BRPI0616349B1 - Method for coating objects, which are polymer particles and process for the preparation of polymeric objects containing additive - Google Patents

Abstract

processo para o revestimento de objetos. processo para o revestimento de objetos, compreendendo contatar os objetos com uma composição compreendendo um aditivo, um aglutinante de formação de película e opcionalmente um agente de distribuição, em uma temperatura abaixo da temperatura de amolecimento t~ p~ dos objetos em uma temperatura na qual o aglutinante pode formar uma película, formando e consolidando uma camada de aglutinante contendo aditivo sobre a superfície dos objetos, os objetos sendo mantidos em movimento mútuo enquanto eles estão sendo contatados com a composição e enquanto a camada de aglutinante contendo aditivo está sendo formada e consolidada, cujo processo é realizado em um recipiente limitado por paredes onde a temperatura das paredes é muito inferior à temperatura de aplicação de modo que se impede a formação de uma película do aglutinante nas paredes.

Description

PROCESSO PARA O REVESTIMENTO DE OBJETOS, OS QUAIS SÃO PARTÍCULAS DE POLÍMERO E PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE OBJETOS POLIMÉRICOS CONTENDO ADITIVO A invenção se refere a um processo para o revestimento de objetos, compreendendo o contato dos objetos com uma composição que compreende um aditivo, um aglutinante de formação de película e opcionalmente um agente de distribuição, em uma temperatura de aplicação que está abaixo da temperatura de amolecimento Tp dos objetos e em uma temperatura na qual o aglutinante pode formar uma película, e a formação e consolidação de uma camada contendo aditivo de aglutinante sobre a superfície dos objetos.

Tal processo é conhecido a partir da WO 03/087198, no qual uma solução ou dispersão do aditivo e o aglutinante são contatados com as partículas de polímero mediante pulverização da dispersão, por exemplo, por intermédio de um bico ou com o auxílio de um propulsor. Após isso, um líquido é pulverizado o qual tem um efeito de limpeza sobre o sistema de pulverização na presença das pelotas de plástico. O empecilho desse processo é que uma parte da composição termina sobre a parede e é depositada em quaisquer partes do equipamento presente no espaço no qual a composição é pulverizada. Isso torna necessário limpar repetidamente o espaço no qual ocorre a pulverização. Isso acontece especificamente quando lotes com diferentes aditivos são consecutivamente processados. Nesse caso, a limpeza deve ocorrer após cada mudança de aditivo. O objetivo da invenção é o de prover um processo para o revestimento de objetos que até uma magnitude significativa impede a poluição do espaço no qual ocorre o revestimento.

Esse objetivo é alcançado de acordo com a invenção em que os objetos são mantidos em movimento mútuo enquanto eles estão sendo contatados com a composição e enquanto a camada de aglutinante contendo adesivo está sendo formada e consolidada e em que o processo é realizado em um recipiente limitado por paredes onde a temperatura é tão inferior à temperatura de aplicação que se impede a formação de uma película do aglutinante nas paredes.

Descobriu-se que as paredes, ao se manter as mesmas em uma temperatura que é inferior à temperatura na qual a formação de uma película do aglutinante nas paredes é impedida, não são poluídas, porém, que quaisquer depósitos da composição nas paredes não aderem às paredes e são facilmente removidos, outra vez pelas partículas móveis quando elas entram em contato com as paredes. Esse efeito é conseguido em qualquer taxa quando a temperatura das paredes está abaixo da temperatura mínima na qual o aglutinante pode formar uma película. Contudo, em muitos casos essa exigência é desnecessariamente restritiva e freqüentemente será suficiente manter as paredes em uma temperatura que seja inferior ao ponto de orvalho do agente de distribuição opcional durante aplicação e consolidação. Sob essas condições certo grau de condensação do agente de distribuição sobre a superfície de parede mais fria ocorrerá de modo que a secagem da composição na parede é impedida. Como resultado, muitos lotes de objetos podem ser revestidos com o mesmo aditivo sem limpeza intermediária, e descobriu-se ainda ser possível realizar sem limpeza também quando houver uma mudança de aditivo.

Com o processo de acordo com a invenção é possível revestir objetos de formado aleatório e de qualquer material que seja resistente a uma temperatura que seja superior à temperatura mínima na qual o aglutinante a ser usado pode formar uma película. 0 processo é mais adequado para o revestimento de objetos sem cavidades ou partes projetadas, tais como, por exemplo, sementes, pílulas e pelotas. Tais objetos podem ser processados abaixo da temperatura na qual a degradação, decomposição e outras mudanças indesejáveis em suas propriedades começam a ocorrer. Como temperatura de amolecimento Tp do polímero faz-se uso da temperatura de transição do vidro para polímeros amorfos e do ponto de fusão, determinado por intermédio de DSC com uma taxa de aquecimento de 10 °C por minuto, para polímeros semicristalinos e cristalinos.

Abaixo, a invenção será elucidada com base no exemplo de revestimento de partículas de polímero, especificamente pelotas de polímero. Aqueles versados na técnica são capazes de traduzir isso, mutatis mutandis, para o revestimento de objetos de outros materiais. A consolidação da mistura de aglutinante e aditivo é aqui entendida como significando ligar a camada da mistura nas partículas em tal condição que elas não mais ficam grudadas e a camada não mais se desprende das paredes.

Se nenhum agente de distribuição estiver presente na mistura, a consolidação pode, por exemplo, ser realizada mediante esfriamento do aglutinante até uma temperatura abaixo da sua temperatura de amolecimento Tb ou por intermédio de reações ocorrendo no aglutinante, por exemplo, polimerização. Isso pode ser realizado, após o tempo necessário para efetuar a distribuição uniforme da mistura de aglutinante-aditivo sobre as partículas, mediante diminuição da temperatura no recipiente, por exemplo, mediante sopro de gás de esfriamento, por exemplo, ar ou nitrogênio. 0 resfriamento das partículas também pode ocorrer como resultado do contato com a parede mais fria.

Se um agente de distribuição estiver presente na mistura, a consolidação pode ser realizada mediante evaporação do agente de distribuição, o que geralmente faz com que aumente a temperatura de amolecimento da mistura de agente de distribuição-aglutinante, possivelmente em combinação com, ou seguido das medidas mencionadas acima para consolidação do aglutinante se nenhum agente de distribuição estiver presente. 0 aglutinante pode ser disperso ou emulsificado ou também dissolvido no agente de distribuição. A temperatura de transição do vidro do aglutinante na mistura ou solução geralmente será mais baixa do que aquela do aglutinante, Tb, em si. A partir da remoção do agente de distribuição a Tb efetiva aumentará para a Tb do próprio aglutinante quando o agente de distribuição inteiro tiver sido removido. Descobriu-se que a presença de uma primeira quantidade de agente de distribuição ou solvente no aglutinante já é suficiente para reduzir a Tb. Isso possibilita utilizar ainda os aglutinantes tendo um Tb que é superior ao Tp do material a ser revestido. 0 agente de distribuição também pode servir como solvente para o aglutinante. 0 processo é realizado em uma temperatura na qual o aglutinante pode formar uma película. Essa temperatura pode ser determinada para cada aglutinante, seja ou não misturado com um agente de distribuição, de acordo com o padrão D2354 da ASTM. Equipamento necessário para realizar esse método de teste está comercialmente disponível, por exemplo, o MFFT Bar da Rhopoint Instruments Ltd.

Descobriu-se que em tal temperatura o aglutinante ou a combinação de agente de distribuição-aglutinante é espalhado uniformemente sobre as partículas a serem revestidas quando elas entram em contato mútuo e uma película de aglutinante contendo aditivo é formada.

Uma vantagem adicionada do processo de acordo com a invenção é que a composição fornecida termina completamente sobre as partículas. Isso melhora a capacidade de reprodução do processo uma vez que é mais previsível a quantidade de aditivo que termina sobre as partículas quando não há porção imprevisível do aditivo deixado para trás na parede em vez de terminar sobre as partículas. A escolha específica da temperatura durante revestimento em combinação com a manutenção das partículas em movimento mútuo parece resultar em revestimento muito homogêneo dessas partículas. Supõe-se que isso é uma conseqüência do fato de que o aglutinante, também quando uma grande porção do agente de distribuição tiver evaporado, ainda flui e permanece adequadamente deformável e que as colisões entre as pelotas causadas por seus movimentos mútuos resultam em distribuição uniforme do aglutinante contendo aditivo, ambos, entre as partículas e sobre a superfície das partículas individuais.

Preferivelmente a temperatura durante remoção do agente de distribuição é de pelo menos 5°C abaixo da Tp. Isso garante especificamente que as partículas de polímero mantenham seu formato e firmeza de tal modo que a partir dos contatos mútuos das partículas, os quais ocorrem como um resultado de seu movimento mútuo, força suficiente é exercida sobre a composição contendo aglutinante mais macio para distribuição uniforme dessa última sobre a superfície externa das partículas de polímero.

Também é preferido que a temperatura durante a remoção do agente de distribuição seja de pelo menos 5°C acima da temperatura mínima de formação de película, porém, que seja inferior a Tp. Isso garante que, também quando a maior parte do agente de distribuição tiver sido removida e a viscosidade do aglutinante começa a desempenhar um papel importante na distribuição da composição sobre a superfície das partículas de polímero, o aglutinante seja macio o suficiente de modo a ser distribuído regularmente sobre a superfície das partículas pelas forças que ocorrem a partir dos contatos mútuos entre as partículas enquanto as partículas estão sendo mantidas em movimento mútuo.

Embora as partículas estejam desse modo sendo mantidas em movimento mútuo, elas ainda entram em contato com as paredes e deixam a mistura nas mesmas. Devido ao fato de a temperatura das paredes estar abaixo da temperatura de partícula e da temperatura do espaço, que em princípio são idênticos, descobriu-se que a mistura não adere às paredes, porém, é prontamente admitida pelas partículas subseqüentes colidindo contra a parede. Após certo tempo descobriu-se que a mistura é distribuída uniformemente sobre as partículas enquanto menor quantidade de material se desprende da parede. Durante esse processo de distribuição a temperatura deve permanecer acima da temperatura de formação de película mais baixa do aglutinante por um tempo suficientemente longo para garantir distribuição completa e uniforme da mistura sobre as partículas. Nesse processo, uma porção do agente de distribuição já se terá evaporado, conduzindo a uma diminuição na temperatura das partículas. Se a quantidade de calor presente nas partículas for insuficiente para manter a temperatura de sua superfície acima da temperatura de formação de película desejada, calor extra pode ser fornecido mediante sopro de um gás quente, por exemplo, ar ou nitrogênio. Isso também mantém a diferença de temperatura entre as paredes e as partículas, induzindo o espaço em torno da mesma, elevado, o que promove a condensação do agente de distribuição sobre as paredes. Isso é favorável uma vez que a presença de uma película líquida sobre a parede impede a adesão da mistura à parede. A evaporação do agente de distribuição em muitos casos parece conduzir a consolidação desejada, porém se desejado isso pode ser promovido mediante início de sopro de ar frio para dentro do recipiente como a partir de certo momento de modo a realizar a consolidação através de resfriamento até abaixo da temperatura de amolecimento do aglutinante.

Em todo caso o agente de distribuição evaporado é gradualmente descarregado a partir do recipiente. Isso é acompanhado pela secagem gradual da mistura e formação de uma película sobre as partículas que não mais que se desprendem da parede enquanto a mesma continua a admitir impurezas a partir da parede.

Descobriu-se que, durante o processo conforme descrito, não ocorre deposição de mistura de aglutinante-adesivo sobre as paredes durante o tempo em que a temperatura do espaço e partículas está acima da temperatura de formação de película, mas que o material depositado é subseqüentemente admitido pelas partículas colidindo contra a parede. Porém durante a consolidação devido à formação de película e evaporação do agente de distribuição e posteriormente a mistura de aglutinante adere tão fortemente às partículas que a liberação do material para a parede diminui até zero ou virtualmente zero. Como resultado, no fim do processo as paredes estão completamente ou quase completamente livres de poluição com (frações) da mistura, aplicadas, e o recipiente pode sem limpeza intermediária ser reutilizado para revestimento de uma quantidade de partículas subseqüentes ou para aplicação de uma camada subseqüente sobre as mesmas partículas. 0 mencionado por último é particularmente vantajoso uma vez que possibilita aplicar qualquer composição de cor desejada às partículas mediante revestimento dos objetos com um número, por exemplo, 2-5, de composições que contêm individualmente as quantidades desejadas de uma cor básica. No processo de acordo com a invenção todos esses terminam completamente sobre as partículas, sem qualquer material ser perdido sobre as paredes. As diferentes composições podem ser aplicadas em uma operação mediante fornecimento simultâneo de diferentes composições a partir de várias fontes, mas também é possível fornecer as diferentes composições consecutivamente. Realizado dessa forma, o processo elimina a necessidade de um misturador, da mesma forma como elimina a necessidade de limpeza desse misturador para cada mudança de mistura de cor.

Se desejado um revestimento superior, no qual nenhum aditivo esteja presente, pode adicionalmente ser aplicado como camada subseqüente. Se qualquer sujeira estiver presente na parede, essa será então removida.

Os tempos necessários na temperatura estabelecida para as fases descritas do processo podem ser prontamente determinados por tentativa e erro.

Para promover boa limpeza da parede, é vantajoso que a parede inteira entre em contato com as partículas móveis. Isso pode ser conseguido, por exemplo, por intermédio de uma combinação adequada de grau de enchimento e modo de manutenção das partículas em movimento mútuo. Em um grau inferior de enchimento, manutenção mais intensiva do movimento é exigida do que em um alto grau de enchimento. No caso de contato incompleto em certo nível, por exemplo, uma borda suja pode ser formada ou salpicos da composição podem pousar acima de um nível no qual as partículas entram em contato com as paredes.

Uma forma muito adequada de manter as partículas em movimento durante o processo de revestimento é por intermédio de engrenagem de agitação, com a engrenagem de agitação também sendo mantida em uma temperatura abaixo da temperatura mínima na qual o aglutinante pode formar uma película ou abaixo do ponto de orvalho do agente de distribuição, conforme descrito acima para as paredes. A temperatura das paredes e de qualquer engrenagem de agitação está preferivelmente acima do ponto de congelamento do agente de distribuição.

Desse modo, descobriu-se que também a engrenagem de agitação permanece limpa e um próximo lote de pelotas de polímero pode ser revestido sem que o equipamento tenha que ser limpo nesse meio tempo e sem que ocorra contaminação inadmissível desse lote com resíduos de polímero, aglutinante ou aditivo a partir do lote anterior.

Também é possível empregar engrenagem de agitação que possa ser facilmente trocada. A contaminação possível então ocorrerá apenas na engrenagem de agitação. Após substituir a mesma por uma engrenagem limpa, o equipamento está outra vez pronto para uso. A engrenagem de agitação pode ser então limpa fora de linha enquanto a instalação permanece em operação.

No processo de acordo com a invenção, objetos, especificamente, partículas de polímero são revestidas. Essas partículas podem e como regra serão pelotas conforme usadas como carga para extrusadeiras e outro equipamento de processamento de polímero, porém, se desejado, também partículas maiores ou até mesmo objetos podem ser revestidos com o processo de acordo com a invenção. Exemplos de polímeros adequados que são processados, freqüentemente misturados com aditivos, são os polímeros termoplásticos tais como: poliolefinas, poliésteres, poliamidas, policarbonato, polímero de acrilonitrila-butadieno-estireno, poliacetais e poliestireno.

As partículas de polímero são contatadas com uma composição compreendendo um aditivo, um aglutinante de formação de película, o qual é compatível ou preferivelmente miscível com o polímero no caso de processamento de fusão do polímero, e um agente de distribuição. Entende-se compatível como sendo tal miscibilidade com o polímero que mediante processamento de material fundido do polímero revestido a camada aplicada é homogênea com o mesmo, isto é, sem essencialmente mudar de uma forma inaceitável as suas propriedades exceto as pretendidas com a adição do aditivo. 0 processo é adequado para os aditivos costumeiros, exemplos dos quais são corantes, lubrificantes, agentes de sopro, pigmentos, corantes, antioxidantes, estabilizadores térmicos e estabilizadores UV, antiestáticos, agentes antibloqueio, agentes de liberação e retardadores de chama. 0 processo é particularmente adequado para revestimento com corantes tais como pigmentos e tintas uma vez que a distribuição uniforme dos mesmos no revestimento é muito importante para se obter objetos coloridos uniformemente obtidos quando as partículas de polímero são processadas. Na composição um ou mais aditivos podem estar presentes.

Aglutinantes de formação de película adequados são aquelas substâncias a partir das quais uma camada fina coerente pode ser obtida mediante solução, dispersão ou processamento de fusão. Exemplos são os oligômeros e os polímeros. A composição contém um agente de distribuição. 0 agente de distribuição é escolhido de modo que, em conjunto com o aglutinante e o aditivo, ou aditivos, esses componentes podem formar uma dispersão estável, se desejado, com a aplicação conhecida por si de um agente de dispersão. Preferivelmente, nenhuma, ou apenas uma quantidade mínima do agente de dispersão é adicionada, porque a sua presença no revestimento das partículas de polímero pode ter uma influência indesejável sobre as propriedades do polímero nas partículas e sobre aqueles dos objetos eventualmente feitos a partir dos mesmos. Para minimizar a quantidade opcionalmente exigida de um agente de dispersão é vantajoso que o aglutinante possua grupos liofílicos.

As quantidades de aglutinante e aditivo que são contatadas por intermédio da composição com certa quantidade de partículas de polímero são escolhidas de tal modo que o revestimento das partículas de polímero tem uma espessura desejada e um teor desejado de aditivo e aglutinante. Na prática, a proporção da soma de aditivo e aglutinante em relação ao total de partículas de aditivo, aglutinante e polímero, está situada entre 0,001 e 5% em peso e preferivelmente entre 0,001 e 1% em peso. O limite inferior é determinado pela proporção minimamente desejada de aditivo, enquanto que o limite superior é determinado pela quantidade máxima permissível de aglutinante em conexão com sua possível influência adversa sobre as propriedades do polímero. A relação de aglutinante: aditivo como uma regra está situada entre 1:10 e 10:1, com a quantidade relativa de aglutinantes sendo preferivelmente limitada ao que é necessário para realizar encapsulação adequada do aditivo na camada de revestimento e dispersão adequada dos aditivos após processamento do polímero. Como regra, as relações em torno de 1:1 são suficientes.

Como a espessura da camada de revestimento tipicamente estará entre 1 e 10 μπι na proporção definida do revestimento em relação ao polímero e em um tamanho de pelota costumeiro de 0,5 a 5 mm, o tamanho de pelo menos 90% das partículas de aditivo no revestimento é preferivelmente inferior a 10 μιη e mais preferivelmente inferior a 5 μπι. Se as partículas de aditivo não se dissolvem no agente de distribuição, o aditivo é adicionado preferivelmente ao agente de distribuição no tamanho desej ado.

Para objetos a partir de outros materiais como uma regra apenas a espessura de camada desejada do revestimento é o fator decisivo, de modo que as quantidades exigidas de aglutinante e aditivo podem ser simplesmente calculadas a partir da área total a ser revestida e a espessura de camada desejada.

Devido ao efeito mecânico dos contatos mútuos entre as partículas de polímero como resultado de seu movimento mútuo a composição será espalhada sobre a superfície das partículas. Isso resulta na formação de uma camada de aglutinante contendo aditivo, o qual uma vez que esse espalhamento ocorre em uma temperatura acima da temperatura de formação de película do aglutinante, muda para a película contendo aditivo, desejada. Se o aditivo não se dissolver no agente de distribuição, partículas maiores podem ser iniciadas, as quais como resultado da dissolução, serão automaticamente reduzidas, em tamanho, ou até mesmo, reduzidas ao nível molecular. Nesse caso, o tamanho das partículas aglutinantes na composição pode ser escolhido dentro de limites mais amplos do que no caso de um aditivo de não-dissolução. Um limite superior é definido pela exigência de que as partículas aglutinantes devem formar uma dispersão estável no agente de distribuição, opcionalmente com o uso de uma quantidade de agente de dispersão permissível. Outra exigência, a qual como regra é menos estrita, é imposta pelo tamanho das partículas de polímero. Para conseguir espalhamento eficaz do aglutinante acima de sua temperatura de amolecimento mínima sobre as partículas de polímero, o tamanho das partículas de aglutinante preferivelmente é no máximo de 50% e mais preferivelmente no máximo de 30% do tamanho das partículas de polímero.

Se o aglutinante é solúvel no agente de distribuição, partículas maiores de aglutinante podem ser usadas na composição pelas razões declaradas acima para o aditivo. O aglutinante preferivelmente é inerte em relação ao aditivo, de modo que o aditivo ainda possui as propriedades desejadas no revestimento. O aglutinante e o aditivo podem estar separadamente presentes na composição, mas também é possível que o aditivo já tenha sido incorporado no aglutinante. O mencionado por último é vantajoso porque como uma regra então menos quantidade de agente de dispersão é necessária para se obter uma dispersão estável na composição e uma redução da quantidade exigida de agente de distribuição se torna possível, A composição é contatada com as partículas de polímero, a remoção do agente de distribuição resultando em uma camada de aglutinante contendo aditivo sendo formada nas partículas. 0 contato pode ocorrer, por exemplo, mediante despejamento ou pulverização da composição sobre as partículas em um recipiente ou mediante umedecimento de outro modo das partículas com a composição. Isso pode ser feito em etapas, com cada tempo uma porção da composição sendo fornecida às partículas e, após remoção do agente de distribuição, por exemplo, através de evaporação, uma próxima porção e assim por diante até que a quantidade total da composição tenha sido fornecida. As partículas já podem ter sido colocadas na temperatura desejada antes de serem contatadas com a composição, o calor presente nas partículas causando evaporação do agente de distribuição. Além disso, calor extraordinário pode ser fornecido, por exemplo, por intermédio de ar quente ou gás inerte ou mediante irradiação de calor, para acelerar a evaporação.

Após elas terem sido contatadas, ou já durante o contato, com a composição e durante remoção do agente de distribuição, as partículas são mantidas em movimento mútuo, com as partículas também sendo contatadas repetidamente com aquela porção da composição, essa sendo um líquido, que pode ter sido gotejado a partir das partículas. Desse modo, a composição total e as quantidades de aditivo e aglutinante, presentes na mesma, são aplicadas às partículas, enquanto, além disso, impede-se a aderências das partículas entre si. A composição presente nas partículas pode ser aderente devido à presença de uma quantidade de agente de distribuição que é ainda maior do que o permissível e devido à presença do aglutinante em uma temperatura acima de sua temperatura de amolecimento.

Uma das etapas no processo de acordo com a invenção é a consolidação da camada de aglutinante contendo aditivo sobre as pelotas. Isso é entendido como significando que a pegajosidade dessa camada é reduzida até tal ponto em que as pelotas aderem umas às outras no máximo com uma pequena força de modo que uma carga mecânica pequena tal como agitação ou sacudidela fará com que elas se separem. Tal carga mecânica pequena pode, por exemplo, ser o despejo para dentro ou para fora de uma embalagem ou o enchimento de um tambor de armazenamento ou a descarga a partir do mesmo.

Essa consolidação pode ocorrer no recipiente no qual a composição foi aplicada, mas também é possível transferir as partículas para outro espaço. A manutenção das partículas em movimento é interrompida apenas quando a camada de aglutinante tiver sido consolidada. Após isso, as partículas revestidas podem ser removidas do espaço no qual o revestimento ocorreu. A capacidade de aderência mútua das partículas revestidas pode ser reduzida de diversas formas durante o processo. Uma possibilidade é a evaporação de tamanha quantidade do agente de distribuição que a temperatura de amolecimento da composição aglutinante usada se torna superior à temperatura das pelotas. Outra possibilidade é a de reduzir a temperatura das pelotas até abaixo da temperatura de amolecimento da composição aglutinante. Se o aglutinante é solúvel no polímero, o polímero das partículas começará parcialmente a se dissolver no aglutinante de modo que a temperatura de amolecimento do aglutinante aumentará. Em outra modalidade faz-se uso de um aglutinante reativo do qual a propriedade de aderência melhora devido à polimerização ocorrendo entre as moléculas aglutinantes ou entre moléculas aglutinantes e o polímero.

Dependendo do método escolhido para consolidar a camada, o agente de distribuição é removido antes, durante ou após a consolidação. Uma contribuição para remoção é feita pela temperatura aumentada na qual a composição é contatada e pelo fluxo ótimo de gás ou ar com o qual a composição é fornecida ou com o qual opcionalmente uma camada de fluido é mantida.

As partículas podem ser mantidas em movimento em formas conhecidas. Um exemplo é a manutenção de um leito fluido, com ar ou um gás inerte, se desejado, aquecido até a temperatura escolhida, sendo soprado através das partículas a partir da parte inferior no sentido para cima. Junto com o ar opcionalmente também a composição usada para revestimento pode ser fornecida, mas essa composição também pode ser fornecida separadamente a partir do topo ou a partir do lado. Preferivelmente as partículas são mantidas em movimento por intermédio de engrenagem de agitação, a qual é então esfriada preferivelmente até uma temperatura abaixo da temperatura mínima na qual o aglutinante pode formar uma película.

Quando uma camada consolidada do aglutinante com o aditivo na mesma tivesse formado nas partículas, essa camada ainda pode ter alguma tendência a ligar as partículas entre si. Como uma regra, contudo, as partículas então não mais se desprendem nas superfícies lisas (metal, vidro ou cerâmica) do equipamento.

Após a propriedade de aderência das partículas ter diminuído até um nível aceitável, por exemplo, de acordo com uma das formas mencionadas acima, a manutenção do movimento pode ser interrompida e a temperatura pode ser reduzida. Descobriu-se que a interrupção do movimento mútuo quando a temperatura tiver diminuído para a região Tb, por exemplo, até aproximadamente 5°C acima da mesma, apenas conduz a tal aderência mútua branda que uma carga mecânica pequena, por exemplo, sacudidela ou agitação moderada, é suficiente para separar outra vez as partículas. Esse é o caso quando a camada de aglutinante ainda contém no máximo 10, 5 ou 2% em peso do solvente. A temperatura permissível e o teor de umidade dependem da combinação de agente de distribuição e aglutinante, mas pode ser determinada simplesmente experimentalmente.

Como temperatura de amolecimento Tb do aglutinante a temperatura de transição do vidro é usada se o aglutinante for um polímero amorfo e preferivelmente a temperatura de fusão se o aglutinante for um polímero semicristalino ou cristalino. Se o aglutinante se dissolve no agente de distribuição a temperatura no início deve estar acima da temperatura de dissolução do aglutinante no agente de distribuição. Quando o agente de distribuição está sendo removido, o aumento em concentração fará com que essa temperatura de dissolução aumente e em certa concentração mínima a temperatura de transição de vidro do aglutinante ou ponto de fusão se tornará decisiva. Quando é feito uso de uma solução do aglutinante em um agente de distribuição, a temperatura das partículas, portanto, terá que ser sempre superior à temperatura que é relevante naquele momento para manter o aglutinante em uma condição que permite o espalhamento e distribuição sobre as partículas móveis. No início do processo de remoção do agente de distribuição essa é a temperatura de dissolução, e no fim é a temperatura de amolecimento.

Até que virtualmente toda a composição tenha sido aplicada como uma camada sobre as partículas, a temperatura da superfície das partículas terá que ser mantida acima da temperatura mínima de formação de película. O aglutinante é selecionado de tal modo que ele pode ainda ser misturado homogeneamente com o polímero em um processo de fusão após aplicação de revestimento. Preferivelmente o aglutinante, portanto, é um polímero termoplástico e nenhuma reticulação ou apenas pouca reticulação ocorre durante o processo de revestimento.

Os aglutinantes são selecionados em conjunto com o polímero das partículas e satisfazem à exigência de que sejam miscíveis com esse polímero. Além disso, o aglutinante, como já declarado anteriormente, deve ser capaz de formar uma película enquanto ele não deve ter qualquer influência indesejável sobre o aditivo a ser aplicado. Exemplos de aglutinantes adequados para aplicação de um revestimento contendo aditivo com o processo de acordo com a invenção em poliamidas, poliésteres e poliéteres são diversos tipos de polivinilpirrolidonas ou polivinilcaprolactam tal como Luvitec e Luvicap (®, da BASF), polioxazolinas tal como Aquasol® da Polymer Innovations Inc. e resinas preparadas mediante polimerização de monômeros com dois grupos reativos escolhidos a partir de: alcoóis, ácidos carboxílicos, aminas ou isocianatos. Pelo menos uma parte dos monômeros aplicados deve ter afinidade suficiente com o agente de distribuição para permitir a emulsificação ou dissolução do aglutinante. Exemplos adequados de tais aglutinantes são os poliéteres tal como óxido de polietileno, óxido de polipropileno e combinações dos mesmos. Também é possível adicionar após a polimerização as substâncias que têm afinidade tanto com a resina como com o agente de distribuição. Exemplos são os copolímeros de bloco com um bloco de óxido de polietileno. Esse tem afinidade com água, que é um agente de distribuição que deve ser preferido. Mediante o uso de isocianatos é possível que a polimerização ocorra apenas parcialmente mediante bloqueio desses grupos. Isso tem a vantagem de que o aglutinante é de peso molecular inferior ao ser aplicado e desse modo é mais fácil de distribuir sobre as pelotas, porém capaz de polimerizar adicionalmente após revestimento e até mesmo entrar em ligações com o polímero revestido como resultado do que a mistura é aperfeiçoada e as pelotas não mais são pegajosas. Especificamente o polivinilpirrolidona com água como agente de distribuição parece ter bom desempenho em combinação com poliamida 6.

Descobriu-se que Neoxil 0010® (DSM) é particularmente adequado para o revestimento de pelotas de policarbonato e seus objetos diferentemente formados. Após processamento das pelotas revestidas com isso, descobriu-se que o polímero reteve completamente a sua clareza.

Aglutinantes adequados para aplicação de um revestimento contendo aditivo utilizando processo de acordo com a invenção em poliolefinas são as emulsões de poliolefinas modificadas, preferivelmente oxidadas ou enxertadas com grupos liofílicos, EVA ou PVA, opcionalmente misturadas com emulsões de poliéster, poliuretano ou resinas de epóxi, tal como, por exemplo, as que podem ser obtidas sob o nome comercial Neoxil® (DSM) para obter uma melhor resistência mecânica do revestimento. Emulsões de LLDPE também são adequadas porque esse material tem um ponto de fusão inferior do que a maioria das outras poliolefinas. Também são adequados os aglutinantes que podem ser preparados por intermédio de polimerização de emulsão, tal como poliestireno e látex de polibutadieno. Estes têm a vantagem adicionada de que já contém um agente de distribuição, de modo que nenhuma etapa extra é necessária para preparar a dispersão de aglutinante adequada. A adição de um agente de umedecimento tal como aquele dos aditivos Silwet® (Crompton) ou um dos aditivos de Byk Chemie, formando parte do grupo Byk 331 a 348, proporcionam melhor umedecimento das pelotas a partir da aplicação de polímeros hidrofóbicos tais como polímeros de estireno ou poliolefinas.

Polímeros de estireno tal como poliestireno, HIPS, ABS podem ser revestidos com os mesmos aglutinantes como poliolefinas, mas também com copolímeros de poliestireno sulfonatado e de estireno-anidrido maleico que são solúveis ou dispersáveis em água, opcionalmente após a adição de uma base para neutralização dos grupos ácidos. Em temperaturas de processamento abaixo de 300°C o álcool polivinílico é um aglutinante adequado. A invenção será ilustrada por intermédio dos exemplos a seguir sem ser limitada aos mesmos.

Exemplo 1 Um secador de tremonha Piovan é cheio com 25 kg de policarbonato Xanthar PC 24R e aquecido a 140°C. Após essa temperatura ser atingida, 12 kg do policarbonato quente foram liberados em um misturador Henschel de 40 litros. O misturador foi fechado, acionado a 850 RPM, a velocidade de agitação mínima, e uma dispersão de revestimento foi injetada imediatamente após a partida do misturador. Um pequeno fluxo de nitrogênio foi soprado no misturador. A superfície interna do misturador foi esfriada com água de esfriamento. A dispersão do revestimento foi preparada mediante mistura de 100 gramas de emulsão de aglutinante Neoxil 0010 (DSM Resins), 20 gramas de colorante e 5 gramas de água para reduzir a viscosidade da pasta. O colorante usado nesse experimento é Macrolex Yellow 6G.

Após injeção da dispersão de revestimento em 10 segundos, a mistura foi continuada por 60 segundos e subseqüentemente a válvula foi aberta e as pelotas revestidas foram coletadas em um recipiente de metal. Após a injeção vapor da dispersão de revestimento poderia ser observada deixando o misturador através dos furos que são usados para injeção da dispersão e para introdução do tubo com nitrogênio. As pelotas tinham uma temperatura de aproximadamente 40°C ao saírem do misturador. A superfície interna do misturador parecia limpa e apenas o impulsor tinha depósito significativo de colorante. Esse depósito pode ser facilmente removido com água. 0 interior do misturador Henschel após revestimento das pelotas. 0 misturador foi esfriado durante 0 processo de revestimento.

Experimento Comparativo A 0 mesmo experimento conforme descrito no Exemplo 1 foi repetido em um misturador aquecido Henschel (70°C) . As pelotas foram outra vez revestidas, porém, dessa vez o misturador interno não foi esfriado e as pelotas revestidas ainda estavam quentes após saírem do misturador {aproximadamente 80°C). A superfície interna do misturador parecia amarela devido ao depósito do colorante. Também o impulsor estava sujo.

Experimento Comparativo B 0 processo do Exemplo 1 foi repetido, porém, com apenas 4 kg de policarbonato Xanthar PC 2 4R. A parte superior do misturador e a tampa estavam cobertas com salpicos ou gotas amarelas.

Exemplo Comparativo C

Outro misturador tendo um pequeno espaço livre entre o propulsor e o fundo do recipiente foi usado no mesmo experimento como no Exemplo 1. Um anel amarelo é observado no fundo do recipiente.

REIVINDICAÇÕES

Claims (11)

1. Processo para o revestimento de objetos, os quais são partículas de polímero caracterizado pelo fato de compreender - contatar os objetos com uma composição compreendendo um aditivo, um aglutinante de formação de película e um agente de distribuição, em uma temperatura abaixo da temperatura de amolecimento Tp dos objetos e em uma temperatura na qual o aglutinante pode formar uma película, -formar e consolidar uma camada de aglutinante contendo aditivo sobre a superfície dos objetos, os objetos sendo mantidos em movimento mútuo enquanto eles estão sendo contatados com a composição e enquanto a camada contendo aditivos do aglutinante está sendo formada e consolidada, pelo menos pela remoção do agente de distribuição, cujo processo é realizado em um recipiente limitado por paredes, em que a temperatura das paredes é muito inferior à temperatura de aplicação de modo que se impede a formação de uma película do aglutinante sobre as paredes, e em que a temperatura das paredes é menor que o ponto de orvalho do agente de distribuição durante a aplicação e consolidação.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as paredes têm uma temperatura que é inferior à temperatura mínima na qual o aglutinante pode formar uma película.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a consolidação ocorre mediante remoção do agente de distribuição até o ponto no qual a temperatura de amolecimento do aglutinante na composição aumentou até acima da temperatura das partículas de polímero.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que as partículas são mantidas em movimento mútuo por intermédio de engrenagem de agitação, cuja temperatura é mantida abaixo da temperatura mínima de formação de película do aglutinante.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a temperatura das partículas de polímero durante a remoção do agente de distribuição é de pelo menos 5°C inferior a Tp.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que a temperatura das partículas de polímero durante a remoção do agente de distribuição é de pelo menos 5°C acima da temperatura mínima de formação de película do aglutinante, porém inferior a Tp.

7. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a proporção da soma de aditivo e aglutinante em relação ao total de partículas de aditivo, aglutinante e polímero está situada entre 0,001 e 5% em peso.

8. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o aglutinante é solúvel no agente de distribuição.

9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o aditivo é incorporado no aglutinante e o aglutinante é insolúvel no agente de distribuição.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que os objetos são revestidos com um número de composições que contém individualmente uma cor básica como aditivo.

11. Processo para a preparação de objetos poliméricos contendo aditivo, caracterizado pelo fato de que as partículas de polímero revestidas de acordo com o processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10 são processadas em uma temperatura acima do ponto de fusão do polímero.