PT117520B

PT117520B - Cola termofusível ignifugante

Info

Publication number: PT117520B
Application number: PT117520A
Authority: PT
Inventors: Isabel Fernandes Frutuoso Cristina; Alexandra Reis Pereira Jessica
Original assignee: Colquimica Industria Nac De Colas S A
Priority date: 2021-10-15
Filing date: 2021-10-15
Publication date: 2024-01-10
Also published as: PT117520A; WO2023062534A1

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO REFERE-SE A UMA COLA TERMOFUSÍVEL IGNIFUGANTE PARA USO NA INDÚSTRIA DO DESCANSO, MAIS ESPECIFICAMENTE NO FABRICO DE COLCHÕES, QUE APRESENTA CARACTERÍSTICAS COMO TEMPO ABERTO E TEMPO DE PRESA DEVIDAMENTE AJUSTADAS AO PROCESSO PRODUTIVO TILIZADO NESTA INDÚSTRIA. A COLA TERMOFUSÍVEL APRESENTA PEGAJOSIDADE RESIDUAL DESPREZÁVEL, PODENDO SER PRODUZIDA NO FORMATO DE PÉROLA OU GRANULADO E ARMAZENADA SEM OCORRER AGLOMERAÇÃO DOS MESMOS. ADICIONALMENTE, COM A COMBINAÇÃO DA SUA ELEVADA FLEXIBILIDADE E REDUZIDA PEGAJOSIDADE, A COLA TERMOFUSÍVEL DESCRITA NESTA INVENÇÃO ELIMINA A PREOCUPAÇÃO DE GERAÇÃO DE RUÍDO DURANTE O USO DO COLCHÃO. POR ÚLTIMO, A PRESENTE INVENÇÃO DESCREVE UMA COLA TERMOFUSÍVEL COM COMPORTAMENTO RETARDADOR DE CHAMA QUANDO COMPARADA ÀS COMPOSIÇÕES NORMALMENTE UTILIZADAS PARA ESTE MERCADO. A FORMULAÇÃO DA PRESENTE INVENÇÃO É CONSTITUÍDA POR UM COMPONENTE POLIMÉRICO, UM COMPONENTE RESÍNICO, UM COMPONENTE PLASTIFICANTE, UM COMPONENTE ANTIOXIDANTE E UM COMPONENTE ADITIVO DESLIZANTE.

Description

DESCRIÇÃO

COLA TERMOFUSIVEL IGNIFUGANTE

Âmbito da invenção

A presente invenção insere-se no âmbito das colas termofusiveis e refere-se, mais particularmente, a uma cola termofusivel ignifugante para uso na indústria de descanso, mais especificamente no fabrico de colchões.

A composição que corresponde a esta invenção permite produzir uma cola termofusivel no formato granulado cuja reologia está devidamente ajustada ao processo produtivo de colchões a escala industrial. Adicionalmente, possui pegajosidade residual desprezável, o que permite que seja armazenada sem ocorrer aglomeração dos grânulos e elimina a ocorrência de ruído. Por último, esta composição termofusivel tem comportamento retardador de chama sem necessidade de aditivos funcionais.

Enquadramento da invenção

A invenção enquadra-se, de um modo geral, na indústria das colas termofusiveis. As colas termofusiveis são produtos que são aplicados sobre a superfície de um material em estado de fusão, a altas temperaturas, e endurecem quando arrefecidas para formar uma ligação entre pelo menos dois materiais. Deste modo, estes produtos são fornecidos em estado sólido e, posteriormente, aquecidos e aplicados em estado líquido. De um modo geral, a temperatura de aplicação deste tipo de produto varia entre 120 e 200 °C. As colas termofusiveis são utilizadas numa grande variedade de aplicações industriais à escala mundial e conseguem responder a um vasto conjunto de requisitos complexos da indústria das colas. Neste contexto, entre outras, encontra-se a indústria de fabrico de colchões. 0 mercado das colas termofusiveis tem verificado um crescimento exponencial nas últimas décadas devido à produção em grande escala de polímeros sintéticos. Além das vantagens económicas, estes tipos de colas também não incluem solventes orgânicos na sua composição, o que a torna uma opção de eleição devido ao forte foco na sustentabilidade que existe nesta indústria.

No âmbito do mercado do descanso, devido à crescente preocupação, e consequente promoção de um estilo de vida saudável, criou-se a procura por um sono de qualidade e não apenas em quantidade. Nesse sentido, a utilização de um colchão de qualidade é considerada condição fundamental para uma boa noite de sono, o que por sua vez é essencial para o equilíbrio interior, saúde, conforto, boa condição física e desempenho intelectual. A escolha da cola adequada ao fabrico do colchão é, por si só, uma decisão primordial, pois garante a integridade estrutural do núcleo do colchão, sendo, portanto, condição indispensável para proporcionar o máximo conforto. A indústria de colchões evoluiu na direção da crescente utilização de cola termofusiveis uma vez que, ao contrário de outras tecnologias de colas, são ecologicamente seguras e estão em linha com a exigência de responsabilidade ambiental que tem vindo a marcar de forma significativa o mercado a nível global. Adicionalmente, a ausência de componentes voláteis após a colagem final dos materiais torna estes produtos a escolha indubitável quando se considera a saúde geral do utilizador final.

Atualmente, uma cola termofusível considerada padrão para utilização na indústria de colchões é composta por um componente polimérico, um componente resínico e um componente plastificante.

Além disso, pode conter outros componentes como ceras e antioxidantes, dependendo das propriedades desejadas para o produto final. Relativamente às propriedades mencionadas, é de extrema importância que estas colas apresentem um forte desempenho de adesão com os diferentes tipos de espuma e materiais têxteis que são usados como matérias-primas. Para além disso, as colas utilizadas neste tipo de indústria devem garantir uma flexibilidade adequada à mobilidade caracteristica dos materiais que constituem o produto final. Adicionalmente, o processo de produção nesta indústria é caracterizado por uma combinação de processos automáticos e manuais, o que exige por parte da cola utilizada adaptabilidade aos tempos de produção variáveis, consequência inevitável associada à parte do processo manual. Por último, as colas destinadas a esta indústria devem, preferencialmente, ter uma reologia que permita a sua utilização eficiente a uma temperatura compreendida entre 140 e 170 °C.

Identificação do problema técnico

Tal como referido anteriormente, o fabrico de colchões é um processo fortemente dependente do trabalho manual dos operadores das linhas de produção. Por este motivo, o tempo aberto e tempo de presa são propriedades de extrema importância quando se seleciona a cola a utilizar. Para além disso, o erro humano é um fator que afeta constantemente o tempo de produção nesta indústria. Uma dificuldade frequentemente indicada pelos produtores de colchões, que utilizam colas termofusiveis, é a inconveniência associada à alimentação manual dos tanques de cola. Este processo é realizado pelos operadores que, simultaneamente, têm à sua responsabilidade um conjunto de outras tarefas. Por esse motivo, é frequente descurar a necessidade de verificar o nível de cola no tanque, o que tem como consequência paragens na linha de produção para aguardar que seja realizada a alimentação do mesmo e posterior fusão da cola.

Uma solução para este inconveniente é a alimentação automática dos tanques de cola.

Adicionalmente, uma consequência associada ao processo manual de fabrico de colchões é a montagem pouco eficiente das peças de espuma. Caso as espumas não sejam coladas adequadamente, criam-se zonas onde é aplicada cola que não está a desempenhar a sua função de colar dois substratos. Nestas zonas, a cola fica à superfície da espuma e em contacto com o ar. Durante a utilização do produto final, é aplicada pressão sobre estas zonas e a espuma entra em contacto com a superfície da cola, que tradicionalmente apresenta pegajosidade. Este movimento resulta na criação de ruído, que por sua vez é uma das principais origens de reclamação na indústria dos colchões.

Por outro lado, a indústria do descanso é sujeita a legislação severa no que diz respeito à inflamabilidade de produtos como os colchões. Desde 2007 que todos os colchões vendidos nos Estados Unidos necessitam de obedecer a diretrizes federais relativamente à capacidade de suportar a exposição a chamas. O mesmo se passa no Reino Unido. As diretrizes e legislações aplicadas são necessárias, uma vez que a sua implementação previne não só danos materiais extensos como também lesões físicas, permitindo até salvar vidas. Esta preocupação está especialmente presente no mercado de colchões de bebé, uma vez que estes passam cerca de dezoito horas por dia a dormir, pelo que a segurança no local de descanso é considerada crucial.

Tradicionalmente, químicos ignifugantes são adicionados aos colchões de maneira que possam satisfazer os requisitos de não inflamabilidade. No entanto, não é obrigatória, de acordo com a legislação, a presença deste tipo de substâncias, sendo apenas relevante o comportamento do produto face ao contacto com a chama. Infelizmente, a maioria dos compostos retardadores de chama utilizados neste mercado são tóxicos e a exposição prolongada a este tipo de composto tem sido associada ao aparecimento de doenças como cancro, distúrbios endócrinos, doenças cardiovasculares, e até atrasos cognitivos. Bebés e crianças estão especialmente em risco, uma vez que os seus sistemas imunitários ainda se encontram em desenvolvimento. Exemplos de compostos químicos tóxicos utilizados como agentes retardadores de chama são éteres difenílicos polibromados (PBDEs), ácido bórico, trióxido de antimónio, óxido de decabromodifenil e cloreto de vinilideno.

A presente invenção refere-se a uma cola termofusível ignifugante que se destina ao fabrico de colchões. Normalmente, as colas termofusíveis utilizadas no fabrico de colchões possuem uma base polimérica constituída por polímeros de alfa poliolefinas amorfas (APAO) ou copolímeros de estireno. Estes polímeros são escolhidos uma vez que permitem facultar à cola termofusível um tempo aberto e tempo de presa adequados ao processo produtivo. No caso da presente invenção, utilizou-se uma base polimérica alternativa que, apesar de apresentar características mais adequadas a outros mercados, como o mercado de embalagem de alimentos, permitiu obter um tempo aberto e um tempo de presa adequados, através da sua combinação com um componente plastificante e um componente resínico. Adicionalmente, a presente invenção apresenta uma maior capacidade de retardar a ignição quando exposta diretamente à chama, sem que na sua constituição esteja incluído qualquer aditivo normalmente utilizado como retardador de chama na indústria. Uma cola termofusível normalmente utilizada no fabrico de colchões, uma vez que possui uma base polimérica que consiste em copolímeros em bloco de estireno ou alfa poliolefinas amorfas, possuí menor resistência à exposição direta à chama, pelo que é necessário adicionar agentes ignifugantes à composição da cola termofusível. A cola termofusível da presente invenção, por compreender uma base polimérica alternativa em conjunto com os restantes componentes utilizados, apresenta maior resistência a exposição direta à chama. Para além disso, a base polimérica utilizada na presente invenção apresenta consideravelmente maior dureza e menor pegajosidade à temperatura ambiente, pelo que se obtém uma cola termofusível com pegajosidade residual desprezável, ou seja, substancialmente igual a zero. A combinação destas características, de dureza e pegajosidade, permite à cola ser fornecida no formato granulado ou pérola ou, podendo ser vendida em sacos com quantidades que permitem a utilização na alimentação automática das linhas de produção de colchões.

Antecedentes da invenção

Desde o início da utilização de colas termofusíveis no mercado de descanso, no fabrico de colchões, que têm sido publicados documentos que referem invenções que têm sobretudo como objetivo permitir a colagem eficiente dos componentes do colchão, enquanto simultaneamente utilizam matérias-primas consideradas amigas do ambiente e sem efeitos secundários para o corpo humano.

Os documentos CN104449465A e CN103805112A descrevem a composição de duas colas termofusíveis cuja base polimérica consiste em polímeros de alfa poliolefinas amorfas ou copolimeros de estireno, respetivamente. Nestes documentos, são destacados os constituintes não-tóxicos e conscientes de um ponto de vista ambiental. Ambas as bases poliméricas mencionadas são constituídas por polímeros com pegajosidade residual considerável, pelo que o formato de fornecimento destes produtos terá de ser adequado a esta propriedade (i.e. almofadas, blocos, etc.). Desta maneira, estas formulações não são adequadas para resolver o problema técnico.

Existem documentos como o CN103815701A que apresenta um colchão cuja constituição tem um efeito retardador de chamas. Através da combinação de orifícios dispostos nos dois lados do corpo do colchão com os materiais constituintes ignifugantes (espuma, tecido e tecido não-tecido) esta invenção permite que o contacto direto com uma fonte de chamas resulte em que apenas a camada superior do colchão fique carbonizada, sem iniciar a combustão de toda a estrutura. Analogamente, o documento US7484256B2 descreve uma capa de colchão que é colocada sobre a superfície do mesmo formando uma camada protetora. Deste modo, apesar do contacto direto com a chama, não existe combustão do colchão.

Adicionalmente, no que diz respeito a colas termofusíveis com propriedades ignifugantes, encontram-se apenas documentos como CN106221629B ou o CN111849396 onde são descritas composições de cola termofusíveis que compreendem na sua composição um componente aditivo cujo objetivo é conferir propriedades retardadoras de chama à cola.

Não foram, contudo, encontrados documentos que refiram colas termofusíveis em que a característica ignifugante seja alcançada pela utilização de componentes específicos e em quantidades específicas e por apresentar um comportamento reológico que permite umformato granulado ou pérola.

Vantagens da invenção

Analisando o estado da técnica, é possível concluir que as colas termofusíveis utilizadas na indústria de descanso no fabrico de colchões são produzidas em formatos que não permitem a implementação de alimentação automática dos tanques de cola utilizados nas linhas de produção, devido à sua elevada pegajosidade residual e ao seu comportamento reológico que não permite um formato granulado ou pérolas.

A implementação de um método de alimentação automática por parte dos produtores de colchões resulta em reduções significativas nos tempos de produção, uma vez que é eliminada a hipótese de a quantidade de cola no tanque atingir um nível demasiado baixo. Deste modo, o processo produtivo é otimizado através da redução da duração do ciclo de produção.

A presente invenção diz respeito a uma cola termofusível que possui uma reologia que permite a sua produção no formato granulado ou pérola, pelo que permite a alimentação automática dos tanques. Para além disso, o formato granulado ou pérola resulta numa maior área superficial e consequentemente uma fusão mais rápida a temperaturas mais baixas, o que resulta numa diminuição do consumo de energia e, consequentemente, do custo produtivo.

Adicionalmente, a presente invenção refere-se a uma cola termofusível sem pegajosidade à temperatura ambiente após solidificação. Por este motivo, é possível armazenar os grânulos sem que ocorra aglomeração dos mesmos, sendo assim eliminadas as preocupações relativamente ao frequente problema de ruído associado à utilização de colas termofusiveis no fabrico de colchões.

Finalmente, na composição utilizada na cola da presente invenção, não é utilizado nenhum aditivo funcional com o objetivo de retardar a ignição da cola quando exposta a chama, conseguindo alcançar estes objetivo através da conjugação de componentes específicos e em quantidades específicas. Assim, a utilização da cola termofusível descrita nesta invenção não implica a exposição prolongada a compostos potencialmente tóxicos que tradicionalmente se utilizam para conferir resistência à chama em colas termofusiveis.

Descrição detalhada da invenção

Por substrato entende-se o material ou a superfície do material em que a cola termofusível é aplicada e/ou contacta diretamente. No contexto de fabrico de colchões, os substratos mais comuns são espumas de poliuretano.

Por tempo aberto entende-se o intervalo de tempo máximo, depois da cola termofusível ser aplicada no primeiro substrato, em que é possível colar eficazmente um segundo substrato.

Por tempo de presa entende-se o intervalo de tempo mínimo em que é necessário exercer pressão para que dois substratos se unam eficazmente. Assim, o tempo de presa está associado à velocidade com que a cola recupera as suas forças coesivas.

Por base polimérica entende-se os materiais poliméricos que contribuem para as características fundamentais da composição e constituem o alicerce da composição. Assim, os restantes componentes da composição têm como função alterar ou aprimorar propriedades da base polimérica.

Por DIN EN ISO entende-se o teste realizado de acordo com as normas nacionais (DIN), europeias (EN) e internacionais (ISO) relativas a colas termofusiveis.

Por ASTM entende-se os testes realizados de acordo com as normas da American Society for Testing and Materials.

É objeto da presente invenção uma cola termofusivel para a indústria de descanso, nomeadamente, mas não exclusivamente, no fabrico de colchões. A cola termofusivel é produzida no formato granulado ou pérola e possui pegajosidade desprezável e resistência à chama aumentada comparativamente a outras colas termofusiveis que existem no mercado e que não incorporam componentes aditivos ignifugantes.

Ainda outro objeto da presente invenção é uma cola termofusivel produzida no formato granulado ou pérola em que propriedades como a viscosidade, o tempo aberto e o tempo de presa são controlados através da variação da composição da cola.

De acordo com a invenção, a cola termofusivel utilizada no fabrico de colchões é constituída por:

- um componente polimérico constituído por pelo menos um polímero termoplástico de poliolefina, mais específicamente, pelo menos um copolímero de olefinas de buteno, propileno e etileno;

- um componente resínico constituído por pelo menos uma resina de origem natural ou sintética;

- um componente plastificante constituído por pelo menos um plastificante capaz de controlar propriedades reológicas como a viscosidade;

- um componente antioxidante constituído por pelo menos um antioxidante fenólico capaz de evitar a degradação da cola;

- um componente aditivo constituído por pelo menos um agente deslizante capaz de reduzir o coeficiente de fricção entre superfícies e prevenir adesão indesejada (aglomeração).

Dado que a base desta invenção é uma cola termofusível, propriedades como adesão, coesão, tempo aberto e tempo de presa, entre outras, não podem ser descuradas.

Componente polimérico

A cola termofusível que se destina a aplicação na indústria de descanso, nomeadamente, mas não exclusivamente, no fabrico de colchões, inclui um componente polimérico constituído por pelo menos um polímero termoplástico capaz de garantir propriedades, como tempo aberto e tempo de presa, adequadas à sua aplicação no fabrico de colchões. Para além disso, o componente polimérico permite obter uma cola termofusível com reduzida pegajosidade após solidificação.

Adicionalmente, a base polimérica utilizada, em conjugação, e numa quantidade específica, com os restantes componentes da invenção, permite o aumento da resistência à exposição direta à chama, segundo a norma europeia DIN EN ISO 11 9252. Polímeros adequados para a cola da presente invenção são polímeros termoplásticos de poliolefina, mais específicamente, pelo menos um copolímero de olefinas de buteno, propileno e etileno.

componente polimérico corresponde até 70% em massa da cola termofusível, preferencialmente entre 15% e 65%, mais preferencialmente entre 30% e 55%, ainda mais preferencialmente entre 45% e 55%, mais exatamente entre 51% e 55%.

Componente resinico componente resinico tem como principal objetivo garantir uma adesão adequada aos materiais utilizados, nomeadamente espumas, tecidos e tecidos não-tecidos.

A cola da presente invenção utiliza um componente resinico constituído por resina de origem natural ou sintética.

No caso do componente resinico ser uma resina natural, esta resina natural é selecionada, nomeadamente, mas não exclusivamente, de entre: resinas de colofónia, éster de glicerol de colofónia, éster de pentaeritritol de colofónia, éster de trietilenoglicol de colofónia, éster metílico de colofónia, resina de colofónia parcial ou totalmente hidrogenada, resina de talóleo, éster de glicerol de resina de talóleo, éster de pentaeritritol de resina de talóleo, éster de metanol de resina de talóleo, resina politerpénica ou resina terpeno fenólica.

No caso do componente resinico ser uma resina sintética, esta resina sintética é selecionada, nomeadamente, mas não exclusivamente, de entre: resina de monómero puro ou resina de hidrocarboneto. A resina de hidrocarboneto é selecionada, nomeadamente, mas não exclusivamente, de entre: resinas alifáticas Cs, aromáticas C9, alifático-aromáticas C5/C9 e de diciclopentadieno (DCPD), mais preferencialmente aromáticas C9, ainda mais preferencialmente aromáticas C9 hidrogenadas e de diciclopentadieno (DCPD) hidrogenadas.

teor do componente resinico corresponde até 60% em massa da cola termofusível, mais preferencialmente entre 10% e 55%, ainda mais preferencialmente entre 25% e 50%, mais exatamente entre 40% e 50%.

Componente plastificante

A utilização do componente plastificante permite o ajuste da viscosidade e ponto de amolecimento da cola termofusível para valores considerados adequados, de forma que seja facilmente aplicada em linhas industriais. Entende-se como viscosidade adequada o valor de viscosidade a 160 °C compreendidos entre 1 000 e 10 000 mPa-s, mais preferencialmente entre 1 500 e 8 000 mPa-s e, ainda mais preferencialmente entre 2 000 e 5 000 mPa-s. Por ponto de amolecimento adequado entende-se o valor de ponto de amolecimento compreendido entre 50 e 130 °C, mais preferencialmente entre 55 e 120 °C e, ainda mais preferencialmente entre 60 e 115 °C. Ao assegurar que a composição possui o valor adequado das referidas propriedades, assegura-se também que a temperatura necessária para a utilização da cola da invenção em linhas industriais é adequada, estando compreendida entre 100 e 200 °C, mais preferencialmente entre 120 e 180 °C e, ainda mais preferencialmente entre 140 e 170 °C.

Para além disso, o componente plastificante permite, através de mistura com o componente polimérico, que a cola termofusível apresente um tempo aberto e tempo de presa adequados ao processo produtivo de colchões.

Por esta razão, é dada preferência a um componente plastificante constituído por pelo menos um plastificante líquido à temperatura ambiente, selecionado, nomeadamente, mas não exclusivamente, de entre polímeros líquidos, hidrocarbonetos saturados, óleos minerais, óleos nafténicos ou parafínicos hidrotratados, preferencialmente copolimero de isobutileno-buteno.

teor do componente plastificante utilizado corresponde até 20% em massa da cola termofusivel, mais preferencialmente entre 1% e 15%, ainda mais preferencialmente entre 2% e 10%, mais exatamente entre 3% e 6%.

Componente antioxidante

A utilização do componente antioxidante tem como objetivo evitar a degradação da cola termofusivel por ação do calor, quer durante a sua produção, como durante a aplicação ou durante o armazenamento do produto final. Para a presente invenção é particularmente útil o uso de um componente antioxidante constituído por pelo menos um antioxidante primário, secundário ou antioxidantes multifuncionais. Assim, são considerados adequados antioxidantes selecionados de entre: antioxidantes fenólicos, antioxidantes de fosfitos, antioxidantes de tio-ésteres ou misturas destes.

O teor do componente antioxidante adequado para a presente invenção corresponde até 5% em massa da cola termofusivel, preferencialmente entre 0,1% e 4%, mais preferencialmente entre 0,2% e 2%, mais exatamente entre 0,5% e 1,5%.

Componente aditivo deslizante

A utilização do componente aditivo deslizante tem como objetivo evitar a aglomeração da cola termofusivel por ação da pressão suportada durante o armazenamento do produto. O componente aditivo é constituído por pelo menos um agente deslizante capaz de reduzir o coeficiente de fricção entre superfícies e prevenir adesão indesejada. Aditivos adequados para a cola da presente invenção são selecionados, nomeadamente, mas não exclusivamente, de entre: bis estearamida de etileno (EBS), etileno-bisoleamida (EBO), erucamida e ácido erúcico.

componente aditivo corresponde até 5% em massa da cola termofusivel, preferencialmente entre 0,01% e 3%.

Eventualmente, podem ser adicionados outros componentes com o objetivo de alterar propriedades específicas ou o desempenho da cola termofusivel utilizada no fabrico de colchões. Por exemplo, caso se pretenda diminuir o tempo aberto ou reduzir a pegajosidade à temperatura ambiente da cola termofusivel, poderão ser acrescentadas ceras à sua composição.

Processo para a produção da cola termofusivel

O processo para a produção da cola termofusivel ignifugante descrita na presente invenção compreende misturar, com agitação constante, o componente plastificante e o componente resínico a uma temperatura compreendida entre 130 e 150 °C, até formar uma pasta com aspeto homogéneo. Após essa mistura, é adicionado o componente antioxidante. De seguida, esta pasta é misturada, com agitação constante, com o componente polimérico, até que funda completamente e a mistura apresente um aspeto translúcido. Após esta etapa, é adicionado o componente aditivo, mantendo a temperatura e a agitação até que este esteja completamente incorporado.

Ensaios comparativos

Para verificar os resultados obtidos pela composição, bem como a sua comparação com outras colas termofusíveis utilizadas no fabrico de colchões, foram executados diversos testes cujos resultados são apresentados na Tabela 1.

No Exemplo 1 é apresentada a informação relativa à composição de uma cola termofusivel utilizada no fabrico de colchões com propriedades técnicas, nomeadamente tempo aberto, viscosidade e ponto de amolecimento consideradas apropriadas. No entanto, esta composição possui uma reologia que não permite a sua produção no formato granulado ou pérola ou, pelo que não é considerada adequada para a presente invenção e é apresentada apenas para efeitos de comparação.

No Exemplo 2 são apresentados os resultados de uma cola termofusivel cuja composição foi alterada de maneira que a reologia da formulação permita a sua produção no formato granulado ou pérola. Adicionalmente, propriedades técnicas, nomeadamente tempo aberto, viscosidade e ponto de amolecimento são consideradas apropriadas ao fabrico de colchões. Apesar disso, a formulação possui uma base polimérica que resulta numa cola termofusivel com pegajosidade considerável (Tabela 1) após solidificação, pelo que durante o armazenamento os grânulos ou pérolas aglomeram no saco devido à pressão exercida pelo seu próprio peso. Por este motivo, esta formulação não é considerada adequada para fornecimento em grânulos ou pérola.

No Exemplo 3 é possível observar os resultados relativos a uma cola termofusivel cuja composição foi alterada de modo a superar a dificuldade referida no Exemplo 2, relativamente a não ser adequada para fornecimento no formato granulado ou pérola. Para tal, recorreu-se à alteração da base polimérica para polímeros de acetato de vinilo, que possuem uma pegajosidade à temperatura ambiente substancialmente igual a zero e que são normalmente utilizados em composições cuja finalidade é a obtenção do produto final no formato granulado ou pérola. Efetuou-se a otimização das propriedades técnicas através de ajuste dos restantes componentes. No entanto, esta composição foi testada numa linha de produção industrial de colchões e foi reprovada, pois foi avaliada como não tendo um tempo aberto adequado (demasiado curto) .

Com a otimização das propriedades referidas no Exemplo 3 obteve-se a cola termofusivel referida no Exemplo 4, sendo esta a cola da presente invenção. Esta otimização foi possível através da alteração do componente polimérico normalmente utilizado na formulação de colas termofusíveis para outras aplicações, nomeadamente na indústria das embalagens. Simultaneamente, para que tal alteração fosse possível, foi também necessário o ajuste dos componentes resínico e plastificante, de maneira a permitir obter uma cola termofusivel com tempo aberto e tempo de presa adequados ao fabrico de colchões. Como resultado desta alteração no componente polimérico, no componente resínico e no componente plastificante, obtiveram-se diversos efeitos técnicos não esperados, nomeadamente um tempo aberto consideravelmente inferior aos normalmente observados na indústria, mas adequado à produção de colchões, tendo-se realizado um vasto número de testes em linhas de produção industriais com resultados favoráveis. De igual modo, obteve-se uma cola com reologia adequada para produção no formato granulado ou pérola. Para além disso, apesar de a base polimérica utilizada permitir obter um polímero com pegajosidade substancialmente igual a zero à temperatura ambiente, adicionou-se um componente aditivo deslizante capaz de reduzir o coeficiente de fricção entre superfícies. A adição deste componente permite reduzir a aglomeração dos grânulos ou pérolas ou durante o armazenamento, pelo que é normalmente adicionada às composições que se destinam a ser produzidas neste formato.

Tal como se pode observar na Tabela 1, as composições correspondentes ao Exemplo 1, ao Exemplo 3 e ao Exemplo 4 foram testadas de acordo com a norma europeia DIN EN ISO 11 925-2 relativa à resistência ao fogo, tendo-se obtido a classificação E apenas no caso do Exemplo 4, ou seja, no caso da cola termofusivel da presente invenção, tendo as restantes composições reprovado no teste mencionado. Desta maneira, comprova-se que se obteve uma melhoria não expetável em relação ao carácter retardador de chama, como resultado da alteração no componente polimérico, no componente resinico e no componente plastificante. Apenas para comparação, apresenta-se na Tabela 1 o Exemplo 5, que também obteve a classificação E relativa à resistência ao fogo, no entanto, por apresentar um componente aditivo ignifugante, mais especificamente pirofosfato de piperazina. Esta formulação não é adequada ao fabrico de colchões, sendo apenas incluída para comparação da classificação no teste realizado para determinar a capacidade de resistência à chama.

TABELA 1

	Exemplo 1	Exemplo 2	Exemplo 3	Exemplo 4	Exemplo 5
Componente Resinico	40,2%	48,9%	50, 0%	43,5%	47,5%
Componente Plastificante	14,5%	5, 0%	2,0%	4,5%	3, 6%
Componente Polimérico I^a	44, 8%	45, 6%	-	-	-
Componente Polimérico 2^B	-	-	45, 5%	-	-
Componente Polimérico 3^C	-	-	-	51,0%	-
Componente Polimérico 4^D	-	-	-	-	20, 1%

Componente Antioxidante	0,5%	0,5%	0,5%	0,5%	0, 8%
Componente Aditivo Deslizante	-	-	2%	0,5%	-
Componente Aditivo Ignifugante	-	-	-	-	28%
Viscosidade a 160 °C^#1	2 200 mPa · s	2 800 mPa · s	4 150 mPa · s	3 100 mPa · s	30 000 mPa · s
Ponto de Amolecimento#²	98,0 °C	107,0 °C	84,0 °C	92,5 °C	103,0 °C
Tempo Aberto#³	3 minutos	4 minutos	35 s	50 s	n. a .^E
Tempo de Presa#⁴	5 s	5 s	3 s	5 s	n. a .^E
Pega j osidade#⁵	13 N	9 N	0 N	0 N	27 N
Classificação Ignifugante#⁶	Reprovado	-	-	E	E

Legenda :

A - Componente polimérico normalmente utilizado na formulação de colas de colchões: alfa poliolefinas amorfas

B - Componente polimérico alternativo: polímero de acetato de vinilo

C - Componente polimérico selecionado para a invenção: copolímeros de olefinas de buteno, propileno e etileno

D - Componente polimérico alternativo: copolímero de estireno

E - Teste não aplicável a colas termofusiveis com este componente polimérico # 1 - Método de teste: Brookfield, Thermosel System, ASTM D3236 # 2 - Método de teste: Ring & Bali, ASTM E28 # 3 - Método de teste: Método Colquímica n° 129 (MC 129) a 160 °C # 4 - Método de teste: MC 129 a 160 °C # 5 - Método de teste: Probe Tack, ASTM D2979-16 # 6 - Método de teste: DIN EN ISO 11 925-2

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Cola termofusível ignifugante constituída por um componente polimérico constituído por pelo menos um polímero termoplástico de poliolefina, entre 3% e 6% em massa de um componente plastificante, um componente resínico, entre 0,5% e 1,5% em massa de um componente antioxidante, caracterizada por apresentar um formato em grânulos ou pérolas com um tempo aberto e um tempo de presa de 50 s e 5 s medido de acordo com o método Colquímica (MC) n° 129 a 160 °C, respetivamente, e compreender entre 0,01% e 3% em massa de um componente aditivo deslizante, por o componente polimérico termoplástico de poliolefina compreender entre 51% e 55% em massa da cola termofusível e por o componente resínico compreender entre 25% e 50% em massa da cola termofusível.
2. Cola termofusível de acordo com a reivindicação anterior caracterizada por o pelo menos um polímero termoplástico de poliolefina ser pelo menos um copolímero de olefinas de buteno, propileno e etileno.
3. Cola termofusível de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por o componente resínico ser selecionado de entre resinas de colofónia, éster de glicerol de colofónia, éster de pentaeritrol de colofónia, éster de trietilenoglicol de colofónia ou éster metílico de colofónia, resina de colofónia parcial ou totalmente hidrogenada, resina de talóleo, éster de glicerol de resina de talóleo, éster de pentaeritrol de resina de talóleo, éster de pentaeritrol de resina de talóleo, éster de metanol de resina de talóleo, resina politerpénica, resina terpeno fenólica, resina de monómero puro, resina de hidrocarboneto selecionada de entre: resinas alifáticas C5, aromáticas C9, alifático-aromáticas C5/C9 e de diciclopentadieno (DCPD).
4. Cola termofusível de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por o componente plastificante ser constituído por pelo menos um plastificante líquido à temperatura ambiente, selecionado de entre: polímeros líquidos, hidrocarbonetos saturados, óleos minerais, óleos nafténicos ou parafínicos hidrotratados.
5. Cola termofusível de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por o componente antioxidante ser constituído por pelo menos um antioxidante fenólico, antioxidante de fosfitos, antioxidante de tio-ésteres ou mistura destes.
6. Cola termofusível de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por o componente aditivo deslizante ser constituído por pelo menos um agente deslizante selecionado de entre bisestearamida de etileno (EBS), etileno-bisoleamida (EBO), erucamida ou ácido erúcico.
7. Cola termofusível de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores caracterizada por a viscosidade a 160 °C estar compreendida entre 1.000 e 10 000 mPa-s medida de acordo com a Sociedade Americana de Testes e Materiais (ASTM) D3236.
8. Cola termofusível de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores caracterizada por o ponto de amolecimento estar compreendido entre 50 e 130 °C medida de acordo com a ASTM E28.
9. Cola termofusivel de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores caracterizada por a pegajosidade à temperatura ambiente ser substancialmente igual a zero medida de acordo com a ASTM D2979-16.
10. Cola termofusivel de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores caracterizada por ter uma classificação ignifugante E de acordo com o teste da norma europeia DIN EN ISO 11 925-2.
11. Processo para a produção da cola termofusivel reivindicada nas reivindicações anteriores, caracterizado por ser constituído pelas seguintes etapas:

a) Misturar, com agitação constante, o componente plastificante e o componente resínico, a uma temperatura compreendida entre 130 e 150 °C, até formar uma pasta com aspeto homogéneo;

b) Adicionar o componente antioxidante à pasta formada na etapa anterior;

c) Mantendo a agitação constante, adicionar o componente polimérico, até que funda completamente e a mistura apresente um aspeto translúcido;

d) À mistura obtida na etapa anterior, adicionar o componente aditivo deslizante, mantendo a temperatura e a agitação contante, até que este esteja completamente incorporado e seja possível observar uma mistura com aspeto homogéneo.
12. Uso da cola termofusivel reivindicada nas reivindicações 1 a 10 na indústria de descanso.
13. Uso da cola termofusivel de acordo com a reivindicação

12 na construção de colchões.