Composición adhesiva para la fabricación de cartón corrugado.

Composición adhesiva que comprende una cantidad de un adhesivo y una cantidad de un aditivo,

caracterizada por el hecho de que el aditivo es

a. un homopolímero de un ácido acrílico α, β-insaturado, que se corresponde a fórmula I:

CH2 =CR-COOH formula I

donde R es un sustituyente seleccionado del grupo de H, alquilo monovalente, arilo, radicales de alquilaril, radicales alquilo de ciclo monovalentes, alcoxi, haloalquilo, cianoalquilo conteniendo de 1 a 9 átomos de carbono.

o

b. un copolímero del mismo con al menos un acrilato de alquilo representado por la fórmula II

CH2 =CR'-CO-OR" formula II

en el que R' es seleccionado del grupo de H, metilo, etilo y donde R'' es un grupo alquilo C10-C30,

teniendo el homo- o copolímero un peso molecular de entre 0,05 - 100 x 109 Dalton y siendo reticulado con un agente de reticulación que es un monómero de vinilideno polifuncional con al menos dos grupos terminales CH2=C, tal como por ejemplo en butadieno, isopreno, divinilbenceno y divinil naftaleno.

Composición adhesiva para la fabricación de cartón corrugado [0001] La presente invención se refiere a una composición adhesiva como se divulga en el preámbulo de la primera reivindicación.

El cartón corrugado laminado es un material multicapa en el que uno o ambos lados superior e inferior de un núcleo de cartón corrugado se adhieren a una hoja de cartón plano o papel. En la fabricación de cartón corrugado, a menudo se hace uso de un adhesivo a base de almidón. Una capa adhesiva se aplica en la parte superior de las corrugaciones, a continuación de lo cual se adhieren las partes superiores de las corrugaciones a la hoja de papel. Así es importante, dependiendo de si se produce cartón de una sola cara o de doble refuerzo, (i) obtener una buena adherencia bajo aplicación de presión alta, respectivamente relativamente baja; (ii) se establece contacto amplio, respectivamente contacto restringido entre las superficies que han de ser unidas. Es además importante que cuando se aplica el adhesivo, su viscosidad es suficientemente baja, pero que después de la aplicación la viscosidad aumente rápidamente debido a la gelatinización del almidón por calentamiento.

En este respecto, el documento EP-A-1.101.809 divulga que la gelatinización se puede provocar a través de la adición de hidróxido sódico y un compuesto de boro, por ejemplo, ácido bórico o bórax. Esto se hace para solucionar el problema de proporcionar una composición adhesiva con un contenido de sólidos suficientemente alto y un contenido reducido de agua, con el objetivo de minimizar la deformación de las corrugaciones y el consumo de energía para evaporar el agua del cartón después de que el adhesivo ha sido aplicado. Se divulga que con almidón como agente aglutinante, el límite superior del contenido de sólidos secoss se determina mediante la concentración de almidón pues el agua de otro modo insuficiente está presente para garantizar una buena adherencia y la viscosidad de la composición adhesiva se vuelve demasiado alta. La adición de una sal insoluble en agua, en particular carbonato cálcico, permite aumentar el contenido de sólidos secos a más de 46 % en peso. El carbonato cálcico se añade en una proporción almidón:carbonato cálcico que está al menos entre 50:50, preferiblemente entre 90:10.

No obstante, la composición adhesiva descrita en el documento EP-A-1.101.809 presenta la desventaja de que la adición de la carga es costosa e implica la obstrucción del equipamiento de procesamiento.

El documento FR-A-2784992 divulga una composición adhesiva amilácea para fabricar cartón corrugado, que contiene agua, almidón y una cantidad de dos grupos de agentes activos. Los agentes activos sirven al propósito de aumentar la viscosidad de la composición adhesiva y de mejorar las propiedades de humectabilidad. El primer agente activo es un jabón biodegradable, el segundo agente activo es un agente quelante para iones alcalinotérreos metálicos complejantes tal como calcio, magnesio, hierro y otros. Agentes quelantes adecuados incluyen ácidos policarboxílicos y/o ácido fosfónico y/o ácido poliacrílico, y o ácido nitrilotriacético o sus sales alcalinas y/o fosfatos alcalinos y mezclas derivadas. El agente quelante tiene la función de solubilizar cualquier ácido graso que quede en el jabón.

No obstante, el cartón producido usando la composición adhesiva divulgada en el documento FR-A-2784992 presenta la desventaja de que muestra un alto riesgo de deformación y debilitamiento de la estructura de cartón, debido a una mayor penetración del adhesivo en el papel. Se ha descubierto que el agua causa la deformación tanto del papel corrugado como de las cubiertas planas.

Del documento US-A-4.424.291 se conoce una composición adhesiva que muestra un rendimiento de pegajosidad superior y una velocidad en el corrugador en la producción de cartón corrugado. En la composición adhesiva, un 5-100% en peso en una base de sólidos del almidón gelatinizado en la parte portadora de una composición adhesiva corrugada a base de almidón se sustituye por un homo- o copolímero que es soluble en el medio adhesivo. El polímero contiene al menos un 10% en peso de grupos de carboxilo derivados de un monómero polimerizable de ácido mono- o policarboxílico etilénicamente insaturado, o una mezcla de tales homo- o copolímeros. Monómeros preferidos son el ácido acrílico y el ácido metacrílico.

El documento US-A-4.824.696 divulga un proceso para producir cartón corrugado usando un adhesivo acuoso que contiene un polivinilalcohol y arcilla, o polivinilalcohol, arcilla y un compuesto de boro soluble en agua. Se dice que el adhesivo muestra una buena fluidez a la temperatura de aplicación, que está normalmente entre 60 y 95º C. El adhesivo permite fabricar cartón corrugado desde velocidad de producción baja hasta velocidad de producción alta sin requerir calentamiento después de que el adhesivo haya sido aplicado y, en consecuencia, permite el ahorro de energía.

El documento US-A-5.512.618 divulga un aditivo capaz de mejorar la suspensión de almidón en una composición adhesiva para ser usada en la fabricación de cartón corrugado. El aditivo contiene un polímero que preferiblemente se basa en un monómero de ácido acrílico, y que puede ser un copolímero de ácido acrílico y un monómero aromático sustituido con un componente acrílico.

El documento EP-A-383.214 divulga un adhesivo a base de almidón para su uso en la fabricación de cartón corrugado. El adhesivo es preparado formando una emulsión alcalina acuosa que contiene una cantidad de alcohol polivinílico con un grado intermedio de hidrólisis, almidón, una fuerte base de hidróxido de metal alcalino y un compuesto de ácido bórico y opcionalmente un reactivo de agente de reticulación cruzada en un entorno alcalino para un adhesivo resistente al agua y fue. La presencia del polivinilalcohol proporciona un índice controlado de aumento de viscosidad en la línea de enlace entre el revestimiento y medio corrugado, el aumento de viscosidad estando determinado por la velocidad de reacción entre el alcohol polivinílico y el compuesto de boro. Se forma un "enlace verde" que mantiene unidos los componentes hasta que el sistema adhesivo forma el enlace final corrugado térmicamente curado.

El documento EP-A-629.675 divulga un gel adhesivo tixotrópico a base de agua, que contiene una emulsión acuosa de acetato de polivinilo, polivinilalcohol parcialmente hidrolizado para proporcionar pegajosidad húmeda del adhesivo, y goma xantana para proporcionar un índice tixotrópico y viscosidad permitiendo la extrusión del gel.

El documento US-A-5.322.880 divulga un gel adhesivo a base de agua con propiedades tixotrópicas, en particular pseudoplásticas. El gel contiene agua y polivinilalcohol parcialmente hidrolizado, que puede ser parcialmente sustituido con polivinilpirrolidona. El gel contiene además una cantidad de carboximetilcelulosa como agente espesante. Las propiedades tixotrópicas permiten la extrusión del gel desde un dispensador flexible tal como un tubo o una botella comprimible ejerciendo una presión al dispensador. Después de la extrusión desde el orificio, el gel rápidamente vuelve a una viscosidad más alta. El gel no se expande sin la aplicación de fuerza externa cuando se aplica.

El documento US-A-3.728.141 divulga un adhesivo de corrugación a base de almidón que muestra una larga vida útil, viscosidad estable y una capacidad para gelatinizar in situ para formar un enlace resistente al agua cuando se usa en la fabricación de cartón corrugado. El adhesivo contiene almidón, tanto gelatinizado como no gelatinizado, hidróxido sódico, un condensado de diacetona acrilamida-formaldehído y agua. Una parte importante del almidón se usa en su forma cruda no gelatinizada. Tras la aplicación de calor durante el proceso de corrugación, el almidón crudo gelatiniza para producir el aumento de viscosidad requerida y pegajosidad necesarias para realizar el enlace adhesivo.

El documento EP-A-310.078 divulga una composición adhesiva acuosa a base de almidón, que contiene una cantidad de un compuesto orgánico sustituido de hidróxilo soluble en agua, para limitar el aumento de viscosidad de la suspensión acuosa durante la producción, para impartir una resistencia de humedad a las líneas de pegamento curadas en el cartón corrugado. Aunque los compuestos orgánicos de hidróxilo son útiles en evitar la interacción entre los componentes adhesivos antes de la gelificación, aparentemente no reducen significativamente la fuerza de unión de las... [Seguir leyendo]

1. Composición adhesiva que comprende una cantidad de un adhesivo y una cantidad de un aditivo, caracterizada por el hecho de que el aditivo es a. un homopolímero de un ácido acrílico a, 1-insaturado, que se corresponde a fórmula I:

CH =CR-COOH formula I

donde R es un sustituyente seleccionado del grupo de H, alquilo monovalente, arilo, radicales de alquilaril, radicales alquilo de ciclo monovalentes, alcoxi, haloalquilo, cianoalquilo conteniendo de 1 a 9 átomos de carbono. o b. un copolímero del mismo con al menos un acrilato de alquilo representado por la fórmula II

CH =CR'-CO-OR" formula II

en el que R' es seleccionado del grupo de H, metilo, etilo y donde R'' es un grupo alquilo C10-C30, teniendo el homo- o copolímero un peso molecular de entre 0, 05 - 100 x 109 Dalton y siendo reticulado con un agente de reticulación que es un monómero de vinilideno polifuncional con al menos dos grupos terminales CH2=C, tal como por ejemplo en butadieno, isopreno, divinilbenceno y divinil naftaleno.

2. Composición adhesiva según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el aditivo tiene un peso molecular de entre 0, 5 - 10 x 109 Dalton.

3. Composición adhesiva según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por el hecho de que el aditivo tiene un peso molecular de entre 1 - 5 x 109 Dalton.

4. Composición adhesiva como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizada por el hecho de que el aditivo es un homopolímero de ácido acrílico o ácido metacrílico.

5. Composición adhesiva como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1- 4, caracterizada por el hecho de que en la fórmula II. R" es un grupo alquilo C10-C20.

6. Composición adhesiva como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 - 5, caracterizada por el hecho de que el agente de reticulación es un poliéter de polialquenilo.

7. Composición adhesiva según la reivindicación 6, caracterizada por el hecho de que el agente de reticulación es un alilpentaeritritol.

8. Composición adhesiva como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizada por el hecho de que la composición adhesiva es un material pseudoplástico.

9. Composición adhesiva como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizada por el hecho de que la composición adhesiva es una composición adhesiva a base de almidón o una composición adhesiva de acetato de polivinilo.

10. Composición adhesiva como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1-9, caracterizada por el hecho de que la composición contiene al menos 0, 001 % en peso, preferiblemente al menos 0, 05 % en peso del aditivo, y menos de un 5 % en peso, preferiblemente menos de un 1 % en peso, más preferiblemente menos de un 0, 5 % en peso del aditivo con respecto al peso total de la composición adhesiva.

11. Composición adhesiva como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1-10, caracterizada por el hecho de que la composición contiene entre 0, 5-50 partes en peso de almidón, entre 0, 01 - 2, 5 partes en peso de hidróxido alcalino, entre 0, 01-2 partes en peso de bórax y entr.

8. 150 partes en peso de agua.

12. Uso de la composición adhesiva según cualquiera de las reivindicaciones 1-11 para la producción de papel o cartón laminado corrugado, que comprende una pluralidad de capas superpuestas de papel o cartón corrugado conectadas juntas por hojas planas intermitentes de papel, caracterizado por el hecho de que una cantidad de la composición adhesiva se aplica a la parte superior de las corrugaciones, donde después las capas se adhieren entre sí bajo presión.

13. Papel o cartón que comprende una pluralidad de capas superpuestas de papel o cartón corrugado conectadas

juntas por hojas planas intermitentes de papel, caracterizado por el hecho de que las capas se adhieren entre sí mediante la composición adhesiva como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1-11.

14. Papel o cartón compacto con una pluralidad de capas superpuestas de papel o cartón que se adhieren entre sí 5 mediante la composición adhesiva de cualquiera de las reivindicaciones 1-11.

15. Uso de la composición adhesiva según cualquiera de las reivindicaciones 1-11 para la producción de papel o cartón compacto que comprende una pluralidad de capas superpuestas de papel o cartón, caracterizado por el hecho de que una cantidad de la composición adhesiva se aplica a las capas, donde después las capas se adhieren entre sí bajo presión.

16. Premezcla sólida de la composición adhesiva según cualquiera de las reivindicaciones 1-11 que se caracteriza por el hecho de que contien.

2. 80, preferiblement.

4. 60 partes de almidón gelatinizado, 5-50, preferiblemente 10-30 partes de álcali, preferiblemente soda cáustica.

20. 750, preferiblement.

35. 550 partes de polvo de almidón como adhesivo, aproximadamente 1-25, preferiblemente 5-15 partes de bórax, y 0, 01-5, preferiblemente 0, 5-2, 5 partes del aditivo.