Adhesivos activables por fluido y fluidos para activar los mismos para el uso con etiquetas libres de revestimiento.

Una composición adhesiva activable por fluido para una etiqueta libre de revestimiento que comprende al menos dos materiales poliméricos con diferentes hidrofilicidades,

que se activan mediante un fluido de activación que comprende agua y uno o más disolventes no acuosos, en donde los al menos dos materiales poliméricos con diferentes hidrofilicidades comprenden al menos un polímero hidrófilo y al menos un polímero hidrófobo y en donde el al menos un polímero hidrófilo proporciona pegado rápido y el al menos un polímero hidrófobo proporciona adhesión definitiva cuando se expone al fluido de activación.

Adhesivos activables por fluido y fluidos para activar los mismos para el uso con etiquetas libres de revestimiento Campo de la invención La presente invención se refiere a adhesivos activables por fluido y fluidos para activar los adhesivos, particularmente para el uso con etiquetas libres de revestimiento o sin revestimiento, capaces de adherirse a una variedad de sustratos, tales como papel o sustratos poliméricos.

Referencia de cruce para solicitudes relacionadas Esta solicitud reivindica prioridad a la memoria U.S.S.N. 61/440.384 titulada "Fluid Activatable Adhesives and Fluids for Activating Same for Use with Liner-Free Labels" presentada el 7 de febrero de 2011, cuyos contenidos se incorporan por referencia.

Antecedentes de la invención La impresión de etiquetas y/o el etiquetado típicamente consiste en medios de etiqueta que incluyen una capa de composición adhesiva que está constantemente y consistentemente pegajosa. Muchos de estos medios de etiqueta se forman con una capa no pegajosa eliminable, que contiene un recubrimiento de liberación y un papel antiadherente, sobre la capa de composición adhesiva, para evitar que la capa de composición adhesiva se ponga en contacto con componentes internos de una impresora de etiquetas, aplicador o etiquetador y/o la capa imprimible de una lámina adhesiva cuando una lámina adhesiva se enrolla en una forma tal como un rodillo.

En algunos ejemplos, la capa de revestimiento se desecha después de la impresión o a la vez que la etiqueta se aplica a un artículo, o bien de forma manual o por un proceso autónomo diseñado para el propósito de eliminación. Las capas de revestimiento desechable crean problemas de eliminación de residuos.

En otros ejemplos, una etiqueta adhesiva está formada por una lámina, que tiene una capa impresa, un recubrimiento de liberación, y una capa de composición adhesiva. El recubrimiento de liberación evita que la capa de composición adhesiva se adhiera a la capa impresa, aunque el equipo de impresión, etiquetado y aplicación de etiquetas estándar deben recubrirse con un material no pegajoso para evitar que la capa de composición adhesiva de la etiqueta adhesiva se pegue o interfiera los componentes del equipo. En vez de cubrir una capa de composición adhesiva con un material no pegajoso, una capa imprimible de una etiqueta y componentes internos de una impresora de etiquetas se recubren con un material no pegajoso para resistir la capa de composición adhesiva de la etiqueta que está constantemente y consistentemente pegajoso. Esta técnica necesita la etapa adicional de componentes de recubrimiento con un material no pegajoso, que puede aumentar costes significativamente.

Se han hecho numerosos intentos para usar composiciones adhesivas poliméricas convencionales con adhesivos pegajosos o sensibles a la presión (PSA) en construcciones de etiqueta libre de revestimiento donde una capa no pegajosa o de liberación se recubre en el lado contrario de la etiqueta adhesiva. Estos no son compatibles en equipo de etiquetado convencional, que necesitan impresoras de etiquetas libre de revestimiento especiales y sistemas de aplicación. Además, el recubrimiento superior no pegajoso reduce enormemente la capacidad de impresión de la etiqueta. Los PSA provocan problemas de máquina atascando los sistemas de aplicación de etiquetas y crean problemas de limpieza. Se han hecho otros intentos para fabricar una etiqueta adhesiva de goma seca o rehumectable con agua o disolvente o co-disolvente. Estos se basan típicamente en adhesivos tanto de carbohidrato como poliméricos sintéticos. Estos adhesivos tienen poca utilidad en muchos sustratos sintéticos y no porosos ya que no forman enlaces adhesivos o mecánicos sustanciales al sustrato. Estos sustratos son etiquetas propensas a "nadar" o moverse desde el área de aplicación deseada durante el procesado corriente abajo debido a una carencia en la formación de enlace rápido. Como tal, estos intentos han tenido poco éxito.

Se han desarrollado ciertas etiquetas libres de revestimiento que tienen una capa impresa, una lámina y una capa de composición adhesiva que puede hacerse pegajosa mediante un activador antes o después de imprimir/aplicar una imagen. Sin embargo, muchas de estas realizaciones aún necesitan un recubrimiento no pegajoso para evitar el problema del pegado tratado anteriormente, tal como se describe en la Patente de EE.UU. núm. 6.298.894 de Nagamoto et al., que describe el uso de aceite de silicona como un recubrimiento no pegajoso. Además, muchas de las etiquetas libres de revestimiento adhesivas activables se activan por agua y/o se activan por disolvente. La Patente de EE.UU. núm. 6.656.319 describe composiciones adhesivas que tienen un espesor de película de al menos 25 micras. Sin embargo, las composiciones descritas ahí no pueden adherirse a una amplia variedad de sustratos a partir de sustratos suaves de baja energía superficial, tal como polietileno (PE) a sustratos fibrosos rugosos, tal como papel y cartón. Estas etiquetas carecen tanto de fuerte adhesión en sustratos poliméricos como pegado rápido a sustratos poliméricos. Estas etiquetas también son propensas a "nadar" como se trata anteriormente.

La Patente de EE.UU. núm. 7.943.714 describe formulaciones adhesivas. Los polímeros usados en las formulaciones que tienen un alto número ácido, por ejemplo, 100 o más. En los ejemplos, las disoluciones poliméricas tienen un pH de 4 o menos. Dichos materiales altamente ácidos pueden ser problemáticos. Por ejemplo,

los polímeros hidrófobos, que se formulan típicamente como emulsiones, pueden estabilizarse a bajo pH. Además, los polímeros con altos números ácidos son propensos al reticulado. El reticulado puede crear un material que resiste la penetración del fluido de activación que puede afectar de forma adversa al rendimiento, tal como pegado rápido y/o adhesión a largo plazo.

Cada uno de los sistemas de la técnica anterior tratados anteriormente presenta diferentes inconvenientes. Una capa de revestimiento no pegajoso es típicamente no reciclable y no reutilizable, generando así residuos para cada etiqueta que se usa. Los componentes del recubrimiento con material no pegajoso aumentan los costes del sistema y pueden no evitar completamente el pegado del sistema, que es probable que se dé cuando un residuo adhesivo se adhiere al componente de impresora/aplicador de etiqueta.

Es por lo tanto deseable eliminar la necesidad de que se forme una lámina adhesiva con una capa de revestimiento no pegajoso o que se recubran los componentes de impresora/aplicador de etiquetas con materiales no pegajosos. También es deseable que una etiqueta libre de revestimiento activada con agua y/o activada con disolvente muestre tanto pegado rápido a sustratos poliméricos como fuerte adhesión en sustratos poliméricos.

Por consiguiente, es un objeto de la invención proporcionar etiquetas adhesivas libres de revestimiento y métodos para fabricar y usar las mismas, en donde la etiqueta se activa por agua y/u otro disolvente y muestra pegado rápido a, y fuerte adhesión en, una variedad de sustratos que incluyen sustratos poliméricos.

La presente invención ofrece significativos beneficios ecológicos en comparación con la técnica anterior y los productos comercializados actualmente que pueden considerarse competitivos a la presente invención en mercados particulares. Las composiciones, métodos y kits descritos en esta memoria ofrecen significativos beneficios ecológicos en comparación con la técnica anterior además de productos actualmente comercializados en mercados particulares. Por ejemplo, las composiciones, métodos y kits descritos en esta memoria eliminan el soporte de revestimiento que es un subproducto de desecho de etiquetas adhesivas sensibles a la presión con dorso de revestimiento. Esto reduce los residuos de vertedero y elimina la energía y emisiones de carbono de la producción de soporte de revestimiento y el traslado del material a proveedores y clientes.

Además, las composiciones, métodos y kits descritos en esta memoria eliminan la capa de liberación de silicona que se desecha o bien en el soporte del revestimiento en etiquetas adhesivas sensibles a la presión con dorso de revestimiento o en la parte superior de la capa impresa de etiquetas adhesivas sensibles a la presión sin revestimiento. En cualquier técnica existente, la silicona presenta un proceso de fabricación intensiva de energía y la adición de un producto derivado petroquímico que es innecesario y se elimina por las composiciones, métodos y kits descritos en esta memoria, reduciendo así la huella de carbono de la etiqueta y la necesidad de que se utilice silicona en el proceso de fabricación de la etiqueta.

Compendio... [Seguir leyendo]

1. Una composición adhesiva activable por fluido para una etiqueta libre de revestimiento que comprende al menos dos materiales poliméricos con diferentes hidrofilicidades, que se activan mediante un fluido de activación que comprende agua y uno o más disolventes no acuosos, en donde los al menos dos materiales poliméricos con diferentes hidrofilicidades comprenden al menos un polímero hidrófilo y al menos un polímero hidrófobo y en donde el al menos un polímero hidrófilo proporciona pegado rápido y el al menos un polímero hidrófobo proporciona adhesión definitiva cuando se expone al fluido de activación.

2. La composición según la reivindicación 1, en donde el polímero no hidrófilo se selecciona del grupo que consiste en poli (alcoholes de vinilo) , poli (acetatos de vinilo) , polivinilpirrolidonas, copolímeros de polivinilpirrolidona-acetato de vinilo, poli (ácidos acrílicos) , poliacrilatos, polietilenglicoles, poli (2-etil-2-oxazolina) , copolímeros de poliacrilamida, vinilacetatos de etileno, derivados de celulosa, ureas, gelatinas, alginatos, agars, goma arábigas y combinaciones de los mismos.

3. La composición según la reivindicación 2, en donde el polímero hidrófilo es polivinilpirrolidona (PVP) , poli (2-etil-2ºxazolina) o combinaciones de los mismos.

4. La composición según la reivindicación 2, en donde la concentración del (de los) polímero (s) hidrófilo (s) es de 10% a 50% en peso de la composición adhesiva en un estado seco.

5. La composición según la reivindicación 2, en donde la concentración del (de los) polímero (s) hidrófilo (s) es de 20% a 40% en peso de la composición adhesiva en un estado seco.

6. La composición según la reivindicación 1, en donde el polímero hidrófobo se selecciona del grupo que consiste en cauchos naturales y recuperados, poliuretanos, cauchos de estireno-butadieno no carboxilados y carboxilados, compuestos poliacrílicos, poliamidas, poliésteres, poliolefinas, poliestirenos, polivinilésteres, polivinilcetonas, elastómeros de polidieno, poliisobutilenos y combinaciones de los mismos.

7. La composición según la reivindicación 4, en donde el polímero hidrófobo es poliestireno-butadieno.

8. La composición según la reivindicación 6, en donde la concentración del (de los) polímero (s) hidrófobo (s) es de 40% a 80% en peso de la película seca.

9. La composición según la reivindicación 1, en donde la composición comprende además una carga particulada higroscópica.

10. La composición según la reivindicación 9, en donde la carga particulada higroscópica se selecciona del grupo que consiste en alúmina, gel de alúmina, bohemita, pseudobohemita, arcilla, carbonato de calcio, tiza, carbonato de magnesio, caolín, arcilla calcinada, piropilato, bentonita, zeolita, talco, sílice, gel de sílice, silicatos de aluminio sintéticos, silicatos de calcio sintéticos, tierra diatomea, polvo de ácido silícico anhidro, hidróxido de aluminio, barita, sulfato de bario, yeso, sulfato de calcio, partículas orgánicas, microfibras no tejidas y combinaciones de los mismos.

11. La composición según la reivindicación 10, en donde la concentración de la carga particulada higroscópica es de 1% a 25% en peso de la película seca.

12. La composición según la reivindicación 1, en donde la composición comprende además uno o más aditivos seleccionados del grupo que consiste en sales, carbohidratos, polielectrolitos, proteínas, tensioactivos secos y líquidos, resinas, agentes humidificadores, humectantes, polietilenglicol y combinaciones de los mismos.

13. La composición según la reivindicación 1, comprende además uno o más disolvente o plastificadores.

14. La composición según la reivindicación 1, en donde la composición está en forma de una disolución, suspensión

o emulsión a aplicar a una lámina superficial o sustrato para los propósitos de construcción de una composición adhesiva activable por fluido para una etiqueta libre de revestimiento.

15. La composición según la reivindicación 13, en donde la composición del uno o más disolventes es equivalente a la composición de un fluido de activación que activa la composición adhesiva, en donde el uno o más disolventes mejoran la rápida generación de adhesivo después de la exposición de la capa adhesiva al fluido de activación.

16. Una etiqueta libre de revestimiento adhesivo que comprende la composición según la reivindicación 1.

17. Un kit que comprende la composición adhesiva según la reivindicación 1 y un fluido de activación que comprende agua y uno o más disolventes no acuosos.

18. El kit según la reivindicación 17, en donde el disolvente no acuoso se selecciona del grupo que consiste en acetona; acetonitrilo; metanol, etanol, alcohol de isopropilo, n-propanol, n-butanol, 2-butanol, isobutanol, 2-metil-2butanol, n-pentanol, n-hexanol, 2-hexanol, ciclohexanol, n-heptanol, n-octanol, n-nonanol, n-decanol, undecanol, dodecanol, 1-tetradecanol, propilenglicol, etilenglicol, butilenglicol, alcohol de araquidilo, docosanol, tetracosanol,

hexacosanol, octanosol, triacontanol, alcohol cetílico, alcohol de estearilo, policosinol, metiletilcetona, acetato de etilo, esencias minerales, aceite de linaza, aceite vegetal, disolventes basados en cítricos, limoneno y combinaciones de los mismos.

19. El kit según la reivindicación 18, en donde el fluido de activación comprende un alcohol a una concentración de 1% a 50% en peso del fluido.

20. El kit según la reivindicación 19, en donde el fluido de activación comprende un alcohol a una concentración de 10% en peso del fluido.