principais também têm ramificações de cadeia curta de apenas seis (6) carbonos de comprimento. Tais copolímeros de propileno/alfa-olefina são ainda descritos em detalhes no Pedido de Patente Provisório US 60/988,999 e no Pedido de Patente Internacional PCT/US08/082.599, cada um dos quais é aqui incorporado por referência.

[0045] Em certas outras modalidades, o material termoplástico (11), por exemplo, copolímero de propileno/alfa-olefina, pode, por exemplo, ser um polímero semicristalino e pode ter um ponto de fusão inferior a 110°C. Em modalidades preferidas, o ponto de fusão pode ser de 25 a 100°C. Em modalidades mais preferidas, o ponto de fusão pode estar entre 40 e 85°C.

[0046] Em algumas modalidades, o material termoplástico (11) da cobertura termoplástica (10) pode ser reforçado, por exemplo, por fibras de vidro ou de carbono e/ou quaisquer outros enchimentos minerais, tais como talco ou carbonato de cálcio. Os enchimentos exemplificativos incluem, mas não estão limitados a, carbonatos de cálcio naturais incluindo gizes, calcitas e mármore), carbonatos sintéticos, sais de magnésio e cálcio, dolomitas, carbonato de magnésio, carbonato de zinco, lima, magnésia, sulfato de bário, barita, sulfato de cálcio, sílica, silicatos de magnésio, talco, volastonita, argilas e silicatos de alumínio, caolinas, mica, óxidos ou hidróxidos de metais ou de terras alcalinas, hidróxido de magnésio, óxidos de ferro, óxido de zinco, fibra ou pó de vidro ou carbono, fibra de madeira ou pó ou misturas destes compostos.

[0047] A cobertura termoplástica fornecida (10) com pelo menos um ou mais canais microcapilares (20) dispostos nela pode ser produzida por aparelhos de extrusão e métodos conhecidos na técnica. Um aparelho e método de extrusão exemplificativo é divulgado em WO 2014/003761, que é incorporado por referência em sua totalidade. Adicionalmente, um aparelho de extrusão pode incluir extrusor de parafuso acionado por um motor. O material termoplástico é fundido e transportado para uma matriz (24), como mostrado nas FIGS. 5a e 5b. O material termoplástico fundido passa através da matriz (24), como mostrado nas FIGS. 5a e 5b, e é formado na forma e seção transversal desejadas. Com referência às FIGS. 5a e 5b, a matriz (24) inclui uma porção de entrada (26), uma porção convergente (28) e um orifício (30), que tem uma forma predeterminada. O polímero termoplástico fundido entra na porção de entrada (26) da matriz (24), e é gradualmente moldado pela porção convergente (28) até o fundido sair do orifício (30). A matriz (24) inclui ainda injetores (32). Cada injetor (32) tem uma porção do corpo (34) com um conduto (36) que está ligado de forma fluida a uma fonte de gás (38) por meio do segundo conduto (40) passando pelas paredes de matriz (24) em torno do qual o material termoplástico fundido deve fluir para passar o orifício (30). O injetor (30) inclui ainda uma saída (42). O injetor (32) é disposto de tal forma que a saída (42) fica localizada dentro do orifício (30). À medida que o polímero termoplástico fundido sai do orifício da matriz (30), um ou mais gases, por exemplo, ar ou gás inerte (12) é injetado no material termoplástico fundido, formando assim microcapilares preenchidos com um ou mais gases, por exemplo, ar ou gás inerte (12). Em algumas modalidades, um ou mais gases, por exemplo, ar ou um gás inerte (12) é injetado continuamente no material termoplástico fundido, formando assim microcapilares preenchidos com um ou mais gases, por exemplo, ar ou gás inerte (12). Numa outra modalidade, um ou mais gases, por exemplo, ar ou um gás inerte (12) são injetados intermitentemente e vedados no material termoplástico fundido, formando assim microcapilares preenchidos com um ou mais gases, por exemplo, segmentos de ar ou gás inerte (12) e segmentos vazios.

[0048] A termoformação representa um processo importante para moldar coberturas de plástico em produtos de embalagem rígida ou flexível. Em aplicações de redução de peso de cobertura microcapilar para recipientes Ziploc, bandejas de serviço de alimentos, utensílios domésticos e materiais de embalagem para transporte, eletrônicos e materiais de construção, os artigos específicos devem ter certa configuração de dimensão e forma. Portanto, a potencial termoformação de cobertura microcapilar para fabricar esses produtos ampliará os horizontes da tecnologia microcapilar. No entanto, após o processo de fundição, não há pressão de ar dentro dos microcapilares da cobertura microcapilar termoplástica fornecida, tornando muito difícil manter os microcapilares em um produto termoformado. A cobertura microcapilar termoformada presentemente divulgada é produzida por aquecimento da cobertura microcapilar termoplástica fornecida dentro de uma determinada janela de temperatura. Ao aquecer a cobertura microcapilar termoplástica fornecida dentro de uma determinada janela de temperatura, o volume e a estrutura dos microcapilares preenchidos com ar ou gás na cobertura termoplástica são mantidos no produto termoformado. Em algumas modalidades, a cobertura termoplástica para uma temperatura na qual o material termoplástico é deformável. Em algumas modalidades, a cobertura microcapilar termoplástica é aquecida e subsequentemente formada na cobertura microcapilar termoformada utilizando formação de pressão de fase sólida. Em outras modalidades, a cobertura microcapilar termoplástica é aquecida e subsequentemente formada na cobertura microcapilar termoformada utilizando a formação de fase fundida.

[0049] Em algumas modalidades, a cobertura microcapilar termoplástica é aquecida e subsequentemente formada na cobertura microcapilar termoformada utilizando formação de pressão de fase sólida. A formação de pressão em fase sólida utiliza uma pressão de formação mais elevada, por exemplo, superior a 5 bar, o que permite que a cobertura microcapilar termoplástica seja formada a uma temperatura que está abaixo do ponto de fusão do material termoplástico. A estas temperaturas, o processo de termoformação confere orientação molecular ao material termoplástico, o que pode resultar no aumento da claridade óptica do material termoplástico. Essa orientação também resulta em um aumento na rigidez da peça, por exemplo, resistência à compressão e resistência à tração, o que permite a redução do peso e da espessura da peça.

[0050] Em certas modalidades utilizando formação de fase sólida e em que o material termoplástico da cobertura termoplástica é um polímero semicristalino (por exemplo, polietileno, polipropileno ou misturas destes), a cobertura termoplástica é aquecida acima da temperatura de deflexão ou da temperatura de amolecimento Vicat, mas abaixo da temperatura de fusão, do polímero semicristalino. Em algumas modalidades, a cobertura termoplástica é aquecida a uma temperatura que é de cerca de 0°C a cerca de 10°C inferior à temperatura de fusão da cobertura termoplástica. Em outras modalidades, a cobertura termoplástica é aquecida a uma temperatura que está dentro de cerca de 5°C a cerca de 10°C inferior à temperatura de fusão da cobertura termoplástica. Em ainda outras modalidades, a cobertura termoplástica é aquecida a uma temperatura que está dentro de cerca de 0°C a cerca de 5°C inferior à temperatura de fusão da cobertura termoplástica.

[0051] Em outras modalidades, utilizando termoformação em fase fundida e em que o material termoplástico da cobertura termoplástica é um polímero semicristalino (por exemplo, polietileno, polipropileno ou misturas destes), a cobertura termoplástica é aquecida acima da temperatura de fusão do polímero semicristalino. Em algumas modalidades, a cobertura termoplástica com resistência alta à fusão é aquecida a uma temperatura que é de cerca de 0°C a cerca de 20°C maior à temperatura de fusão da cobertura termoplástica.

[0052] Em outras modalidades em que o material termoplástico da cobertura termoplástica é um polímero amorfo (por exemplo, poliestireno, acrílico, policarbonato, ou misturas destes), a cobertura termoplástica é aquecida acima da temperatura de transição vítrea do polímero amorfo. Em algumas modalidades em que o material termoplástico da cobertura termoplástica é um polímero amorfo (por exemplo, poliestireno, acrílico, policarbonato ou misturas destes), a cobertura termoplástica é aquecida a uma temperatura que é pelo menos cerca de 20°C acima da temperatura de transição vítrea do polímero amorfo.

[0053] Como descrito anteriormente, a cobertura termoplástica fornecida compreende pelo menos um ou mais canais microcapilares dispostos nela, pelo menos um ou mais canais microcapilares tendo um volume inicial baseado num volume total da cobertura termoplástica. Depois de aquecer a cobertura termoplástica a uma temperatura na qual o material termoplástico é deformável, como descrito anteriormente, é formada a cobertura microcapilar termoformada. A cobertura microcapilar termoformada resultante compreende pelo menos um ou mais canais microcapilares dispostos nela, pelo menos um ou mais canais microcapilares tendo um volume final com base num volume total da cobertura microcapilar termoformada. Em algumas modalidades, o volume final de pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura microcapilar termoformada é pelo menos cerca de 10 por cento do volume inicial do pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura termoplástica. Em outras modalidades, o volume final de pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura microcapilar termoformada é pelo menos cerca de 20 por cento do volume inicial do pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura termoplástica. Em outras modalidades, o volume final de pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura microcapilar termoformada de pelo menos 20 por cento, pelo menos cerca de 30 por cento, pelo menos cerca de 40 por cento, pelo menos cerca de 50 por cento, pelo menos cerca de 60 por cento, pelo menos cerca de 70 por cento, pelo menos cerca de 80 por cento, ou pelo menos cerca de 90 por cento do volume inicial de pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura termoplástica.

[0054] O processo para formar as coberturas e artigos microcapilares termoformados presentemente divulgados pode utilizar diferentes razões de estiramento. A razão de estiramento é a razão entre a área da superfície da cobertura ou artigo termoformado e a pegada da cobertura ou artigo termoformado. O termo “pegada”, tal como aqui utilizado, é o espaço de superfície ocupado pela cobertura ou artigo termoformado. Em algumas modalidades, as coberturas ou artigos microcapilares termoformados presentemente divulgados são preparados por um processo que utiliza uma razão de estiramento mínima de cerca de 1,1. Em outras modalidades, as coberturas ou artigos microcapilares termoformados presentemente divulgados são preparados por um processo que utiliza uma razão de estiramento de cerca de 1,1 a cerca de 2,0. Em algumas modalidades, as coberturas ou artigos microcapilares termoformados presentemente divulgados são preparados por um processo que utiliza uma razão de estiramento máxima de cerca de 3,0.

[0055] A cobertura microcapilar termoformada de acordo com a presente divulgação pode ser incluída ou utilizada para a estrutura de múltiplas camadas, por exemplo, uma estrutura de múltiplas camadas laminada ou uma estrutura de múltiplas camadas coextrudada. Adicionalmente, a cobertura microcapilar termoformada presentemente divulgada pode ser incluída ou usada em vários artigos, tais como artigos em aplicações de embalagem. Esses artigos podem incluir, mas não se limitam a, sacos de armazenamento doméstico e de alimentos (por exemplo, recipientes Ziploc), bandejas de serviço de alimentação, utensílios domésticos e materiais de embalagem para transporte, eletrônicos e materiais de construção.

[0056] Para que várias modalidades possam ser mais prontamente compreendidas, é feita referência aos exemplos seguintes que se destinam a ilustrar várias modalidades, mas não limitam o seu âmbito. Exemplo 1: Extrusão de cobertura microcapilar

[0057] Uma matriz microcapilar de 24 polegadas de largura (25) (FIG. 6) foi adaptada para uma linha de fundição de cobertura de escala piloto usando uma estrutura projetada (27), como indicado nas FIGS. 7A e 7B. Especificamente, esta matriz consistiu (25) em 532 pinos microcapilares e cada pino microcapilar tinha um diâmetro externo de 0,38 mm e um diâmetro interno de 0,19 mm. Um esquema da linha de extrusão de cobertura microcapilar (29) é dado na FIG. 6. Essencialmente, esta linha consistia em um extrusor de parafuso de 2,5'' Killion (46), uma linha de transferência (48) para transportar o polímero fundido, uma matriz microcapilar (25) para moldar a cobertura, uma faca de ar (50), e uma pilha de rolos com rolos de resfriamento para solidificar a cobertura extrudada e um enrolador para enrolar a cobertura. O ar da fábrica era abastecido por uma linha de ar (44) com um medidor de fluxo (FIG. 6), e foi amplamente aberto antes de aquecer a máquina para impedir o bloqueio dos pinos microcapilares pelo refluxo do polímero fundido.

[0058] O protocolo experimental típico para fazer coberturas microcapilares é o seguinte. Primeiro, o extrusor, as linhas de transferência e a matriz foram aquecidos até as temperaturas de operação com um tempo suficiente de “imersão”. Os perfis representativos de temperatura de extrusão para a fabricação de coberturas microcapilares de polietileno e polipropileno são apresentados na Tabela 1. À medida que os granulados de polímero passaram através do parafuso do extrusor, o polímero foi fundido e transportado para a matriz microcapilar por uma linha de transferência (Figura 6). Em seguida, o polímero fundido foi separado em duas correntes e passou sobre os pinos microcapilares injetando ar no fundido, que manteve o tamanho e a forma dos canais microcapilares. Ao sair da matriz de extrusão, o extrusado foi levado para um rolo de resfriamento na pilha de rolos. A distância entre a matriz microcapilar e o rolo de resfriamento foi de cerca de 8 polegadas. A temperatura do rolo de resfriamento foi ajustada para 55 oF para coberturas microcapilares de polietileno e 185 oF para coberturas microcapilares de polipropileno. Uma vez que o extrusado foi extinto, foi levado por um rolo de aperto e enrolado por um enrolador de tensão. A taxa de fluxo de ar foi cuidadosamente ajustada de forma que os microcapilares mantivessem as dimensões microcapilares razoáveis. A velocidade da linha era controlada pela velocidade do rolo de resfriamento na pilha de rolos, variando de 4 pés/min a 55 pés/min.

[0059] A resina de polímero para coberturas microcapilares de polietileno com uma espessura de 30 mils consistia em 60% em peso de LDPE-751A e 40% em peso de LLDPE-2083, enquanto as coberturas microcapilares de polipropileno com duas espessuras diferentes (30 e 19mil) eram feitas de polipropileno termoformado (PP-222). As condições de processamento para a fabricação de coberturas microcapilares de polietileno e polipropileno estão resumidas na Tabela 2.

[0060] LDPE-751A tem uma densidade de 0,923 g/cm3, uma taxa de fluxo de massa em fusão (MFR) de 6,4 g/10 min a 190°C/2,16 kg e uma temperatura de fusão de 112,8°C. LLDPE-2083 (DOWLEX™ 2083G) tem uma densidade de 0,925 g/cm3, uma taxa de fluxo de massa em fusão (MFR) de 2 g/10 min a 190°C/2,16 kg e uma temperatura de fusão de 123,9 °C. PP-222 (Polipropileno INSPIRETM 222) tem uma densidade de 0,9 g/cm3, uma taxa de fluxo de massa em fusão (MFR) de 2 g/10 min a 230°C/2,16 kg, e uma temperatura de fusão de 160°C e uma temperatura de deflexão de 112°C. Materiais Zona de Extrusor 1 (oF) Zona de Extrusor 2 (oF) Zona de Extrusor 3 (oF) Zona de Extrusor 4 (oF) Zona de Adaptado r (oF) Linha de Transferê ncia (oF) Trocador de tela (oF) Bloco de alimentaç ão (oF) Zona de matriz (oF) Polietileno Misturado 325 350 380 380 380 380 380 390 390 Polipropileno 400 410 420 420 420 420 420 420 420 Tabela 1: Perfis representativos de temperatura para produção de coberturas microcapilares de polietileno e polipropileno.

Tabela 2: Resumo das condições experimentais para fabricação de coberturas microcapilares de polietileno e polipropileno (MCF).

Exemplo 2: Termoformador

[0061] Os aquecedores infravermelhos (IR) (54) são colocados em ambos os lados da cobertura com o objetivo de obter um aquecimento uniforme de uma forma rápida. Durante o experimento, os aquecedores infravermelhos (54) foram definidos para uma temperatura predeterminada (por exemplo, 220 oC) e, em seguida, as coberturas microcapilares foram colocadas no meio por um determinado período de tempo. Após a conclusão do reaquecimento, o suporte de cobertura (56) foi movido e localizado entre o superior (58) e moldes inferiores (60). Depois disso, os moldes superior (58) e inferior (60) moveram-se um para o outro imediatamente e apertaram-se para alcançar a pressão predefinida (por exemplo, 20 bar). Posteriormente, os moldes foram abertos e, em seguida, a amostra foi retirada do suporte de amostras (56). Exemplo 3: Amostras termoformadas de cobertura microcapilar de polipropileno.

[0062] A Tabela 3 resume as observações experimentais e imagens de microscópio óptico para amostras termoformadas de coberturas microcapilares de polipropileno de 30 milésimos de espessura. Pode ser visto na Tabela 3 que a temperaturas mais baixas do aquecedor (por exemplo, 160 oC e 190 oC), a cobertura microcapilar não pôde replicar completamente o molde e rachaduras brancas foram formadas nos cantos da peça termoformada. As mesmas observações foram feitas para amostras reaquecidas a uma temperatura de 220 oC por um curto período de tempo (por exemplo, 10 segundos). Como o tempo de reaquecimento aumentou mais de 20 segundos para uma temperatura de aquecimento de 220 oC, peças termoformadas exibindo uma superfície lisa sem rachaduras brancas foram obtidas. Mais significativamente, os microcapilares poderiam sobreviver através da pressão de termoformação de 20 bars, e a dimensão dos microcapilares tinha pouca mudança. No entanto, quando o tempo de reaquecimento foi superior a 35 segundos, observou-se que os microcapilares se tornaram menores, presumivelmente devido à maior temperatura das coberturas e, portanto, menor resistência à fusão do polímero. Tabela 3: Observações experimentais e imagens de microscópio óptico para termoformação de coberturas microcapilares de polipropileno com espessura de 30 mils a uma pressão de 20 bars sob diferentes condições de reaquecimento.

[0063] Para investigar a mudança dimensional em diferentes locais da peça termoformada de coberturas microcapilares de PP de 30 milésimos de espessura preparadas em um reaquecimento de 220 oC e um tempo de reaquecimento de 20 segundos, foram cortadas 12 amostras dos vários locais marcados na fotografia da FIG. 9 (a), que foram então analisados por microscopia óptica. As imagens de microscópio óptico correspondentes foram dadas na FIG. 9 para estas amostras. A FIG. 9 (b) é uma imagem microscópica óptica antes da termoformação. A FIG. 9 (c) são imagens microscópicas ópticas em diferentes locais da amostra termoformada, como indicado na FIG. 9 (a). Essas imagens de microscópio óptico mostram que a grande deformação/colapso ocorreu apenas nas linhas de canto (locais 102, 105, 108, 111) da peça termoformada, e pequenas deformações ocorreram nas paredes laterais 104, 107, 110) da peça, enquanto o centro (locais 101, 103) da amostra manteve a dimensão original dos microcapilares. Para locais (106, 109, 112) sem deformação, as imagens do microscópio óptico eram muito semelhantes àquelas antes da termoformação. A Tabela 4 apresenta a comparação do volume de microcapilares na cobertura entre antes e depois da termoformação para coberturas microcapilares de polipropileno com uma espessura de 30 mils reaquecido a uma temperatura de aquecimento de 220oC por 20 segundos. Especificamente, os microcapilares foram deformados ou colapsados em locais 102, 105, 108, 111, e eles se tornaram um pouco menores em locais 107 e 110. O percentual de volume de microcapilares na cobertura para todos os outros locais mostrou pouco desvio do que antes da termoformação. Table 4: Comparação do volume de microcapilar na cobertura (na FIG. 9) entre antes e depois da termoformação para coberturas microcapilares de polipropileno com uma espessura de 30 mils reaquecida em 220 oC por 20 segundos.

[0064] Além disso, investigamos a termoformabilidade de coberturas microcapilares de polipropileno com uma espessura menor, mas com um tamanho microcapilar maior. A cobertura microcapilar de polipropileno foi selecionada com uma espessura de 19 mils e uma porcentagem de volume de microcapilares na cobertura de 36,3% antes da termoformação. Para otimizar as condições de termoformação, a temperatura do aquecedor de IV foi fixada em 220 oC e o tempo de reaquecimento variou de 10 a 30 segundos. Verificou-se que pequenas rachaduras brancas foram exibidas em um tempo de reaquecimento de 10 segundos, indicativo de temperatura de cobertura insuficiente para termoformação. No entanto, amostras com superfícies lisas foram preparadas quando o tempo de reaquecimento foi superior a 15 segundos. As imagens de microscópio óptico na Tabela 5 demonstram claramente que os microcapilares podem ser bem retidos nas peças termoformadas na faixa de tempos de reaquecimento investigados. Deve-se notar que todas as amostras foram termoformadas sob a pressão de termoformação de 20 bar. Tabela 5: Observações experimentais e imagens de microscópio óptico para termoformação de coberturas microcapilares de polipropileno com espessura de 19 mils a uma pressão de 20 bars sob diferentes condições de reaquecimento.

[0065] Para investigar a mudança da dimensão microcapilar para as coberturas microcapilares de PP termoformadas com espessura de 19 mils, que foram preparadas a uma temperatura de 220 oC durante 20 segundos, 10 locais específicos foram selecionados, como mostrado na FIG. 10 (a). Em comparação com as coberturas microcapilares de PP de 19 mils antes da termoformação (FIG. 10 (b)), as peças termoformadas (FIG. 10 (c)) exibiram bons tamanhos microcapilares em locais 201, 203, 206, 208, 209, ae grande deformação ou colapso em locais 202, 204, 205, 207, 210. Esta observação pode ser ainda confirmada pelo percentual volumétrico de microcapilares nas coberturas indicadas na Tabela 6. Os dados da Tabela 6 demonstram que as porcentagens de volume de microcapilares na cobertura de locais 201 e 209 são ligeiramente mais baixas do que antes da termoformação, o que pode ser devido à temperatura relativamente mais alta no centro da cobertura reaquecida por infravermelho.

[0066] Resumindo, a temperatura das coberturas para a termoformação de coberturas microcapilares PP-222 deve variar entre a temperatura de deflexão (112°C) e a temperatura de fusão (160°C) do PP-222). A temperatura de termoformação preferida para a cobertura microcapilar PP-222 é uma temperatura entre 115 e 140°C. Table 6: Comparação do volume de microcapilar na cobertura (na FIG. 10) entre antes e depois da termoformação para coberturas microcapilares de polipropileno com uma espessura de 19 mils reaquecida em 220 oC por 20 segundos.

Exemplo 4: Amostras termoformadas de cobertura microcapilar de LDPE.

[0067] A termoformabilidade de coberturas microcapilares de LDPE com espessura de 30 mils foi avaliada. Como mostrado na Tabela 7, a temperatura do aquecedor de IR foi variada de 200 oC a 220 oC com diferentes tempos de aquecimento. Em uma temperatura de aquecedor de 200 oC, a cobertura microcapilar de LDPE não conseguiu replicar completamente o molde com um tempo de reaquecimento de 20 segundos, embora a superfície de cobertura fosse lisa. A extensão do tempo de reaquecimento para 30 segundos resultou no menor tamanho microcapilar. Quando as amostras foram reaquecidas a uma temperatura de aquecimento de 220 oC por um curto período de tempo (por exemplo, 10 segundos), a peça não foi perfeitamente moldada. Como o tempo de reaquecimento foi aumentado para 20 segundos, as peças poderiam ser feitas com sucesso. O aumento adicional no tempo de reaquecimento levou a uma grande deformação nos microcapilares.

[0068] Tabela 7: Observações experimentais e imagens de microscópio óptico para termoformação de coberturas microcapilares de LDPE com espessura de 30 mils a uma pressão de 20 bars sob diferentes condições de reaquecimento.

[0069] Em seguida, focamos na caracterização da peça termoformada feita a uma temperatura de aquecimento de 200 oC durante 20 segundos por microscopia ótica, como indicado na FIG. 11 A FIG. 11 (b) é uma imagem microscópica óptica antes da termoformação. A FIG. 11 (c) são imagens microscópicas ópticas em diferentes locais da amostra termoformada, como indicado na FIG. 11 (a). Grande deformação ocorreu nos pontos de borda (302, 305, 308, 311), enquanto a maioria dos microcapilares ainda existia em outros locais. No entanto, a redução no tamanho dos microcapilares foi mais significativa para as coberturas microcapilares de LDPE, quando comparadas às coberturas microcapilares de polipropileno com a mesma espessura. Pode-se observar na Tabela 8 que o percentual volumétrico de microcapilares na cobertura antes da termoformação foi de 19%, e foi significativamente reduzido para 13,5%, 14,4% e 14,0% em locais 301, 303, e 312, respectivamente. Isso ocorreu devido à maior temperatura de reaquecimento no centro da amostra. Uma pequena alteração da dimensão microcapilar foi observada em locais 303, 304, 307. Os locais 306 e 309 basicamente conseguiram manter seus tamanhos.

[0070] Table 8: Comparação do volume de microcapilar na cobertura (na FIG. 11) entre antes e depois da termoformação para coberturas microcapilares de LDPE com uma espessura de 30 mils reaquecida em 220 oC por 20 segundos.

[0071] Resumindo, a temperatura da cobertura para termoformação desta cobertura microcapilar de LDPE misturada deve ser inferior à temperatura de fusão (112,8°C) de LDPE-751A. A temperatura de termoformação preferida para as coberturas microcapilares de LDPE é de 85-100°C.

[0072] Deverá ser evidente para aqueles versados na técnica que várias modificações podem ser feitas às modalidades descritas sem se afastar do espírito e do escopo da matéria reivindicada. Assim, pretende-se que o relatório descritivo cubra modificações e variações das modalidades descritas, desde que essas modificações e variações estejam dentro do escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes.

Claims

1. Cobertura microcapilar termoformada, caracterizada pelo fato de ser preparada por um processo que compreende as etapas de: (a) proporcionar uma cobertura termoplástica compreendendo um material termoplástico, em que a cobertura termoplástica compreende pelo menos um ou mais canais microcapilares dispostos na mesma, pelo menos um ou mais canais microcapilares tendo um volume inicial com base num volume total da cobertura termoplástica; e (b) aquecer a cobertura termoplástica até uma temperatura na qual o material termoplástico seja deformável para formar uma camada microcapilar termoformada com pelo menos um ou mais canais microcapilares dispostos, pelo menos um ou mais canais microcapilares tendo um volume final baseado em um volume total da cobertura microcapilar termoformada; em que o volume final de pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura microcapilar termoformada é pelo menos cerca de 10 por cento do volume inicial de pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura termoplástica.

2. Cobertura microcapilar termoformada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o material termoplástico compreender poliolefinas, copolímeros de olefina ou misturas destes.

3. Cobertura microcapilar termoformada, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de as poliolefinas serem selecionadas do grupo que consiste em polipropileno, polietileno, ou misturas destes.

4. Cobertura microcapilar termoformada, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de a cobertura termoplástica ser aquecida a uma temperatura que é maior do que a temperatura de deflexão e até à temperatura de fusão das poliolefinas.

5. Cobertura microcapilar termoformada, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de a cobertura termoplástica ser aquecida a uma temperatura que é maior do que a temperatura de fusão das poliolefinas.

6. Cobertura microcapilar termoformada, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de o material termoplástico compreender um polímero amorfo.

7. Cobertura microcapilar termoformada, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de a cobertura termoplástica ser aquecida acima da temperatura de transição vítrea do polímero amorfo.

8. Cobertura microcapilar termoformada, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de os copolímeros de olefina serem selecionados do grupo que consiste em copolímeros de etileno-propileno, copolímeros de etileno-buteno, copolímeros de etileno-hexeno, copolímeros de etileno-octeno, copolímeros de etileno-metacrilato, copolímero de etileno-acetato de vinil copolímeros e misturas destes.

9. Cobertura microcapilar termoformada, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de o polietileno ter um índice de fusão na faixa de 0,1 a 500 g/10 minutos quando medido a 190° C e 2,16 Kg de acordo com ASTM D1238.

10. Cobertura microcapilar termoformada, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de o polipropileno ter um índice de fusão na faixa de 0,1 a 500 g/10 minutos quando medido a 230° C e 2,16 Kg de acordo com ASTM D1238.

11. Cobertura microcapilar termoformada, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o volume final de pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura microcapilar termoformada, com base num volume total das coberturas microcapilares termoformadas, é pelo menos cerca de 10 por cento do volume inicial de pelo menos um ou mais canais microcapilares da cobertura termoplástica, com base num volume total da cobertura microcapilar termoplástica.

12. Cobertura microcapilar termoformada, de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de um ou mais canais microcapilares compreendem de 5 por cento a 80 por cento em volume do volume total da cobertura microcapilar termoformada.

13. Cobertura microcapilar termoformada, caracterizada pelo fato de ser preparada pelo processo como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 12, em que os canais microcapilares são preenchidos com ar ou outros gases inertes.

14. Estrutura de múltiplas camadas, caracterizada pelo fato de compreender a cobertura microcapilar termoformada como definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 13.

15. Artigo, caracterizado pelo fato de compreender a cobertura microcapilar termoformada como definida em qualquer uma das reivindicações de 1 a 13.