WO2011079364A1 - Composição adesiva para calçados, processo de obtenção desta composição, e processos de colagem de calçados ou partes de calçados usando esta composição - Google Patents
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
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- A43—FOOTWEAR
- A43B—CHARACTERISTIC FEATURES OF FOOTWEAR; PARTS OF FOOTWEAR
- A43B9/00—Footwear characterised by the assembling of the individual parts
- A43B9/12—Stuck or cemented footwear
Definitions
- the present invention is in the field of Engineering and Chemistry, in the segment of footwear adhesives. More specifically, the present invention provides an adhesive composition for natural solvent-based shoes; a mix for the preparation of adhesive compositions; a glue pre-activation composition of shoe parts; processes for obtaining said compositions or mix; the use of said compositions in bonding shoe parts; and bonding and pre-activation processes of shoe parts.
- the objects of the invention provide industrial solutions which, while presenting a considerable reduction in the environmental impact on their preparation and use, provide better health conditions for footwear bonding professionals.
- Vulcanization adhesives are materials widely used to consolidate bonding between parts that can be vulcanized rubbers, vulcanized rubbers with non-vulcanized rubbers, and vulcanized rubbers or not with other materials.
- such adhesives contain elastomers such as natural rubbers, styrene-butadiene, polychloroprene or similar polymers and additives to promote vulcanization, thickeners, fillers, among others, which are mixed in solid phases and subsequently dissolved in solvents.
- the solvents usually employed are mixtures that comprise aromatic and aliphatic hydrocarbons, considered of high toxicity, so their substitution with other solvents that cause lower environmental and human health impacts has been a major research subject.
- Substitution of aromatic and aliphatic solvents with natural solvents formed by citrus terpenes and / or other natural terpenes such as d-limonene, terpinolenes, mircene and linalol may be an alternative for the production of low toxicity adhesives.
- these solvents are renewable sources and are obtained as co-products of juice extraction processes for human consumption.
- US 4,207,217 describes a hot melt adhesive comprising a polyamide resin used for shoe making.
- the present invention differs from this document, among other technical reasons, in that it does not comprise polyamide resin, but rather natural solvents.
- US 2007/0049704 describes a high-efficiency adhesive composition for shoes comprising aromatic ester.
- the present invention differs from this document, among other technical reasons, in that it does not comprise aromatic ester, but rather natural solvents.
- US 3,362,036 describes a hot melt adhesive comprising essentially polyurethane used for shoe making.
- the present invention differs from this document, among other technical reasons in that it does not comprise polyurethane, but rather natural solvents.
- US 2003/0065080 describes coating resins, adhesives and sizing compositions comprising styrene copolymers and a terpene as a solvent and being used for making toys.
- the present invention differs from this document, among other technical reasons, in that not comprised of styrene copolymers and not used for making toys but for shoes.
- the various objects of the invention have as a common inventive concept the use of a different approach to the solvents traditionally used in the shoe adhesive industries and shoe part bonding processes.
- the heart of the invention lies in the development of an innovative natural solvent-based adhesive composition that eliminates the technical problems arising from the use of traditional solvents - which are problematic for the environment and human health. Therefore, the invention provides industrial solutions that, while presenting a considerable reduction in the environmental impact on their preparation and use, provide better health conditions for footwear professionals.
- One of the objects of the invention is an adhesive composition for footwear based on natural solvents.
- said composition comprises:
- adhesive components selected from: elastomers; taching agent; metal salt of higher fatty acids; vulcanizing agent; vulcanization accelerator free of nitrosamine precursors toxic to human health; antioxidants; plasticizers; viscosity control agent; antiozonants; as well as combinations thereof; b) natural solvents chosen from terpenes; and
- co-solvents where the amount of co-solvent is from 5% to 45% of the amount of natural solvent.
- Another object of the invention is a mix for the preparation of adhesive compositions for shoes.
- the mix of the invention comprises:
- terpenes preferably solvents which are mostly formed of citrus terpenes and / or other natural terpenes, more specifically d-limonene, terpinolenes, mircene, linalol 1-limonene and their racemic mixture.
- said mix further comprises co-solvents selected from terpene-compatible carrier solvents, preferably compounds such as dimethyl ether, wherein the amount of co-solvent is from 5% to 45% of the amount of natural solvent.
- co-solvents selected from terpene-compatible carrier solvents, preferably compounds such as dimethyl ether, wherein the amount of co-solvent is from 5% to 45% of the amount of natural solvent.
- Another object of the invention is a process for obtaining the mix for shoe adhesives.
- said process comprises mixing resins, stabilizers and antioxidants with natural solvents chosen from terpenes, preferably solvents which are predominantly formed of citrus terpenes and / or other natural terpenes, more specifically d-limonene, terpinolenes, mircene, linalol 1- limonene and its racemic mixture.
- said process further comprises a step of mixing the above-described material with co-solvents selected from terpene-solvent compatible carrier solvents, preferably compounds such as dimethyl ether, where the amount of co-solvent is 5% to 45% of the amount. of the natural solvent.
- Another object of the invention is a process for obtaining an adhesive composition for shoes and parts of shoes.
- said process comprises:
- Another object of the invention is a pre-activating composition of shoes or parts of shoes.
- the pre-activation composition of the invention comprises solvent components selected from the terpene group, including limonene and terpinoiene and alcohol group solvents.
- compositions or mix in shoeing or shoeing processes.
- Another object of the invention is a process of bonding or pre-activating shoes or parts of shoes.
- the shoe bonding process comprises the steps of:
- adhesive components selected from elastomers, taching agent, higher fatty acid metal salt, vulcanizing agent, vulcanization accelerator, toxicant-free nitrosamine precursor free vulcanization accelerator, antioxidants, plasticizers, viscosity control agent, antiozonants and combinations thereof; ii) natural solvents chosen from terpenes; and iii) co-solvents,
- the amount of co-solvent is from 5% to 45% of the amount of natural solvent, in at least one of the substrates to be joined;
- the various objects of the invention have as a common inventive concept the use of a different approach to solvents traditionally used in the shoe adhesive and shoe part industries and in shoe part bonding processes.
- the invention and its various objects are based on the use of footwear vulcanization adhesives formulated based on non-toxic solvents containing citrus terpenes from renewable sources and non-nitrosamine-generating vulcanization aids toxic to human health.
- terpenes such as limonene and the like may be a hindrance to their use in contact adhesives
- footwear vulcanization adhesives may do without this feature due to their application methodology.
- terpenes such as limonene have thermodynamic compatibility with the polymeric materials used in the formulation of this class of adhesives similarly to naphthenic solvents.
- the developed invention deals, among other objects, with a shoe adhesive classified as vulcanization adhesive, based on non-toxic natural solvents (d-limonene, terpinolenes, mircene, linalol etc.), and uses in its composition natural rubber and vulcanization accelerating agents. non-toxic nitrosamine generators after application. Because it employs a solvent system from a renewable source and obtained as a by-product of extraction processes for human consumption and natural resins, this adhesive over others has a great advantage in that it has low toxicity and no narcotic effects, unlike aromatics (such as toluene, for example) and does not harm the environment in its production stages or in its application.
- non-toxic natural solvents d-limonene, terpinolenes, mircene, linalol etc.
- non-toxic nitrosamine generators after application. Because it employs a solvent system from a renewable source and obtained as a by-product of extraction processes for human consumption and natural resins,
- the shoe pre-activator composition of the present invention comprises solvent components selected from the terpene group, including limonene and terpinolene and solvent from the alcohol group.
- the pre-activation referred to in the present invention describes the process of preparing the elastomer prior to receiving the adhesive for subsequent bonding of the parts.
- the base terpene solvent is Limonene (d- and ⁇ -).
- the pre-activator reacts with the rubber by activating the surface layer making the bonds between the rubber surface, the adhesive mixture and the other surface to be joined (which may be rubber, fabric tarpaulin etc.) be stronger, making the union between the parts more cohesive and stable.
- the pre-activation process comprises the step of spreading the product on at least one substrate.
- the footwear adhesive composition of the present invention comprises: (a) adhesive components selected from elastomers, taching agent, higher fatty acid metal salt, vulcanizing agent, vulcanization accelerator, nitrosamine precursor free vulcanization accelerator toxic to human health, antioxidants, plasticizers, viscosity control agents, antiozonants and combinations thereof;
- the amount of co-solvent is from 5% to 45% of the amount of natural solvent.
- the adhesive components of the present invention comprise any components which provide an adhesive character to the composition and are selected from the group containing: elastomers, taching agent, smoothing agent, vulcanizing agent, vulcanization accelerator, antioxidants, plasticizers, viscosity control agent and anti-zonants. .
- RSS-1-type Natural rubber in the range of 100 Phr, styrenic, indene and methyl derived rich resettables, more preferably hydrocarbon petroleum resins in the range of 15 - 60 Phr, Zinc Stearate (ZnSt) are used.
- the natural solvents of the present invention preferably comprise solvents which are mainly formed of citrus terpenes and / or other natural terpenes, more specifically d-limonene, terpinolenes, mircene, linalol 1-limonene and their racemic mixture.
- Suitable cosolvents for use in the present invention are any carrier solvents compatible with terpene solvents. Such solvents preferably comprise compounds such as dimethyl ether and have the functionality of regulating homogeneity. The co-solvents are preferably used in an approximate percentage of 5 to 45% relative to the natural solvent.
- the adhesive may additionally be obtained in two distinct steps: the first is to produce a solid mass where preferably the components necessary to ensure the adhesiveness of the product, called masterbatch, will be contained.
- the second is to obtain a product capable of dispersing this masterbatch, consisting of a mixture of resins, stabilizers and antioxidants dispersed in the solvent mixtures described above, in an amount which may vary within a range of 1% to 49% of solid mass. total of this second product, called Mix.
- this Mix consists of an intermediate product, its main feature being to ensure the dispersibility of the adhesive components that preferably constitute the masterbatch.
- the solids content will be in the range of 1% to 49% by weight, preferably consisting of hydrocarbon, terpene resins, styrene, indene and methyl derivative rich esterifiable esters, more preferably hydrocarbon petroleum resins, taching resins, in addition to stabilizers, surfactants, antioxidants etc.
- the process of obtaining the mix of the invention for shoe adhesives comprises homogenizing resins, stabilizers and antioxidants with a mixture of natural solvents chosen from terpenes, preferably solvents which are mainly formed of citrus terpenes and / or other natural terpenes, more specifically d. -limonene, terpinolenes, mircene, linalol l-limonene and their racemic mixture.
- Said mix is particularly useful for obtaining a shoe adhesive composition, the process of which comprises:
- hydrocarbon, terpene resins, esters of styrene, indene and methyl derivatives rich resettables more preferably hydrocarbon petroleum resins, tonicifying resins, in addition to stabilizers, surfactants, antioxidants, or combinations thereof; and d) adding the mix of the invention, in an amount that may vary within a range of 1% to 49% of the total solid mass above.
- Obtaining and using the adhesive composition of the invention in combination with the masterbatch and the mix of the invention provides several technical advantages. These include the logistical, operational and occupational health advantages of operators, as obtaining the adhesive of the invention by this strategy reduces processing time and minimizes the handling of operators' health products.
- the use of the adhesive composition of the present invention comprises applying the adhesive material between the substrates to be bonded.
- the use of the composition or mix of the present invention in combination with the masterbatch is by a process comprising the steps of:
- Adhesive components selected from elastomers, taching agent, higher fatty acid metal salt, vulcanizing agent, vulcanization accelerator, toxicant-free nitrosamine precursor free vulcanization accelerator, antioxidants, plasticizers, viscosity control agent, antiozonants and combinations thereof; ii) natural solvents chosen from terpenes; and iii) co-solvents,
- the amount of co-solvent is from 5% to 45% of the amount of natural solvent; on at least one of the substrates to be glued;
- the adhesive is applied by the spreading process.
- the joining of one or more substrates of the present The invention comprises joining substrates of different or equal characteristics using the adhesive composition.
- the adhesive step is distinct from those of conventional processes in that it utilizes the composition of the invention, preferably obtained by combining the masterbatch with the mix of the invention.
- the footwear bonding process of the invention provides several technical and environmental advantages, especially the use of inputs that reduce or eliminate toxicity to operators.
- Example 1 Mix. its obtaining and use in shoe bonding
- the adhesive of the invention can be obtained by using the mix of the invention.
- a solid mass is prepared which contains the necessary components to ensure the adhesiveness of the product, called masterbatch.
- the inventive mix capable of dispersing said masterbatch, and consisting of a mixture of resins, stabilizers and antioxidants dispersed in the solvent mixtures described above, is prepared in an amount which may vary within a range of 1% to 49%. % of total solid mass of this second product.
- the mix of the invention comprises hydrocarbon, terpene resins, styrene, indene and methyl rich resinifiable esters, more preferably hydrocarbon petroleum resins, taching resins in addition to stabilizers, surfactants, antioxidants.
- the adhesive composition of the invention obtained from masterbatch dispersion through the inventive mix, is then used in the process of bonding shoes or parts of shoes described above.
- Throttle 1 0.5 - 5 Phr
- the mixing of these components is preferably done using an open roller mixer, this mass being dispersed in the solvent preferably using a mixing reactor aided by a mechanical stirrer.
- the adhesive is ready for use.
- the adhesive was tested on a hot air autoclave machine, varying time, temperature and pressure.
- the adhesion was made of rubber-rubber specimens at a time of 90 min., 140 ° C temperature and 5 bar pressure.
- the specimens after adhesion were sent to the testing laboratory to perform a strength test. For this test, 3 formulations were made within the range of components according to the table above plus one specimen with the conventional adhesive called control.
- composition was performed with homogeneous mixing of the components.
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Abstract
A presente invenção proporciona uma composição adesiva para calçados ou partes de calçados à base de solventes naturais escolhidos dentre terpenos, um processo de obtenção desta composição e um processo de colagem de calçados ou partes de calçados usando esta composição. Os objetos da invenção proporcionam soluções industriáis que, ao mesmo tempo em que apresentam considerável redução no impacto ambiental em sua preparação e utilização, proporcionam melhores condições de saúde aos profissionais que atuam no setor de colagem de calçados ou partes de calçados.
Description
Relatório Descritivo de Patente de Invenção
COMPOSIÇÃO ADESIVA PARA CALÇADOS, PROCESSO DE OBTENÇÃO DESTA COMPOSIÇÃO, E PROCESSOS DE COLAGEM DE CALÇADOS OU PARTES DE CALÇADOS USANDO ESTA COMPOSIÇÃO
Campo da Invenção
A presente invenção se situa no campo da Engenharia e Química, no segmento de adesivos para calçados. Mais especificamente, a presente invenção proporciona uma composição adesiva para calçados à base de solventes naturais; um mix para a preparação de composições adesivas; uma composição de pré-ativação de colagem de partes de calçados; processos de obtenção das referidas composições ou mix; o uso das referidas composições na colagem de partes de calçados; e processos de colagem e pré-ativação de partes de calçados. Os objetos da invenção proporcionam soluções industriais que, ao mesmo tempo em que apresentam considerável redução no impacto ambiental em sua preparação e utilização, proporcionam melhores condições de saúde aos profissionais que atuam no setor de colagem de calçados.
Antecedentes da Invenção
Os adesivos de vulcanização são materiais largamente empregados para consolidar união entre partes que podem ser borrachas vulcanizadas, borrachas vulcanizadas com outras não vulcanizadas, além de borrachas vulcanizadas ou não com outros materiais.
Tradicionalmente, esses adesivos contêm elastômeros tais como borrachas naturais, estireno-butadieno, policloropreno ou polímeros semelhantes e aditivos para promoverem vulcanização, espessantes, cargas, entre outros, que são misturados em fases sólidas e, posteriormente, dissolvidos em solventes.
Os solventes usualmente empregados são misturas que compreendem hidrocarbonetos aromáticos e alifáticos, considerados de alta toxicidade, portanto sua substituição por outros solventes, que causem menores impactos ambientais e à saúde humana tem sido grande motivo de pesquisa.
A substituição dos solventes aromáticos e alifáticos, por solventes naturais formadas por terpenos cítricos e/ou outros terpenos naturais, tais como d-limoneno, terpinolenos, mirceno e linalol, pode ser uma alternativa para a produção de adesivos de baixa toxicidade. Além disso, estes solventes são de fonte renovável e obtidos como co-produtos de processos de extração de sucos para consumo humano.
No âmbito patentário, alguns documentos descrevem composição adesiva a base de solventes naturais e a utilização em métodos de adesivagem para calçados e partes de calçados.
O documento US 4,207,217 descreve um adesivo de fusão a quente compreendendo uma resina de poliamida, utilizado para a fabricação de calçados. A presente invenção difere desse documento, dentre outras razões técnicas, por não compreender resina de poliamida, mas, sim, solventes naturais.
O documento US 2007/0049704 descreve uma composição de alta eficiência adesiva para calçados compreendendo éster aromático. A presente invenção difere desse documento, dentre outras razões técnicas, por não compreender éster aromático, mas, sim, solventes naturais.
O documento US 3,362,036 descreve um adesivo de fusão a quente compreendendo essencialmente poliuretano utilizado para a fabricação de calçados. A presente invenção difere desse documento, dentre outras razões técnicas, por não compreender poliuretano, mas, sim, solventes naturais.
O documento US 2003/0065080 descreve resinas de revestimento, adesivos e composições de cola compreendendo copolímeros de estireno e um terpeno como solvente e serem utilizados para fabricação de brinquedos. A presente invenção difere desse documento, dentre outras razões técnicas, por
não compreender copolímeros de estireno e não ser utilizada para fabricação de brinquedos, e sim de calçados.
Do que se depreende da literatura pesquisada, não foram encontrados documentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos da presente invenção, de forma que a solução aqui proposta, aos olhos dos inventores, possui novidade e atividade inventiva frente ao estado da técnica.
Sumário da Invenção
Os diversos objetos da invenção têm como conceito inventivo comum o uso de uma diferente abordagem quanto aos solventes tradicionalmente utilizados nas indústrias de adesivos de calçados e nos processos de colagem de partes de calçados. O cerne da invenção reside no desenvolvimento de uma inovadora composição adesiva à base de solventes naturais, que elimina os problemas técnicos decorrentes do uso dos solventes tradicionais - que são problemáticos ao meio ambiente e à saúde humana. A invenção proporciona, portanto, soluções industriais que, ao mesmo tempo em que apresentam considerável redução no impacto ambiental em sua preparação e utilização, proporcionam melhores condições de saúde aos profissionais que atuam no setor de calçados.
É um dos objetos da invenção uma composição adesiva para calçados à base de solventes naturais. Em uma concretização preferencial, a referida composição compreende:
a) componentes adesivos selecionados dentre: elastômeros; agente taquificante; sal de metal de ácidos graxos superiores; agente de vulcanização; acelerador de vulcanização livre de precursores de nitrosaminas tóxicas à saúde humana; antioxidantes; plastificantes; agente de controle de viscosidade; antiozonantes; bem como combinações dos mesmos; b) solventes naturais escolhidos dentre terpenos; e
c) co-solventes,
onde a quantidade de co-solvente é de 5% a 45% da quantidade do solvente natural.
É outro dos objetos da invenção um mix para a preparação de composições adesivas para calçados. Em uma concretização preferencial, o mix da invenção compreende:
a) resinas, estabilizantes e antioxidantes; e
b) solventes naturais escolhidos dentre terpenos, preferencialmente solventes que são majoritariamente formados por terpenos cítricos e/ou outros terpenos naturais, mais especificamente d-limoneno, terpinolenos, mirceno, linalol l-limoneno e sua mistura racêmica.
Opcionalmemente, o referido mix adicionalmente compreende co- solventes selecionados dentre solventes apoiares compatíveis com solventes terpênicos, preferencialmente compostos como éter dimetílico, onde a quantidade de co-solvente é de 5% a 45% da quantidade do solvente natural.
É outro dos objetos da invenção um processo de obtenção do mix para adesivos de calçados. Em uma concretização preferencial, referido processo compreende misturar resinas, estabilizantes e antioxidantes com solventes naturais escolhidos dentre terpenos, preferencialmente solventes que são majoritariamente formados por terpenos cítricos e/ou outros terpenos naturais, mais especificamente d-limoneno, terpinolenos, mirceno, linalol l-limoneno e sua mistura racêmica. Opcionalmente, o referido processo adicionalmente compreende uma etapa de misturar o material acima descrito com co-solventes selecionados dentre solventes apoiares compatíveis com solventes terpênicos, preferencialmente compostos como éter dimetílico, onde a quantidade de co- solvente é de 5% a 45% da quantidade do solvente natural.
É outro dos objetos da invenção um processo de obtenção de uma composição adesiva para calçados e partes de calçados . Em uma concretização preferencial, referido processo compreende:
a) preparar uma mistura de sólidos compreendendo: resinas hidrocarbônicas, terpênicas, ésteres de resinificáveis ricos em estireno, indeno e metil derivados, mais preferencialmente de
resinas hidrocarbônicas de petróleo, resinas taquificantes, , além de estabilizantes, tensoativos, antioxidantes, ou combinações dos mesmos; e
b) adicionar o mix da invenção, em uma quantidade que pode variar dentro de uma faixa entre 1 % e 49% da massa sólida total acima.
É outro dos objetos da invenção uma composição de pré-ativação de calçados ou partes de calçados . Em uma concretização preferencial, a composição de pré-ativação da invenção compreende componentes solventes selecionados do grupo dos terpenos, entre eles limoneno e terpinoieno e solventes do grupo dos álcoois.
É outro dos objetos da invenção o uso das referidas composições ou do mix em processos de colagem de calçados ou partes de calçados . É outro dos objetos da invenção um processo de colagem ou de pré-ativação de calçados ou partes de calçados . Em uma concretização preferencial, o processo de colagem de calçados compreende as etapas de:
a) aplicação, a uma primeira parte de um calçado que se quer aderir, de uma composição adesiva compreendendo:
i) componentes adesivos selecionados dentre elastômeros, agente taquificante, sal de metal de ácidos graxos superiores, agente de vulcanização, acelerador de vulcanização, acelerador de vulcanização livre de precursores de nitrosaminas tóxicas a saúde humana, antioxidantes, plastificantes, agente de controle de viscosidade, antiozonantes e combinações dos mesmos; ii) solventes naturais escolhidos dentre terpenos; e iii) co-solventes,
onde a quantidade de co-solvente é de 5% a 45% da quantidade do solvente natural, em pelo menos um dos substratos a serem unidos; e
b) junção à outra parte do calçado a ser unida com a primeira parte.
Estes e outros objetos da invenção serão imediatamente valorizados pelos versados na arte e pelas empresas com interesses no segmento de calçados, e serão descritos em detalhes suficientes para sua reprodução na descrição a seguir.
Descrição Detalhada da Invenção
Os diversos objetos da invenção têm como conceito inventivo comum o uso de uma diferente abordagem quanto aos solventes tradicionalmente utilizados nas indústrias de adesivos de calçados e partes de calçados e nos processos de colagem de partes de calçados. A invenção e seus vários objetos se baseiam no uso de adesivos de vulcanização para calçados, formulados com base em solventes atóxicos contendo terpenos cítricos de fontes renováveis e auxiliares de vulcanização não geradores de nitrosaminas tóxicas à saúde humana. Embora a baixa volatilidade de terpenos como o limoneno e similares possa ser um empecilho para seu uso em adesivos de contato, os adesivos de vulcanização para calçados podem prescindir desta característica, por sua metodologia de aplicação. Além disso, os terpenos como o limoneno, apresentam compatibilidade termodinâmica com os materiais poliméricos utilizados na formulação desta classe de adesivos de modo semelhante aos solventes naftênicos.
A invenção desenvolvida trata, ente outros objetos, de um adesivo para calçadosclassificado como adesivo de vulcanização, baseado em solventes naturais não tóxicos (d-limoneno, terpinolenos, mirceno, linalol etc), e utiliza em sua composição borracha natural e agentes aceleradores de vulcanização não geradores de nitrosaminas tóxicas após aplicação. Pelo fato de empregar um sistema solvente de fonte renovável e obtido como sub-produto de processos de extração de sucos para consumo humano e resinas naturais, este adesivo frente a outros tem uma larga vantagem pelo fato de apresentar baixa toxicidade e não apresentar efeitos narcóticos, ao contrário dos aromáticos (como tolueno, por exemplo) além de não agredir o meio ambiente nas suas etapas produtivas e nem em sua aplicação. Somando-se a estes
fatos a possibilidade de oferecer ao consumidor um produto com custo semelhante aos produtos convencionais, pode-se oferecer um produto desenvolvido com base na sustentabilidade ambiental e económica, agregando valor a um co-produto da indústria de sucos que tem como principal alvo a dignificação e manutenção da saúde do usuário final.
Os exemplos aqui mostrados têm o intuito somente de exemplificar uma das inúmeras maneiras de se realizar a invenção, contudo sem limitar, o escopo da mesma.
Pré-Ativador
A composição de pré-ativador para calçados da presente invenção compreende componentes solventes selecionados do grupo dos terpenos, entre eles limoneno e terpinoleno e solvente do grupo dos álcoois.
Processo de Pré-Ativação
A pré-ativação a que se refere o presente invento descreve processo de preparação do elastômero antes de receber o adesivo para posterior união das partes. Preferencialmente, o solvente terpênico base é o Limoneno (d- e Ί-). O pré-ativador reage com a borracha ativando a camada superficial fazendo com que as ligações entre a superfície da borracha, a mistura adesiva e a outra superfície a ser unida (que pode ser de borracha, lona de tecido etc.) sejam mais fortes, tornando a união entre as partes mais coesas e estáveis.
O processo de pré-ativação compreende a etapa de espalhamento do produto em pelo menos um substrato.
Composição adesiva para calçados
A composição adesiva para calçados da presente invenção compreende: a) componentes adesivos selecionados dentre elastômeros, agente taquificante, sal de metal de ácidos graxos superiores, agente de vulcanização, acelerador de vulcanização, acelerador de vulcanização livre de precursores de nitrosaminas tóxicas à saúde humana, antioxidantes, plastificantes, agente de controle de viscosidade, antiozonantes e combinações dos mesmos;
b) solventes naturais escolhidos dentre terpenos; e
c) co-solventes,
onde a quantidade de co-solvente é de 5% a 45% da quantidade do solvente natural.
Componentes adesivos
Os componentes adesivos da presente invenção compreendem quaisquer componentes que proporcionem caráter adesivo a composição, sendo selecionados do grupo contendo: elastômeros, agente taquificante, agente de alisamento, agente de vulcanização, acelerador de vulcanização, antioxidantes, plastificantes, agente de controle de viscosidade e antiozonantes. Em uma realização preferencial utiliza-se borracha Natural tipo RSS-1 na faixa de 100 Phr, resinificáveis ricos em estireno, indeno e metil derivados, mais preferencialmente resinas hidrocarbônicas de petróleo na faixa de 15 - 60 Phr, estearato de Zinco (ZnSt) na faixa de 1 - 10 Phr como agente de alisamento, enxofre na faixa de 0,5 - 5 Phr como agente de vulcanização e dissulfeto de tetrametiltiuram (TMTD) na faixa de 0,5 - 5 Phr como acelerador de vulcanização, polissulfetos orgânicos na faixa de 0,5 - 5 Phr como acelerador de vulcanização livre de nitrosaminas.
Solventes Naturais
Os solventes naturais da presente invenção compreendem preferencialmente solventes que são majoritariamente formados por terpenos cítricos e/ou outros terpenos naturais, mais especificamente d-limoneno, terpinolenos, mirceno, linalol l-limoneno e sua mistura racêmica.
Co-solvente
Os co-solventes adequados para uso na presente invenção são quaisquer solventes apoiares compatíveis com solventes terpênicos. Esses solventes compreendem, preferencialmente, compostos como éter dimetílico e tem a funcionalidade de regular a homogeneidade. Os co-solventes são preferencialmente utilizados em um percentual aproximado de 5 a 45% em relação ao solvente natural.
Mix da Invenção
Na presente invenção, o adesivo pode ser adicionalmente obtido em duas etapas distintas: a primeira consiste em produzir uma massa sólida onde, preferencialmente, estarão contidos os componentes necessários para garantir a adesividade do produto, denominada de masterbatch. A segunda consiste na obtenção de um produto capaz de dispersar este masterbatch, devendo consistir numa mistura de resinas, estabilizantes e antioxidantes dispersos nas misturas solventes acima descritas, em uma quantidade que pode variar dentro de uma faixa entre 1% e 49% da massa sólida total deste segundo produto, denominado de Mix.
Como mencionado acima, este Mix consiste em um produto intermediário, sendo sua principal característica garantir a dispersabilidade dos componentes adesivos que, preferencialmente, constituem o masterbatch. O teor de sólidos estará compreendido na faixa entre 1 % e 49% em massa, sendo preferencialmente constituído de resinas hidrocarbônicas, terpênicas, ésteres de resinificáveis ricos em estireno, indeno e metil derivados, mais preferencialmente de resinas hidrocarbônicas de petróleo, resinas taquificantes, além de estabilizantes, tensoativos, antioxidantes etc.
O processo de obtenção do mix da invenção para adesivos de calçados compreende a homogeneização de resinas, estabilizantes e antioxidantes com uma mistura de solventes naturais escolhidos dentre terpenos, preferencialmente solventes que são majoritariamente formados por terpenos cítricos e/ou outros terpenos naturais, mais especificamente d-limoneno, terpinolenos, mirceno, linalol l-limoneno e sua mistura racêmica. Referido mix é particularmente útil para a obtenção de uma composição adesiva para calçados, cujo processo compreende:
c) preparar uma mistura de sólidos (masterbatch) compreendendo:
resinas hidrocarbônicas, terpênicas, ésteres de resinificáveis ricos em estireno, indeno e metil derivados, mais preferencialmente de resinas hidrocarbônicas de petróleo,
resinas taquificantes,, além de estabilizantes, tensoativos, antioxidantes, ou combinações dos mesmos; e d) adicionar o mix da invenção, em uma quantidade que pode variar dentro de uma faixa entre 1% e 49% da massa sólida total acima.
A obtenção e uso da composição adesiva da invenção na forma de combinação do masterbatch com o mix da invenção proporciona diversas vantagens técnicas. Dentre elas, podem ser citadas as vantagens logísticas, operacionais e de saúde ocupacional dos operadores, uma vez que a obtenção do adesivo da invenção por esta estratégia reduz o tempo de processamento e minimiza a manipulação de produtos com risco à saúde dos operadores.
Uso da Composição Adesiva da Invenção em Calçados
O uso da composição adesiva da presente invenção compreende a aplicação do material adesivo entre os substratos que deseja se unir. O uso da composição, ou do mix da presente invenção em combinação com o masterbatch, se dá por um processo que compreende as etapas de:
a) aplicação de uma composição adesiva compreendendo:
i) componentes adesivos selecionados dentre elastômeros, agente taquificante, sal de metal de ácidos graxos superiores, agente de vulcanização, acelerador de vulcanização, acelerador de vulcanização livre de precussores de nitrosaminas tóxicas à saúde humana, antioxidantes, plastificantes, agente de controle de viscosidade, antiozonantes e combinações dos mesmos; ii) solventes naturais escolhidos dentre terpenos; e iii) co-solventes,
onde a quantidade de co-solvente é de 5% a 45% da quantidade do solvente natural; em pelo menos um dos substratos a serem colados; e
b) junção dos substratos a serem colados;
Em uma realização preferencial a aplicação do adesivo é feita através do processo de espalhamento. A junção de um ou mais substratos da presente
invenção compreende unir substratos de diferentes ou iguais características utilizando a composição adesiva.
No processo de colagem de calçados da presente invenção, a etapa de adesivagem é distinta daquelas dos processos convencionais, porquanto utiliza a composição da invenção, preferencialmente obtida a partir da combinação do masterbatch com o mix da invenção. O processo de colagem de calçados da invenção proporciona diversas vantagens técnicas e ambientais, com destaque ao uso de insumos que reduzem ou eliminam a toxicidade aos operadores.
Exemplo 1 - Mix. sua obtenção e uso na adesivagem de calçados
O adesivo da invenção por ser obtido através do uso do mix da invenção. É preparada uma massa sólida onde estão contidos os componentes necessários para garantir a adesividade do produto, denominada de masterbatch. Em seguida, é preparado o mix da invenção, capaz de dispersar o referido masterbatch, e consistindo de numa mistura de resinas, estabilizantes e antioxidantes dispersos nas misturas solventes acima descritas, em uma quantidade que pode variar dentro de uma faixa entre 1 % e 49% da massa sólida total deste segundo produto. Em uma concretização preferencial, o mix da invenção compreende resinas hidrocarbônicas, terpênicas, ésteres de resinificáveis ricos em estireno, indeno e metil derivados, mais preferencialmente de resinas hidrocarbônicas de petróleo, resinas taquificantes, além de estabilizantes, tensoativos, antioxidantes.
A composição adesiva da invenção, obtida a partir da dispersão do masterbatch através do mix da invenção, é então utilizada no processo de colagem de calçados ou partes de calçados descrito acima.
Exemplo 2 - Composição adesiva
Várias formulações foram testadas, variando-se a composição e proporções entre borrachas naturais, sintéticas e aditivos, assim como a composição e proporções entre solventes. Dentre elas, podemos exemplificar como uma das preferenciais a composição adesiva conforme a tabela 1.
Tabela 1. Componentes das formulações e as faixas de composição do adesivo.
Componentes Faixa
Borracha 100 Phr
Resinificáveis ricos em 15 - 60 Pr>r
estireno, indeno e metil
derivados
ZnSt 1 - 10 Phr
Enxofre 0,5 - 5 Phr
Acelerador 1 0,5 - 5 Phr
Acelerador 2 0,5 - 5 Phr
Antioxidantes n.d.
Plastificantes n.d.
Antiozonantes n.d.
A mistura destes componentes é preferencialmente feita utilizando um misturador aberto de rolos, sendo esta massa formada dispersada no solvente utilizando preferencialmente um reator de mistura auxiliado por um agitador mecânico. Após a dispersão, o adesivo está pronto para o uso. O adesivo foi testado em uma máquina do tipo autoclave a ar quente, variando tempo, temperatura e pressão. A adesão realizada foi de corpos de prova do tipo borracha-borracha em um tempo de 90 min., 140° C de temperatura e 5 bar de pressão. Os corpos de prova após a adesão foram enviados ao laboratório de ensaios para realizar um teste de força. Para este ensaio, foram feitas 3 formulações dentro da faixa de variação dos componentes conforme tabela acima mais um corpo de prova com o adesivo de uso convencional denominado controle.
Exemplo 3 - Composição adesiva - pré-ativador
Várias formulações foram testadas, variando-se a composição e proporções entre os solventes citados. Dentre elas, podemos exemplificar como uma das preferenciais a composição pré-ativadora conforme a tabela 2: Tabela 2. Componentes das formulações e as faixas de composição do pré- ativador.
Componentes Faixas (%)
Limoneno 55-99
Terpinoleno 5-25
Álcool absoluto 20-40
A composição foi realizada com mistura homogénea dos componentes. Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados e poderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outros variantes, abrangidos no escopo das reivindicações anexas.
Claims
1. Composição adesiva para calçados caracterizada por compreender: a) componentes adesivos selecionados dentre elastômero, agente taquificante, sal de metal de ácidos graxos superiores, agente de vulcanização, acelerador de vulcanização, acelerador de vulcanização livre de precursores de nitrosaminas tóxicas à saúde humana, antioxidantes, plastificantes, agente de controle de viscosidade, antiozonantes e combinações dos mesmos;
b) solventes naturais escolhidos dentre terpenos; e
c) co-solventes,
onde a quantidade de co-solvente é de 5% a 45% da quantidade do solvente natural.
2. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 1 , caracterizada pelo elastômero compreender borracha natural tipo RSS-1.
3. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 1 , caracterizada pelo agente taquificante compreender resinificáveis ricos em estireno, indeno e metil derivados na faixa de 15 - 60 Phr.
4. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 1 , caracterizada pelo sal de metal de ácido graxo compreender estearato de Zinco (ZnSt).
5. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 1 , caracterizada por compreender a utilização do sal de metal de ácido graxo na faixa de 1 - 10 Phr.
6. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 1 , caracterizada pelo agente de vulcanização compreender enxofre.
7. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 1 , caracterizada por compreender a utilização do agente de vulcanização na faixa de 0,5 - 5 Phr.
8. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 1 , caracterizada pelo acelerador de vulcanização livre de precursores de nitrosaminas tóxicas à saúde humana compreender polissulfeto orgânico.
9. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 1 , caracterizada por compreender a utilização do acelerador de vulcanização livre de precussores de nitrosaminas tóxicas à saúde humana na faixa de 0,5 - 5 Phr.
10. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 9, caracterizada por compreender um acelerador de vulcanização na faixa de 0,5 - 5 Phr.
11. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 1 , caracterizada pelos solventes naturais compreenderem terpenos cítricos e/ou outros terpenos naturais.
12. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 11 , caracterizada pelos solventes naturais compreenderem d-limoneno, terpinolenos, mirceno, linalol, l-limoneno e mistura racêmica.
3. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 1 , caracterizada pelo co-solvente compreender compostos para regular a homogeneidade..
14. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo co-solvente compreender éter dimetílico.
15. Composição adesiva de acordo com a reivindicação 1 , 13 ou 14, caracterizada pela quantidade de co-solvente compreender o percentual de 5 a 45% da quantidade do solvente natural.
16. Mix para adesivos de calçados caracterizado por compreender:
a) resinas, estabilizantes e antioxidantes; e
b) solventes naturais escolhidos dentre terpenos.
17. Mix de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que os referidos solventes naturais são majoritariamente formados por terpenos cítricos e/ou outros terpenos naturais selecionados dentre d-limoneno, terpinolenos, mirceno, linalol l-limoneno, bem como suas combinações ou misturas racêmicas.
18. Mix de acordo com a reivindicação 16 ou 17, caracterizado por adicionalmente compreender co-solventes selecionados dentre solventes apoiares compatíveis com solventes terpênicos e/ou o éter dimetílico, onde a quantidade de co-solvente é de 5% a 45% da quantidade do solvente natural.
19. Processo de obtenção de mix para adesivos de calçados caracterizado por compreender a dispersão de resinas, estabilizantes e antioxidantes em solventes naturais escolhidos dentre terpenos majoritariamente formados por terpenos cítricos e/ou outros terpenos naturais, selecionados dentre d-limoneno, terpinolenos, mirceno, linalol l-limoneno, bem como suas combinações ou misturas racêmicas.
20. Processo de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por adicionalmente compreender uma etapa de adicionar co-solventes selecionados dentre solventes apoiares compatíveis com solventes terpênicos, preferencialmente compostos como éter dimetílico, onde a quantidade de co-solvente é de 5% a 45% da quantidade do solvente natural.
21. Processo de obtenção de composição adesiva para calçados caracterizado por compreender:
a) uma etapa de preparar uma mistura de sólidos compreendendo: resinas hidrocarbônicas, terpênicas, ésteres de resinificáveis ricos em estireno, indeno e metil derivados, resinas taquificantes, resinas ricas em estireno, indeno e metil
derivados, estabilizantes, tensoativos, antioxidantes, ou combinações dos mesmos; e
b) adicionar uma mistura de resinas, estabilizantes e antioxidantes com solventes naturais escolhidos dentre terpenos, em uma quantidade que pode variar dentro de uma faixa entre 1 % e 49% da massa total de sólidos de a).
22. Processo de colagem de calçados ou partes de calçadoscaracterizado por compreender as etapas de:
a) aplicação, a uma primeira parte de um calçado, de uma composição adesiva compreendendo:
i) componentes adesivos selecionados dentre elastômeros, agente taquificante, sal de metal de ácidos graxos superiores, agente de vulcanização, acelerador de vulcanização, acelerador de vulcanização livre de precursores de nitrosaminas tóxicas à saúde humana, antioxidantes, plastificantes, agente de controle de viscosidade, antiozonantes e combinações dos mesmos; ii) solventes naturais escolhidos dentre terpenos; e iii) co-solventes,
onde a quantidade de co-solvente é de 5% a 45% da quantidade do solvente natural; em pelo menos um dos substratos a serem unidos; e
b) junção a uma outra parte do calçado a ser unida com a primeira parte.
23. Processo de acordo com a reivindicação 22, caracterizado pela massa formada ser dispersa no solvente ou mistura de solventes utilizando um reator de mistura auxiliado por um agitador mecânico.
24. Processo de acordo com a reivindicação 22 ou 23, caracterizado pelo fato de que o controle da homogeneidade é feito pelo ajuste do co- solvente.
25. Composição pré-ativadora para calçados ou partes de calçados, caracterizada por compreender componentes solventes selecionados do grupo dos terpenos e/ou limoneno e terpinoleno; e solventes do grupo dos álcoois.
26. Composição pré-ativadora de acordo com a reivindicação 25, caracterizada por compreender limoneno na faixa de 55-99%.
27. Composição pré-ativadora de acordo com a reivindicação 25 ou 26, caracterizada por compreender terpinoleno na faixa de 5-25%.
28. Composição pré-ativadora de acordo com a reivindicação 25, 26 ou 27, caracterizada por compreender álcool absoluto na faixa de 20- 40%.
29. Processo de pré-ativação para calçados ou partes de calçados, caracterizado por compreender a aplicação, a pelo menos uma superfície de uma parte de um calçado, de uma composição compreendendo componentes solventes selecionados do grupo dos terpenos e/ou limoneno e terpinoleno; e solventes do grupo dos álcoois.
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