Adhesivo de fusión en caliente.

Adhesivo de fusión en caliente. Se describe un adhesivo de fusión en caliente con un punto de reblandecimiento de 105-110ºC que contiene:

un copolímero de EVA, una resina de hidrocarburo, una cera microcristalina, una cera de Fisher-Tropsh caracterizado por el copolímero de EVA tiene un contenido de acetato de vinilo del 28% y un índice de fluidez mayor a 400. El adhesivo descrito tiene una viscosidad de 1100-1200 cP a 145ºC. Se describe el uso de los adhesivos para el pegado de papel, cartón y papel parafinado.

Adhesivo de fusión en caliente.

Campo técnico de la invención La presente invención describe un adhesivo de fusión en caliente con un punto de reblandecimiento entre 105-110º C que comprende un copolímero de EVA con un contenido en acetato de vinilo del 28% e índice de fluidez mayor a 400. Asimismo, la invención describe su aplicación en el pegado de cartón, papel y papel parafinado.

Antecedentes de la invención Los adhesivos de fusión en caliente se utilizan ampliamente para diversas aplicaciones comerciales tales como montaje y envasado de productos, incluyendo operaciones de sellado de estuches y de cierre de cajas de cartón. Tales adhesivos de fusión en caliente se aplican a un sustrato mientras se encuentran en su estado fundido y se enfrían para endurecer la capa de adhesivo.

La mayoría de los adhesivos de fusión en caliente disponibles comercialmente requieren temperaturas de 177ºC o superiores para garantizar el fundido completo de todos los componentes y también para conseguir una viscosidad de aplicación satisfactoria. La necesidad de temperaturas tan elevadas no está libre de problemas. Las temperaturas altas aumentan los riesgos para el operario con respecto tanto a quemaduras como a inhalación de componentes volátiles residuales. Además, el uso de temperaturas altas requiere más energía, situando demandas superiores en la instalación de fabricación. Aunque formulaciones de adhesivo que pueden aplicarse a temperaturas inferiores a 151ºC pueden repararse usando componentes de bajo peso molecular o un alto contenido en cera, la viscosidad de la aplicación puede verse afectada y hay una pérdida de propiedades del adhesivo, por ejemplo, tenacidad, resistencia al calor y, a menudo, adhesión específica a un sustrato. Aunque pueden añadirse componentes más blandos o más amorfos con el fin de mejorar la adhesión, estos componentes reducen la resistencia al calor eficaz.

Otro problema de los adhesivos de fusión en caliente es el consumo energético asociado a su uso. Cuanto mayor sea su punto de reblandecimiento mayor será el consumo durante su aplicación en el pegado y, por otra parte, cuanto mayor sea su calor específico mayor será el consumo energético para mantener la temperatura de aplicación.

Los adhesivos de fusión en caliente están formulados a partir de un diferentes copolímeros, resinas de hidrocarburo, ceras y agentes conservantes y antioxidantes. El estado de la técnica utiliza adhesivos que contienen polímeros de etileno acetato de vinilo, etileno metilacrilato, etileno ácido acrílico, polietileno, polipropileno, etileno acrilato 2-etilhexilo o etileno n-butil acrilato, etc. Además, las propiedades de los adhesivos dependen de la concentración de los monómeros, es decir, porcentaje de acetato vinilo, metilacrilato, ácido acrílico, 2-etilhexilo, etileno o n-butilacrilato.

Asimismo, un copolímero de EVA con un 28% en acetato de vinilo puede presentar diferentes valores de índice de fluidez (MFI) , por ejemplo, 400, 600, 800, 900 ó 1000.

Los adhesivos basados en etileno vinil acetato son los preferidos debido a que este polímero es el más barato. Sin embargo, los adhesivos que comprenden EVE tienen puntos reblandecimiento de aproximadamente 177ºC y, por consiguiente, se deben aplicar a una temperatura mayor a 177ºC.

ES 2298661 describe un adhesivos de fusión en caliente con un punto de reblandecimiento de 110ºC mediante el uso de colofonias. EP727470 describe adhesivos de fusión en caliente con un punto de reblandecimiento menor a 125º C mediante el uso de etileno acetato de vinilo (EnBA) . Pero tanto el EnBA como las colofonias tienen un precio elevado, lo que encarece el producto final.

El documento más cercano a la invención EP1099742 describe adhesivos de fusión en caliente que comprenden un 5-60% de etileno acetato de vinilo con un contenido en acetato de vinilo mayor al 30% con punto de reblandecimiento de 130ºC. Este documento, concretamente en la fórmula del ejemplo 16, divulga que la adhesión no es aceptable cuando el contenido en acetato de vinilo es menor al 30%. El experto en la materia deduce, pues, que para el pegado de sustratos polares (cartón, papel) es necesario utilizar adhesivos de EVA con un contenido en acetato de vinilo mayor al 40%.

Es una necesidad encontrar adhesivos de fusión en caliente baratos, con un punto de reblandecimiento de 100-110ºC, con una viscosidad 1000-1200 cP, con buena adhesividad y sin producirse pardeamiento.

Sumario de la invención

En un primer aspecto, la presente invención resuelve los problemas anteriores mediante una selección en las concentraciones y en los rangos de los componentes utilizados en los adhesivos de fusión en caliente. Mediante la selección en la concentración de EVA, en el contenido de acetato de vinilo y en el índice de fluidez, se obtiene un adhesivo de fusión caliente con una viscosidad de 1100 cP a una temperatura de 140ºC, con una temperatura de reblandecimiento de 105-110ºC y con óptimas propiedades adhesivas, sin utilizar colofonias, ni otros copolímeros que encarecerían el producto.

Otra ventaja de la invención es reducir la cantidad de adhesivo utilizada durante el proceso de pegado entre un 30-60%.

Finalmente, otra ventaja de la presente invención es obtener un adhesivo de fusión en caliente con un calor específico promedio menor de 2000 J/kg·K, lo que redunda en un menor gasto energético durante el proceso de pegado frente a los adhesivos descritos en el estado de la técnica, que tienen un calor específico promedio de aproximadamente 2300 J/kg.K.

En otros aspectos, la invención se refiere a los sustratos pegados con los adhesivos descritos en la invención.

Descripción detallada de la invención Todos los documentos citados en la memoria se incorporan en su totalidad como referencias.

Los adhesivos están formulados a partir de un copolímero de etileno acetato de vinilo (EVA) con un contenido en acetato de vinilo del 28%, una resina de hidrocarburos C5/C9, cera microcristalina y una cera Fisher-Tropsh.

Los adhesivos de la invención, adicionalmente, pueden tener un antioxidante o estabilizante convencional. Estos componentes se añaden para proteger el adhesivo de la degradación producida por su reacción con el oxígeno inducida por el calor o luz.

Los copolímero de EVA con un contenido en acetato de vinilo del 28% deben tener un índice de fusión (MFI) mayor a 400 y, preferentemente mayor a 900.

Las resinas de hidrocarburo utilizadas tienen aproximadamente un índice de reblandecimiento de 100ºC; la cera microcristalina tiene un punto de gota de 70-76ºC y la cera Fisher-Tropsh tiene una penetración de aguja de 1 milímetro.

La temperatura de reblandecimiento obtenida en los adhesivos de la invención está comprendida entre 105-110ºC. Al reducirse la temperatura de reblandecimiento en los adhesivos, se pueden aplicar a una temperatura más baja con el consiguiente ahorro energético. Además, los adhesivos descritos muestran una viscosidad adecuada para su aplicación.

Los adhesivos descritos por la invención se aplican entre 120-160ºC, preferentemente entre 140-145ºC. Los tiempos de contacto entre los sustratos son de aproximadamente 2 segundos sin perder adhesión. Los ensayos realizados sobre diferentes sustratos muestran una buena adhesión.

Sorprendentemente, la formulación adhesiva con contenido en EVA (28% acetato de vinilo, Índice de fluidez mayor a 900) entre el 32-40% permite reducir la cantidad de adhesivo aplicada durante el pegado de cartonajes en más de un 30% frente a las formulaciones que contienen más del 40% de EVA (28% acetato de vinilo, índice de fluidez de 400) . Es decir, el cordón de adhesivo formado al aplicar el adhesivo es más estrecho.

El consumo energético se reduce un 30% usando los adhesivos descritos en la invención cuando son aplicados a 140 ºC respecto a los adhesivos descritos en el estado de la técnica aplicados de 170ºC. El ahorro energético se debe a la reducción de la temperatura de trabajo, cuya diferencia es de 30 ºC y, por otra parte, se debe a que el adhesivo de la invención tiene un calor específico promedio a 140 ºC menor que los adhesivos descritos en el estado de la técnica cuyo valor promedio es de ~2300 J/kg·K en el rango de temperaturas hasta 170 ºC.

Los adhesivos descritos en la presente invención se fabrican mediante los procedimientos descritos en el estado de la técnica. Los componentes se introducen una mezcladora a una temperatura de 120ºC y la mezcla se reacción se agita durante 25-30 minutos.

Ejemplo 1. Formulaciones utilizadas en la invención

Fórmula 1

Producto comercial Descripción Características... [Seguir leyendo]

1. Adhesivo de fusión en caliente con un punto de reblandecimiento d.

10. 110º C que comprende: un copolímero de EVA, una resina de hidrocarburo, una cera microcristalina, una cera de Fisher-Tropsh caracterizado por el copolímero de EVA tiene un contenido de acetato de vinilo del 28% y un índice de fluidez mayor a 400.

2. Adhesivos según la reivindicación 1 en donde el copolímero de EVA tiene un índice de fluidez mayor de 900.

3. Adhesivos según las reivindicaciones 1-2 que comprende:

− 37 % de un copolímero de EVA con un contenido en acetato de vinilo del 28%

con un índice de fluidez de 1000, − 46 % de una resina de hidrocarburo C5/C9 con punto de fusión de 100ºC, − 10%, de un cera microcristalina con un punto de gota d.

7. 76 ºC, − 6 % de una cera Fisher-Tropsch,

− 1 % de agentes antioxidantes.

4. Adhesivos según las reivindicaciones 1-3 con una viscosidad de 1100-1200 cP a 145ºC.

5. Adhesivos según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque tienen un calor específico promedio aproximadamente de 2000 J/kg·K a 140ºC.

6. Proceso para unir dos sustratos de cartón, papel o papel parafinado que comprende: 30 − la fusión y aplicación de los adhesivos según las reivindicaciones 1-5 a una

temperatura d.

12. 160 ºC sobre una superficie y − presionado durante 2 segundos.

7. Proceso según la reivindicación 6 caracterizado porque la temperatura de aplicación 35 so.

14. 145ºC.

8. Cartón, papel o papel parafinado obtenibles según las reivindicaciones 6-7.

9. Uso de los copolímeros de EVA con un contenido en acetato de vinilo del 28% para la fabricación de adhesivos con un temperatura de reblandecimiento d.

10. 110ºC.