BR112021005051A2 - pressure sensitive hot melt adhesive compositions - Google Patents
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- C09J2301/408—Additional features of adhesives in the form of films or foils characterized by the presence of essential components additives as essential feature of the adhesive layer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J2453/00—Presence of block copolymer
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Abstract
"COMPOSIÇÕES ADESIVAS DE FUSÃO A QUENTE SENSÍVEIS À PRESSÃO". A presente invenção refere-se à composição do alto conteúdo de base biológica das composições do adesivo de fusão a quente sensível à pressão, e o uso das mesmas. O alto conteúdo de base biológica das composições do adesivo de fusão a quente sensível à pressão, são baseados em plastificantes feitos de matéria prima alimentícia baseada renovável, tornando-as mais ambientalmente favorável. "PRESSURE-SENSITIVE HOT FUEL ADHESIVE COMPOSITIONS". The present invention relates to the composition of the high bio-based content of pressure sensitive hot melt adhesive compositions, and the use thereof. The high bio-based content of the pressure sensitive hot melt adhesive compositions are based on plasticizers made from renewable food based raw material, making them more environmentally friendly.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COM- POSIÇÕES ADESIVAS DE FUSÃO A QUENTE SENSÍVEIS À PRES- SÃO".Descriptive Report of the Patent of Invention for "PRESSURE-SENSITIVE ADHESIVE COMPOSITIONS OF HOT FUEL."
[001] A presente invenção refere-se à composição adesiva de fusão a quente sensível à pressão de conteúdo de base biológica alta e ao uso da mesma. As composições adesivas de fusão a quente sensíveis à pressão de conteúdo de base biológica alta, são baseadas em matéria prima alimentícia de base renovável, tornando-as ambien- talmente propícias (favoráveis).[001] The present invention relates to the pressure sensitive hot melt adhesive composition of high biobased content and the use thereof. The high bio-based content pressure sensitive hot melt adhesive compositions are based on renewable feedstock, making them environmentally friendly (favourable).
[002] Fusões a quente são geralmente compreendidas como sendo temperatura ambiente sólida, água e adesivos livres de solven- te, que são aplicados a partir do derretimento nas peças a ser coladas juntas, e, depois da montagem, fisicamente definidas pela solidificação na refrigeração. Na refrigeração, esses adesivos sensíveis à pressão permanecem pegajosos e aderentes, e com uma ligeira pressão de contato, aderem virtualmente a todos os substratos. O uso de adesivos de fusão a quente sensíveis à pressão (PSHMA), é amplamente usado em indústrias de etiquetas, fitas, gráfica, embalagem, automotiva, ele- trônica e médica.[002] Hot melts are generally understood to be solid room temperature, water and solvent-free adhesives, which are applied by melting the parts to be glued together, and, after assembly, physically defined by solidification in cooling . Upon refrigeration, these pressure-sensitive adhesives remain tacky and tacky, and with slight contact pressure, they adhere to virtually all substrates. The use of pressure sensitive hot melt adhesives (PSHMA) is widely used in the label, tape, graphics, packaging, automotive, electronics and medical industries.
[003] PSHMA (Adesivo de Fusão a Quente Sensível à Pressão) convencional é baseado em petroquímica, usando processos de ener- gia intensiva. Em adição, uma grande percentagem do petróleo é transportada de várias partes do mundo, que aumentam a pegada de carbono. Geralmente, muito poucos adesivos de matérias primas em fusão a quente, são feitos de recursos renováveis e, desse modo, têm um impacto negativo no ambiente. Além do mais, recursos renováveis selecionados para substituir o componente baseado em petroquímico, deve também ser um sistema mais eficiente em energia, e não impac-[003] Conventional PSHMA (Pressure Sensitive Hot Melt Adhesive) is based on petrochemicals, using energy-intensive processes. In addition, a large percentage of oil is transported from various parts of the world, which increases the carbon footprint. Generally, very few hot melt raw material adhesives are made from renewable resources and thus have a negative impact on the environment. In addition, selected renewable resources to replace the petrochemical-based component, should also be a more energy efficient, non-impact system.
tar negativamente a biodisponibilidade do alimento. Colheitas alta- mente aradas utilizam quantidades significativas de combustível, e desse modo, o Departamento de Energia dos Estados Unidos (U.S. Department of Energy) recomenda que tal recurso renovável seja usa- do como comida.negatively affect the bioavailability of the food. Highly plowed crops use significant amounts of fuel, and as such, the US Department of Energy (U.S. Department of Energy) recommends that such a renewable resource be used as food.
[004] Existe um desejo cada vez maior de reduzir a pegada de carbono e produzir produtos ambientalmente fortes. Para produtos recomendados como embalagens ambientalmente seguras, é desejá- vel que também contenham adesivos ambientalmente seguros na em- balagem. Um método de fazer um adesivo ambientalmente seguro é diminuir a pegada de carbono, formando uma PSHMA de conteúdo de recurso todo ou altamente renovável.[004] There is an increasing desire to reduce the carbon footprint and produce environmentally sound products. For products recommended as environmentally safe packaging, it is desirable that they also contain environmentally safe adhesives in the packaging. One method of making an environmentally safe adhesive is to reduce the carbon footprint by forming a PSHMA of full-resource or highly renewable content.
[005] Adesivo feito de conteúdo de recurso todo ou altamente re- no- vável tem seus desafios, variando da fase de separação, fragilida- de e instabilidade térmica, como documentado em U.S.P.N. 5,252,646, 5,312,850, 5,252,646 e 5,169,889. Colocando simplesmente, adesivos de base biológica não desempenham tão bem quanto adesivo basea- do em petróleo.[005] Adhesive made from full resource content or highly renewable has its challenges, ranging from phase separation, brittleness and thermal instability, as documented in U.S.P.N. 5,252,646, 5,312,850, 5,252,646 and 5,169,889. Simply put, bio-based adhesives do not perform as well as petroleum-based adhesives.
[006] Existe uma necessidade na técnica de fornecer adesivos de fusão a quente sensíveis à pressão, ambientalmente favorável (propícia), que tem propriedades similares ou melhores do que os adesivos baseados em petróleo. A atual invenção aborda isto.[006] There is a need in the art to provide environmentally friendly (friendly) pressure sensitive hot melt adhesives that have similar or better properties than petroleum-based adhesives. The current invention addresses this.
[007] A presente invenção refere-se às composições adesivas de fusão a quente sensíveis à pressão de conteúdo de alta base biológi- ca.[007] The present invention relates to pressure-sensitive hot melt adhesive compositions of high biological base content.
[008] Uma modalidade da invenção é dirigida a uma composição adesiva de fusão a quente, compreendendo um polímero, um agente de pegajosidade, um plastificante renovável epoxidado e, opcional- mente, um aditivo.[008] An embodiment of the invention is directed to a hot melt adhesive composition comprising a polymer, a tackifier, an epoxidized renewable plasticizer and, optionally, an additive.
[009] Outra modalidade da invenção é dirigida para uma compo- sição adesiva de fusão a quente sensível à pressão, compreendendo um polímero selecionado do grupo consistindo em (a) um polímero baseado em borra cha sintética, EVA, EnBA, copolímero em bloco de olefina, e misturas dos mesmos; (b) um agente de pegajosidade; (c) cerca de 1 a cerca de 30 % em peso de um plastificante renovável epoxidado; e (d) opcionalmente, um aditivo. A composição de adesivo é substancialmente livre de plastificante baseado em petróleo. O bio- conteúdo da composição adesiva é maior do que 60 %.[009] Another embodiment of the invention is directed to a pressure sensitive hot melt adhesive composition comprising a polymer selected from the group consisting of (a) a polymer based on synthetic rubber, EVA, EnBA, block copolymer of olefin, and mixtures thereof; (b) a tackifying agent; (c) about 1 to about 30% by weight of an epoxidized renewable plasticizer; and (d) optionally, an additive. The adhesive composition is substantially free of petroleum-based plasticizer. The bio-content of the adhesive composition is greater than 60%.
[010] Ainda em outra modalidade, a invenção é dirigida para uma composição de adesão de fusão a quente sensível à pressão, compreendendo um polímero selecionado do grupo consistindo em (a) um polímero baseado em borracha sintética, copolímero em bloco de olefina, e misturas dos mesmos; (b) um agente de pegajosidade; (c) cerca de 1 a cerca de 30 % em peso de um plastificante renovável epoxidado; e (d) opcionalmente, um aditivo. A composição de adesivo é substancialmente livre de qualquer óleo naftênico ou parafínico.[010] In yet another embodiment, the invention is directed to a pressure sensitive hot melt adhesion composition comprising a polymer selected from the group consisting of (a) a polymer based on synthetic rubber, block copolymer of olefin, and mixtures thereof; (b) a tackifying agent; (c) about 1 to about 30% by weight of an epoxidized renewable plasticizer; and (d) optionally, an additive. The adhesive composition is substantially free of any naphthenic or paraffinic oil.
[011] Em outra modalidade, a invenção é dirigida para uma composição de adesivo de fusão a quente, compreendendo um polímero, um agente de pegajosidade de base biológica, um plastificante de base biológica epoxidado, e opcionalmente, um aditivo. O conteúdo de base biológica do adesivo é maior do que 60%.[011] In another embodiment, the invention is directed to a hot melt adhesive composition comprising a polymer, a bio-based tackifier, an epoxidized bio-based plasticizer, and optionally, an additive. The biobased content of the adhesive is greater than 60%.
[012] A menos que de outra maneira definido, todos os termos técnicos e científicos usados aqui no presente têm o mesmo significado, como comumente entendido pela pessoa de conhecimento comum na técica. No caso de conflito, o presente documento, incluin- do definições, vai controlar. Métodos e materiais preferidos estão des- critos abaixo, se bem que métodos e materiais similares, ou equivalen- tes àqueles descritos aqui no presente, podem ser usados na prática ou teste da presente revelação. Todas as publicações, pedidos de pa- tente, patentes e outras referências mencionadas aqui no presente, estão incorporadas por referência em sua totalidade. Os materiais, mé- todos e exemplos revelados aqui no presente são ilustrativos somente, e não são destinados a ser limitantes.[012] Unless otherwise defined, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by the person of common knowledge in the technique. In case of conflict, this document, including definitions, will control. Preferred methods and materials are described below, although methods and materials similar or equivalent to those described herein may be used in the practice or testing of the present disclosure. All publications, patent applications, patents, and other references mentioned herein are hereby incorporated by reference in their entirety. The materials, methods, and examples disclosed herein are illustrative only, and are not intended to be limiting.
[013] Como usado no relatório descritivo e nas reivindicações, o termo "compreendendo" pode incluir as modalidades "consistindo em" e "consistindo essencialmente de." Os termos "compreende(m)," "abrange(m)," "tendo," "tem," "pode," "contém(êm)," e variantes dos mesmos, como usados aqui no presente, são destinados a ser frases transicionais ilimitadas (abertas), termos, ou palavras que requerem a presença dos ingredientes/etapas mencionadas, e permitem a presen- ça de outros ingredientes/etapas. Entretanto, tal descrição deve ser considerada como também descrevendo composições ou processos como "consistindo em" e "consistindo essencialmente em" ingredien- tes/etapas numeradas, que possibilitam a presença somente dos in- gredientes/etapas mencionadas, junto com quaisquer impurezas que podem resultar das mesmas, e exclui outros ingredientes/etapas.[013] As used in the specification and claims, the term "comprising" may include the terms "consisting of" and "consisting essentially of." The terms "comprise(s)," "comprise(s)," "having," "has," "may," "contains," and variants thereof, as used herein, are intended to be unlimited transitional (open) phrases, terms, or words that require the presence of the mentioned ingredients/steps, and allow the presence of other ingredients/steps. However, such a description should be considered as also describing compositions or processes as "consisting of" and "consisting essentially of" numbered ingredients/steps, which allow for the presence of only the mentioned ingredients/steps, along with any impurities that may result thereof, and excludes other ingredients/steps.
[014] Valores numéricos, no relatório descritivo e nas reivindica- ções deste pedido, particularmente quando eles se referem à políme- ros, composições de polímero ou composições adesivas, refletem va- lores médios para uma composição, que pode conter polímeros indivi- duais de características diferentes. Além disso, a menos que indicado ao contrário, os valores numéricos devem ser entendidos como inclu- indo valores numéricos que são os mesmos, quando reduzidos para o mesmo número de figuras significativas, e valores numéricos, que dife- rem do valor estabelecido por menos do que o erro experimental da técnica de medição convencional, do tipo descrito no presente pedido, para determinar o valor.[014] Numerical values in the specification and claims of this application, particularly when they refer to polymers, polymer compositions or adhesive compositions, reflect average values for a composition, which may contain individual polymers of different characteristics. Furthermore, unless otherwise indicated, numerical values are to be understood as including numerical values that are the same, when reduced to the same number of significant figures, and numerical values, which differ from the stated value by less. than the experimental error of the conventional measurement technique, of the type described in the present application, to determine the value.
[015] Todas as faixas divulgadas aqui no presente são inclusivas do ponto terminal mencionado, e independentemente combinável (por exemplo, a faixa "de 2 a 10" é inclusiva dos pontos terminais, 2 e 10, e todos os valores intermediários). Os pontos terminais das faixas e quaisquer valores divulgados aqui no presente, não são limitados à faixa ou valor preciso; eles são suficientemente imprecisos para incluir os valores aproximados essas faixas e/ou valores. Como usada aqui no presente, a linguagem parecida pode ser aplicada afim de modificar qualquer representação quantitativa, que pode variar sem resultar em uma mudança na função básica à qual ela é relacionada. Por conse- guinte, um valor modificado por um termo ou termos, tal como "cerca de," pode não ser limitado ao valor preciso especificado, em alguns casos. Em pelo menos alguns casos, a linguagem aproximada pode corresponder à precisão de um instrumento para medir o valor. O mo- dificador "cerca de" deve também ser considerado como revelando a faixa, definida pelos valores absolutos dos dois pontos terminais. Por exemplo, a expressão "de cerca de 2 a cerca de 4" também revela a faixa "de 2 a 4." O termo "cerca de" pode se referir à mais ou menos 10% do número indicado. Por exemplo, "cerca de 10%" pode indicar uma faixa de 9% a 11%, e "cerca de 1" pode significar de 0,9-1,1. Ou- tros significados de "cerca de" podem ser evidentes a partir do contex- to, tal como arredondando para, assim, por exemplo "cerca de 1" pode também significar 0,5 a 1,4.[015] All ranges disclosed herein are inclusive of the mentioned endpoint, and independently combinable (eg, the range "2 to 10" is inclusive of endpoints, 2 and 10, and all values in between). The range endpoints and any values disclosed herein are not limited to the precise range or value; they are inaccurate enough to include approximate values for these ranges and/or values. As used herein, similar language can be applied in order to modify any quantitative representation, which may vary without resulting in a change in the basic function to which it is related. Therefore, a value modified by a term or terms, such as "about," may not be limited to the precise value specified in some cases. In at least some cases, the approximate language can match the accuracy of an instrument to measure value. The modifier "about" must also be considered as revealing the range, defined by the absolute values of the two endpoints. For example, the expression "from about 2 to about 4" also reveals the range "from 2 to 4." The term "about" can refer to plus or minus 10% of the indicated number. For example, "about 10%" might indicate a range of 9% to 11%, and "about 1" might mean 0.9-1.1. Other meanings of "about" may be evident from the context, such as rounding to, thus, for example "about 1" can also mean 0.5 to 1.4.
[016] Como usados aqui no presente, os termos "adesivo sensível à pressão" ou "PSA," usados intercambiavelmente, se refere a um ma- terial viscoelástico que adere instantaneamente à maioria dos substra- tos, com uma aplicação de pressão leve, e permanece permanente- mente aderente.[016] As used herein, the terms "pressure sensitive adhesive" or "PSA," used interchangeably, refers to a viscoelastic material that instantly adheres to most substrates with an application of light pressure, and remains permanently adherent.
[017] Foi descoberto que os adesivos de fusão a quente sensí- veis à pressão, tendo um conteúdo de base biológica, têm similar ou melhor desempenho de adesivo do que o adesivo convencional base-[017] It has been found that pressure-sensitive hot melt adhesives, having a bio-based content, have similar or better adhesive performance than the conventional base-adhesive adhesive.
ado em petróleo.used in oil.
[018] A invenção é dirigida para uma composição de adesivo de fusão a quente compreendendo um polímero, um agente de pegajosi- dade, um plastificante renovável epoxidado, e opcionalmente, um adi- tivo. O conteúdo de base biológica do adesivo é maior do que 60%, com base no peso total do adesivo, preferivelmente maior do que 70%, mais preferivelmente maior do que 80%, e ainda maior do que 85%. Todo o percentual de peso de base biológica intervindo (interferindo) são previstos, até 100%.[018] The invention is directed to a hot melt adhesive composition comprising a polymer, a tackifier, an epoxidized renewable plasticizer, and optionally, an additive. The biobased content of the adhesive is greater than 60%, based on the total weight of the adhesive, preferably greater than 70%, more preferably greater than 80%, and even greater than 85%. All biological basis weight percentages intervening (interfering) are predicted, up to 100%.
[019] Polímeros de matéria prima alimentícia sintéticos e de base renovável, podem ser usados para formar a composição adesiva. Po- límeros particularmente preferidos, incluem polímero baseado em bor- racha sintético, EVA, EnBA, copolímero de olefina, e misturas dos mesmos. Polímero baseado em borracha sintética inclui SBS, SIS, SEBS e misturas dos mesmos. Copolímeros de olefina em bloco inclu- em metaloceno catalizado, blocos alternados de copolímeros de olefi- na de segmentos duros (altamente rígidos) e moles (altamente elas- toméricos).[019] Synthetic feedstock polymers and renewable base, can be used to form the adhesive composition. Particularly preferred polymers include synthetic rubber-based polymer, EVA, EnBA, olefin copolymer, and mixtures thereof. Synthetic rubber based polymer includes SBS, SIS, SEBS and mixtures thereof. Block olefin copolymers include metallocene catalyzed, alternating blocks of hard (highly rigid) and soft (highly elastomeric) segment olefin copolymers.
[020] Em outra modalidade, o polímero é feito de uma matéria prima alimentícia de base renovável. Polímeros feitos de proteínas de soja, éster de amido, ácido polilático e poliamidas, podem ser utiliza- dos para fazer adesivo de conteúdo de base biológica alto. Em outra modalidade, a matéria prima alimentícia é selecionada de vegetação não arada, ou minimamente arada.[020] In another modality, the polymer is made of a renewable food raw material. Polymers made from soy proteins, starch ester, polylactic acid and polyamides can be used to make high bio-based content adhesives. In another modality, the food raw material is selected from unplowed or minimally plowed vegetation.
[021] Ainda em outra modalidade, polímeros feitos de matéria prima alimentícia, baseada em polímeros renováveis e sintéticos, po- dem ser combinados para aumentar o conteúdo biológico total no ade- sivo.[021] In yet another modality, polymers made from food raw material, based on renewable and synthetic polymers, can be combined to increase the total biological content in the adhesive.
[022] Polímeros estão presentes em níveis de cerca de 10 a cer- ca de 80, preferivelmente de cerca de 20-60 por cento em peso, com base no peso total do adesivo.[022] Polymers are present at levels from about 10 to about 80, preferably from about 20-60 percent by weight, based on the total weight of the adhesive.
[023] O adesivo de fusão a quente sensível à pressão da inven- ção, ainda inclui plastificantes de base biológica. Os plastificantes de base biológica são epoxidados com peroxiácido para formar anéis de epóxi, reagindo as ligações duplas do óleo. Embora muitos processos estejam disponíveis para fabricar plastificantes de base biológica epo- xidados, o método mais largamente usado inclui é pré- epoxidação ou no local. O oxirano, com anel de três membros, um oxigênio e dois carbonos, fornece tensão na molécula, resultando em uma molécula muito reativa e útil. O plastificante epoxidado tem, pelo menos, seis por cento de níveis de oxigênio de oxirano. O peso molecular de peso médio tipicamente varia maior do que cerca de 800. Tipicamente, o peso molecular de peso médio varia de cerca de 1.000 a cerca de[023] The pressure-sensitive hot melt adhesive of the invention further includes bio-based plasticizers. Biobased plasticizers are epoxidized with peroxyacid to form epoxy rings, reacting the double bonds in the oil. Although many processes are available for making epoxidized bio-based plasticizers, the most widely used method includes pre-epoxidation or in-place. Oxirane, with a three-membered ring, one oxygen and two carbons, provides tension in the molecule, resulting in a very reactive and useful molecule. The epoxidized plasticizer has at least six percent oxygen levels of oxirane. The weight average molecular weight typically ranges from greater than about 800. Typically, the weight average molecular weight ranges from about 1,000 to about
2.000, mas pesos mais altos são previstos para temperaturas de fusão mais altas. Os plastificantes de base biológica estão prontamente dis- poníveis, em baixo custo, não tóxicos e são biodegradáveis em rela- ção aos plastificantes tradicionais, baseados em petróleo.2,000, but higher weights are predicted for higher melting temperatures. Bio-based plasticizers are readily available, inexpensive, non-toxic, and biodegradable relative to traditional petroleum-based plasticizers.
[024] Em uma modalidade, a matéria prima alimentícia do plasti- ficante é selecionada de vegetação não cultivada ou minimamente cul- tivada, por exemplo, canola, semente de soja, milho, castanhas (no- zes), sementes (grãos), biograma, caroço de algodão, crambe, linha- ça, "parsed", açafrão bastardo, girassol, amendoim, gergelim, palma, coco, mamona, linhaça, dendê, babaçu, mahua, neem, karanja e jatro- fa. Plastificantes epoxidados úteis incluem Plastificante de Epóxi VI- KOFLEX, PLASTISOY e CHEMFLEXX ESO. O custo dos plastifican- tes de base biológica epoxidados pode ainda ser reduzido, se o plasti- ficante de base biológica subjacente é um óleo não comestível tal co- mo babaçu, mahua, neem, karanja, jatropha etc. Em outra modalida- de, óleo descartado tal como óleo para fritar, pode ser epoxidado para diminuir o custo.[024] In one modality, the food raw material of the plasticizer is selected from uncultivated or minimally cultivated vegetation, for example, rapeseed, soybean, corn, nuts (nuts), seeds (grains), biogram, cottonseed, crambe, linseed, parsed, bastard turmeric, sunflower, peanut, sesame, palm, coconut, castor bean, linseed, oil palm, babassu, mahua, neem, karanja and jatropha. Useful epoxidized plasticizers include VI-KOFLEX Epoxy Plasticizer, PLASTISOY and CHEMFLEXX ESO. The cost of epoxidized bio-based plasticizers can be further reduced if the underlying bio-based plasticiser is an inedible oil such as babassu, mahua, neem, karanja, jatropha, etc. In another modality, discarded oil such as frying oil can be epoxidized to lower the cost.
[025] Os plastificantes são modificados para conter entre cerca de 0,1 a cerca de 10 por cento, preferivelmente cerca de 2 a cerca de 7 por cento de epoxidação, com base no peso do plastificante.The plasticizers are modified to contain between about 0.1 to about 10 percent, preferably about 2 to about 7 percent epoxidation, based on the weight of the plasticizer.
[026] É significativo observar que quantidades menores de plasti- ficante epoxidado renovável são requeridas, em vez de plastificante de base não biológica, para colher adesivo de propriedades similares, in- cluindo viscosidade.[026] It is significant to note that smaller amounts of renewable epoxidized plasticizer are required, rather than non-biologically based plasticizer, to harvest adhesive of similar properties, including viscosity.
[027] Em uma modalidade, os plastificantes epoxidados renová- veis estão presentes em níveis de cerca de 1 a cerca de 40, preferi- velmente mais do que 10, mais preferivelmente em cerca de 15 a cer- ca de 30 por cento em peso, com base no peso total do adesivo.[027] In one embodiment, the renewable epoxidized plasticizers are present at levels from about 1 to about 40, preferably more than 10, more preferably at about 15 to about 30 percent by weight , based on the total weight of the sticker.
[028] Ambos os agentes de pegajosidade, sintético e baseado em petróleo renovável, podem ser utilizados no adesivo sensível à pressão. Exemplos de agentes de pegajosidade sintéticos incluem hidrocarbonetos alifático ou cicloalifático, resinas de DCPD, hidrocar- bonetos aromáticos, hidrocarbonetos alifáticos ou cicloalifáticos aro- maticamente modificados, resinas de metilestireno alfa e misturas dos mesmos. Estão também incluídas versões hidrogenadas das resinas de hidrocarboneto sintético mencionadas acima. Agentes de pegajo- sidade baseados renováveis, são preferidos para adesivo de fusão a quente sensível à pressão, para o conteúdo de base biológica alto. Agente de pegajosidade de base biológica particularmente preferido inclui, entre outros, resina, éster de colofônia, derivados de resina, re- sina de pinheiro, terpenos e planta cítrica (cítrico).[028] Both synthetic and renewable petroleum-based tackifiers can be used in the pressure sensitive adhesive. Examples of synthetic tackifiers include aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbons, DCPD resins, aromatic hydrocarbons, aromatically modified aliphatic or cycloaliphatic hydrocarbons, alpha methylstyrene resins and mixtures thereof. Also included are hydrogenated versions of the synthetic hydrocarbon resins mentioned above. Renewable based tackifiers are preferred for pressure sensitive hot melt adhesive for high biobased content. Particularly preferred biobased tackifiers include but are not limited to rosin, rosin ester, rosin derivatives, pine rosin, terpenes and citrus (citrus).
[029] Em uma modalidade, o agente de pegajosidade está pre- sente em cerca de 10 a cerca de 80, preferivelmente de cerca de 30 a cerca de 70 por cento em peso, com base no peso total do adesivo.[029] In one embodiment, the tackifier is present at from about 10 to about 80, preferably from about 30 to about 70 percent by weight, based on the total weight of the adhesive.
[030] Ceras preferidas incluem ceras baseadas em renovável fei- tas de soja, mamona (rícino), carragenina e ácidos graxos dimeriza- dos. Ceras convencionais baseadas em petróleo, podem também ser utilizadas. Uma lista de cera convencional não limitante inclui, entre outras, cera de poliolefina, cera Fischer-Tropsch e cera de parafina. Uma combinação de ambas, ceras baseadas renováveis e ceras ba- seadas em petróleo, pode ser adicionada como aditivos.[030] Preferred waxes include renewable-based waxes made from soy, castor (castor), carrageenan and dimerized fatty acids. Conventional petroleum-based waxes can also be used. A non-limiting conventional wax list includes, but is not limited to, polyolefin wax, Fischer-Tropsch wax, and paraffin wax. A combination of both renewable based waxes and petroleum based waxes can be added as additives.
[031] Antioxidantes estão comercialmente disponíveis de BASF e incluem IRGANOX 565, 1010 e 1076, que são fenóis impedidos. Estes são antioxidantes primários, que atuam como depuradores radicais e podem ser usados sós, ou em combinação com outros antioxidantes, tais como antioxidantes e fosfito como IRGAFOS 168 disponível de BASF. Catalisadores de fosfito são considerados catalisadores secun- dários, e geralmente não são usados sozinhos. Estes são usados, principalmente, como decompositores de peróxido. Outros catalisado- res disponíveis são CYANOX LTDP disponíveis de Cytec Industries em Stamford, Conn., e ETHANOX 1330 disponível de Albemarle Corp. em Baton Rouge, La. Muitos de tais antioxidantes estão disponíveis para ser usados sozinhos, ou em combinação com outros antioxidan- tes. Estes compostos são adicionados aos adesivos em pequenas quantidades, e não têm efeito sobre as propriedades físicas. Até cerca de 5 por cento, preferivelmente até 2 por cento do antioxidante, pode ser adicionado ao adesivo.[031] Antioxidants are commercially available from BASF and include IRGANOX 565, 1010 and 1076, which are hindered phenols. These are primary antioxidants, which act as radical scavengers and can be used alone, or in combination with other antioxidants such as antioxidants and phosphite like IRGAFOS 168 available from BASF. Phosphite catalysts are considered secondary catalysts, and are generally not used alone. These are mainly used as peroxide decomposers. Other catalysts available are CYANOX LTDP available from Cytec Industries in Stamford, Conn., and ETHANOX 1330 available from Albemarle Corp. in Baton Rouge, LA. Many of these antioxidants are available for use alone, or in combination with other antioxidants. These compounds are added to adhesives in small amounts, and have no effect on physical properties. Up to about 5 percent, preferably up to 2 percent of the antioxidant can be added to the adhesive.
[032] O adesivo de fusão a quente sensível à pressão da inven- ção, pode opcionalmente incluir aditivos. Os aditivos incluem ceras, antioxidantes, pigmentos, agentes intensificadores do brilho, corantes, agentes fluorescentes, tinturas, agentes de enchimento, agentes de fluxo de nivelamento, agentes de umidificação, tensoativos, agentes anti-formação de espuma, modificadores da reologia, emulsificadores, umectantes, agente de gelificação, corantes, outros agentes de modifi- cação da superfície, fragrâncias e intensificadores de permeação. Pre- ferivelmente, os aditivos são também de base biológica. Aditivos po- dem ser incorporados em quantidades menores, isto é, até cerca de[032] The pressure sensitive hot melt adhesive of the invention may optionally include additives. Additives include waxes, antioxidants, pigments, gloss enhancing agents, dyes, fluorescent agents, dyes, fillers, leveling flow agents, wetting agents, surfactants, anti-foaming agents, rheology modifiers, emulsifiers, wetting agents, gelling agents, dyes, other surface modifying agents, fragrances and permeation enhancers. Preferably, the additives are also biologically based. Additives can be incorporated in smaller amounts, that is, up to about
10%, preferivelmente de cerca de 2% a cerca de 6%, em peso, nos adesivos da presente invenção.10%, preferably from about 2% to about 6%, by weight in the adhesives of the present invention.
[033] Com importância, a composição do adesivo da invenção é substancialmente livre de quaisquer plastificantes baseados em petró- leo. Em outra modalidade, o adesivo de fusão a quente sensível à pressão, é substancialmente livre de qualquer óleo naftênico ou para- fínico. Substancialmente livre significa menos do que 2%, preferivel- mente menos do que 1%, mais preferivelmente menos do que uma quantidade de traços.[033] Importantly, the adhesive composition of the invention is substantially free of any petroleum-based plasticizers. In another embodiment, the pressure sensitive hot melt adhesive is substantially free of any naphthenic or paraffinic oil. Substantially free means less than 2%, preferably less than 1%, more preferably less than a trace amount.
[034] O adesivo de fusão a quente sensível à pressão inventivo, tem alto conteúdo de base biológica, e poucos componentes baseados em petróleo. O conteúdo de base biológica do adesivo é maior do que 60%, maior do que 70%, maior do que 75%, a ainda maior do que 80%. Em alguma modalidade, o adesivo de fusão a quente sensível à pressão é formado de toda a matéria prima alimentícia renovável, e não de quaisquer componentes baseados em petróleo.[034] The inventive pressure-sensitive hot melt adhesive has high bio-based content, and few petroleum-based components. The biobased content of the adhesive is greater than 60%, greater than 70%, greater than 75%, and even greater than 80%. In some embodiment, the pressure sensitive hot melt adhesive is formed from the entire renewable food raw material, not any petroleum-based components.
[035] Surpreendentemente, a adição de base biológica, plastifi- cantes epoxidados no adesivo na forma similar a, e ainda melhor, ade- são à vários substratos, do que plastificantes baseados em petróleo. Em uma modalidade, o Peel 180º, como medido de acordo com FINAT 01 a temperatura ambiente, tem um valor maior do que 150 gf/in do que adesivos feitos com plastificantes baseados em petróleo.[035] Surprisingly, the addition of biologically-based, epoxidized plasticizers into the adhesive in a similar way to, and even better, adhesion to various substrates, than petroleum-based plasticizers. In one embodiment, 180° Peel, as measured according to FINAT 01 at room temperature, has a value greater than 150 gf/in than adhesives made with petroleum-based plasticizers.
[036] Muitas modificações e variações desta invenção podem ser feitas, sem se afastar de seu espírito e escopo, como será evidente pa- ra aqueles versados na técnica. As modalidades específicas descritas aqui no presente, são oferecidas a título de exemplo somente, e a in- venção é para ser limitada somente pelos termos das reivindicações em anexo, junto com todo o escopo de equivalentes aos quais tais reivindi- cações têm direito.[036] Many modifications and variations of this invention can be made, without departing from its spirit and scope, as will be evident to those skilled in the art. The specific arrangements described herein are offered by way of example only, and the invention is to be limited only by the terms of the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled.
[037] Várias amostras comparativas (C1, C2, C3, C4 e C5) e inventivas (S1, S2, S3, S4 e S5), com os componentes são mencionadas nas Tabelas 1 e 2.[037] Several comparative samples (C1, C2, C3, C4 and C5) and inventive (S1, S2, S3, S4 and S5), with the components are mentioned in Tables 1 and 2.
[038] Os componentes foram aquecidos e misturados a 150º C até homogeneizarem. O adesivo foi aplicado em um substrato de pelí- cula PET a temperatura ambiente, diluído em tetraidrofurano, e seco em um forno por 5 minutos a 50º C. O Peel 180º foi medido depois de 24 horas, em aço inoxidável, de acordo com FINAT 01 a 25º C. O ci- salhamento foi medido com base em ASTM D 365 / D3654M-02 modi- ficado, procedimento A ou PSTC-107, com um 0,5 kg de massa pa- drão. O rolo de mão para ambos, Peel 180º e cisalhamento, tinha[038] The components were heated and mixed at 150º C until homogenized. The adhesive was applied to a PET film substrate at room temperature, diluted in tetrahydrofuran, and dried in an oven for 5 minutes at 50º C. The 180º Peel was measured after 24 hours, in stainless steel, according to FINAT 01 to 25º C. Shear was measured based on modified ASTM D 365 / D3654M-02, procedure A or PSTC-107, with a 0.5 kg standard mass. The hand roller for both Peel 180° and shear had
1.937 ± 0.025 kg em massa, 80 ± 2 mm de diâmetro e 40 ± 1.5 mm de largura. Tabela 1. C1 C2 C3 C4 C5 Polímero SIS SIS SBS SIS SIS 20% 20% 20% 20% 20% Óleo naftênico 20 20 20 15 10 plastificante, Pm de 120- 700 Agente de pe- hidrocarbo éster de hidrocar- éster de éster de gajosidade neto colofônia boneto colofônia colofônia 59,7 59,7 59,7 64,7 69,7 Viscosidade 3488 4500 3200 3775 4510 @150º C (mPa.s) Peel 180º 652 1969 1594 2116 NA* (gf/in) Cisalha-mento 185 62 (min)1,937 ± 0.025 kg in mass, 80 ± 2 mm in diameter and 40 ± 1.5 mm in width. Table 1. C1 C2 C3 C4 C5 Polymer SIS SIS SBS SIS SIS 20% 20% 20% 20% 20% Naphthenic oil 20 20 20 15 10 Plasticizer, MW 120-700 of stoutness grandson rosin bonet rosin rosin 59.7 59.7 59.7 64.7 69.7 Viscosity 3488 4500 3200 3775 4510 @150º C (mPa.s) Peel 180º 652 1969 1594 2116 NA* (gf/in) Shear -ment 185 62 (min)
Tabela 2. S1 S2 S3 S4 S5 Polímero SIS SIS SBS SIS SIS 20% 20% 20% 20% 20% Plastificante óleo de óleo de óleo de óleo de óleo de de base bioló- milho epo- soja epo- milho epo- soja epo- soja epo- gica epoxida- xidado xidado xidado xidado xidado do 20 20 20 15 10 Agente de pe- hidrocar- éster de hidrocar- éster de éster de gajosidade boneto colofônia boneto colofônia colofônia 59,7 59,7 59,7 64,7 69,7 Viscosidade 3300 4200 3100 5812 6062 @ 150ºC (mPa.s) Peel 180º 801 1454 1164 1724 NA* (gf/in) Cisalhamento 236 92 (min) *Peel 180º para C6 e S6 não foi medido devido ao efeito ziper.Table 2. S1 S2 S3 S4 S5 Polymer SIS SIS SBS SIS SIS 20% 20% 20% 20% 20% Plasticizer oil base oil oil epo- corn epo- soy epo- corn epo- soy epo - soy epoxida- oxidized oxidized oxidized oxidized oxidized 20 20 20 15 10 10 20 20 20 15 10 Pe- hydrocar- ester hydrocar- ster agent dullness ester doll rosin doll rosin rosin 59.7 59.7 59.7 59.7 64.7 69.7 Viscosity 3300 4200 3100 5812 6062 @ 150ºC (mPa.s) Peel 180º 801 1454 1164 1724 NA* (gf/in) Shear 236 92 (min) *Peel 180º for C6 and S6 was not measured due to zipper effect.
[039] Amostras inventivas (S1-S6) têm propriedades similares às suas amostras comparativas, mas a viscosidade foi mais baixa, e desse modo, quantidades menores de plastificante renovável epoxidado podem ser usadas para fornecer valores de Peel 180o similares. Além do mais, o valor de cisalhamento da Amostra 4, feito com óleo de soja epoxidada, foi cerca de 50% mais alto do que a sua amostra comparativa C4 com plastificante baeado em hidrocarboneto.[039] Inventive samples (S1-S6) have similar properties to their comparative samples, but the viscosity was lower, and thus, smaller amounts of epoxidized renewable plasticizer can be used to give similar 180o Peel values. Furthermore, the shear value of Sample 4, made with epoxidized soybean oil, was about 50% higher than its comparative sample C4 with hydrocarbon-based plasticizer.
[040] Quando o óleo de base biológica epoxidado é adicionado maior do que 10, a viscosidade do adesivo é comparável, ou mais baixa do que adesivos de amostra comparativa feitos com plastificante naftaleno.[040] When epoxidized biobase oil is added greater than 10, the viscosity of the adhesive is comparable to, or lower than, comparative sample adhesives made with naphthalene plasticizer.
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