BRPI0718748A2

BRPI0718748A2 - Adesivos de fusão com uma aderência a substratos flexíveis.

Info

Publication number: BRPI0718748A2
Application number: BRPI0718748-3A
Authority: BR
Inventors: Holger Toenniessen; Annie Seiler; Rainer Rauberger; Ralf Grauel
Original assignee: Henkel Ag & Co Kgaa
Priority date: 2006-11-15
Filing date: 2007-09-13
Publication date: 2013-12-03
Also published as: ATE533825T1; CA2669769C; CA2669769A1; US20090270540A1; JP5378226B2; US8796377B2; DE102006054196A1; WO2008058781A1; EP2092033B1; EP2092033A1; JP2010509474A

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ADESIVOS DE FUSÃO COM UMA ADERÊNCIA A SUBSTRATOS FLEXÍVEIS".

A presente invenção refere-se a adesivos de fusão, assim como a sua preparação e uso. Eles devem apresentar uma boa adesão a substra- 5 tos flexíveis e possibilitar uma colagem oticamente perfeita de laminados de plástico sobre embalagens cartonadas.

Sob adesivos de fusão (fundidos a quente) são compreendidos em geral adesivos sólidos à temperatura ambiente, livres de água e solven- tes, que são espalhados sobre as peças a serem coladas, a partir do fundi- 10 do, e após a união se ligam fisicamente durante o resfriamento. Tais adesi- vos de fusão (PSA, pressure sensitive adhesives) se mantêm, após resfria- mento, permanentemente aderentes e capazes de colar e aderir, sob leve pressão, imediatamente a quase todos os substratos.

Adesivos de fusão encontram amplo uso industrial e são por e- xemplo empregados na indústria de bebidas e na indústria de embalagens para etiquetação, para colagem de embalagens de transporte e para fixação provisória de artigos descartáveis.

Adesivos de fusão típicos são compostos com base em políme- ros, resinas adesivas, opcionalmente óleos amaciantes, bem como aditivos. 20 Polímeros de base frequentemente empregados são copolímeros de estire- no, por exemplo, copolímeros em bloco de estireno - isopreno - estireno (SIS), estireno - butadieno - estireno (SBS), estireno - eteno - buteno - esti- reno (SEBS), ou poli - α - olefinas amorfas (APAO).

Adesivos de adesão - fusão com base em, por exemplo, copolí- meros em bloco de estireno - isopreno - estireno são conhecidos da EP 0451 920 BI. As composições descritas contêm agentes espessantes usuais (re- sinas adesivas), óleos amaciantes, bem como aditivos usuais. Uma combi- nação especial com outros polímeros não é descrita.

A patente norte-americana 5.459.193 descreve um adesivo de fusão para formulações de adesivos de fusão no âmbito dos têxteis e não- tecidos. Essa composição se baseia em polímeros em bloco de estireno es- peciais. Além disso, uma tal composição apresenta uma adesão inicial insa- tisfatória. Pela substituição de uma parte ou da totalidade do polímero - SEBS por um polímero - SIS e/ou polímero - SBS a adesão inicial se deixa elevar, entretanto ao mesmo tempo a coesão se reduz.

Como desvantagem dos adesivos de adesão - fusão conhecidos frequentemente verifica-se que, no caso de adesão em substratos de plásti- cos, os óleos amaciantes tendem a migrar para o substrato. No caso de substratos em forma de laminados, que estão colados sobre suportes sóli- dos, isso pode levar a que as camadas se dobrem após um tempo ou for- mem ondas. Isso perturba a aparência de tais colagens. Além disso, tais co- polímeros em bloco de estireno são caros. Embora sejam conhecidos outros polímeros de base mais baratos, esses entretanto são frequentemente in- compatíveis e menos adequados como adesivos. Exatamente por isso é ne- cessário empregar maiores quantidades de óleos amaciantes para atingir as propriedades de adesão.

A partir desse estado da técnica, surgiu a tarefa de preparar a- desivos de adesão - fusão mais baratos com propriedades de processamen- to e uso aprimoradas, que dispõem de alta adesão inicial e adesividade. A- lém disso, deveria estar garantida uma boa adesão, em particular sobre substratos de plástico. Propriedades de adesão adicionais importantes para

o processamento de adesivos de adesão - fusão deveriam ser pelo menos mantidas. O aparecimento de dobras em substratos laminados colados de- veria ser evitado.

A solução dessa tarefa, de acordo com a invenção, deve ser ex- traída das reivindicações deste pedido de patente. Ela consiste essencial- mente em um adesivo de adesão - fusão contendo

1 a 30% em peso de pelo menos um copolímero de etileno - acetato de vinila com um ponto de fusão acima de 70 0C1

2 a 50% em peso de pelo menos um copolímero em bloco de

estireno,

20 a 70 % em peso de uma resina formadora de adesão, assim

como

5 a 40 % em peso de pelo menos um amaciante assim como, opcionalmente, aditivos sendo que a soma dos componentes deve somar 100%.

Adesivos de adesão - fusão contêm em geral elastômeros como um componente adesivo, em particular elastômeros termoplásticos. Estes têm uma temperatura de transição de vidro Tg na maior parte das vezes infe- rior a 0 0C. Exemplos de tais polímeros são borracha de acrilato, borracha de poliéster - uretano, borracha de etileno - acrilato, borracha de butila; borra- cha natural; copolímeros de etileno - propileno ou copolímeros de estireno, individualmente ou em mistura, sendo que os polímeros se tratam de copo- límeros estatísticos, alternados, de enxerto ou em bloco. Como um compo- nente para uma composição de acordo com a invenção são escolhidos elas- tômeros termoplásticos do grupo dos copolímeros de estireno, por exemplo, copolímeros de estireno e estireno - butadieno (SBS, SBR), copolímeros de estireno - isopreno (SIS), copolímeros de estireno - etileno/butileno (SEBS), copolímeros de estireno - etileno/propileno - estireno (SEPS) ou copolímeros de estireno - isopreno - butileno (SIBS). Tais produtos são conhecidos do versado na técnica e obteníveis comercialmente.

A quantidade de copolímeros em bloco de estireno deve se situ- ar entre 5 a 50 % em peso do adesivo de adesão - fusão. Em particular no 20 adesivo de fusão devem estar contidos polímeros SIS ou SBS. Particular- mente preferido é possível que estejam contidas misturas de polímeros SBS ou SIS com polímeros SIBS. Esses polímeros apresentam uma boa compa- tibilidade entre si. Em um modo de realização, a proporção de quantidades de SIBS para copolímeros em bloco de estireno se situa de 1:10 até 2:1, re- 25 Iativo à soma dos copolímeros em bloco de estireno, em particular entre 1:5 a 1:1.

Como outros componentes necessários de acordo com a inven- ção estão contidos copolímeros de etileno - acetato de vinila (EVA). Tais co- polímeros são conhecidos do versado na técnica. Trata-se aqui de copolíme- 30 ros com um teor de acetato de vinila de 10 a 40 % em mol relativo à soma dos monômeros. Opcionalmente podem estar contidos outros comonômeros. Tais polímeros são usualmente cristalinos ou parcialmente cristalinos. Eles apresentam um ponto de fusão acima de 70 0C (medido por DSC). A quanti- dade de polímeros EVA deve se situar entre 1 a 30 % em peso. A proporção entre EVA e copolímeros em bloco de estireno deve se situar entre 1:50 até 3:1, em particular entre 1:20 a 1:1. Caso a quantidade de EVA seja aumen- 5 tada, é possível que a adesão no frio seja influenciada negativamente.

Como outro constituinte, o adesivo de adesão - fusão de acordo com a invenção contém pelo menos uma resina adesiva. A resina provoca uma adesividade adicional. É empregada uma quantidade de 20 a 70 % em peso, de preferência de 30 a 60 % em peso. Trata-se aqui em particular de 10 resinas que possuem um ponto de amolecimento de 70 a 130 0C (método anel - esfera, DIN 52011). Essas são, por exemplo, resinas de hidrocarbone- to aromático, alifático ou cicloalifático, assim como suas versões modificadas ou hidrogenadas. Exemplos concretos são: resinas de petróleo - hidrocarbo- neto alifáticas ou alicíclicas e seus derivados hidrogenados. Outras resinas 15 empregáveis no quadro da presente invenção são por exemplo álcool hidro- abietílico e seus ésteres, particularmente ésteres com ácidos carboxílicos aromáticos como ácido tereftálico e ácido ftálico; resinas naturais modifica- das como ácidos resínicos de resina balsâmica, resina graxa ou resina de raiz, por exemplo resina balsâmica totalmente saponificada; alquiléteres de 20 colofônio, opcionalmente parcialmente hidrogenados,com baixos pontos de amaciamento, como por exemplo metil éster, dietilenoglicol éster, glicerina éster, e pentaeritritol éster; resina de terpeno, particularmente terpolímeros ou copolímeros de terpeno, como estireno-terpeno, a-metil-estireno-terpeno, resinas de terpeno modificadas por fenol, bem como seus derivados hidro- 25 genados; copolímeros de ácido acrílico, de preferência copolímeros de esti- reno-ácido acrílico e resinas à base de resina de hidrocarbonetos funcionais.

É preferido empregar resinas de sebo parcialmente polimeriza- das, resinas de hidrocarboneto hidrogenadas, ou ésteres de resina de colo- fônio. A quantidade deve ser especialmente de 20 até 60% em peso.

Além disso, uma composição de acordo com a invenção deve

conter pelo menos um amaciante. O amaciante é empregado para o ajuste da viscosidade, e deve possibilitar uma processabilidade aperfeiçoada e op- cionalmente aumentar a adesão da mistura. A viscosidade do amaciante deve ficar entre 10 até 1500 mPas a 25°C, particularmente entre 100 até 600 mPas (medido segundo DIN 1342). Em geral ele está contido, em um adesi- vo de adesão - fusão de acordo com a invenção, em uma concentração de 5 5 até 40% em peso, de preferência em uma quantidade de 10 até 30 % em peso.

Amaciantes apropriados são óleos brancos medicinais, óleos minerais naftênicos, adipatos, oligômeros de polipropileno, de polibuteno, de poli-isopreno, oligômeros de poli-isopreno e/ou de polibutadieno hidrogena- 10 dos, benzoato ésteres, óleos vegetais ou animais e seus derivados, ésteres de ácido sulfônico, álcoois monovalentes ou polivalentes, polialquilenoglicóis com uma massa molar de 200 até 6000 g/mol, como polipropilenoglicol ou polibutilenoglicol.

São particularmente empregados componentes amaciantes ole- osos. De preferência, o componente amaciante à temperatura ambiente é um líquido, por exemplo óleos hidrocarboneto, oligômeros de polibuteno/poli- isopreno, óleos naftênicos hidrogenados, ou óleos vegetais.

Em uma forma de execução preferida da invenção estão conti- dos ésteres como amaciantes, adicionalmente aos amaciantes oleosos. Tra- ta-se assim, por exemplo, de poliésteres líquidos e ésteres de glicerina, co- mo diacetato de glicerina e triacetato de glicerina, tribenzoato de glicerina, dibenzoato de neopentilglicol, tetrabenzoato de pentaeritritol e dibenzoato de 1,4-ciclo-hexano-dimetanol .São preferidos amaciantes á base de ésteres de ácido dicarboxílico aromáticos, por exemplo di-ésteres do ácido ftálico, ácido isoftálico ou ácido tereftálico. O radical álcool nesses ésteres emprega- dos como amaciantes apresentam comumente de 2 até 20 átomos de C. Exemplos para tais ésteres são ftalato de dialila, ftalato de dibutila, ftalato de diciclo-hexila, de dimetilciclo-hexila, de diisoheptila, de dietilhexila, de diocti- la, de diisononila, ftalato de diisodecila. Particularmente esses amaciantes devem apresentar um elevado ponto de ebulição, por exemplo, acima de 250°C à pressão normal. Particularmente apropriados são ésteres de ácido ftálico de alcoóis com 8 até 16 átomos de C. A quantidade do amaciante à base de éster deve estar entre 2 até 35%, particularmente entre 5 e 25% em peso.

Opcionalmente devem ser adicionadas ceras em pequenas quantidades ao adesivo de fusão. A quantidade deve ser de tal modo medi- 5 da que a adesão não é influenciada negativamente. A cera pode naturalmen- te ser de origem quimicamente modificada ou sintética. A quantidade deve estar abaixo de 10%. Além disso, um adesivo de fusão usual de acordo com a invenção pode ser acrescentado. Exemplos deles são estabilizadores, an- tioxidantes, como fenóis estericamente impedidos, fosfitos ou tioésteres, co- 10 rantes como dióxido de titânio, preenchedores como talco, argilas, ou promo- tores de adesão. Tais aditivos ou materiais aditivos são usualmente acres- centados em quantidades de até 5% em peso, de preferência, em quantida- des de cerca de 3 % em peso do adesivo de fusão. Tais aditivos são conhe- cidos do versado na técnica.

O adesivo de adesão fusão de acordo com a invenção é prepa-

rado por processos conhecidos. Por exemplo, podem ser previamente mistu- rados amaciantes, ceras, e resinas a 120° C até 180°C para formar um fun- dido homogêneo. Após a adição de coadjuvantes e aditivos também são a- crescentados então os componentes poliméricos e homogeneizados. São 20 possíveis também modos de preparação contínuos, por exemplo, em um extrusor.

Através dos adesivos de adesão- fusão de acordo com a inven- ção são obtidos adesivos de fusão baratos, que satisfazem as exigências de adesão imediata, resistência ao calor, processos de aplicação e nova capa- 25 cidade de solubilidade. É dada uma compatibilidade dos componentes, os quais não prejudicarão negativamente os diversos materiais do substrato. Os adesivos de fusão de acordo com a invenção apresentam uma boa adesão também no frio. Também podem ser empregadas frações de polímeros mais duros, como EVA, como adesivos de adesão duradoura nas composições de 30 acordo com a invenção.

Os adesivos de fusão de acordo com a invenção são emprega- dos para adesão de substratos como vidro, metal, papel Iaqueado ou não- laqueado, papelões e plásticos como, PET, PEN, PP1 PVC, e PS. Sobre tais substratos sólidos são então colados substratos flexíveis finos, por exemplo a partir de laminados, laminados de múltiplas camadas, ou papel. Assim tra- ta-se, por exemplo, de etiquetas, embalagens envoltórias, bolsas, etc. Esses 5 podem, por exemplo, ser preparados a partir de plásticos, por exemplo, de polietileno, polipropileno, poliestireno, cloreto de polivinila ou vidro celular, particularmente, de laminados PE. Além disso, as etiquetas também podem se basear em papel, opcionalmente em combinação com filmes poliméricos. Os adesivos de fusão de acordo com a invenção distinguem-se particular- 10 mente por uma adesão muito boa nos plásticos anteriormente mencionados, sendo que esses podem ser novamente removidos das superfícies do subs- trato.

Um outro uso é a adesão de dois substratos laminados flexíveis um com o outro. Assim, por exemplo, ambas as partes de substratos são coladas uma à outra de modo reversível, isto é, por exemplo, podem ser co- lados bolsas de laminados novamente fecháveis essa ligação de adesão também é estável no frio e mais de uma vez fechável.

Um uso de acordo com a invenção é a adesão de bolsas de la- minados e a adesão estável à frio de sacos de segurança de poliolefinas. 20 Assim, uma superfície do laminado é revestida com um adesivo de fusão de acordo com a invenção e depois colado no substrato, por exemplo, um pape- lão. Mesmo após o armazenamento a temperaturas elevadas pode se verifi- car uma boa adesão do composto, e uma boa resistência térmica. Assim, o laminado colado não se modifica, isto é, não se formam bolhas, pregas ou 25 outros defeitos oticamente perceptíveis. Também a capacidade de adesão a baixas temperaturas é muito boa.

Exemplo 1:

Uma mistura é preparada a partir de:

10 g de polímeros EVA (Evatane 28-05)

17 g de polímeros SBS (Europreno Sol 1205)

55 g de resina (Sylvalite RE 105S)

1 g de estabilizante (Irganox 1010) 8 g de óleo amaciante (Primol 352)

9 g de DINP (Vestinol 9)

Exemplo 2:

Uma mistura é preparada a partir de:

10 g de polímeros EVA (Evatane 28-05)

17 g de polímeros SBS (Europreno Sol 1205)

10 g de SIBS (Kraton MD-6455)

41 g de resina (Sylvalite RE 105S)

1 g de estabilizante (Irganox 1010)

13 g de óleo amaciante (Primol 352)

10 g de DINP (Jayflex DINP)

Exemplo 3:

10gde polímeros EVA (Evatane 28-05)

17 g de polímeros SBS (Europreno Sol 1205)

5 g de SIBS (Kraton MD-6455)

44 g de resina (Sylvalite RE 105S)

1 g de estabilizante (Irganox 1010)

3 g de óleo amaciante (Primol 352)

20 g de DINP (Jayflex DINP)

Exemplo Comparativo 1:

Uma mistura é preparada a partir de:

20 g de polímeros EVA (Evatane 28-05)

14 g de polímeros SBS (Europrene Sol 1205)

40 g de resina (Sylvares Zt 105 LT)

1 g de estabilizador (Irganox 1010)

25 g de óleo amaciante (Nyflex 222B)

A 180°C os polímeros são derretidos e misturados em um agita- dor de laboratório. Depois os outros constituintes da receita são adicionados e totalmente homogeneizados. A mistura derretida é preenchida e depois resfriada, endurecendo.

A cola fundida é aplicada com uma espátula aquecível com uma camada de 18 g/m2 em um laminado comercialmente usual de OPP e um outro laminado de PE. Os laminados são colados em um papelão. Na retira- da obtem-se uma força de adesão de 11N/25 mm.

Um laminado de PE revestido é colado em um substrato de pa- pelão rígido. A amostra é armazenada por 4 dias a 40°C. Podem ser obser- vadas dobras e intumescimento dos laminados no caso da tentativa de igua- lação, senão o laminado permanece colado liso.

Claims

1. Adesivos de fusão para adesão de laminados plásticos con- tendo - 1 até 30% em peso de pelo menos um copolímero de etileno- acetato de vinila com um ponto de fusão acima de 70°C, - 2 até 50% em peso de pelo menos um copolímero em bloco de estireno, - 20% até 70% em peso de uma resina adesiva - 5 até 40% em peso de pelo menos um amaciante assim como opcionalmente outros aditivos.

2. Adesivos de fusão de acordo com a reivindicação 1, caracteri- zado pelo fato de que o amaciante abrange uma mistura de pelo menos um óleo, escolhido de óleos brancos medicinais, óleos naftênicos, opcionalmen- te oligômeros de polibuteno hidrogenados ou oligômeros de isopreno, éste- res de ácido adípico e pelo menos um éster de ácido ftálico.

3. Adesivos de fusão de acordo com a reivindicação 1 ou 2, ca- racterizado pelo fato de que o éster de ácido ftálico apresenta um ponto de ebulição acima de 250°C .

4. Adesivos de fusão de acordo com uma das reivindicações 2 até 3, caracterizado pelo fato de que são obtidos 2 até 35% em peso de um amaciante de éster de ácido ftálico.

5. Adesivos de fusão de acordo com uma das reivindicações de 1 até 4, caracterizado pelo fato de que o copolímero de etileno - acetato de vinila contem 10 moles % até 30 moles % de unidades de acetato de vinila.

6. Adesivos de fusão de acordo com uma das reivindicações de 1até 5, caracterizado pelo fato de que a proporção de copolímeros de etile- no-acetato de vinila para os copolímeros em bloco de estireno é de 1 : 50 até 3 : 1.

7. Adesivos de fusão de acordo com a reivindicação 6, caracteri- zado pelo fato de que a proporção é de 1 : 20 até 1:1.

8. Adesivos de fusão de acordo com uma das reivindicações de 1 até 7, caracterizado pelo fato de que o copolímero em bloco de estireno é escolhido do grupo dos copolímeros de estireno e copolímeros de estireno- dieno (SBS, SIS, SBR), copolímeros de estireno - etileno/butileno (SEBS), copolímeros de estireno-etileno/propileno - estireno (SEPS) ou copolímeros de estireno-isopreno-butileno (SIBS).

9. Adesivos de fusão de acordo com a reivindicação 8, caracteri- zado pelo fato de que uma mistura de copolímeros de estireno-isopreno- butileno com um outro copolímero em bloco de estireno está contida em uma quantidade de 1 : 10 até 2 : 1 de SIBS: copolímero em bloco de estireno.

10. Uso de um adesivo de fusão como definido em qualquer uma das reivindicações de 1 até 9, para adesão de etiquetas, laminados ou ou- tros substratos planos.

11. Uso de acordo com a reivindicação 10, para adesão de subs- tratos plásticos em embalagens, particularmente de substratos de polietileno na forma de laminados.

12. Uso de acordo com a reivindicação 10, para readesão (no- vamente colável) de substratos na forma de laminados, uns com os outros.

13. Material composto de substrato plano, fino, em folhas ou la- minados e um outro substrato rígido, no qual ambos os substratos são cola- dos com um adesivo de fusão como definido em uma das reivindicações de 1 até 8.

14. Material composto de acordo com a reivindicação 13, carac- terizado pelo fato de que como substrato foi colado um laminado plástico, particularmente um laminado de polietileno.