ADHESIVOS DE CRESPADO.

Un procedimiento de crespado de bandas de fibra celulósica que comprende las etapas de:

(a) aplicar un adhesivo de crespado a una superficie de secado; (b) adherir una banda de fibra celulósica a dicha superficie:y (b) desprender la banda de dicha superficie; en el que el adhesivo de crespado comprende resina de poliamina-epihalohidrina y poli(alcohol vinílico)

Antecedentes de la invención

1. Campo de la invención

La presente invención se refiere a procedimientos de crespado de bandas de fibra celulósica y al uso de adhesivos para el crespado de papel tisú. Los adhesivos de crespado de la presente invención son mezclas de resina de poliamina–epihalohidrina y poli(alcohol vinílico), y son útiles en la fabricación de bandas de papel tisú absorbente, suave.

2. Antecedentes de la invención e información relacionada

Los adhesivos de crespado se usan en el procedimiento de producción de productos de papel tisú y toallitas para mejorar la calidad del producto fabricado y para mejorar la productividad de las máquinas que producen estas calidades de papel [J.R. Nelson, Chemical Processing Aids in Papermaking: A Practical Guide 161–165 (K.J. Hipolit ed., TAPPI Press, Atlanta, GA 1992].

Se han usado resinas de poliamidoamina–epiclorhidrina como adhesivos de crespado en las siguientes patentes: patentes de Estados Unidos Nos 5.388.807 de Espy et al., 5.786.429 de Allen, 5.902.862 de Allen y la patente canadiense Nº 979.579 de Giles et al.

Se han hecho intentos por usar poli(alcohol vinílico) o PVOH como componente de formulaciones de adhesivos de crespado.

Por ejemplo, la patente de Estados Unidos Nº 5.025.046 de Soerens divulga adhesivos de crespado que comprenden agua y sólidos suspendidos que contienen poli(alcohol vinílico), poli(óxido etileno) y sulfonato de lignina. Las composiciones de adhesivos se usan en la preparación de productos de tisú crespado para adherir una banda de papel a un cilindro rotativo desde que después se crespa por una rasqueta.

Además, la patente de Estados Unidos Nº 5.179.150 de Furman, Jr. et al. divulga un adhesivo de crespado que comprende un polímero de amida y PVOH. El polímero de Furman, Jr. et al. tiene sustituyentes amida y glioxal que son responsables de las propiedades termoendurecibles. Los adhesivos de crespado divulgados se usan en el crespado de bandas celulósicas.

Se han usado combinaciones de PVOH con resinas de poliamida catiónicas termoendurecibles como composiciones de adhesivos de crespado. Tales combinaciones se divulgan en la patente de Estados Unidos Nº 4.501.640 de Soerens para un adhesivo de crespado que comprende (1) una mezcla acuosa de PVOH; y (2) una resina de poliamida catiónica termoendurecible, soluble en agua, que proporciona un incremento de la adhesión en la fabricación de guata de celulosa crespada.

La patente de Estados Unidos Nº 4.528.316 de Soerens divulga un adhesivo acuoso que comprende agua, PVOH y una poliamida catiónica soluble en agua que es compatible en fase con el PVOH. La poliamida de Soerens es el producto de reacción de un ácido alifático saturado tal como ácido adípico, y una polialquilen poliamina tal como dietilen triamina que se hace reaccionar adicionalmente con epiclorhidrina para proporcionar la poliamida catiónica soluble en agua. Además, el adhesivo de Soerens se usa para adherir el tejido a un cilindro de crespado en la fabricación de guata de celulosa crespada.

La patente de Estados Unidos Nº 4.684.439 de Soerens también divulga un adhesivo de crespado humectable que comprende una mezcla acuosa de PVOH y resina de poliamida termoplástica, soluble en agua. La resina es el producto de reacción de una polialquilen poliamina, un ácido carboxílico dibásico alifático saturado y una poli(oxietilen)diamina.

La patente de Estados Unidos Nº 4.788.243 de Soerens divulga un adhesivo de crespado que comprende PVOH y una resina de poliamida termoplástica, soluble en agua. La resina de Soerens es compatible en fase con PVOH y comprende el producto de reacción de polialquilen poliamina, un ácido carboxílico dibásico alifático saturado y poli(oxietilen)diamina. Adicionalmente, la patente de Estados Unidos Nº 5.865.950 de Vinson et al. divulga un procedimiento para el crespado en seco de papel tisú que comprende la aplicación de adhesivos de crespado que comprenden PVOH y una resina de poliamida catiónica, termoendurecible, soluble en agua, en al menos dos etapas.

Además, la patente de Estados Unidos Nº 5.490.903 de Chen et al. divulga una composición de adhesivo de crespado que comprende diol acetilénico etoxilado. Se dice que la composición de adhesivo de crespado de Chen et al. es útil para el crespado de bandas de tejido secadas completamente. Se han usado ampliamente resinas de poliamina–epihalohidrina en la producción de papel [H.H. Espy, en “Wet Strength Resins and Their Application”, L.L. Chan, Ed., páginas 21–22, TAPPI Press, Atlantic GA (1994)]. Las resinas de poliamina–epihalohidrina se diferencian de las resinas de poliamidoamina–epiclorhidrina por la falta de uniones amida. Esta falta de uniones amida hace que las resinas de poliamina–epihalohidrina sean menos susceptibles a la degradación por hidrólisis que las resinas de

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poliamida–epihalohidrina. Otra distinción es el grado de ramificación. La reacción de epiclorhidrina con una poliamina da como resultado una estructura altamente ramificada que tiene muchos grupos funcionales, tales como alcohol secundario, amina secundaria, amina terciaria, cloruro de azetidinio y aminoclorhidrina. El nivel mayor de ramificación tiene un importante efecto sobre las propiedades físicas, mecánicas y reológicas de las resinas de poliamina–epihalohidrina.

Las resinas de poliamina–epihalohidrina se preparan en un procedimiento en una etapa en el que se hacen reaccionar una poliamina y una epihalohidrina en un medio acuoso hasta que se logra el peso molecular deseado. Después se diluye y/o se estabiliza la reacción a un pH ácido con un ácido añadido.

En cambio, las resinas de poliamidoamina–epihalohidrina se preparan en un procedimiento en dos etapas, que implica la policondensación de un ácido dicarboxílico y una poliamina para formar un prepolímero de poliamidoamina. El prepolímero de poliamidoamina contiene uniones amida y grupos amina secundaria en la estructura. A continuación, este prepolímero reacciona con epihalohidrina en una solución acuosa con calentamiento hasta llegar al peso molecular y proporcionar la funcionalidad reactiva al polímero. Una vez se logra el peso molecular o el nivel de viscosidad deseado, se diluye y/o se estabiliza la reacción a un pH ácido con la adición de un ácido.

Se han descrito resinas de poliamina–epihalohidrina y sus procedimientos de preparación en patentes tales como la patente de Estados Unidos Nº 3.248.353 de Coscia y la patente de Estados Unidos Nº 3.567.659 de Nagy. La primera divulga la preparación de un polímero de resina de poliamina–epiclorhidrina soluble en agua, catiónica. La segunda divulga la preparación de un polímero metilamina–epiclorhidrina y el uso de dicho polímero como floculante para sólidos suspendidos en aguas residuales y agua de vertidos de mina, así como agentes para impartir resistencia en seco para papel.

Otras patentes que divulgan resinas de poliamina–epihalohidrina incluyen la patente de Estados Unidos Nº 3.949.014 de Maki et al. en la que la resina de poliamina–epiclorhidrina se obtiene haciendo reaccionar epiclorhidrina con una resina de poliamina que tiene al menos 2 grupos amino por molécula, y un compuesto anfótero de alto peso molecular. Además, la patente de Estados Unidos Nº 4.129.528 de Petrovich et al. divulga productos de reacción resinosos en los que se condensa la sal hidrohaluro de una poliamina con una epihalohidrina para proporcionar una mejora en la resistencia en seco y en húmedo a los sustratos celulósicos.

Además, se divulgan composiciones y procedimientos de uso de resinas de poliamina–epihalohidrina como adhesivo de crespado en la patente de Estados Unidos Nº 5.660.687 de Allen et al., en la que una composición que comprende un adhesivo de crespado de resina de poliamina–epihalohidrina y un agente de desprendimiento de crespado se aplica de manera conjunta o separada en el procedimiento de crespado. La patente de Estados Unidos Nº 5.833.806 de Allen et al. también divulga un procedimiento para el crespado de bandas fibrosas que comprende la aplicación de un adhesivo de crespado de poliamina–epihalohidrina.

A pesar de muchos intentos de producir diferentes tipos de adhesivos de crespado, todavía existe una necesidad en la técnica de adhesivos de crespado que proporcionen una adhesión mejorada. La presente... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de crespado de bandas de fibra celulósica que comprende las etapas de:

(a) aplicar un adhesivo de crespado a una superficie de secado;

(b) adherir una banda de fibra celulósica a dicha superficie: y

(b) desprender la banda de dicha superficie; en el que el adhesivo de crespado comprende resina de poliamina–epihalohidrina y poli(alcohol vinílico).

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el adhesivo de crespado comprende el producto de reacción de resina de poliamina–epihalohidrina y poli(alcohol vinílico).

3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la proporción en peso de resina de poliamina– epihalohidrina:poli(alcohol vinílico) varía en un intervalo de 99:1 a 1:99.

4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la resina de poliamina–epihalohidrina varía de 0,0001% a 5% en peso basado en papel.

5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el poli(alcohol vinílico) varía desde 0,0001% hasta 5% en peso basado en papel.

6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la resina de poliamina–epihalohidrina añadida al adhesivo de crespado tiene un peso molecular en un intervalo de 500 a 1.000.000 Dalton antes de la adición para formar el adhesivo.

7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el poli(alcohol vinílico) añadido al adhesivo de crespado tiene un peso molecular en un intervalo de 10.000 a 1.000.000 Dalton antes de la adición para formar el adhesivo.

8. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el adhesivo de crespado está en una solución acuosa con un contenido en sólidos.

9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que la concentración de adhesivo de crespado en una solución acuosa varía de 0,01% a 10% en sólidos.

10. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que los sólidos comprenden una fracción de resina de poliamina– epihalohidrina de 5% a 95% en peso.

11. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que los sólidos comprenden una fracción de poli(alcohol vinílico) de 95% a 5% en peso.

12. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el poli(alcohol vinílico) tiene un grado de hidrólisis que varía de 80% a 99%.

13. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la etapa de aplicación comprende aplicar simultáneamente una resina de poliamina–epihalohidrina y un poli(alcohol vinílico) a una superficie de secado.

14. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la etapa de aplicación comprende aplicar individualmente una resina de poliamina–epihalohidrina y un poli(alcohol vinílico) a la superficie de secado.

15. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la resina de poliamina–epihalohidrina es el producto de reacción de una epihalohidrina y una poliamina, la poliamina tiene la siguiente fórmula:

H2N–A–H. en la que A es [CHZ–(CH2)n–NR–]x o [CH2–(CHZ)m–(CH2)n–NR–]x,

cuando A es [CHZ–(CH2)n–NR–]x, n = 1 a 7; x = 1 a 6; R = H o CH2Y; Z = H o CH3; e Y = CH2Z, H, NH2, o CH3, y

cuando A es H2N–[CH2–(CHZ)m–(CH2)n–NR–]x, m =1 a 6; n = 1 a 6; m+n = 2 a 7; R = H o CH2Y, Z = H o CH3; e Y = CH2Z, H, NH2, o CH3.

16. El procedimiento de la reivindicación 15, en el que el producto de reacción de epihalohidrina y poliamina se forma a una temperatura menor o igual que 60ºC.

17. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la poliamina de la resina de poliamina–epihalohidrina

comprende polialquilen poliamina, poliaralquilen poliamina, polialcarilen poliamina o poliarilen poliamina.

18. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que el polialquileno comprende etilendiamina (EDA), bishexametilendiamina (BHMT), hexametilendiamina (HMDA), dietilentriamina (DETA), trietilentetramina (TETA), tetraetilenpentamina (TEPA), dipropilentriamina (DPTA), tripropilentetramina (TPTA), tetrapropilenpentamina (TPPA), N–metil–bis–(aminopropil)amino (MBAPA), espermina o espermidina.

19. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que el poliaralquileno comprende 1–fenil–2,4–pentanodiamina o 2– fenil–1,3–propanodiamina.

20. El procedimiento de la reivindicación 17, en el que el poliarileno comprende fenilendiamina.

21. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la epihalohidrina de la resina de poliamina–epihalohidrina comprende epiclorhidrina, epibromhidrina o epiyodhidrina.

22. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la superficie comprende una banda de fibra celulósica.

23. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la superficie comprende la superficie de secado de un cilindro secador Yankee.

24. El procedimiento de la reivindicación 23, en el que a la superficie de secado se adhiere una banda de fibra celulósica.

25. El procedimiento de la reivindicación 24, en el que la banda de fibra celulósica seca se crespa desde la superficie de secado con un instrumento de crespado.

26. El procedimiento de la reivindicación 25, en el que el instrumento de crespado comprende una rasqueta.

27. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la composición de crespado está en una forma que comprende en forma acuosa, sólida, en dispersión o en aerosol.

28. Un producto de fibra celulósica preparado de acuerdo con el procedimiento de la reivindicación 1, que comprende resina de poliamina–epihalohidrina y poli(alcohol vinílico).

29. El producto de fibra celulósica de la reivindicación 28, en el que el adhesivo de crespado comprende el producto de reacción de resina de poliamina–epihalohidrina y poli(alcohol vinílico).

30. El producto de fibra celulósica de la reivindicación 29, en el que el producto de fibra comprende al menos un aditivo, el aditivo comprende aglutinantes de resistencia en húmedo o de resistencia en seco, coadyuvantes de retención, tensioactivos, agentes de encolado, suavizantes químicos, cargas, floculantes u otros componentes que facilitan el crespado.