BR112020016468A2 - Método para produzir um substrato multicamada - Google Patents

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Roland BOCHNIA
Stefan Strenger
Rainer Bongers
Mario Eckers
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Henkel Ag & Co. Kgaa
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Abstract

a presente invenção refere-se a um método para a produção de um substrato multicamada, compreendendo o referido substrato um revestimento multifuncional, e ao uso do substrato produzido por este método.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTO- DO PARA PRODUZIR UM SUBSTRATO MULTICAMADA".
[001] A presente invenção refere-se a um método para a produ- ção de um substrato multicamada, compreendendo o referido substra- to um revestimento multifuncional e ao uso do substrato produzido por este método.
[002] A Internet como um canal de distribuição de mercadorias de todos os tipos, se tornou cada vez mais importante nos últimos anos. Roupas, aparelhos eletrônicos, computadores e calçados compõem a maior parte dos produtos vendidos pela Internet, porém eletrodomésti- cos, mobiliário e mobiliário de interior, além de produtos do dia a dia, tais como alimentos, itens de farmácia e artigos para animais de esti- mação, são cada vez mais comprados pela Internet. Para que as mer- cadorias cheguem ao cliente, é necessária não apenas logística com- plexa, mas também transporte seguro, para que mercadorias sensíveis ou frágeis cheguem ao cliente sem danos.
[003] Uma embalagem segura das mercadorias pode ser obtida, por exemplo, com a ajuda de material de embalagem adequado, em que o material de embalagem geralmente apresenta um tipo de esto- famento, que protege as mercadorias a serem transportadas. Um exemplo clássico de tal material de embalagem é uma folha de almo- fada de ar, ou seja, uma folha plástica, que apresenta bolsas preen- chidas com ar, por meio da qual as vibrações mecânicas podem ser amortecidas. No entanto, essas folhas de almofada de ar apresentam a desvantagem de serem geralmente feitas de plástico à base de pe- tróleo e sua produção e descarte estão associadas a grandes agres- sões ao meio ambiente. Esse problema é exacerbado em vista da crescente necessidade e do crescente desejo de sustentabilidade. Existe, portanto, a necessidade de materiais de embalagem alternati- vos que tenham as mesmas propriedades, mas que apresentem me-
lhor compatibilidade ao meio ambiente.
[004] O documento WO 2014/051876 descreve uma composição adesiva que é usada para produzir materiais de embalagem, a compo- sição adesiva tendo microesferas que têm um efeito isolante.
[005] O documento DE 20 2011109 020 descreve um corpo com- pósito que consiste em um substrato de suporte feito de fibras naturais e pelo menos uma camada de substrato ligada feita de um substrato flexível em forma de folha, que é completamente ligado a uma camada adesiva seca, em que a camada adesiva é produzida a partir de um adesivo espumoso aquecido.
[006] O documento WO 2010/129493 divulga um pacote de cor- respondência inflável que possui um revestimento inflável e um conec- tor através do qual o revestimento pode ser inflado.
[007] Os materiais descritos no estado da técnica geralmente são acessíveis apenas através de processos de produção complexos, em que a quantidade que pode ser produzida é limitada. Além disso, os materiais convencionais têm a desvantagem de terem um grande vo- lume devido à camada de almofada introduzida, o que pode causar altos custos, principalmente quando o material é transportado e arma- zenado.
[008] O objetivo da presente invenção é, portanto, fornecer um método que permita a produção de um material de embalagem que possa absorver choques mecânicos e possa ser facilmente armazena- do e transportado.
[009] Verificou-se surpreendentemente que este objeto é alcan- çado por um método para produzir um substrato multicamada que possui um revestimento multifuncional.
[0010] Um primeiro objetivo da presente invenção é, portanto, um método para a produção de um substrato multicamada compreenden- do as seguintes etapas:
a) fornecer um primeiro material, com uma primeira super- fície com pelo menos uma região de borda e pelo menos uma região interna delimitada pela região de borda; b) aplicar um material de revestimento à região interna da primeira superfície, em que o material de revestimento compreende micropartículas expansíveis; c) secar o material de revestimento; d) colocar em contato a primeira superfície do primeiro ma- terial com a superfície de um segundo material para formar o substrato multicamada, de modo que o material de revestimento esteja entre o primeiro material e o segundo material.
[0011] Surpreendentemente, verificou-se que desse modo, um substrato com um pequeno volume é acessível. O método de acordo com a invenção é ainda caracterizado por permitir que o substrato seja produzido em grandes quantidades e possa ser realizado sem a ne- cessidade de modificações complexas no dispositivo utilizado.
[0012] Em uma forma de concretização preferida, o primeiro mate- rial tem mais de uma região interna.
[0013] O material de revestimento é aplicado preferivelmente so- bre toda a superfície. Para os fins da presente invenção, isto deve ser entendido como aplicação de tal maneira que toda a região interna se- ja coberta com o material de revestimento. Para economizar custos e material, pode ser vantajoso aplicar o material de revestimento intermi- tentemente ou apenas parcialmente, para que a região interna não se- ja completamente coberta. Portanto, é preferida uma forma de comcre- tização alternativa, na qual o material de revestimento é parcialmente aplicado à região interna.
[0014] Em uma forma de concretização preferida, o contato do primeiro e do segundo material é feito usando um adesivo. O adesivo é aplicado, preferivelmente na região da borda da primeira superfície antes do contato do primeiro e do segundo material. O adesivo é, em particular, preferivelmente aplicado uniformemente ou continuamente na região da borda da primeira superfície, de modo que a região da borda seja completamente coberta com o adesivo. Surpreendentemen- te, verificou-se que a aderência composta dos materiais no substrato pode ser melhorada desta maneira sem que o desempenho do materi- al de revestimento seja prejudicado. As vantagens do método de acor- do com a invenção se desenvolvem plenamente quando é garantido que nenhum adesivo entre na região interna.
[0015] Em uma forma de concretização preferida do método de acordo com a invenção, o primeiro e o segundo material estão presen- tes na forma de folha contínuas. Em uma forma de concretização pre- ferida alternativa, o primeiro material é dividido em unidades individu- ais antes ou depois da aplicação do material de revestimento, que tem uma região de borda e uma região interna envolvida pela região de borda. Em uma concretização preferida alternativa, a divisão do pri- meiro material e a aplicação do material de revestimento na região in- terna ocorrem simultaneamente. Em termos de tecnologia de proces- so, o corte é combinado com a aplicação do material de revestimento e é preferivelmente realizado em uma etapa combinada.
[0016] Em uma forma de concretização preferida, o primeiro ma- terial é selecionado do grupo que consiste em material à base de celu- lose, plástico e metal. O primeiro material pode apresentar fibras sinté- ticas, por exemplo, para aumentar a estabilidade do material.
[0017] O primeiro material é, em particular, preferivelmente um material à base de celulose. Em particular, o primeiro material é sele- cionado do grupo que consiste em papel, papelão e papel revestido.
[0018] Em uma forma de concretização preferida, o segundo mate- rial é selecionado do grupo que consiste em material à base de celulo- se, plástico e metal. O segundo material pode apresentar fibras sinté-
ticas, por exemplo, para aumentar a estabilidade do material.
[0019] O segundo material é, em particular, preferivelmente um material à base de celulose. Em particular, o segundo material é sele- cionado do grupo que consiste em papel, papelão e papel revestido.
[0020] Em uma forma de concretização preferida, o primeiro e o segundo materiais são papel. O segundo material está, em particular preferivelmente presente na forma de uma folha contínua.
[0021] O método de acordo com a invenção é distinguido pelo seu controle rápido do processo, que permite que grandes quantidades do substrato de múltiplas camadas sejam produzidas em um curto espaço de tempo. Isso é obtido, entre outras coisas, pela coordenação cuida- dosa das propriedades dos materiais utilizados. Portanto, é preferida uma forma de concretização da presente invenção, na qual a seca- gem do material de revestimento é realizada a uma temperatura de 80 ° C ou menos, preferivelmente a uma temperatura de 40 ° C a 75 ° C. Surpreendentemente, verificou-se que a secagem rápida é alcançada nessas temperaturas sem que o desempenho do material de revesti- mento seja prejudicado, em que o rendimento do processo é aprimo- rado.
[0022] Os melhores resultados em termos de rendimento do pro- cesso foram alcançados quando um material de revestimento à base de polímero foi usado. Portanto, é preferida uma forma de concretiza- ção, na qual o material de revestimento é um material de revestimento à base de polímero que possui 10 a 40% em peso, preferivelmente 15 a 35% em peso de micropartículas expansíveis, respectivamente com base no peso total do material de revestimento. Surpreendentemente, verificou-se que esse material de revestimento pode ser aplicado em alta velocidade, mas ao mesmo tempo possui estabilidade suficiente para que não seja executado após a aplicação.
[0023] O material de revestimento utilizado no método de acordo com a invenção possui micropartículas expansíveis. As micropartículas apresentam preferivelmente um tamanho de partícula, expresso como um valor D50, de 5 a 18 μm, preferivelmente 10 a 17 μm, no estado não expandido.
[0024] As micropartículas expansíveis são, preferivelmente micro- partículas termicamente expansíveis, as quais têm preferivelmente a forma de esferas.
[0025] Em uma forma de concretização preferida do método de acordo com a invenção, o substrato de múltiplas camadas é transfor- mado em embalagem em uma etapa adicional. Essa implementação pode ocorrer, por exemplo, cortando e dobrando o substrato de múlti- plas camadas. A embalagem é preferivelmente um envelope, um saco de correio, uma sacola, uma sacola de transporte, uma mala ou uma caixa de papelão, em que o formato e tamanho são variáveis. Em uma forma de concretização particularmente preferida, a embalagem é uma sacola de correio.
[0026] Em uma forma de concretização preferida, o método de acordo com a invenção compreende uma etapa adicional na qual o substrato de múltiplas camadas é submetido a um tratamento para ex- pandir as micropartículas expansíveis.
[0027] Em uma forma de concretização preferida, a etapa de tra- tamento térmico segue a etapa d) do método de acordo com a inven- ção.
[0028] O método de acordo com a invenção permite a produção de um substrato, cujo volume pode ser aumentado por um tratamento térmico, em que esse tratamento térmico pode ser realizado indepen- dentemente do método de produção. Em uma forma de concretização preferida, o tratamento térmico é realizado separadamente das outras etapas do método em termos de tempo e/ou localização. Dessa forma, é possível transportar e armazenar o substrato no estado de um pe-
queno volume. O substrato atinge seu volume final como resultado do tratamento térmico, que faz com que as micropartículas do material de revestimento se expandam. O método de acordo com a invenção torna possível realizar o tratamento térmico apenas um pouco antes da utili- zação do substrato, o que não era possível com os métodos convenci- onais descritos no estado da técnica. Por exemplo, o substrato pode ser processado ainda posteriormente em uma mala postal, que ocupa pouco espaço devido ao pequeno volume e à pequena espessura. An- tes da mala postal ser usada, ela pode ser submetida a um tratamento térmico, pelo qual as micropartículas são expandidas e a mala postal desenvolve o efeito de amortecimento desejado. Dessa maneira, uma valiosa capacidade de armazenamento e transporte pode ser resguar- dada pelo método de acordo com a invenção.
[0029] O tratamento térmico é realizado, preferivelmente, a tempe- raturas de 85 ° C a 150 ° C, preferivelmente 90 a 140 ° C. Isso garante que as micropartículas se expandam completamente sem serem dani- ficadas e sem perder o efeito de absorção de choque.
[0030] A fim de alcançar a absorção ideal de influências mecâni- cas, provou ser vantajoso se as micropartículas no estado expandido tiverem um tamanho de partícula na faixa de 20 μm a 200 μm. Portan- to, é preferida uma forma de concretização em que as micropartículas no estado expandido apresentam um tamanho de partícula, expresso como um valor D50, de 20 μm a 200 μm, preferivelmente de 20 a 150 μm.
[0031] O tratamento térmico é preferivelmente realizado utilizando fontes de calor convencionais. O tratamento térmico é, em particular, preferivelmente realizado com radiação infravermelha e/ou ar quente.
[0032] O substrato multicamada produzido pelo método de acordo com a invenção é distinguido pelo seu volume flexível. Outro objetivo da presente invenção é, portanto, um substrato de múltiplas camadas que pode ser obtido pelo método de acordo com a invenção. O subs- trato de acordo com a invenção está de preferência na forma de uma folha contínua. Em uma forma de concretização alternativa preferida, o substrato de acordo com a invenção está na forma de uma embala- gem, preferivelmente na forma de um envelope, um sacode correio, uma sacola, uma sacola de transporte, uma mala ou uma caixa, o for- mato e o tamanho sendo variável.
[0033] O substrato de acordo com a invenção pode ser facilmente processado na embalagem. Outro objetivo é, portanto, um método pa- ra produzir uma embalagem utilizando um substrato de múltiplas ca- madas que foi produzido pelo método de acordo com a invenção, em que o substrato de múltiplas camadas é convertido em uma embala- gem por meio de corte e dobra.
[0034] Outro objetivo do presente pedido é uma embalagem que pode ser obtida de acordo com o método inventivo. A embalagem é preferivelmente um envelope, um saco de correio, uma sacola, uma sacola de transporte, uma mala ou uma caixa, em que o formato e o tamanho são variáveis.
[0035] A presente invenção deve ser explicada em mais detalhes com referência ao exemplo a seguir, que não deve de modo algum ser entendido como uma restrição do conceito inventivo.
[0036] Um material de revestimento adequado pode conter 30 a 70% em peso de dispersão de copolímero VAE (Vinamul® 3928), 5 a 15% em peso de dispersão de parafina (Michemlube® 743 PE), 15 a 30% em peso de micropartículas (Expancel® 031 WUF 40), 5 a 10% em peso de glicerol e, opcionalmente, até um % em peso de hidroxie- tilcelulose (MEHC, Natrosol® 250LR), em que as porcentagens em peso se referem ao peso total do material de revestimento e totalizam até 100% em peso %.
[0037] A Figura 1 mostra esquematicamente o primeiro material na forma de uma folha contínua, em que (1) denota a região de borda e (2) a região interna.
[0038] A Figura 2 mostra esquematicamente o primeiro material na forma de uma única unidade, em que (1) denota a região de borda e (2) a região interna.

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES
1. Método para produzir um substrato de múltiplas cama- das, caracterizado pelo fato de que ele compreende as seguintes eta- pas: a) fornecer um primeiro material, que apresenta uma pri- meira superfície com pelo menos uma região de borda e pelo menos uma região interna circundada pela região de borda; b) aplicar um material de revestimento à região interna da primeira superfície, em que o material de revestimento compreende micropartículas expansíveis; c) secar o material de revestimento; e d) colocar em contato da primeira superfície do primeiro material com uma superfície de um segundo material para formar o substrato multicamada, de modo que o material de revestimento esteja entre o primeiro material e o segundo material.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a colocação em contato na etapa d) é realizada usan- do um adesivo, em que o adesivo é aplicado preferivelmente continu- amente na região de borda do primeiro material.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracte- rizado pelo fato de que o material de revestimento é seco a uma tem- peratura de 80 ° C ou menos, preferivelmente a uma temperatura de 40 ° C a 75 ° C.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o material de revestimento é um material de revestimento à base de polímero que possui 10 a 40% em peso, preferivelmente de 15 a 35% em peso, de micropartículas expansíveis, respectivamente com base no peso total do material de revestimento.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que as micropartículas expansí- veis são micropartículas termicamente expansíveis.
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o substrato multicamada é convertido em embalagem em uma etapa adicional.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a embalagem é um envelope, um saco de correio, uma sacola, uma sacola de transporte, uma mala ou uma caixa de pa- pelão.
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o método compreende uma etapa adicional, na qual o substrato de múltiplas camadas é submeti- do a um tratamento para expandir as micropartículas expansíveis.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o tratamento é um tratamento térmico, que é preferi- velmente realizado a uma temperatura de 85 ° C a 150 ° C, em particu- lar preferivelmente de 90 ° C a 140 ° C.
10. Método, de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracte- rizado pelo fato de que o tratamento é realizado separadamente das outras etapas do método em termos de tempo e/ou localização.
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindica- ções anteriores, caracterizado pelo fato de que o tratamento é um tra- tamento térmico realizado com uso de fontes de calor convencionais, preferivelmente usando radiação infravermelha e/ou ar quente.
12. Substrato multicamada, caracterizado pelo fato de que ele pode ser obtido por um método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.
13. Substrato multicamada, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o substrato está na forma de uma folha contínua ou de uma embalagem.
14. Método para produzir uma embalagem, caracterizado pelo fato de que ele usa um substrato multicamada produzido por um método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, em que o substrato multicamada é convertido em embalagem ao ser cortado e dobrado.
15. Embalagem, caracterizada pelo fato de que ela é obtida por um método como definido na reivindicação 14.
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