PT1401928E - Película flexível modificável estruturalmente - Google Patents

Description

ΕΡ 1 401 928/ΡΤ DESCRIÇÃO "Película flexível modificável estruturalmente"

Este invento refere-se a uma película flexível modificável estruturalmente para formação de artigos dimensionalmente e estruturalmente estáveis, em particular recipientes descartáveis. São conhecidos recipientes descartáveis obtidos a partir de folhas de papel resistente, geralmente revestidas a plástico, que são desenroladas a partir de rolos e submetidas a processos sucessivos de colagem, dobragem e possivelmente formação para assumir a configuração espacial desejada. O seu enchimento com produtos líquidos, granulares ou em pó pode ocorrer quer durante a formação do recipiente quer após este ter sido completamente formado.

Estes recipientes descartáveis conhecidos são vantajosos em termos da sua estabilidade, capacidade de empilhamento, apresentação nas prateleiras, resistência, protecção do produto, facilidade de preservação, utilização e facilidade de tornar a fechar. São no entanto bastante pesados e dispendiosos e difíceis de rejeitar uma vez que não são fáceis de amarrotar. São também conhecidos recipientes descartáveis flexíveis, obtidos a partir de película plástica, por exemplo polietileno, que estão essencialmente livres dos inconvenientes de recipientes rígidos; em particular são de custo baixo, de menor volume e de rejeição fácil, e simples, práticos e vantajosos para fabricação em máquina a partir de rolos. No entanto, não têm praticamente qualquer estabilidade dimensional e deste modo não são fáceis de empilhar, e para além disso apresentam limitações do ponto de vista comercial pelo facto de não serem adequados para apresentação em prateleiras. A EP-0716 196 descreve um material em camadas que compreende uma camada central constituída de tecido impregnada por resinas fotopolimerizáveis. A DE 19757090 descreve um material fibroso de reforço útil para papel ou cartão para embalagem. 2 ΕΡ 1 401 928/ΡΤ A US 3648834 descreve um método de produção de embalagens rígidas a partir de películas flexíveis. A US 4425287 refere-se à produção de objectos moldados a partir de resinas de poliéster insaturado. A WO-01110635 refere-se a um material transformável em película com características modificáveis selectivamente por administração de tipos particulares de energia. A WO-9847766 descreve um método para obtenção de objectos dimensionalmente e estruturalmente estáveis, em particular recipientes descartáveis.

Este último método tem provado ser extremamente válido e, em particular, tem possibilitado a formação de artigos e, especialmente, recipientes descartáveis, a partir de uma película flexível que antes da formação do artigo pode estar enrolada num rolo e por isso pode ocupar um espaço consideravelmente reduzido, a ser depois endurecida apenas no momento de formação do artigo. 0 presente invento propõe-se proporcionar uma película modificável estruturalmente, para ser utilizada em particular no método conhecido acima indicado, como uma alternativa à película flexível aí utilizada. A película flexível modificável estruturalmente de acordo com o invento é caracterizada por compreender pelo menos uma camada flexível associada sobre pelo menos uma parte da sua área com um sistema de endurecimento que consiste em pelo menos uma substância que é originalmente líquida mas é subsequentemente espessada e em seguida endurecida por administração de energia.

Algumas concretizações preferidas do invento são aqui depois adicionalmente clarificadas através de exemplo não limitante.

Numa primeira concretização, a película flexível modificável estruturalmente é uma película 2 formada a partir de várias camadas unidas em conjunto por um processo tradicional de colagem por laminagem ou extrusão. Uma destas camadas é formada a partir de uma película flexível 3 ΕΡ 1 401 928/ΡΤ tradicional, por exemplo de polietileno, polipropileno, poliéster, alumínio, papel ou outro. Outra destas camadas é formada a partir de uma substância transformável em película capaz de sofrer duas transformações estruturais diferentes, a primeira das quais (etapa A) ocorre quer espontaneamente quer por administração de energia, por exemplo calor, durante o processo de colagem de película e transforma a substância num estado que permite que a película multicamada seja trabalhada, sendo a segunda transformação efectuada mais tarde a mando (etapa B) por administração de um tipo de energia particular. Especificamente, a energia administrada pode ser luz (com o seu espectro por exemplo na gama dos UV), ultra-sons, feixes de electrões, energia térmica (com uma temperatura de desencadeamento mais elevada do que para a primeira etapa), etc. A substância transformável pode envolver toda ou parte da superfície da película flexível tradicional; no primeiro caso esta pode ser aplicada por espalhamento ou por pulverização, ou pode formar uma película a ser colada à película flexível tradicional; no segundo caso a substância transformável pode ser aplicada por estampagem. Em todos os casos a película multicamada 2 é flexível e pode ser trabalhada, enrolada num rolo e armazenada, de um modo similar a uma película flexível tradicional. A substância transformável pode ser vantajosamente uma mistura de vários polímeros, por exemplo um sistema formado a partir de resinas de poliéster insaturado foto-reticuláveis e um ou mais agentes espessantes, ou a partir de uma resina epóxida insaturada e um anidrido, ou a partir de poliéster insaturado e di-isocianato, ou a partir de um poliol e um di-isocianato, ou a partir de uma resina epóxida, um diacrilato e um di-isocianato, ou a partir de um adesivo de poliuretano e um sistema acrílico, ou a partir de um verniz de vinilo e um sistema acrílico ou outros, na qual na primeira etapa existe uma reacção de polimerização entre as duas resinas diferentes que pode conduzir à formação de uma reticulação polimérica, ou pode ocorrer polimerização de moléculas da mesma resina, ou pode ocorrer "espessamento" por coordenação de várias moléculas em torno de um centro de coordenação para assim assegurar trabalhabilidade da película, enquanto na segunda etapa ocorre o endurecimento final. O sistema transformável está geralmente provido de componentes, dos quais pelo menos um tem ligações duplas; o sistema pode também estar provido de um activador (foto-iniciador, activador térmico, catalisador). 4 ΕΡ 1 401 928/ΡΤ

Após a película 2 ter sido obtida, no momento em que esta é para ser utilizada, por exemplo para obter um artigo ou um recipiente substancialmente rigido 4, é submetida a administração de energia de um tipo compatível com a natureza da substância transformável, pelo que esta se transforma de flexível em substancialmente rígida. A administração de energia pode ocorrer em qualquer momento e em qualquer forma, dependendo também do artigo a ser obtido. Por exemplo, se o artigo a ser obtido consiste num revestimento para um corpo possuindo a sua própria forma, por exemplo revestimento para um painel, após a película multicamada flexível ter sido aplicada ao painel a energia tem de ser administrada à superfície total do referido painel.

Porém, se o artigo a ser revestido consiste num painel pantografado ou um corpo convexo (por exemplo, o braço de uma poltrona), a película multicamada deverá ser de tipo extensível de modo a aderir perfeitamente ao corpo sem formação de dobras ou sobreposições, e mais uma vez a energia tem de ser administrada à superfície total do referido painel.

Finalmente, se o artigo a ser obtido consiste num recipiente 4, por exemplo do tipo saco, que tem de ser endurecido apenas nos seus cantos, a substância transformável pode ser aplicada quer apenas àquelas bandas da película multicamada que vão formar os cantos do recipiente, quer à superfície total da película. No primeiro caso, a energia pode ser administrada à superfície total da película, enquanto que no segundo caso tem de ser aplicada com emprego de máscara, í.e., tem de envolver apenas aquelas bandas que vão formar os cantos do recipiente.

Numa concretização diferente, a película flexível modificável estruturalmente é uma película de camada simples na forma de uma película flexível de material pelo menos parcialmente poroso, por exemplo papel ou tecido não tecido, que é impregnado com a substância transformável. Deste modo, obtém-se um material compósito formado a partir de uma camada simples na qual o impregnante constitui a matriz e a película o enchimento de reforço; por uma primeira transformação este material é colocado numa condição na qual pode ser trabalhado 5 ΕΡ 1 401 928/ΡΤ e manuseado, e pela segunda transformação, implementada a mando, torna-se substancialmente rigido.

As substâncias utilizadas nesta segunda concretização são tais de modo a assegurar que a película não seja pegajosa, mesmo quando na sua forma precedendo o endurecimento final, e podem ser por exemplo acrilatos de uretano dispersos em água ou dissolvidos num solvente, poliésteres insaturados, acrilatos com várias terminações, ou outros.

Numa variante desta concretização, a película transformável de camada simples pode ser ligada a películas flexíveis tradicionais para formar uma película multicamada, na qual pelo menos uma camada tem a propriedade de sofrer duas transformações diferentes, a segunda das quais melhora as suas propriedades mecânicas.

Numa terceira concretização, a substância que endurece a mando possui também características de processamento por extrusão, e deste modo pode ser extrudida sozinha para formar a película flexível modificável estruturalmente, ou pode ser co-extrudida com uma poliolefina transformável em película.

Neste último caso, a substância de endurecimento efectua a primeira transformação durante a etapa de extrusão, para ser transformada em película flexível, enquanto a segunda transformação, que determina o endurecimento, é desencadeada a mando após administração de energia na forma requerida pelo sistema.

Em ambos os casos acima mencionados, em que a substância de endurecimento é de tipo flexível, esta envolve evidentemente a superfície total da película modificável estruturalmente do invento, e consequentemente, se se pretende que a transformação envolva apenas regiões definidas da película, a administração de energia tem necessariamente de ocorrer com emprego de máscara.

Uma quarta concretização da película flexível modificável estruturalmente representa uma solução intermédia entre as anteriores. De acordo com esta quarta concretização, a película flexível é de tipo multicamada, i.e., é formada a partir de várias camadas, uma das quais é uma película 6 ΕΡ 1 401 928/ΡΤ flexível tradicional à qual a substância de endurecimento é aplicada, conforme descrito em relação à primeira concretização, e pelo menos uma outra camada da película multicamada consiste ou contém material de endurecimento. Assim, neste caso a administração de energia tem de ocorrer sobre mais do que uma camada e permitirá que o efeito seja enfatizado ou selectivo, dependendo de as substâncias utilizadas serem ou não idênticas ou diferentes.

Uma quinta concretização da película flexível modificável estruturalmente consiste numa película flexível tradicional sobre a qual está depositado um polímero reticulável que está no estado sólido à temperatura ambiente e é diluído num solvente adequado para a sua aplicação. Neste caso, a primeira etapa de transformação consiste em evaporação do solvente, seguida por possível colagem da película flexível a uma segunda película para obter uma película multicamada trabalhável e enrolável; o endurecimento final da película multicamada ocorre por reticulação do polímero com ou sem activador, como resultado de administração de energia (por exemplo, feixe de electrões ou UV, se estiver presente um foto-iniciador).

Uma sexta concretização da película flexível modificável estruturalmente utiliza, como a substância de endurecimento a ser aplicada a uma película flexível tradicional, uma mistura de dois polímeros de polimerização radicalar, um dos quais está no estado líquido, estando o outro no estado sólido (espessamento físico). Neste caso, o polímero no estado sólido, em particular no estado de pó, fica suspenso no polímero no estado líquido, possuindo a suspensão uma consistência tal de modo a permitir que esta seja espalhada por métodos tradicionais; a primeira transformação é térmica e resulta em solubilização do polímero sólido no polímero líquido, criando um aumento de viscosidade considerável no sistema; a segunda transformação é a reticulação de pelo menos um dos dois polímeros, resultando em endurecimento final da película plástica. As substâncias que podem ser utilizadas neste caso são poliéster sólido e poliéster líquido, pelo menos um destes insaturado, diacrilato sólido e diacrilato líquido ou sistemas mistos. Este sistema pode apresentar a vantagem de espessamento muito rápido sem ser demasiado crítico no que se refere às especificações da resma. 7 ΕΡ 1 401 928/ΡΤ

Uma sétima concretização da película flexivel modificável estruturalmente consiste em aplicar a uma película tradicional um sistema formado a partir de uma cola de poliuretano de dois componentes e micropérolas expansíveis. Neste caso, a primeira etapa de transformação estrutural é a formação da cola de poliuretano seguida por adesão entre a matriz, película e micropérolas, enquanto a segunda etapa consiste em expansão das micropérolas como resultado da administração de energia térmica. Por sua vez, o aumento de volume consequente com base na expansão das micropérolas determina um aumento de rigidez naquelas partes da película nas quais as micropérolas estão presentes.

Numa variante desta concretização, as micropérolas são incorporadas num sistema que se reticula após administração de tipos de energia iguais ou diferentes, ou num dos sistemas de endurecimento em duas etapas já descritos. Neste caso, a primeira transformação é o espessamento do sistema contendo as micropérolas, enquanto a transformação para endurecimento final compreende expansão das micropérolas e reticulação do sistema que as contém, melhorando assim o resultado final obtido.

Uma oitava concretização da película flexível modificável estruturalmente consiste na inserção, numa resina orgânica de cura dual, de um enchimento na forma de nanopartículas que formam um "nanocompósito" resultando em aumento no módulo elástico da resina e por isso da película multicamada. De modo a que as nanopartículas proporcionem uma contribuição significativa para as propriedades mecânicas da película, elas têm de estar ligadas à resina, e para obter uma boa ligação entre o enchimento e a matriz, as nanopartículas têm de estar funcionalizadas com grupos orgânicos compatíveis com a resina utilizada, tal que se formem ligações químicas entre as partículas e a matriz. As partículas utilizadas são preferivelmente de natureza inorgânica e podem ser de origem natural, tal como montmorillonite, ou podem ser produzidas por síntese química (por exemplo de alcoxissilanos), ou podem ser formadas a partir de um híbrido; podiam ser revestidas com uma matriz de polímero de modo a ligarem-se à parte compatível da resina com a qual formam o nanocompósito. 8 ΕΡ 1 401 928/ΡΤ

Uma nona concretização da película flexível modificável estruturalmente é baseada na utilização de um sistema híbrido formado a partir de uma parte inorgânica e de uma parte orgânica, possivelmente reforçada com nanopartículas. Neste caso, existe um efeito sinérgico da combinação da parte orgânica, assegurando flexibilidade da película, com a parte inorgânica, determinando aumentos significativos no módulo elástico. Finalmente, a presença de nanopartículas permite a formação de um material nanocompósito que aumenta adicionalmente a rigidez da película. Neste caso, as nanopartículas utilizadas podem ser híbridos orgânicos-inorgânicos para formar ligações com a parte orgânica da matriz ou com a parte inorgânica.

Independentemente do método pelo qual a película flexível modificável estruturalmente é obtida, esta pode ser trabalhada, enrolada num rolo e armazenada, e é utilizável em máquinas de embalagem correntes.

Quando toda ou parte da película flexível é para ser endurecida, tem de ser fornecida energia na forma e na intensidade requerida pelo sistema, de modo a desencadear a transformação final que resulta no endurecimento das partes programadas da película.

Lisboa, 2008-06-27

Claims (7)

1. ΕΡ 1 401 928/ΡΤ 1/1 REIVINDICAÇÕES 1 - Película flexível modificável estruturalmente, caracterizada por compreender pelo menos uma camada flexível associada sobre pelo menos uma parte da sua superfície com um sistema de endurecimento compreendendo pelo menos uma substância, que é líquida quando aplicada à referida camada flexível, mas é subsequentemente espessada por um primeiro processo de transformação, sem a camada perder as suas características de flexibilidade e de ser enrolada, e é em seguida endurecida por administração de energia num segundo processo de transformação.
2. 2 - Película tal como reivindicada na reivindicação 1, caracterizada por a substância associada com a camada flexível ser pelo menos parcialmente transformável quer espontaneamente quer por administração de energia, por exemplo térmica.
3. 3 - Película tal como reivindicada na reivindicação 1, caracterizada por a camada flexível consistir em pelo menos uma camada de substância incluída no grupo compreendendo polietileno, polipropileno, poliéster, alumínio, papel.
4. 4 - Película tal como reivindicada na reivindicação 1, caracterizada por a substância transformável consistir numa mistura de polímeros.
5. 5 - Película flexível tal como reivindicada na reivindicação 4, caracterizada por a substância transformável consistir numa mistura de resinas de poliéster insaturado.
6. 6 - Película tal como reivindicada na reivindicação 5, caracterizada por a substância transformável consistir numa mistura de resinas insaturadas com pelo menos um agente de espessamento.
7. 7 - Película tal como reivindicada na reivindicação 4, caracterizada por a substância transformável consistir numa mistura de resina epóxida, diacrilatos, di-isocianatos e fotoiniciadores. Lisboa, 2008-06-27