BRPI1008124B1

BRPI1008124B1 - composição de revestimento com base em água, processo de preparação da composição de revestimento com base em água, uso de uma composição de revestimento, e, substrato revestido com uma composição de revestimento

Info

Publication number: BRPI1008124B1
Application number: BRPI1008124A
Authority: BR
Inventors: Schoenaker Berry; Elwood Smith Danny; Schoenleitner Ernst
Original assignee: Akzo Nobel Coatings Int Bv
Priority date: 2009-06-02
Filing date: 2010-05-27
Publication date: 2018-11-13
Also published as: CA2763579C; WO2010139586A1; AU2010255848A1; AU2010255848B2; RU2011153703A; CA2763579A1; RU2532909C2; CN102449077A; ZA201108088B; HK1165820A1; US20120095146A1; ES2454669T3; EP2438123A1; BRPI1008124A2; KR20120036809A; KR101733041B1; MY156440A; EP2438123B1; US8809416B2; CN102449077B

Description

(54) Título: COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO COM BASE EM ÁGUA, PROCESSO DE PREPARAÇÃO DA COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO COM BASE EM ÁGUA, USO DE UMA COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, E, SUBSTRATO REVESTIDO COM UMA COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO (73) Titular: AKZO NOBEL COATINGS INTERNATIONAL B.V., Sociedade Holandesa. Endereço: VELPERWEG 76, NL-6824 BM ARNHEM - HOLANDA., HOLANDA(NL) (72) Inventor: ERNST SCHOENLEITNER; DANNY ELWOOD SMITH; BERRY SCHOENAKER.

Prazo de Validade: 20 (vinte) anos contados a partir de 27/05/2010, observadas as condições legais

Expedida em: 13/11/2018

Assinado digitalmente por:

Liane Elizabeth Caldeira Lage

Diretora de Patentes, Programas de Computador e Topografias de Circuitos Integrados

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COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO COM BASE EM ÁGUA,

PROCESSO DE PREPARAÇÃO DA COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO COM BASE

EM ÁGUA, USO DE UMA COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, E, SUBSTRATO

REVESTIDO COM UMA COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO

A presente invenção refere-se a uma composição de revestimento com base em água que compreende uma resina de poliéster hidrossolúvel ou dispersível em água e um sal metálico de ácido graxo, a um substrato que tenha sido revestido com a mencionada composição de revestimento e ao uso da mencionada composição de revestimento como revestimento de papel, cartão, papelão e similares.

Revestimentos com base em água são frequentemente utilizados para fornecer papel, cartão ou papelão, empregado como material de embalagem para alimento, com uma barreira contra água, vapor d'água, graxa e óleo. Os polímeros típicos presentes nesses revestimentos com base em água incluem estireno-butadienos modificados, acrilatos e metacrilatos, acetato de polivinila, poliolefinas e, especialmente, resinas de poliéster hidrofóbico.

US 20040005341 e WO 01/14426 descrevem composições de revestimento de papel e papelão, que incluem embalagem de papel tal como a utilizada em embalagens alimentícias, recipientes de alimentos, receptáculos de alimentos etc., que compreendem um álcool polivinílico e uma cera de melamina de ácido graxo. Quando forem desejadas propriedades de liberação, um aditivo com extremidades úmidas tal como EvCote PWR-25, disponível comercialmente por meio da Akzo Nobel, pode ser adicionado às fibras durante o processo de fabricação de papel.

EP 0.960.021 descreve as excelentes propriedades de repelência de óleo e água de composições de revestimento com base em água que compreendem resinas de poliéster hidrofóbico preparadas com tereftalato de polietileno (PET). A seleção

2/19 desses tipos de composições de revestimento com base em água também é conveniente do ponto de vista ambiental, pois polímeros de tereftalato residual tais como garrafas, material de folha e resíduos de tecido podem ser utilizados 5 para a preparação dessas resinas e os revestimentos não possuem efeito negativo sobre a capacidade de decomposição do material revestido.

O papel, cartão ou papelão revestido é utilizado, por exemplo, para embalar linguiças, peixes, pizzas, 10 cachorros quentes, hambúrgueres, batatas fritas e outros produtos alimentícios. Mais especificamente, na indústria de alimentos rápidos, todos os tipos de sanduíches de hambúrgueres, frangos dobráveis, recipientes e peixes são embalados em papelões microondulado ou embalagens flexíveis.

os sanduíches embalados podem ser

Após a preparação, armazenados por curtos períodos de tempo até que ocorra a a armazenagem, o pão do sanduíche transação de venda. Durante tende a aderir-se à parede do cartão. Quando o sanduíche é removido efeito é aquecido padarias, tais como do recipiente, a raspada, deixando uma aparência não particularmente observável quando é

com vapor. Este efeito onde a massa é assada em bolos e muffins.

Consequentemente, existe também formas composições de revestimento com base em cartão e papelão mesmo tempo, que graxa.

Segundo atraente. Este o sanduíche é observado em feitas de papel, necessidade de água para papel, com boas propriedades de liberação e, ao possuam boas propriedades de resistência a a presente invenção, é fornecida uma composição de revestimento com base em água que compreende uma resina de poliéster hidrofóbico e dispersível em água específica e um sal metálico de um ácido graxo. O mencionado

3/19 poliéster hidrofóbico e dispersível em água compreende um produto de reação com 3 0 a 70% em peso de um polímero de tereftalato, 5 a 40% em peso de um composto com funcionalidade hidroxila que contém pelo menos dois grupos hidroxila, 1 a 20% em peso de um composto com funcionalidade carbóxi que contém pelo menos dois grupos carboxila e 10 a 60% em peso de um composto hidrofóbico selecionado a partir do grupo que consiste de ácido graxo ramificado ou com cadeia linear C₆-C₂4 ou seus triglicérides, em que o composto com 10 funcionalidade hidroxila encontra-se presente em uma a três vezes o equivalente da porção hidrofóbica. A resina hidrofóbica e dispersível em água encontra-se presente na composição de revestimento com base em água de acordo com a presente invenção em uma quantidade de 10 a 50% em peso (com 15 base no teor total de sólidos na composição de revestimento com base em água). 0 sal metálico do ácido graxo encontra-se presente na composição de revestimento com base em água em uma quantidade de 50 a 90% em peso (com base no teor total de sólidos na composição de revestimento com base em água). Além 20 disso, uma base encontra-se presente em uma quantidade correspondente a 70% até 130% do número ácido da resina.

Descobriu-se que, quando aplicado a substratos apropriados para a embalagem de alimentos (tais como papel, cartão ou papelão), o substrato revestido exibe boas 25 propriedades de liberação, ou seja, o alimento pode ser facilmente removido do substrato, mantendo a sua aparência original. O alimento não possui odor do revestimento ou material de embalagem. Além disso, o substrato revestido exibe boas propriedades de resistência a graxa.

O revestimento de acordo com a presente invenção é um substituto apropriado dos auxiliares de liberação de silicone indesejáveis e tratamentos de barreira a graxa de fluorocarbonos. Uma outra vantagem das composições de

4/19 revestimento de acordo com que essas formulações não indesejáveis frequentemente poliéster. Além a presente invenção é o fato de contêm componentes de melamina utilizados para curar resinas de disso, a composição de revestimento possui de transmissão de vapor como taxa de transmissão de boa WVTR (taxa também indicada

MVTR).

As d⁷água, às vezes vapor de umidade, composições de poliéster em água utilizadas de acordo com a presente conhecidas (tais como por meio de EP 960021) por a água e dispersível invenção são proporcionarem repelência substratos tratados com elas sem substrato, hidrofóbico e óleo desejada aos prejudicar outras tais como sensação acordo com a por meio de propriedades desejáveis do suave. As resinas dispersíveis em água de presente invenção podem ser sintetizadas polimerização por condensação com poliácido-poliálcool ou PET original ou reciclado (álcoois ou ácidos multifuncionais) utilizados para elaborar poliésteres em conjunto com ácidos alifáticos ou trigliçérides animais ou vegetais ou não hidrogenados. As resinas dispersíveis preferencialmente elaboradas com polímeros de residuais, incluindo garrafas, material de folhas, resíduos têxteis e similares. O plástico de tereftalato residual pode ser trazido de recicladores e inclui, mas sem limitações, hidrogenados em água são tereftalato material identificado como “pedra de PET. O tereftalato residual pode ser caracterizado pela fórmula unitária:

-L OROOC

(1) em que R é o resíduo de um glicol alifático ou cicloalifático com dois a dez carbonos ou de glicol oxigenado da fórmula:

5/19

HO(C_xH_2xO)_nC_xH_2xOH em que x é um número inteiro de2a4enélal0.

Preferencialmente, o polímero tereftalato residual é um tereftalato de polialquileno tal como tereftalato de 5 polietileno e tereftalato de polibutileno, tereftalato de policiclo-hexanodimetanol ou uma de suas misturas. Outros polímeros de poliéster apropriados que podem ser utilizados incluem tereftalato de poli-1,2 e poli-1,3-propileno e naftenato de polietileno. Compreender-se-á que, por razões de 10 economia, prefere-se o uso de tereftalatos residuais. Os grupos iônicos necessários para a capacidade de dispersão em água podem ser um ácido carboxílico que é introduzido na resina por monômeros poliácidos tais como anidrido trimelítico, ácido trimelítico ou anidrido maleico ou grupos 15 sulfonato que vêm de monômeros tais como 5-sulfoisoftalato de dimetila (DMSIP ou 5-sulfo-l,3-benzenodicarboxilato de dimetila), sulfoisoftalato etileno glicol (SIPEG ou 5-sulfo3-benzenodicarboxilato de di-hidroxietila) ou de grupos terminais alquenicamente insaturados sulfonatados, conforme 20 descrito em US 5.281.630. Neste particular, faz-se também referência a WO 2008/080906, no qual é descrito o enxerto de ácido acrílico e/ou ácido metacrílico e/ou estireno em resinas de alquídeo. Os enxertos descritos nessa patente podem ser substituídos pelos grupos iônicos para fornecer a 25 capacidade de dispersão em água. Estes enxertos podem também fornecer outras propriedades desejáveis.

O poliácido é preferencialmente selecionado a partir do grupo que consiste de ácido isoftálico, ácido tereftálico, anidrido ftálico (ácido), ácido adípico etc.

Outros poliácidos preferidos não limitadores são anidrido ftálico (ácido), ácidos isoftálico e tereftálico, ácido adípico, ácido fumárico, ácido 2,6-naftaleno dicarboxílico e ácido glutárico. Podem também ser utilizadas misturas dos ácidos e anidridos acima. O percentual em peso de monômeros iônicos na resina é de 1% a 20%, mas são preferidos 5 a 10%. A cadeia principal do polímero é composta de grupos de poliéster. Ele pode ser qualquer poliéster linear ou 5 ramificado elaborado utilizando poliácidos e poliálcoois. 0 método preferido é a geração da cadeia principal utilizando poliéster de fontes recicladas. O percentual em peso dos ingredientes da cadeia principal de poliéster varia de 30 a 70% de toda a resina, em que 50 a 60% são de preferência 10 superior. Essa cadeia principal é tipicamente derivada da reação de PET tal como PET residual com um composto com funcionalidade hidróxi que contém pelo menos dois grupos hidroxila. O composto com funcionalidade hidróxi que contém pelo menos dois grupos hidróxi é selecionado a partir do grupo que consiste de etileno glicol, dietileno glicol, trietileno glicol, ciclo-hexanodimetanol, propileno glicol,

1.2- propileno glicol, 1,3-propano diol, 1,2-butileno glicol,

1.3- butanodiol, 1,4-butanodiol, neopentil glicol, 1,5pentanodiol, 1,6-hexanodiol, glicerol, trimetilolpropano, trimetiloletano, pentaeritritol, eritritol ou um monossacarídeo. Em uma outra realização, outros compostos hidróxi que contêm pelo menos dois grupos hidroxila incluem derivados de glicerol, trimetilolpropano, trimetiloletano, pentaeritritol, eritritol ou um monossacarídeo oxialquilado 25 com cinco a trinta moles de óxido de etileno, óxido de propileno ou uma de suas misturas por hidroxila do composto com funcionalidade hidróxi. Os grupos alifáticos consistem de seis a 24 ácidos graxos de cadeia de carbono ou seus triglicérides tais como ácido esteárico, oleico, palmítico, 30 láurico, linoleico, linolênico, beênico ou suas misturas.

Estes podem originar-se de óleo animal ou vegetal hidrogenado ou não hidrogenado, tal como sebo de boi, banha, óleo de milho, óleo de soja etc. Caso sejam utilizados ácidos graxos altamente insaturados ομ triglicérides, deve-se tomar cuidado para evitar retícula através do grupo insaturado. O percentual em peso da porção alifática pode ser de 10 a 60%, em que 20 a 40% são a quantidade preferida.

Existem duas vias básicas de fabricação dessas resinas. Essas vias são descritas em EP 960021, mas também são descritas abaixo:

Via 1 (1) Ácidos alifáticos ou ésteres + glicol multifuncional -> esterificação ou transesterificação ~ glicol hidrofóbico (2) Glicol hidrofóbico + PET (ou diácido com

7/19 diálcool) hidrofóbico (3)

Poliéster hidrofóbico + monômero iônico esterificação ou transesterificação resina de poliéster hidrofóbica e dispersível em água

Via (D

Diácido ou PET + glicol multifuncional esterificação ou transesterificação poliéster de enxerto com grupos hidroxila ao longo de toda a cadeia e/ou como grupos posteriores (2) Poliéster de enxerto + ésteres ou ácidos alifáticos -» esterificação ou transesterificação = resina de 25 poliéster hidrofóbico (3) Poliéster hidrofóbico + monômero iônico -> esterificação ou transesterificação = resina de poliéster hidrofóbica e dispersível em água

As etapas a seguir são utilizadas no processo de produção da resina de acordo com a presente invenção:

1. Incorporação de um ou mais grupos não polares que podem ser selecionados a partir dos seguintes: ácidos graxos do tipo ácido esteárico, ácido beênico, ácido

8/19 palmítico, ácido láurico, ácido oleico, ácido linoleico etc.; triglicérides de fontes animais ou vegetais do tipo de sebo de boi, óleo de milho, óleo de soja, óleo de amendoim, óleo de açafrão ou suas versões hidrogenadas etc.; silicones 5 reativos, parafinas sopradas ou óleos minerais, uretanos hidrofóbicos etc. Este grupo deve estar presente em 10 a 60¾ em peso.

2. Incorporação por meio de esterificação ou transesterificação de um ou mais componentes hidroxila multifuncionais, tais como pentaeritritol, sorbitol, glicerol etc. em níveis consistentes, mas sem limitações, com uma a três vezes o equivalente reativo dos componentes do grupo 1.

3. Esterificação ou transesterificação de ingredientes típicos dos utilizados para elaborar polímeros de poliéster. Esses ingredientes podem ser selecionados a partir de tereftalato de polietileno ou tereftalatos similares e/ou ácidos difuncionais tais como ácido tereftálico, ácido isoftálico, anidrido ou ácido ftálico combinado com álcoois difuncionais, tais como etileno glicol, 20 dietileno glicol, neopentil glicol, propileno glicol etc.

4. Incorporação de um ou mais grupos iônicos necessários para dispersão da resina em água. Exemplos desses grupos são anidrido trimelítico, anidrido maleico, sulfo succinato, ácido isoftálico sulfonatado ou seus ésteres etc.

5 5. Dispersão da resina em água contendo uma quantidade de base, se necessário, para neutralizar os grupos ácidos pendentes.

As etapas 1 a 3 podem ser realizadas em qualquer ordem, mas a ordem de realização de processo preferida é 30 conforme relacionado acima.

As resinas de poliéster são normal e preferencialmente elaboradas utilizando um catalisador de intercâmbio de ésteres. Os catalisadores apropriados incluem carboxilatos metálicos e compostos organometálicos bem conhecidos, particularmente compostos de estanho ou titânio.

Os catalisadores preferidos incluem acetato de manganês, acetato de sódio, acetato de zinco, acetato de cobalto ou acetato de cálcio, titanatos de tetra-alquila, em que o alquila contém até oito átomos de carbono, bem como ácido alquil estanoico ou óxidos de dialquil estanho, tais como ácido monobutil estanoico ou óxido de dialquil estanho. Os catalisadores que são de preferência ainda maior incluem ácido monobutil estanoico e titanato de tetrapropila ou tetrabutila ou uma de suas misturas.

Os produtos resinosos resultantes obtidos são geralmente absorvidos em soluções aquosas relativamente concentradas de carbonatos ou hidróxidos de amônio ou metais alcalinos. A concentração empregada pode ser determinada por meio de experimentação rotineira.

As resinas de acordo com a presente invenção possuem tipicamente pesos moleculares na faixa de 500 até 50.000. Preferencialmente, os pesos moleculares encontram-se na faixa de 1000 a 10.000.

O peso molecular médio das resinas por meio de GPC ou é tipicamente determinado viscosidade ou outros métodos bem conhecidos química de polímeros.

quantidade total hidrofóbica e dispersível em de na técnica de de resina água na de poliéster composição de revestimento com base em água de acordo com a presente invenção é de pelo menos 10% em peso, preferencialmente pelo menos 15% em peso e, de preferência superior, pelo menos 17% em peso, com base no teor total de sólidos na composição de 30 revestimento com base em água. A quantidade total de resina de poliéster hidrofóbica e dispersível em água na composição de revestimento com base em água é de, no máximo, 50% em peso, preferencialmente no máximo 45% em peso e, de preferência superior, no máximo 40% em peso, com base no teor

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total	de	sólidos na composição de	revestimento	com base	em
água.
		A expressão ácido graxo,	da forma	utilizada	ao
5 longo	de	todo o presente relatório	descritivo,	destina-se	a

indicar um ácido carboxílico que compreende uma cadeia de carbono saturada ou insaturada que contém de oito a 24 átomos de carbono, preferencialmente que contém de dez a 22 átomos de carbono e, de preferência superior, que contém de doze a 10 vinte átomos de carbono. Exemplos apropriados incluem ácido mirístico, ácido esteárico, ácido beênico, ácido araquidônico, ácido palmítico e ácido láurico.

ácido graxo encontra-se presente na composição de revestimento com base em água na forma de sal metálico. O 15 metal é preferencialmente selecionado a partir do grupo que consiste de cálcio, magnésio, zinco, alumínio e zircônio.

A quantidade total do sal metálico do ácido graxo na composição de revestimento com base em água é de, no máximo, 90% em peso, preferencialmente no máximo 85% em peso, 2 0 com base no teor total de sólidos na composição de revestimento com base em água. A quantidade total do sal metálico de um ácido graxo na composição de revestimento com base em água é de pelo menos 50% em peso, com base no teor total de sólidos na composição de revestimento com base em 2 5 água.

Observa-se que, dependendo da aplicação, as quantidades relativas de resina de poliéster hidrofóbica e dispersível em água e sal metálico do ácido graxo podem variar. Pode-se preferir, por exemplo, a adição de 30 quantidades relativamente altas de um sal metálico de um ácido graxo, caso seja importante ter um revestimento com excelentes propriedades de liberação (tal como quando utilizado como revestimento de materiais de embalagem para

11/19 sanduíches aquecidos a vapor). Caso seja importante ter resistência suficiente a graxa, pode-se preferir a adição de quantidades relativamente pequenas de um sal metálico de um ácido graxo (tal como quando uti1i zado na forma de revestimento para formas feitas de papel para padarias).

A composição de revestimento com base em água de acordo com a presente invenção pode ser preparada elaborandose uma solução coloidal ou uma dispersão da resina de poliéster hidrofóbica e dispersível em água de acordo com a 10 presente invenção em água, em que uma base encontra-se presente em uma quantidade correspondente a 70% até 130% do número ácido da resina, e adição de um sal metálico de um ácido graxo, de tal forma que a resina de poliéster hidrofóbico e dispersível em água esteja presente em uma 15 quantidade de 10 a 50% em peso e o sal metálico de um ácido graxo esteja presente em uma quantidade de 50 a 90% em peso, em que as quantidades são baseadas no teor total de sólidos na composição de revestimento com base em água. Por uma base que se encontra presente em vma quantidade correspondente a 20 70% até 130% do número ácido da resina, indica-se que uma base encontra-se presente em uma quantidade de 70% a 130% do número de funcionalidades de ácido carboxílico na resina. O sal metálico de um ácido graxo é preferencialmente adicionado in situ em forma dispersa, previamente dispersa ou sólida.

5 A base pode ser qualquer base convencionalmente utilizada neste tipo de composição de revestimento. Caso a composição de revestimento com base em água seja utilizada para aplicações em grau alimentício, são utilizadas bases aprovadas como alimentos. De preferência superior, utiliza-se 30 amônia como base. Conforme descrito, a base é utilizada em uma quantidade de 70% a 130% da quantidade que corresponde a uma quantidade estequiométrica de acordo com o número ácido da resina. Preferencialmente, ela é utilizada em uma

12/19 quantidade de 85 a 115% da quantidade estequiométrica. De preferência superior, é utilizada uma quantidade estequiométrica.

Além da resina de poliéster e do sal metálico do ácido graxo, a composição de revestimento com base em água de acordo com a presente invenção pode conter componentes convencionais, tais como emulsificantes, pigmentos e cargas (funcionais), dispersantes, coloides protetores, solventes voláteis, tampões de pH, espessantes, agentes umectantes, 10 agentes antiespumantes, corantes e reticulantes. Exemplos de reticulantes apropriados incluem óxido de zinco, carbonato de zircônio e amônio, melamina ureia, uma resina de formaldeído ureia e resinas de glioxal (melamina). Exemplos das cargas funcionais seriam talco em placas, argila em placas, mica, 15 hidrotalcita exfoliada ou bentonita.

A composição de revestimento com base em água pode ser sensível ao pH. Quando o pH cair abaixo de 6,5, ele pode tornar-se instável e pode ocorrer formação de gel. Desta forma, a faixa de pH preferida é de 7,0 a 12 (de maior 20 preferência, de 8,5 a 10). Podem ser adicionados tampões convencionais para controlar o pH.

Uma potencial desvantagem do trabalho na faixa de pH preferida mencionada acima é o fato de que a composição possui uma tendência de formação de espuma sob condições de 25 aplicação, que apresenta impacto negativo sobre a capacidade de condução e o desempenho de revestimento. Em uma realização da presente invenção, a formação de espuma pode ser reduzida por meio da adição de solventes voláteis tais como isopropanol. Estes solventes são preferencialmente utilizados 30 em uma quantidade de 1,5 a 4% em peso com base no teor total da composição de revestimento com base. em água. Alternativamente, podem ser adicionados desespumantes disponíveis comercialmente, tais como o desespumante Paracum

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D44/PDI de Dr. W. Kolb A. G., de Hedingen (Suíça). Concluiuse que este desespumante específico é muito eficiente em nível de adição de 0,3 a 1¾. Este desespumante é um éster de ácido graxo de álcoois alcoxilados.

Surpreendentemente, descobriu-se que a adição de talco ou outros minerais carregados cationicamente como hidrotalcita à composição de revestimento com base em água é muito eficaz na inibição da formação de espuma, mesmo sob alta agitação e condições que promoveríam a captura de ar. 0 10 nível de adição dos aditivos acima à composição de revestimento com base em água é preferencialmente de 5 a 45% em peso do sal metálico do ácido graxo.

Substratos que são apropriados para revestimento com a composição de revestimento com base em água de acordo 15 com a presente invenção incluem papel de embalagem, papel fino, papel de pergaminho, papelão, cartão pleno, papel cartão e papel cartão corrugado. Os substratos podem apresentar-se na forma de recipiente de alimentos, caixa em

formato	de	concha de marisco,	receptáculo	de	alimentos,
20 bandeja	de	alimentos, embalagem	de alimentos	etc	. Eles são
preferencialmente utilizados na indústria	de	alimentos

rápidos para embalagem e armazenagem de produtos de alimentos rápidos tais como linguiças, peixes, pizzas, cachorros quentes, hambúrgueres, batatas fritas, frango frito, 2 5 sanduíches e similares, ou na forma de papelão para forno apropriado para uso em aplicações de cozimento.

As composições de revestimento de acordo com a presente invenção podem ser aplicadas a um substrato de qualquer forma convencional, tal como por meio de rolamento, 3o pulverização, pincelamento, jateamento, aplicação por revestimento com bisturi ou vara, revestimento de fluxo, revestimento de cortina, mergulho, pulverização atomizada em ar, pulverização assistida em ar, pulverização sem ar, pulverização sob baixa pressão em alto volume, pulverização sem ar assistida por ar ou por meio de tecnologia de impressão, tal como flexogravura, litogravura ou impressão em offset.

A presente invenção é elucidada por meio dos

Exemplos não limitadores a seguir.

Exemplos Comparativos A-D

Testes para colagem de pão

Caixas em formato de marisco não revestidas foram

14/19 revestidas em escala de laboratório com as composições de revestimento com base em água a seguir (peso de revestimento úmido de 6 g/m²) :

a.	EvCote® PWR-25
b.	EvCote® PWR-25 + 25%	estearato	de amônio
15 c.	EvCote® PWR-25 + 5%	estearato	de cálcio	(50%
de substância	seca)
d.	EvCote® PWR-25 +	2% Wacker	E10 (óleo	de
silicone, 35%	de substância seca)

EvCote® PWR- 25 é o sal de amônio de um PET (tereftalato de polietileno) modificado por ácido esteárico disponível comercialmente por meio da AkzoNobel. Estearato de cálcio também é disponível comercialmente por meio da AkzoNobel. Obteve-se Wacker E10 por meio da Wacker Chemie AG em Burghausen (Alemanha). Estearato de amônio (CAS 1002-89-7)

5 pode ser obtido, por exemplo, por meio da Kemco International.

As folhas de caixas em formato de concha de marisco revestidas foram dobradas no formato e coladas entre si manualmente para formar as embalagens de peixe.

Foi seguido o procedimento de teste a seguir:

1. Filés de peixe congelados foram fritos por três minutos e quinze segundos a 180 °C e mantidos quentes a 95 °C até o uso.

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2.

de pão a vapor

Os pãos foram aquecidos a vapor em um aquecedor convencional, para que pareçam frescos.

3.

A metade superior do pão foi colocada no topo da caixa com o lado externo para baixo.

4.

Sobre o lado do corte, adicionou-se molho tártaro.

5.

O peixe foi colocado sobre o molho tártaro.

6.

Uma fatia de queijo foi colocada sobre o peixe.

7.

A metade inferior do pão foi colocada sobre o queijo.

8.

e colocada na

9.

A caixa foi fechada, virada de cabeça para baixo unidade de aquecimento a 62 °C.

As caixas em formato de concha de marisco preparadas desta forma foram inspecionadas após dez, quinze e 15 vinte minutos. Foram tiradas fotografias após dez minutos (vide

Figura l(a)), após quinze minutos (vide Figura 1(b)) e após vinte minutos (vide Figura l(c)).

10. Após o término do tempo, a caixa em formato de concha de marisco foi aberta. O sanduíche de peixe não possuía aroma do revestimento ou papelão.

11. O sanduíche foi retirado da caixa em formato de concha de marisco e determinou-se se o pão aderiu-se ao interior da caixa em formato de concha de marisco.

Em todos os quatro Exemplos Comparativos, os topos dos pãos aderiram-se severamente aos topos das caixas revestidas, deixando pão com aparência não atrativa (vide a

Figura 1).

Exemplos 1 e 2 e Exemplos Comparativos E e F

Testes de colagem de pão

Caixas não revestidas para sanduíches de peixe foram revestidas em escala de laboratório com as composições de revestimento com base em água a seguir (peso de revestimento úmido de 2 a 10 g/m²) :

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Exemplo	Quantidade de EvCote® PWR-25 (% seco)	Quantidade de estearato de cálcio (% seco)	Numero na caixa
E	43	57	2
1	33	67	3
2	25	75	4
3	18	82	5
4	11	89	6
F	0	100	7

Foram testados dois procedimentos padrão:

- Dois sanduíches de peixe foram aquecidos a vapor juntos por doze segundos. O topo do pão foi colocado na caixa e, em seguida, aplicou-se molho tártaro, peixe, queijo e o fundo do pão e a caixa foi fechada e mantida quente (62 °C) por dez minutos.

- Quatro sanduíches foram aquecidos a vapor juntos por trinta segundos. 0 topo do pão foi colocado na caixa e, em seguida, aplicou-se molho, peixe, queijo e o fundo do pão e a caixa foi fechada e mantida quente (62 °C) por dez minutos.

As caixas foram inspecionadas após o aquecimento a vapor por doze segundos e após aquecimento a vapor por trinta segundos.

A caixa revestida de acordo com o Exemplo Comparativo E exibiu adesão de parte do pão sobre o fundo do sanduíche de peixe e o topo do pão apresentou rachadura devido ao espetamento.

As caixas revestidas de acordo com os Exemplos 1 e 2 exibiram apenas algum espetamento menor do pão sobre o fundo do sanduíche de peixe. O topo dos pãos foi inalterado.

A caixa revestida de acordo com o Exemplo 3 não exibiu nenhum espetamento de pão e não se observou nenhuma mancha de gordura.

A caixa revestida de acordo com o Exemplo 4 não exibiu nenhum espetamento de pão, mas foram observadas algumas manchas de gordura.

17/19

A caixa revestida de acordo com o Exemplo Comparativo

F não exibiu espetamento do pão, mas havia manchas de graxa demais para que fosse aceitável.

Exemplo 5; Teste de Kit 3M® teste do Kit 3M® foi desenvolvido pela 3M® para simular a penetração de óleo e gordura através de papel ou cartão que foi tratado com fluoroquímicos (FC) . Fluoroquímicos são aplicados a papel para reduzir a penetração por gorduras e óleos. Fluoroquímicos não criam um filme contínuo; ao contrário, eles dependem de diferenças da tensão superficial para evitar a penetração por gordura e óleo. Quando a tensão superficial do líquido for mais alta que a tensão superficial do substrato, o líquido não penetrará no substrato, mas permanecerá na forma de gotícula sobre a superfície. Papel tratado com FC pode atingir tensão superficial de 18 dynes/cm ou inferior.

Com revestimentos de barreira, a tensão superficial do revestimento de superfície pode ser mais alta que a tensão superficial de papelão tratado com FC. A formação de um filme não interrompido e a manutenção de uma espessura mínima de revestimento através da superfície do substrato são contribuições importantes para o desempenho de barreira. Orifícios de pinos e difusão através de pontos finos no revestimento (que surgem devido à aspereza da superfície do substrato ou aplicação não uniforme do revestimento) contribuem com a redução do desempenho de óleo e graxa de um revestimento.

Para este exemplo, foi utilizada a composição de revestimento com base em água de acordo com o Exemplo 3, ou seja, uma composição de revestimento com base em água preparada com 30% de EvCote® PWR-25 (20% de sólidos) e 70% de estearato de cálcio (50% de sólidos). Esta composição de revestimento com base em água foi aplicada em uma prensa de impressão flexográfica e uma prensa de impressão litográfica em uma

18/19 passagem e duas passagens. Como medição da retenção de graxa, foi realizado o teste do Kit.

Para este teste, diversas soluções foram preparadas por meio da mistura de concentrações específicas de óleo de mamona, tolueno e n-heptano. Cada solução específica possui um valor de Kit especificado. Valores de Kit mais altos indicam melhores propriedades de barreira contra óleo e graxa. O desempenho de barreira contra óleo e graxa é medido por meio da aplicação de uma gota de uma solução de Kit específica a um 10 substrato com uma pipeta. Após quinze segundos, a presença de quaisquer pontos escurecidos na área na qual o líquido foi aplicado indica a penetração do substrato pelo líquido. A penetração indica falha do teste e o valor do Kit é menor que o da solução específica que foi aplicada. O teste é repetido com 15 soluções de Kit mais baixas até que não seja observada nenhuma penetração. A solução com o valor de Kit mais alto que não exibe nenhum escurecimento do substrato é definida como o valor de Kit do substrato. O teste pode ser conduzido de forma inversa começando com soluções de Kit mais baixo e movendo-se 2 0 para soluções de Kit mais alto até a determinação do ponto de falha. A penetração do líquido de teste é determinada, em parte, pela tensão superficial da superfície do substrato. O desempenho de barreira contra óleo e graxa pode também ser determinado pela impermeabilidade de um revestimento de 25 superfície.

A tabela abaixo exibe a composição dos líquidos de teste e a tensão superficial correspondente.

	Óleo de mamona	Tolueno	n-Heptano	Tensão superficial
Kit #	% vol	% vol	% vol	dynes/cm
1	100	0	0	33,9
2	90	5	5	31,2
3	80	10	10	28,8
4	70	15	15	27,6
5	60	20	20	26,3
6	50	25	25	25,3

19/19

7	40	30	30	24,8
8	30	35	35	24,4
9	20	40	40	24,3
10	10	45	45	24
11	0	50	50	23,8
12	0	45	55	23,4

Resultados de medições de Kit com a composição de revestimento com base em água de acordo com o Exemplo 4 demonstraram que pode ser obtido nível de Kit suficiente de 4 a 5 com uma ou duas camadas de impressão.

Papel impresso com uma ou duas camadas de revestimento de uma formulação que contém, com base em sólido, 62,2% de estearato de cálcio, 15,5% de EvCote PWRH-NT, 20,2% de talco (Jetfine 8CF, disponível por meio da Rio Tinto Minerais) e 2,2% de Bodoxin AE (um biocida comercial) foi avaliado para determinar 10 a resistência a graxa. De forma similar, papel impresso com uma ou duas camadas de revestimento de uma formulação que contém, com base em sólidos, 78,2% de estearato de cálcio, 17,2% de EvCote PWRH-NT, 2,3% de Bodoxin AE (biocida comercial) e 2,3% de Paracum 44 PDI (desespumante comercial) foi avaliado para 15 determinar a resistência à graxa. Em todos os casos, foram observados valores de Kit de 4 e 5. Quando testado com batatas fritas frias, o material de recipiente de talco exibiu resistência à graxa levemente reduzida, mas ainda dentro do nível aceitável. 0 talco contendo variante não exibiu, entretanto, formação de espuma durante a aplicação no equipamento de impressão comercial. Observou-se formação de espuma significativa com a variante não de talco durante testes em equipamento de impressão comercial. A formação de espuma foi suficientemente significativa para prejudicar a capacidade de 25 condução do produto.

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Claims

REIVINDICAÇÕES

1. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO COM BASE EM ÁGUA, caracterizada por compreender:

a. 10 a 50% em peso de uma resina de poliéster

5 hidrofóbica e dispersível em água que compreende um produto e reação de 30 a 70% em peso de um polímero de tereftalato, 5 a 40% em peso de um composto com funcionalidade hidroxila que contém pelo menos dois grupos hidroxila, 1 a 20% em peso de um composto com funcionalidade carbõxi que contém pelo menos 10 dois grupos carboxila e 10 a 60% em peso de um composto hidrofóbico selecionado a partir do grupo que consiste de ácido graxo ramificado ou de cadeia linear C₆-C₂₄ ou seus triglicérides, em que o composto com funcionalidade hidroxila encontra-se presente em uma a três vezes o equivalente da 15 porção hidrofóbica;

b. 50 a 90% em peso de um sal metálico de um ácido graxo;

em que as quantidades são baseadas no teor total de sólidos na composição de revestimento com base em água; e

20 C. uma base em quantidade de 70% a 130% do número de grupos ácido carboxílico na resina.
2. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO COM BASE EM ÁGUA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada em que a resina de poliéster é uma resina de poliéster hidrofóbica e

25 dispersível em água que compreende o produto de reação de tereftalato residual da fórmula unitária:

OROOC (1) em que R é o resíduo de um glicol alifático ou cicloalifático com dois a dez carbonos ou de glicol oxigenado da fórmula HO (C_xH₂xQ) _nC_xH₂xOH, em que x é um número inteiro de

2/3

2a4enélal0.
3. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO COM BASE EM ÁGUA, de acordo a reivindicação 1 ou 2, caracterizada em que o ácido graxo é selecionado a partir do grupo que consiste de

5 ácido mirístico, ácido esteárico, ácido beênico, ácido araquidônico, ácido palmítico e ácido láurico.
4. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO ÇOM BASE EM ÁGUA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada em que o metal é selecionado a partir do grupo

10 que consiste de cálcio, magnésio, zinco, alumínio e zircônio.
5. COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO COM BASE EM ÁGUA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada em que talco ou outro mineral com carga catiônica tal como hidrotalcita encontra-se presente em

15 quantidade de 10 a 45% do sal metálico do ácido graxo.

(
6. PROCESSO DE PREPARAÇÃO DA COMPOSIÇÃO DE

REVESTIMENTO COM BASE EM ÁGUA, tal como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado em que compreende as etapas de:

20 - preparação de uma solução coloídal ou uma dispersão de uma resina de poliéster hidrofóbica e dispersível em água que compreende um produto de reação de 30 a 70% em peso de um polímero de tereftalato, 5 a 40% em peso de um composto com funcionalidade hidroxila que contém pelo

25 menos dois grupos hidroxila, 1 a 20% em peso de um composto com funcionalidade carbóxi que contém pelo menos dois grupos carboxila e 10 a 60% em peso de um composto hidrofóbico selecionado a partir do grupo que consiste de ácido graxo ramificado ou de cadeia linear C₆-C₂4 ou seus triglicérides,

30 em que o composto com funcionalidade hidroxila encontra-se presente em uma a três vezes o equivalente da porção hidrofóbica, em água, e uma base encontra-se presente em uma quantidade correspondente a 70% até 130% do número ácido da

3/3 resina; e

- adição de um sal metálico de um ácido graxo;

de tal forma que a resina de poliéster hidrofóbica e dispersível em água encontre-se presente em uma quantidade 5 de 10 a 50% em peso e o sal metálico de um ácido graxo encontre-se presente em uma quantidade de 50 a 90% em peso, em que as quantidades são baseadas no teor total de sólidos na composição de revestimento com base em água.
7. USO DE UMA COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, tal

10 como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado por ser usada para revestimento de um substrato para embalagem de alimentos selecionado a partir do grupo que consiste de papel tal como papel de embalagem, papel fino ou papel de pergaminho; cartolina; cartão pleno; papel cartão; e 15 cartão corrugado.
8. USO, tal como definido na reivindicação 5, caracterizado em que o substrato é selecionado a partir do grupo que consiste de um recipiente de alimentos, caixa em formato de concha de marisco, receptáculo de alimentos,

20 bandeja de almentos e embalagem de alimentos.
9. SUBSTRATO REVESTIDO COM UMA COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO, tal como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado em que o substrato é papel tal como papel de embalagem, papel fino ou papel de

25 pergaminho; cartolina; cartão pleno; papel cartão; ou cartão corrugado.
10. SUBSTRATO REVESTIDO, tal como definido na reivindicação 7, caracterizado em que o substrato é selecionado a partir do grupo que consiste de um recipiente

30 de alimentos, caixa em formato de concha de marisco, receptáculo de alimentos, bandeja de almentos e embalagem de alimentos.