Composición adhesiva mejorada.

Una composición adhesiva que comprende al menos un componente adhesivo y al menos un modificador de reología,

caracterizada porque como modificador de reología se usa un copolímero cuyos monómeros comprenden:

(i) un éster alquílico de un ácido monocarboxílico insaturado de la fórmula CH2≥CR-COOH en la que R es un sustituyente seleccionado del grupo que consiste en H, un radical alquilo, arilo o alquilarilo monovalente, un radical cicloalquilo monovalente, y un grupo alcoxi, haloalquilo o cianoalquilo, y

(ii) un acrilato o metacrilato de alquilo C5-C35 alcoxilado o una mezcla de dos o más de los mismos.

Composición adhesiva mejorada

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una composición adhesiva que comprende al menos un adhesivo y al menos un modificador de reología, de acuerdo con el preámbulo de la primera reivindicación.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Las composiciones adhesivas de acuerdo con este preámbulo encuentran aplicación, entre otras, en la fabricación de cartón ondulado, que es un material multiestratificado en el que hojas de cartón ondulado se adhieren a cartones planos u hojas de papel. La adhesión del cartón ondulado a la hoja plana se logra mediante la aplicación de una tira de un adhesivo en la parte superior de las ondas, sometiendo después las ondas a más o menos presión. Los adhesivos a base de almidón acuoso son muy populares en la producción de cartón ondulado, aunque su uso es, con frecuencia, económicamente poco atractivo debido a que la típica etapa de secado posterior consume energía. Otras aplicaciones de adhesivos a base de almidón incluyen la fabricación de papel o cartón laminado.

El documento WO 2005/007765 describe una composición adhesiva adecuada para la producción de cartón ondulado, que contiene un homopolímero de ácido acrílico o metacrílico y/o un copolímero de ácido acrílico o metacrílico con al menos un acrilato de alquilo, entrecruzado con un monómero de vinilideno polifuncional, como aditivo. El aditivo imparte propiedades seudoplásticas a la composición adhesiva, cuya viscosidad se puede aumentar o disminuir de forma reversible, afectando a las propiedades adhesivas únicamente en un grado mínimo. Cuando se suministra el adhesivo bajo presión en la parte superior de las ondas del cartón ondulado, disminuye la viscosidad del adhesivo y se aplica una capa adhesiva con grosor reducido. La viscosidad inicial se restituye prácticamente de forma inmediata tras la retirada de las fuerzas de cizalla, lo que evita que el adhesivo fluya y reduce la penetración del adhesivo en el cartón/papel, manteniendo la penetración del agua a un nivel suficiente y reduciendo al mínimo el riesgo de formación de grietas en el cartón ondulado. La incorporación del aditivo en un adhesivo a base de almidón acuoso se realiza normalmente diluyendo primero el aditivo con almidón o un óxido inorgánico inerte y, a continuación, incorporando el aditivo diluido en la composición adhesiva. La incorporación del aditivo del documento WO 2005/007765 en adhesivos a base de poliuretano requiere normalmente el procesamiento previo del adhesivo en una composición compatible de poliuretano.

Así, existe una necesidad de un modificador de reología que presente buena compatibilidad y miscibilidad con una mayor diversidad de adhesivos, sin necesidad de procesamiento previo intenso para proporcionar compatibilidad.

Por tanto, el objetivo de la presente invención es proporcionar una composición adhesiva que sea adecuada para utilizarse con una amplia diversidad de adhesivos.

COMPENDIO DE LA INVENCIÓN

De acuerdo con la presente invención esto se consigue con una composición adhesiva que presenta las características técnicas de la parte caracterizadora de la primera reivindicación.

A esto, la composición adhesiva de esta invención se caracteriza porque la composición adhesiva contiene un aditivo como modificador de reología que es un copolímero cuyos monómeros comprenden:

(i) un éster alquílico de un ácido monocarboxílico insaturado de la fórmula CH2=CR-COOH en la que R es un sustituyente seleccionado del grupo que consiste en H, un radical alquilo, arilo o alquilarilo monovalente, un radical cicloalquilo monovalente, y un grupo alcoxi, haloalquilo o cianoalquilo, y

(ii) un acrilato o metacrilato de alquilo C5-C35 alcoxilado o una mezcla de dos o más de los mismos.

De forma preferida, los monómeros del copolímero comprenden adicionalmente como bloque de construcción (iii) un ácido monocarboxílico insaturado, tal como ácido crotónico o cinámico, pero preferiblemente de la fórmula CH2=CR-COOH, en la que R tiene el mismo significado que en (i) .

En otra realización, los monómeros del copolímero comprenden además como bloque de construcción (iv) un ácido policarboxílico insaturado, tal como ácido maleico, ácido fumárico o ácido itacónico, o preferiblemente un éster de los mismos. Preferiblemente este bloque de construcción es un diéster de ácido maleico, ácido fumárico o ácido itacónico, más preferiblemente de ácido maleico o su anhídrido, que tiene la fórmula A2-O-CO-CH=CH-CO-O-A3, por lo que A2 y A3 son grupos hidrocarbonados C1-C35 seleccionados individualmente, que comprenden preferiblemente al menos 4 átomos de carbono, más preferiblemente al menos 8 átomos de carbono.

Preferiblemente, el éster alquílico es un éster de alquilo C1-C4 de un ácido monocarboxílico insaturado de la fórmula CH2=CR-COOH.

En el presente documento, el acrilato o metacrilato de alquilo alcoxilado preferido en (ii) es un acrilato o metacrilato de alquilo C20-C25 alcoxilado.

El ácido monocarboxílico insaturado en (i) se selecciona preferiblemente del grupo que consiste en ácido acrílico y ácido metacrílico y mezclas de los mismos. En otra realización, el ácido monocarboxílico insaturado en (iii) se selecciona del grupo que consiste en ácido acrílico

y ácido metacrílico y mezclas de los mismos. Un copolímero preferido de acuerdo con la presente invención puede ser un copolímero que tiene la fórmula (I)

En otra realización, el copolímero de acuerdo con la presente invención es un copolímero que tiene la fórmula (II) .

En las fórmulas (I) y (II) , z es al menos 1, (x + y) : z varía de 4:1 a 1000:1, preferiblemente de 6:1 a 250:1, donde las unidades de monómero pueden estar en orden aleatorio, y preferiblemente variar de 0 hasta un máximo igual al valor de x; n es al menos 1, y además • R tiene el significado especificado en el presente documento antes en (i) ;

• R1 representa de 1 a 50 grupos alquilenoxi seleccionados de forma independiente, 15 preferiblemente grupos óxido de etileno u óxido de propileno;

• R2 representa un grupo hidrocarbonado C5-C35; preferiblemente alquilo saturado pero que posiblemente contiene un grupo fenilo, en cuyo caso es preferible que R2 represente un grupo nonilfenilo o dodecilfenilo;

• R3 representa hidrógeno o alquilo C1-C4, preferiblemente H o CH3;

• A1, A2 y A3 se seleccionan independientemente de hidrógeno y grupos alquilo, preferiblemente grupos alquilo C1-C4.

El modificador de reología reivindicado presenta la ventaja de que, como tal, es miscible con agua y no requiere un procesamiento previo extenso antes de que presente compatibilidad con el agua. Como resultado, el aditivo como tal se puede incorporar en las composiciones adhesivas que contienen agua, o se puede diluir primero con agua, antes de ser incorporado a la composición adhesiva.

La miscibilidad del aditivo con agua es una ventaja particular en la producción de cartón ondulado o laminado, donde el aditivo puede mezclarse ahora con el adhesivo en el momento en el que se use la composición adhesiva, es decir, poco antes de la aplicación. Una pequeña bomba de dosificación puede ser suficiente para el suministro del aditivo, incluso en forma diluida, al adhesivo, mientras que los sistemas de la técnica anterior tienden a usar sistemas de suministro relativamente grandes y complejos para permitir el suministro del aditivo después de ser diluido en almidón sólido.

El copolímero de acuerdo con las fórmulas (I) o (II) anteriores representa polímeros con una estructura principal hidrófila y cadenas laterales que tienen un carácter más hidrófobo. Sin quedar limitados por la teoría, los autores de la presente invención creen que estas características hacen al copolímero especialmente adecuado para la presente invención con el fin de conseguir la compatibilidad deseada con la amplia gama de sistemas adhesivos descritos en el presente documento.

Puesto que la dilución del aditivo con almidón puede obviarse en el contexto de la presente invención, se puede reducir el contenido de sólidos de la composición adhesiva, lo cual es importante cuando se procesa la composición en términos de minimizar el riesgo de aparición de obstrucciones o taponamientos del equipo del proceso.

Además de eso, los aditivos de acuerdo con la presente invención presentan buena compatibilidad con una amplia diversidad de adhesivos sin la necesidad de un procesamiento previo extenso, con frecuencia sin procesamiento previo alguno. Como tal, los aditivos de acuerdo con la presente invención son adecuados para... [Seguir leyendo]

1. Una composición adhesiva que comprende al menos un componente adhesivo y al menos un modificador de reología, caracterizada porque como modificador de reología se usa un copolímero cuyos monómeros comprenden:

(i) un éster alquílico de un ácido monocarboxílico insaturado de la fórmula CH2=CR-COOH en la que R es un sustituyente seleccionado del grupo que consiste en H, un radical alquilo, arilo o alquilarilo monovalente, un radical cicloalquilo monovalente, y un grupo alcoxi, haloalquilo o cianoalquilo, y

(ii) un acrilato o metacrilato de alquilo C5-C35 alcoxilado

o una mezcla de dos o más de los mismos.

2. La composición adhesiva de acuerdo con la reivindicación 1, en la que los monómeros del copolímero comprenden además (iii) un ácido monocarboxílico insaturado de la fórmula CH2=CR-COOH, en la que R tiene el mismo significado que en (i) .

3. La composición adhesiva de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en la que los monómeros del copolímero comprenden además (iv) un ácido policarboxílico insaturado o un éster del mismo.

4. La composición adhesiva de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizada porque como éster alquílico en (i) se usa un éster alquílico C1-C4 de un ácido monocarboxílico insaturado de la fórmula CH2=CR-COOH.

5. La composición adhesiva de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el acrilato o metacrilato de alquilo alcoxilado en (ii) es un acrilato o metacrilato de alquilo C20-C25 alcoxilado.

6. La composición adhesiva de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizada porque el copolímero está entrecruzado y, preferiblemente, tiene un peso molecular promedio en número Mn determinado por GPC en el intervalo de 20 000 a 5 000 000.

7. La composición adhesiva de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizada porque el ácido monocarboxílico insaturado en (i) se selecciona del grupo que consiste en ácido acrílico y ácido metacrílico y mezclas de los mismos.

8. La composición adhesiva de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 2-7, caracterizada porque el ácido monocarboxílico insaturado en (iii) se selecciona del grupo que consiste en ácido acrílico y ácido metacrílico, y mezclas de los mismos.

9. La composición adhesiva de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizada porque como componente adhesivo se usa una composición adhesiva a base de almidón, un adhesivo de poli (alcohol vinílico) , un adhesivo de poli (acetato de vinilo) , un adhesivo de copolímero de etileno-acetato de vinilo, un adhesivo de dextrina,

o un componente adhesivo a base de poliuretano, o una mezcla de dos o más de los componentes adhesivos antes mencionados.

10. La composición adhesiva de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, caracterizada porque la composición contiene al menos 0, 001 % en peso, preferiblemente al menos 0, 05 % en peso del aditivo, y menos del 5 % en peso, preferiblemente menos del 1 % en peso, más preferiblemente menos del 0, 5 % en peso del aditivo con respecto al peso total de la composición adhesiva.

11. Un procedimiento para la producción de papel o cartón ondulado, que comprende una pluralidad de capas superpuestas de papel o cartón ondulado conectadas entre sí por medio de hojas de papel planas intermitentes, caracterizado porque se aplica a las ondas una cantidad de la composición adhesiva de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, estando sometido el adhesivo a presión tras la aplicación, después de lo cual las capas se adhieren entre sí bajo presión.

12. Un papel o cartón que comprende una pluralidad de capas superpuestas de papel o cartón ondulado, que están conectadas entre sí por hojas de papel planas intermitentes, caracterizado porque las capas se adhieren entre sí por medio de la composición adhesiva según una cualquiera de las reivindicaciones 1-10.

13. Un papel o cartón compacto que comprende una pluralidad de capas superpuestas de papel o cartón, que se adhieren entre sí por medio de la composición adhesiva de una cualquiera de las reivindicaciones 1-10.

14. Un procedimiento para la producción de papel o cartón compacto, que comprende una pluralidad de capas superpuestas de papel o cartón, caracterizado porque se aplica a las capas una cantidad de la composición adhesiva

que de una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, estando sometido el adhesivo a presión tras la aplicación, después de lo cual las capas se adhieren entre sí bajo presión.

15. Un recipiente que contiene la composición adhesiva de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-10, en el que dicho contenedor está provisto con una salida para expulsar la composición adhesiva bajo presión.

Figura 1