BR112020002640A2

BR112020002640A2 - composições adesivas à base de água e métodos para produção das mesmas

Info

Publication number: BR112020002640A2
Application number: BR112020002640-9A
Authority: BR
Inventors: Vincenzo D'Ignoti; Pierluigi Pisoni; Marco Frasconi
Original assignee: Rohm And Haas Company
Priority date: 2017-08-08
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2020-08-04
Also published as: BR112020002640B1; US20200199417A1; MX2020001474A; BR112020002640B8; AR112514A1; CN111133071A; CN111133071B; TW201910468A; JP2020530058A; EP3665235A1; US11639452B2; WO2019032218A1; RU2020108530A; EP3665235B1; JP7208973B2; RU2020108530A3

Abstract

Trata-se de composições adesivas acrílicas à base de água que compreendem (A) uma emulsão acrílica que compreende uma partícula de copolímero acrílico dispersa em meio aquoso, (B) um agente de reticulação que compreende um isocianato alifático hidrofílico e (C) um composto de silano incorporado ao agente de reticulação (B). Em algumas modalidades, o composto de silano (C) incorporado ao agente de reticulação (B) é selecionado a partir do grupo que consiste em (3-glicidiloxipropil)trimetoxissilano, isocianato de 3-(trietetoxissilil)propila e combinações dos mesmos. Também são divulgados métodos para preparar composições adesivas acrílicas à base de água. São ainda divulgados métodos para preparar uma estrutura laminada adequada para uso em um artigo de embalagem flexível de alimentos. Também são divulgados artigos de embalagem flexível que incluem as composições adesivas acrílicas à base de água divulgadas.

Description

“COMPOSIÇÕES ADESIVAS À BASE DE ÁGUA E MÉTODOS PARA PRODUÇÃO DAS MESMAS” REFERÊNCIA A PEDIDOS RELACIONADOS

[1] O presente pedido reivindica o benefício do pedido italiano nº 102017000091909, depositado em 08 de agosto de 2017.

CAMPO DA DIVULGAÇÃO

[2] A presente divulgação se refere a composições adesivas à base de água. Mais particularmente, a divulgação se refere a composições adesivas acrílicas à base de água. Em algumas modalidades, as composições adesivas acrílicas à base de água são adequadas para uso em, por exemplo, estruturas laminadas utilizadas em aplicações de embalagens de alimentos inflexíveis. As composições adesivas acrílicas à base de água fornecem estruturas laminadas com propriedades químicas e térmicas aprimoradas. A divulgação se refere ainda a métodos de fabricação de tais composições adesivas acrílicas à base de água e embalagens flexíveis de alimentos compreendendo as composições adesivas acrílicas à base de água.

ANTECEDENTES E SUMÁRIO DA DIVULGAÇÃO

[3] As composições adesivas são úteis para uma ampla variedade de propósitos. Por exemplo, alguns adesivos são usados para aderir camadas de substratos, formando assim estruturas laminadas que compreendem duas ou mais camadas de substrato. Adesivos de laminação de embalagens flexíveis são aplicados entre filmes de laminação para embalagens de alimentos, produtos farmacêuticos e consumíveis industriais. Os adesivos de laminação podem ser classificados geralmente em três categorias: (1) adesivos de laminação à base de solvente, (2) adesivos de laminação sem solvente e (3) adesivos de laminação à base de água. Dentro da categoria à base de solvente, os adesivos à base de solvente têm sido amplamente usados para se obter relativamente boa resistência ao calor, à umidade e a produtos químicos. Como resultado, o mercado atual de adesivos de laminação para aplicações de alto desempenho (por exemplo, retorta, fervura em saco, etc.) foi dominado por produtos à base de solvente. No entanto, nos últimos anos, o desejo de reduzir as emissões de solventes químicos e melhorar a facilidade de manuseio impulsionou a demanda por melhores sistemas sem solventes e à base de água.

[4] Dentro da categoria à base de água, os adesivos podem ser à base de acrílico, à base de poliuretano ou à base de epóxi, de uma perspectiva química. Os produtos comerciais à base de acrílico disponíveis no mercado são tipicamente sistemas de um ou dois componentes, baseados em polímeros acrílicos. No entanto, esses sistemas acrílicos tradicionais geralmente são limitados ao uso em estruturas laminadas para uso em aplicações finais de baixo e médio desempenho. Ou seja, esses sistemas não exibem resistência térmica ou química suficiente para serem utilizados em estruturas laminadas para uso em aplicações finais de alto desempenho (por exemplo, retortas, fervura em saco, pasteurização, esterilização, etc.). Isto é particularmente verdade quando as estruturas laminadas a serem aderidas incluem uma ou mais camadas de folha de alumínio.

[5] Por conseguinte, são desejáveis composições adesivas acrílicas à base de água adequadas para uso em aplicações finais de alto desempenho.

[6] São divulgadas composições adesivas acrílicas à base de água que exibem maior resistência térmica e química, em relação aos adesivos acrílicos à base de água existentes, para uso em aplicações de uso final de alto desempenho. As composições adesivas acrílicas à base de água divulgadas geralmente incluem (A) uma emulsão acrílica com uma partícula de copolímero acrílico dispersa em meio aquoso, (B) um agente de reticulação incluindo um isocianato alifático hidrofílico e (C) um composto de silano incorporado ao agente de reticulação (B). Em algumas modalidades, o composto de silano (C) incorporado ao agente de reticulação (B) é selecionado a partir do grupo que consiste em (3-glicidiloxipropil)trimetoxissilano, 3-(trietoxissilil)propil isocianato e suas combinações. Em algumas modalidades, a razão em peso da emulsão acrílica (A) para o agente de reticulação (B) e o composto de silano (C), ou seja, A = B + C , é de 100:1 a 100:10.

[7] Métodos para preparar composições adesivas acrílicas à base de água são também divulgados. Em algumas modalidades, os métodos incluem fornecer uma emulsão acrílica (A) com uma partícula de copolímero acrílico dispersa em um meio aquoso, que fornece um agente de reticulação (B) que inclui um isocianato alifático hidrofílico, incorporando um composto de silano (C) ao agente de reticulação (B) e misturar a emulsão acrílica (A) com o agente de reticulação (B) com o composto de silano (C) incorporado no mesmo, formando assim a composição adesiva acrílica à base de água.

[8] Os métodos para preparar uma estrutura laminada adequada para uso em um artigo de embalagem de alimentos flexível são ainda divulgados. Em algumas modalidades, os métodos incluem fornecer e uma composição adesiva acrílica à base de água fornecendo-se uma emulsão acrílica (A) com uma partícula de copolímero acrílico dispersa em meio aquoso, fornecendo-se um agente de reticulação (B) que inclui um isocianato alifático hidrofílico incorporando-se um composto de silano (C) ao agente de reticulação (B) e misturar a emulsão acrílica (A) com o agente de reticulação (B) com o composto de silano (C) incorporado no mesmo, formando assim uma composição adesiva acrílica à base de água. Os métodos incluem ainda a aplicação da composição adesiva acrílica à base de água na superfície de um primeiro substrato, colocando-se a composição adesiva acrílica à base de água na superfície do primeiro substrato em contato com a superfície de um segundo substrato e curando-se a composição adesiva acrílica à base de água, formando assim a estrutura laminada.

[9] Também são divulgados artigos flexíveis de embalagem de alimentos, incluindo as composições adesivas acrílicas à base de água divulgadas e feitas de acordo com os métodos divulgados.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA DIVULGAÇÃO

[10] Em algumas modalidades, as composições adesivas acrílicas à base de água divulgadas compreendem (A) uma emulsão acrílica compreendendo uma partícula de copolímero acrílico dispersa em meio aquoso, (B) um agente de reticulação compreendendo um isocianato alifático hidrofílico e (C) um composto de silano incorporado no agente de reticulação (B).

(A) EMULSÃO ACRÍLICA

[11] As emulsões acrílicas divulgadas podem ser formadas por quaisquer técnicas conhecidas de polimerização, como por polimerização em emulsão. Por exemplo, uma mistura monomérica pode ser dispersa por um meio aquoso juntamente com um tensoativo, formando assim uma emulsão monomérica aquosa. O tensoativo atua como um emulsificante e permite que gotículas da mistura monomérica, que é hidrofóbica, se formem pelo meio aquoso. Um iniciador é, então, introduzido na emulsão de monômero aquosa. O iniciador reage com a mistura monomérica dispersa pelo meio aquoso até que toda ou substancialmente toda a mistura monomérica seja polimerizada. Onde a mistura monomérica inclui monômeros à base de acrílico, o resultado final é uma emulsão acrílica que compreende uma dispersão de partículas de copolímero acrílico no meio aquoso, as partículas poliméricas compreendendo unidades constituintes, cada uma delas derivada de um monômero específico na mistura monomérica. Como usado aqui, "copolímero" refere-se a um polímero no qual dois ou mais tipos diferentes de monômeros são unidos na mesma cadeia polimérica (incluindo, por exemplo, terpolímeros, quaterpolímeros, etc.).

[12] Em algumas modalidades, a mistura monomérica compreende um monômero insaturado. Em algumas modalidades, o monômero insaturado é um monômero olefinicamente insaturado. Monômeros olefinicamente insaturados adequados incluem ésteres de ácidos carboxílicos monoetilenicamente insaturados com 3 a 24 átomos de carbono, em particular ésteres de ácido acrílico e metacrílico, incluindo acrilato de metila ("MA"), acrilato de etila ("EA"), acrilato de butila ("BA"), metacrilato de butila, acrilato de isobutila, metacrilato de isobutila, acrilato de 2-etil-hexila (“EHA”), acrilato de isoamila, metacrilato de isoamila, metacrilato de 2-etil-hexila, acrilato de iso-octila, metacrilato de iso-octila, acrilato de n-propila, acrilato de isopropila, metacrilato de metila (“MMA”), acrilato de decila, metacrilato de decila, acrilato de dodecila e metacrilato de dodecila. Ácidos mono- ou dicarboxílicos α,β- monoetilenicamente insaturados de 3 a 6 átomos de carbono, como ácido acrílico (“AA”), ácido metacrílico, ácido itacônico, ácido fumárico e ácido maleico e os anidridos dos ácidos dicarboxílicos mono-olefinicamente insaturados, como anidrido maleico e anidrido itacônico, também são adequados. Outros monômeros olefinicamente insaturados úteis são amidas, como acrilamida, metacrilamida, tetra-hidrofurfurilacrilamida, tetra-hidrofurfurilmetacrilamida, diacetonacrilamida, acrilatos e metacrilatos de hidroxialquila, tais como acrilato de 2-hidroxietila, metacrilato de 2-hidroxietila, acrilato de 4-hidroxibutila e metacrilato de 4-hidroxibutila e monômeros, como acrilato de 2-cetobutila, metacrilato de 2-cetobutila, N-vinilformamida, N-vinilpirrolidona, 2-metileno-1,3- dioxepano, 2-metileno-1,3-dioxolano, N-metil-2-metilenooxazolidina e 2- metileno-1,3-tioleno. Ainda outro monômero olefinicamente insaturado útil inclui etileno, propileno, isobutileno, butadieno, isopreno, éter vinil metílico, éter vinil isobutílico, vinilpiridina, éter vinil β-aminoetilílico, éter vinil aminopentilílico, metacrilato de terc-butilaminoetila, vinilaromáticos, como estireno ou metilestirenos e acetato de vinila ("VA").

[13] Exemplos comercialmente disponíveis de emulsões acrílicas adequadas para uso de acordo com esta divulgação incluem os vendidos pela The Dow Chemical Company sob o nome comercial ROBOND™, como ROBOND™ L-350.

(B) AGENTE DE RETICULAÇÃO

[14] Em algumas modalidades, o agente de reticulação (B) inclui um isocianato alifático. Conforme aqui utilizado, um "isocianato alifático" contém um radical isocianato ligado a um radical alifático que pode ser ligado a outros grupos alifáticos, um radical cicloalifático ou um anel aromático (radical). Isocianatos cicloalifáticos são um subconjunto de isocianatos alifáticos, em que a cadeia química é estruturada em anel. Em algumas modalidades, o agente de reticulação (B) inclui um isocianato alifático hidrofílico.

[15] Os isocianatos alifáticos adequados possuem 3 a 18 átomos de carbono no resíduo de alquileno linear ou ramificado ou no resíduo de cicloalquileno. Os isocianatos alifáticos adequados incluem, mas não estão limitados a, di-isocianato de ciclo-hexano, di-isocianato de metilciclo-hexano, di- isocianato de etilciclo-hexano, di-isocianato de propilciclo-hexano, di-isocianato de metildietilciclo-hexano, di-isocianato de propano, di-isocianato de butano, di- isocianato de pentano, di-isocianato de hexano, di-isocianato de heptano, di- isocianato de octano, di-isocianato de nonano, tri-isocianato de nonano, como di-isocianato de 4-isocianatometil-1,8-octano (“TIN”), di- e tri-isocianato de decano, di- e tri-isocianato de undecano e di- e tri-isocianato de dodecano, di- isocianato de isoforona (“IPDI”), di-isocianato de hexametileno (“HDI”), di- isocianatodiciclo-hexilmetano (“H12MDI”), di-isocianato de 2-metilpentano (“MPDI”), di-isocianato de 2,2,4-trimetil-hexametileno/di-isocianato de 2,4,4- trimetil-hexametileno (“TMDI”), di-isocianato de norbornano (“NBDI”), di- isocianato de xilileno (“XDI”), di-isocianato de tetrametilxilileno e dímeros, trímeros e misturas de dois ou mais dos mesmos. Os isocianatos adicionais adequados para uso de acordo com esta divulgação incluem, porém, sem limitação, 1,3-di-isocianato de 4-metil-ciclo-hexano, di-isocianato de 2-butil-2- etilpentametileno, isocianato de 3(4)-isocianatometil-1-metilciclo-hexila,

isocianato de 2-isocianatopropilciclo-hexila, di-isocianato de 2,4’- metilenobis(ciclo-hexila), 1,4-di-isocianato-4-metil-pentano e misturas dos mesmos.

[16] Em algumas modalidades, o agente de reticulação (B) representa de 90 a 96 por cento em peso do peso total do agente de reticulação (B) e do composto de silano (C), ou de 92 a 94 por cento em peso do peso total do agente de reticulação (B) e do composto de silano (C), ou 93 por cento em peso do peso total do agente de reticulação (B) e do composto de silano (C).

(C) COMPOSTO DE SILANO

[17] Em algumas modalidades, o composto de silano (C) é um organossilano. Tais compostos possuem dois elementos notáveis: (1) uma fração orgânica não hidrolisável que interage com a matriz polimérica; e (2) um grupo hidrolisável que pode fornecer uma ligação entre substratos inorgânicos. Dada sua dupla reatividade, os organossilanos podem servir como pontes entre substratos inorgânicos, como metais, e um polímero. Onde um dos substratos em uma estrutura laminada inclui folha de alumínio, pensa-se que a incorporação do composto de silano (C) no agente de reticulação (B) forma ligações covalentes entre o adesivo acrílico (A) e o substrato da folha de alumínio. Ao mesmo tempo, a presença do agente de reticulação (B) melhora a dureza do sistema adesivo via reticulação.

[18] Em algumas modalidades, o composto de silano (C) incorporado no agente de reticulação (B) é um organossilano selecionado a partir do grupo que consiste em (3-glicidiloxipropil)trimetoxissilano, isocianato de 3- (trietoxissilil)propil e suas combinações.

[19] Em algumas modalidades, o composto de silano (C) representa de 4 a 10 por cento em peso do peso total do agente de reticulação (B) e do composto de silano (C), ou de 6 a 8 por cento em peso do peso total do agente de reticulação (B) e do composto de silano (C), ou 7 por cento em peso do peso total do agente de reticulação (B) e do composto de silano (C).

COMPOSIÇÕES ADESIVAS

[20] Em algumas modalidades, a razão de mistura, em peso, da emulsão acrílica (A) para o peso total do agente de reticulação (B) e do composto de silano (C), ou seja, A : B + C na composição adesiva acrílica à base de água é de 100:1 a 100:10 ou de 100:2 a 100:8 ou de 100:3 a 100:5 ou 100:4.

[21] Métodos para preparar composições adesivas acrílicas à base de água também são divulgados. Em algumas modalidades, os métodos incluem fornecer uma emulsão acrílica (A) compreendendo uma partícula copolimérica acrílica dispersa em meio aquoso, fornecer um agente de reticulação (B) compreendendo um isocianato alifático hidrofílico, incorporar um composto de silano (C) ao agente de reticulação (B) e misturar a emulsão acrílica (A) com o agente de reticulação (B) com o composto de silano (C) incorporado no mesmo, formando assim a composição adesiva acrílica à base de água.

[22] Métodos para preparar uma estrutura laminada adequada para uso em um artigo de embalagem de alimentos flexível são ainda divulgados. Em algumas modalidades, os métodos incluem fornecer uma composição adesiva acrílica à base de água, fornecendo-se uma emulsão acrílica (A) compreendendo uma partícula copolimérica acrílica dispersa em um meio aquoso, fornecer um agente de reticulação (B) compreendendo um isocianato alifático hidrofílico, incorporar um composto de silano (C) no agente de reticulação (B) e misturar a emulsão acrílica (A) com o agente de reticulação (B) com o composto de silano (C) incorporado no mesmo, formando assim uma composição adesiva acrílica à base de água. Os métodos incluem ainda aplicar a composição adesiva acrílica à base de água na superfície de um primeiro substrato e colocar a composição adesiva acrílica à base de água na superfície do primeiro substrato em contato com a superfície de um segundo substrato. Em algumas modalidades, o primeiro e o segundo substratos passam através de um dispositivo para aplicar pressão externa ao primeiro e ao segundo substratos, tal como o rolo de aperto. As disposições desses rolos em um aparelho de aplicação são geralmente conhecidas na técnica. O método inclui ainda curar, ou permitir curar, a composição adesiva acrílica à base de água, formando assim a estrutura laminada. A cura pode ocorrer a qualquer temperatura, por exemplo, da temperatura ambiente (ou seja, aproximadamente 25 °C) até 50 °C ou mais. Em algumas modalidades, o peso do revestimento dos adesivos aplicados aos substratos de filme é de 1 a 10 g/m².

[23] Substratos adequados na estrutura laminada incluem filmes como papel, pano tecido e não tecido, folha metálica, filmes poliméricos e filmes poliméricos revestidos com metal. Opcionalmente, alguns filmes têm uma superfície na qual uma imagem é impressa com tinta que pode estar em contato com a composição adesiva. Em algumas modalidades, o primeiro substrato e o segundo substrato são, cada um, selecionados a partir do grupo que consiste em polipropileno orientado, tereftalato de polietileno, nylon, polietileno, polipropileno fundido e folha de alumínio. Os substratos estão em camadas para formar uma estrutura laminada, sendo que uma composição adesiva de acordo com esta divulgação faz com que um ou mais dos substratos sejam aderidos um ao outro. Em algumas modalidades, o primeiro substrato e o segundo substrato são idênticos, enquanto, em outras modalidades, o primeiro substrato e o segundo substrato não são idênticos.

EXEMPLOS DA DIVULGAÇÃO

[24] A presente divulgação será agora descrita em maiores detalhes ao discutir-se sobre os Exemplos Ilustrativos (“IE”) e os Exemplos Comparativos (“CE”) (coletivamente, “os Exemplos”). Contudo, o escopo da presente divulgação não está, obviamente, limitado aos Exemplos.

[25] As matérias-primas identificadas na Tabela 1 são usadas, juntamente com outros materiais, na preparação dos Exemplos.

TABELA 1: MATÉRIAS-PRIMAS PERTINENTES Material Descrição geral Fornecedor Isocianato alifático hidrofilítico com uma viscosidade de 2.500 a 5.500 BAYDUR™ 304 Covestro mPa.s, medido de acordo com a AFP-1002 (3-glicidiloxipropil) Número CAS 2530-83-8, Momentive trimetoxissilano organossilano Isocianato de 3- Número CAS 24801-88-5, Momentive (trietetoxissilil) propila organossilano Emulsão acrílica à base de água The Dow ROBOND™ L-350 com um teor de sólidos de Chemical aproximadamente 45% em peso Company Emulsão acrílica à base de água The Dow ROBOND™ L-300 com um teor de sólidos de Chemical aproximadamente 45% em peso Company PREPARAÇÃO DO EXEMPLO ILUSTRATIVO 1 (“IE1”)

[26] O IE1 é preparado da seguinte maneira: cerca de 480 gramas de CR-3 (96% p/p) são carregados em um reator de um litro equipado com um agitador aéreo e um termômetro, sob atmosfera de nitrogênio. O conteúdo do reator é aquecido com um banho de água a 50 °C e mantido sob agitação. 20 gramas de 3-glicidoxipropiltrimetoxissilano (4% p/p) são então adicionados ao reator. A mistura é deixada sob agitação até ficar homogênea. A mistura resultante é uma combinação de CR-3 e 3- glicidoxipropiltrimetoxissilano.

PREPARAÇÃO DO EXEMPLO ILUSTRATIVO 2 (“IE2”)

[27] O IE2 é preparado da seguinte maneira: cerca de 480 gramas de CR-3 (96% p/p) são carregados em um reator de um litro equipado com um agitador aéreo e um termômetro, sob atmosfera de nitrogênio. O conteúdo do reator é aquecido com um banho de água a 50 °C e mantido sob agitação. 20 gramas de isocianato de 3-(trietoxissilil)propila (4% p/p) são então adicionados ao reator. A mistura é deixada sob agitação até ficar homogênea. A mistura resultante é uma combinação de CR-3 e isocianato de 3- (trietetoxissilil)propila.

PREPARAÇÃO DO EXEMPLO ILUSTRATIVO 3 (“IE3”)

[28] O IE2 é preparado da seguinte maneira: cerca de 450 gramas de CR-3 (90% p/p) são carregados em um reator de um litro equipado com um agitador aéreo e um termômetro, sob atmosfera de nitrogênio. O conteúdo do reator é aquecido com um banho de água a 50 °C e mantido sob agitação. 50 gramas de isocianato de 3-(trietoxissilil)propila (10% p/p) são então adicionados ao reator. A mistura é deixada sob agitação até ficar homogênea. A mistura resultante é uma combinação de CR-3 e isocianato de 3- (trietetoxissilil)propila.

PREPARAÇÃO DE ADESIVOS

[29] Cada um dos IE1, IE2 e IE3 é misturado com o ROBOND™ L-350 na razão de mistura (em peso) indicada na Tabela 2 e/ou na Tabela 3 para formar as composições adesivas acrílicas à base de água usadas nas estruturas laminadas dos Exemplos. Exemplos comparativos CE1 e CE2 incluem composições adesivas que são uma mistura de CR-3 e ROBOND™ L- 350 na razão da mistura (em peso) indicada na Tabela 2 e Tabela 3. Os exemplos comparativos não contêm nenhum composto de silano.

TESTE DE DESEMPENHO

[30] O teste é realizado em estruturas laminadas compreendendo camadas de poliéster ("PET")//folha de alumínio ("ALU")//polietileno ("PE") e camadas de PET//ALU//polipropileno fundido ("CPP"). Os testes de desempenho são realizados usando-se um laminador LABO COMBI™ 400, disponível comercialmente junto à Nordmeccanica. As condições do laminador são as seguintes: temperatura adesiva da temperatura ambiente (~ 25 °C), temperatura de aperto de 60 °C, velocidade da máquina de 30 m/min, temperaturas de secagem de 75-85-95 °C, teor de sólidos adesivos aplicados de 45% em peso, revestimento de peso de 2 a 5 g/m². Para as estruturas laminadas, incluindo um filme de CPP, o filme de CPP é tratado em coroa.

[31] As forças de união para as amostras de teste são testadas cortando-se pedaços de amostra com largura exata de 15 mm e comprimento de aproximadamente 250 mm. As duas bordas da amostra estão presas nos grampos de um Instron. A peça livre é então mantida a 90° em relação à direção de deslizamento. O resultado do teste é a força média necessária para separar cada filme. O resultado final é a média das amostras analisadas. Se um ou mais filmes quebrarem, o resultado será o pico máximo antes da quebra do material.

[32] A resistência de união após tratamentos térmicos é geralmente medida seguindo o procedimento indicado acima. Normalmente, as amostras de teste são provenientes de bolsas produzidas com os laminados em teste e testadas em autoclave após o preenchimento com diferentes materiais, de acordo com o uso final do acoplamento. Os materiais mais usados para encher as bolsas são água, serragem úmida e misturas de alimentos agressivos, mas outros materiais podem ser utilizados de acordo com as aplicações finais dos laminados em questão.

[33] Após o tratamento térmico, é realizada uma avaliação visual da aparência das bolsas para se observar a presença de delaminação, canais e bolhas antes de prosseguir com a medição da força de união.

[34] A Tabela 2 detalha os resultados de desempenho dos testes realizados em estruturas laminadas PET//ALU//CPP.

A resistência da união é analisada em intervalos de um e sete dias, bem como em condições de retorta.

Para se entender melhor o comportamento do adesivo, os modos de falha são indicados na Tabela 2, como “a” indicando adesivo presente, “t” indicando rasgo do filme, “c” indicando separação adesiva coesa. "Adesivo presente" indica que, após medir a força da união, o adesivo pode ter maior afinidade com um dos filmes da estrutura laminada.

A título de exemplo, se a estrutura laminada for PET//PE, e após medir a força da união, o indicador for “um PE", isso indica que o adesivo permaneceu no filme de PE após a delaminação para a medição da união. “Rasgo do filme” indica que o valor da força da união é tão alto que o adesivo é capaz de quebrar o filme. "Divisão adesiva coesa" indica que o adesivo tem afinidade com os dois filmes.

Ou seja, a adesão do adesivo aos filmes é muito alta, e uma vez que a estrutura do laminado é rasgada, o adesivo exibe um comportamento coeso.

TABELA 2: DADOS DE DESEMPENHO DOS ENSAIOS DE LAMINAÇÃO (PET//ALU//CPP)

Componentes Força de Ligação (N/15 Exe Tratamento térmico adesivos/proporç mm) mplo ão da mistura 121 °C 30 134 °C 30 1 dia 7 dias (peso) min min ROBOND™ L- 1,9 a.

PET 2,7 a.

PET 4,3 t.

PET 4 t.

PET CE1 350 e CR3/100:2 1,8 a.

CPP 2,4 a.

CPP 2,6 a.

ALU 3,1 a.

ALU ROBOND™ L- 3,8 t.

PET 2,2 a.

PET 2,3 a.

PET 4,0 t.

PET IE4 350 e (CR3 + 4,4 a. 2,4 a.

CPP 5,8 a.

CPP 4,5 a. coeso IE1)/100:4 coeso ROBOND™ L- 2,7 a.

PET 3,2 a.

PET 4,6 t.

PET 2,6 t.

PET IE5 350 e (CR3 + 2,6 a.

CPP 4,8 a.

CPP 4,0 a.

CPP 4,0 a. coeso IE2)/100:4

ROBOND™ L- 3,1 a. PET 3,5 a. PET 4,0 t. PET 2,6 t. PET IE6 350 e (CR3 + 2,7 a. CPP 5,8 a. CPP 4,1 a. CPP 7,8 t. ALU IE3)/100:4 a: adesivo presente t: rasgo de filme c: divisão adesiva coesa

[35] Como ilustrado na Tabela 2, IE4, IE5 e IE6, cada um contendo CR3 com um composto de silano incorporado no mesmo, geralmente exibe melhor força de união em comparação com CE1. Em particular, os valores de força de união obtidos incorporando-se 10% em peso de isocianato de 3- (trietoxissilil)propila em CR3 (IE3) são mais elevadas na condição mais forte (134 °C durante 30 minutos).

[36] A Tabela 3 detalha os resultados de desempenho dos testes realizados em estruturas laminadas PET//ALU//PE. Como nas estruturas laminadas PET//ALU//CPP, a resistência da união é analisada em intervalos de um e sete dias, bem como em condições de retorta. As condições de retorta são geralmente de 121 a 134 °C em intervalos de 20, 30 ou 50 minutos. As condições de pasteurização são tipicamente 95 °C por 20, 30 ou 50 minutos ou até 2 horas. TABELA 3: DADOS DE DESEMPENHO DOS ENSAIOS DE LAMINAÇÃO (PET//ALU//PE) Exe Componentes Força de Ligação (N/15 Tratamento mplo adesivos/proporção mm) térmico da mistura (peso) 1 dia 7 dias 95 °C 30 min ROBOND™ L-350 e 2,1 a. PET 2,4 a. PET 3,4 t. PET CE2 CR3/100:2 1,6 a. PE 1,7 a. PE 3,0 a. PE ROBOND™ L-350 e 1,9 a. PET 2,6 a. PET 3,8 t. PET IE7 (CR3 + IE1)/100:4 2,0 a. PE 2,2 a. PE 5,0 a. PE

ROBOND™ L-350 e 2,7 a. PET 3,2 a. PET 2,5 t. PET IE8 (CR3 + IE2)/100:4 2,4 a. PE 2,4 a. PE 3,3 a. PE ROBOND™ L-350 e 3,1 a. PET 3,5 a. PET 3,1 t. PET IE9 (CR3 + IE3)/100:4 2,6 a. PE 2,5 a. PE 3,8 a. PE a: adesivo presente t: rasgo de filme

[37] Como ilustrado na Tabela 3, IE7, IE8 e IE9, cada um contendo CR3 com um composto de silano incorporado no mesmo, geralmente exibe melhor força de união em comparação com o CE2. Após tratamentos térmicos (95 °C por 30 minutos), o IE7, com CR3 com 4% em peso de (3- glicidiloxipropil)trimetoxissilano, mostra os melhores resultados.

[38] Além das modalidades descritas acima e das estabelecidas nos Exemplos, muitos exemplos de combinações específicas estão dentro do escopo da divulgação, alguns dos quais são descritos abaixo:

[39] Exemplo 1. Composição adesiva acrílica à base de água que compreende: (A) uma emulsão acrílica compreendendo uma partícula copolimérica acrílica dispersa em meio aquoso; (B) um agente de reticulação compreendendo um isocianato alifático hidrofílico; e (C) um composto de silano incorporado no agente de reticulação (B).

[40] Exemplo 2. A composição adesiva acrílica à base de água de qualquer Exemplo anterior ou posterior, em que a partícula copolimérica acrílica é o produto de polimerização em emulsão de uma mistura monomérica que compreende um monômero insaturado selecionado a partir do grupo que consiste em acrilato de metila, acrilato de etila, acrilato de butila, metacrilato de butila, acrilato de isobutila, acrilato de 2-etil-hexila, metacrilato de isobutila, acrilato de isoamila, metacrilato de isoamila, metacrilato de 2-etil- hexila, acrilato de iso-octila, metacrilato de iso-octila, acrilato de n-propila, acrilato de isopropila, metacrilato de metila, acrilato de decila, metacrilato de decila, acrilato de dodecila, metacrilato de dodecila, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacônico, ácido fumárico, ácido maleico, anidrido maleico, anidrido itacônico, acrilamida, metacrilamida, tetra-hidrofurfurilacrilamida, tetra- hidrofurfurilmetacrilamida, diacetonacrilamida, acrilato de 2-hidroxietila, metacrilato de 2-hidroxietila, acrilato de 4-hidroxibutila, metacrilato de 4- hidroxibutila, acrilato de 2-cetobutila, metacrilato de 2-cetobutila, N- vinilformamida, N-vinilpirrolidona, 2-metileno-1,3-dioxepano, 2-metileno-1,3- dioxolano, N-metil-2-metilenooxazolidina, 2-metileno-1,3-tioleno, etileno, propileno, isobutileno, butadieno, isopreno, éter vinil metílico, éter vinil isobutílico, vinilpiridina, éter vinil β-aminoetila, éter vinil aminopentílico, metacrilato de terc-butilaminoetílico, estireno, metilestireno, acetato de vinila e combinações dos mesmos.

[41] Exemplo 3. A composição adesiva acrílica à base de água de qualquer Exemplo anterior ou posterior, em que o composto de silano (C) representa de 4 a 10 por cento em peso do peso total do agente de reticulação (B) e do composto de silano (C).

[42] Exemplo 4. A composição adesiva acrílica à base de água de qualquer Exemplo anterior ou posterior, em que o composto de silano (C) representa de 6 a 8 por cento em peso do peso total do agente de reticulação (B) e do composto de silano (C).

[43] Exemplo 5. A composição adesiva acrílica à base de água de qualquer Exemplo anterior ou posterior, em que o composto de silano (C) é um silício orgânico.

[44] Exemplo 6. A composição adesiva acrílica à base de água de qualquer Exemplo anterior ou posterior, em que o composto de silano (C) é selecionado a partir do grupo que consiste em (3-

glicidiloxipropil)trimetoxissilano, isocianato de 3-(trietoxissilil)propila e combinações dos mesmos.

[45] Exemplo 7. A composição adesiva acrílica à base de água de qualquer Exemplo anterior ou posterior, em que o composto de silano (C) é (3-glicidiloxipropil)trimetoxissilano.

[46] Exemplo 8. A composição adesiva acrílica à base de água de qualquer Exemplo anterior ou posterior, em que o composto de silano (C) é isocianato de 3-(trietetoxissilil)propila.

[47] Exemplo 9. A composição adesiva acrílica à base de água de qualquer Exemplo anterior ou posterior, em que a razão em peso da emulsão acrílica (A) para o agente de reticulação (B) e o composto de silano (C) é de 100:1 a 100:10.

[48] Exemplo 10. A composição adesiva acrílica à base de água de qualquer Exemplo anterior ou posterior, em que a razão em peso da emulsão acrílica (A) para o agente de reticulação (B) e o composto de silano (C) é de 100:3 a 100:5.

[49] Exemplo 11. A composição adesiva acrílica à base de água de qualquer Exemplo anterior ou posterior, em que a razão em peso da emulsão acrílica (A) para o agente de reticulação (B) e o composto de silano (C) é 100:4.

[50] Exemplo 12. Método para preparar uma composição adesiva acrílica à base de água adequada para uso em um artigo flexível para embalagem de alimentos, em que o método compreende:

[51] fornecer uma emulsão acrílica (A) compreendendo uma partícula copolimérica acrílica dispersa em meio aquoso;

[52] fornecer um agente de reticulação (B) compreendendo um isocianato alifático hidrofílico;

[53] incorporar um composto de silano (C) no agente de reticulação; e

[54] misturar a emulsão acrílica (A) com o agente de reticulação (B) com o composto de silano (C) incorporado no mesmo, formando assim a composição adesiva acrílica à base de água.

[55] Exemplo 13. Método para preparar uma estrutura laminada adequada para uso em um artigo flexível para embalagem de alimentos, em que o método compreende:

[56] fornecer uma composição adesiva acrílica à base de água por:

[57] fornecer uma emulsão acrílica (A) compreendendo uma partícula copolimérica acrílica dispersa em meio aquoso;

[58] fornecer um agente de reticulação (B) compreendendo um isocianato alifático hidrofílico;

[59] incorporar um composto de silano (C) no agente de reticulação; e

[60] misturar a emulsão acrílica (A) com o agente de reticulação (B) com o composto de silano (C) incorporado no mesmo, formando assim uma composição adesiva acrílica à base de água;

[61] aplicar a composição de adesivo acrílico à base de água na superfície de um primeiro substrato;

[62] colocar a composição adesiva acrílica à base de água na superfície do primeiro substrato em contato com uma superfície do segundo substrato; e

[63] curar a composição adesiva acrílica à base de água, formando assim a estrutura laminada.

[64] Exemplo 14. O método de preparação de uma estrutura laminada adequada para utilização em uma aplicação de embalagem de alimentos flexível de qualquer um dos Exemplos anteriores ou posteriores, em que a mistura da emulsão acrílica (A) com o agente de reticulação (B) que tem a composto de silano (C) incorporado na mesma razão em peso de 100:1 a 100:10.

[65] Exemplo 15. O método de preparação de uma estrutura laminada adequada para uso em uma aplicação de embalagem de alimentos flexível de qualquer Exemplo anterior ou posterior, em que o primeiro substrato e o segundo substrato são, cada um, selecionados a partir do grupo que consiste em polipropileno orientado, tereftalato de polietileno, nylon, polietileno e polipropileno fundido.

[66] Exemplo 16. O método de preparação de uma estrutura laminada adequada para uso em uma aplicação de embalagem de alimentos flexível de qualquer Exemplo anterior ou posterior, em que o primeiro substrato e o segundo substrato não são idênticos.

[67] Exemplo 17. Artigo flexível para embalagem de alimentos que compreende a composição adesiva acrílica à base de água de qualquer Exemplo anterior ou posterior.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Composição adesiva acrílica à base de água caracterizada pelo fato de que compreende: (A) uma emulsão acrílica que compreende uma partícula de copolímero acrílico dispersa em meio aquoso; (B) um agente de reticulação que compreende um isocianato alifático hidrofílico; e (C) um composto de silano incorporado ao agente de reticulação (B).

2. Composição adesiva acrílica à base de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o composto de silano (C) é responsável por 4 a 10 por cento em peso do peso total do agente de reticulação (B) e do composto de silano (C).

3. Composição adesiva acrílica à base de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o composto de silano (C) é um organossilício.

4. Composição adesiva acrílica à base de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o composto de silano (C) é selecionado a partir do grupo que consiste em (3- glicidiloxipropil)trimetoxissilano, isocianato de 3-(trietoxissilil)propila e combinações dos mesmos.

5. Composição adesiva acrílica à base de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o composto de silano (C) é (3-glicidiloxipropil)trimetoxissilano.

6. Composição adesiva acrílica à base de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o composto de silano (C) é isocianato de 3-(trietoxissilil)propila.

7. Composição adesiva acrílica à base de água, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a razão em peso da emulsão acrílica (A) para o agente de reticulação (B) e o composto de silano (C) é de 100:1 a 100:10.

8. Método para preparar uma composição adesiva acrílica à base de água adequada para uso em um artigo de embalagem flexível de alimentos, em que o método é caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer uma emulsão acrílica (A) que compreende uma partícula de copolímero acrílico dispersa em meio aquoso; fornecer um agente de reticulação (B) que compreende um isocianato alifático hidrofílico; incorporar um composto de silano (C) ao agente de reticulação; e misturar a emulsão acrílica (A) com o agente de reticulação (B) com o composto de silano (C) incorporado ao mesmo, formando assim a composição adesiva acrílica à base de água.

9. Método para preparar uma estrutura laminada adequada para uso em um artigo de embalagem flexível de alimentos, em que o método é caracterizado pelo fato de que compreende: fornecer uma composição adesiva acrílica à base de água por: fornecer uma emulsão acrílica (A) que compreende uma partícula de copolímero acrílico dispersa em meio aquoso; fornecer um agente de reticulação (B) que compreende um isocianato alifático hidrofílico; incorporar um composto de silano (C) ao agente de reticulação; e misturar a emulsão acrílica (A) com o agente de reticulação (B) com o composto de silano (C) incorporado ao mesmo, formando assim uma composição adesiva acrílica à base de água; aplicar a composição adesiva acrílica à base de água na superfície de um primeiro substrato;

colocar a composição adesiva acrílica à base de água na superfície do primeiro substrato em contato com a superfície de um segundo substrato; e curar a composição adesiva acrílica à base de água, formando assim a estrutura laminada.