Soporte a base de fibras que contiene una capa de un polímero hidrosoluble funcionalizado, método de producción y utilización del mismo.

Soporte basado en celulosa y/o fibra sintética del que por lo menos una superficie se recubre con una capa que contiene por lo menos un polímero hidrosoluble que comprende grupos funcionales hidroxilo o de amino primario-secundario,

por lo menos algunos de los cuales han sido previamente funcionalizados con por lo menos un compuesto orgánico, en el que dicho compuesto orgánico contiene:

- por lo menos un grupo funcional epoxi, y

- por lo menos un grupo R1, en el que R1 es un grupo funcional vinilo o por lo menos un grupo funcional - Si(R2)3 y en el que R2≥átomo de hidrógeno, hidroxilo, alcoxi, alquilo y combinaciones de los mismos.

Soporte a base de fibras que contiene una capa de un polímero hidrosoluble funcionalizado, método de producción y utilización del mismo.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un nuevo soporte funcionalizado a base de celulosa y/o fibras sintéticas, y al método de producción del mismo.

Una de las áreas principales de aplicación de la presente invención se refiere a soportes que están destinados a ser siliconados para todos los productos autoadhesivos, tales como etiquetas autoadhesivas o cinta adhesiva, para la industria de fabricación de sobres, equipos de pesado/etiquetado de precio, productos de higiene intima o aplicaciones gráficas, pergamino vegetal y productos resistentes a las grasas, los cuales representan una selección no limitativa de aplicaciones.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA

Los soportes que se siliconarán deben presentar determinadas propiedades que se definen previamente según la aplicación final para la que están destinados. Por ejemplo, en el protector antiadherente, que es una de las aplicaciones más importantes, se recubre una o dos caras del soporte con una película de silicona, es decir, un agente de liberación. El agente de liberación proporciona un efecto de liberación de cualquier tipo de material con pegajosidad, tal como un adhesivo, una masilla o pasta alimentaria (masa para pizza, por ejemplo). De esta manera, después de siliconarlos, dichos soportes deben garantizar dos funcionalidades principales: deben proteger los productos autoadhesivos antes de que se utilicen y deben ser capaces de una transferencia adhesiva perfecta al retirarlos.

Estos soportes generalmente consiste de un sustrato a base de celulosa y/o fibra sintética recubierto con una capa de agentes ligantes hidrosolubles, látex y pigmentos. Pueden producirse mediante muchas técnicas, entre ellas el recubrimiento, el prensado de encolado o el prensado de encolado con dosificador. Al experto en la materia le resultarán bastante familiares estos métodos de recubrimiento, tras los que también puede llevarse a cabo una etapa de calandrado o supercalandrado.

Entre las propiedades principales requeridas durante la fabricación de dichos soportes a base de celulosa y/o fibra sintética se incluyen la resistencia mecánica, el anclaje de silicona, la retención de silicona y la transparencia.

Según el mercado que sea la diana particular, puede enfatizarse más o menos la transparencia del soporte. Por ejemplo, el mercado de pesado/etiquetado de precio requiere soportes que sean más transparentes que el mercado de los sobres.

La retención de la silicona debe proporcionar una buena cobertura de la superficie y debe proporcionar una protección uniforme. Este objetivo se consigue generalmente con una cantidad de silicona comprendida en el intervalo de entre 0,5 y 2 g/nr. Es importante limitar la cantidad de silicona aplicada sin pérdida de las propiedades de cobertura, con el fin de evitar despilfarras poco económicos de silicona y los consecuentes costes añadidos. En la actualidad el precio de la silicona presenta un impacto significativo sobre el coste total de los productos finales debido al precio relativamente elevado de la formulación de silicona como materia prima. Además, el catalizador utilizado en la reacción de entrecruzamiento de la silicona explicar en gran parte el coste global de la formulación de silicona. Por ejemplo, en la mayoría de los sistemas de silicona, el platino que se utiliza como catalizador no puede ser recuperado tras completarse la reacción.

El coste y la reactividad de las siliconas requiere que el soporte sobre el que se aplican satisfaga ciertos criterios. En primer lugar, la estructura química del soporte no debe impedir el entrecruzamiento del sistema de silicona, es decir, en el caso de sistemas de silicona basados en el platino, la reacción de poliadición entre los grupos funcionales vinílicos de la resina de silicona y los grupos funcionales de hidrogenosiloxano del agente de entrecruzamiento de silicona no deben resultar perjudicados. En otras palabras, el soporte no debe inhibir la reacción de entrecruzamiento de la silicona. En segundo lugar, el soporte debe proporcionar un anclaje perfecto para la silicona a la superficie del mismo. Además, considerando el elevado coste de la silicona, es importante que la cantidad de silicona depositado sobre el soporte sea la mínima posible. Para ello, el soporte debe formar una barrera y, de esta manera, limitar al máximo la penetración de la silicona hacia el interior del soporte. De manera similar, la superficie del soporte debe ser tan regular y lisa como resulte posible con el fin de que permita una aplicación homogénea de la silicona.

En otras palabras, el primer problema se refiere al desarrollo de un soporte que permita simultáneamente un anclaje eficiente y un entrecruzamiento óptimo de la slllcona, reduciendo simultáneamente al máximo la penetración de la slllcona en el Interior del soporte.

La etapa de siliconado no sólo depende del soporte sino también de la silicona y del agente de entrecruzamiento utilizado. Los métodos de siliconado se definen según el modo de entrecruzamiento de la silicona, y se dividen en dos categorías, siendo la primera de las slllconas que se entrecruzan bajo radiación UV o haces de electrones, y la segunda de slllconas de "entrecruzamlento térmico". Debido a que la primera categoría es menos explotable desde el punto de vista tanto técnico como económico, las slliconas entrecruzadas térmicamente suponen el mercado más grande.

Las slllconas se entrecruzan térmicamente haciendo pasar el soporte, previamente recubierto con silicona, a través de un horno. La temperatura del horno debe permitir que la superficie del soporte alcance la temperatura a la que tiene lugar la reacción de entrecruzamlento de la slllcona. Con el fin de permitir que se produzca la reacción de entrecruzamlento a una temperatura más baja, se han desarrollado slliconas especiales. Éstas se han denominado "slllconas BTC" (baja temperatura de curado). Recientemente se han comercializado nuevos sistemas de siliconas: sistemas de slllcona de curado rápido; la peculiaridad de este tipo de siliconas es el hecho de que la reacción de entrecruzamlento tiene lugar correctamente en presencia de una cantidad más baja de catalizador (es decir: platino). En el campo de los autoadheslvos, el término de "curado" se refiere a la reacción de entrecruzamiento de la slllcona. Las temperaturas a las que se produce el entrecruzamiento de las siliconas BTC se encuentran comprendidas en el intervalo de entre 60°C y 100°C, y no de entre 110°C y 150°C, como en las siliconas convencionales. Sin embargo, hasta ahora la desventaja principal de utilizar las siliconas BTC se había referido al hecho de que la slllcona entrecruzada presentaba un anclaje muy pobre al soporte. Esta deficiencia de anclaje de las slllconas BTC limita, por lo tanto, su utilización a gran escala industrial.

En el caso de las aplicaciones de protector antiadherente, existen cuatro tipos principales de soporte que pueden slllconarse, siendo éstas papeles "recubiertos", pergamino vegetal, soporte glassine y papel resistente a las grasas.

Se obtienen papeles "recubiertos", denominados PCC (papel de estraza con un recubrimiento de caolín), mediante el depósito sobre un soporte a base de celulosa y/o fibra sintética de por lo menos una capa recubierta de una mezcla que contiene pigmentos (arcilla, carbonato de calcio por ejemplo) y ligantes (almidón, alcohol polivinílico, látex). Con el fin de obtener una retención satisfactoria de la silicona, la capa recubierta se aplica en una cantidad de entre 5 y 20 g/m2 A continuación el soporte recubierto se calandra. En general, los papeles recubiertos están diseñados particularmente para aplicaciones relacionadas con sobres, etiquetas de oficina, higiene y aplicaciones gráficas, etc.

El papel de pergamino vegetal es un papel que se fabrica haciendo pasar una hoja de papel no encolado ("waterleaf; papel sin apresto con baja resistencia al agua), fabricado a partir de pulpa de madera química, por un baño de ácido sulfúrico o (en ocasiones) cloruro de cinc, bajo condiciones establecidas de tiempo, temperatura y similares. A continuación, se lava intensamente el papel tratado de manera que se elimine el ácido o sal de cinc, secándolo seguidamente. Los compuestos químicos disuelven parcialmente o gelatinizan la estructura de celulosa del papel, que seguidamente se regenera al diluir el compuesto químico mediante el lavado. Lo anterior forma un papel rígido muy resistente con una apariencia bastante similar a la de un auténtico pergamino. Debido a que el papel tratado de esta manera presenta una tendencia a fragilizarse y a arrugarse... [Seguir leyendo]

1. Soporte basado en celulosa y/o fibra sintética del que por lo menos una superficie se recubre con una capa que contiene por lo menos un polímero hidrosoluble que comprende grupos funcionales hidroxilo o de amino primario-secundario, por lo menos algunos de los cuales han sido previamente funcionalizados con por lo menos un compuesto orgánico, en el que dicho compuesto orgánico contiene:

- por lo menos un grupo funcional epoxi, y

- por lo menos un grupo R1, en el que R1 es un grupo funcional vinilo o por lo menos un grupo funcional - Si(R2)3 y en el que R2=átomo de hidrógeno, hidroxilo, alcoxi, alquilo y combinaciones de los mismos.

2. Soporte basado en celulosa y/o fibra sintética según la reivindicación 1, en el que el soporte basado en fibra es un soporte de celulosa.

3. Soporte basado en celulosa y/o fibra sintética según la reivindicación 1, en el que el polímero hidrosoluble que presenta grupos funcionales hidroxilo se selecciona de entre el grupo que comprende polisacáridos naturales y modificados, tales como almidón, CMC, alginato, quitosano, pectina, quitina, glucógeno, arabinoxilano, polímeros sintéticos tales como poli(alcohol vindico), copolímeros hidrolizados o parcialmente hidrolizados de acetato de vinilo, que pueden obtenerse mediante, por ejemplo, la hidrólisis de los copolímeros de etileno-acetato de vinilo (EVA) o cloruro de vinilo-acetato de vinilo, N-vinilpirrolidona-acetato de vinilo y anhídrido maleico-acetato de vinilo.

4. Soporte basado en celulosa y/o fibra sintética según la reivindicación 1, en el que el polímero hidrosoluble que presenta grupos funcionales hidroxilo es el almidón.

5. Soporte basado en celulosa y/o fibra sintética según la reivindicación 1, en el que el polímero hidrosoluble que presenta grupos funcionales de amino primario-secundario se selecciona de entre el grupo que comprende polietilenimina, polialilamina, quitosano, poliacrilamida, poliacrilamida parcial o totalmente hidrolizada, polivinilamina parcial o totalmente hidrolizada y poliaminas basadas en amino-etil-piperazina.

6. Soporte basado en celulosa y/o fibra sintética según la reivindicación 1, en el que la molécula orgánica corresponde a cualquiera de las fórmulas siguientes:

H2C:0:CH-(R)-CH=CH2

H2C:0:CH-(R)-Si-(R2)3

en las que R=cadena de carbonos lineal, ramificada y/o cíclica o cadena polidimetilsiloxano que puede contener heteroátomos, y R2=átomo de hidrógeno, hidroxilo, alcoxi, alquilo y combinaciones de los mismos.

7. Soporte basado en celulosa y/o fibra sintética según la reivindicación 1, en el que dicha molécula orgánica

se selecciona de entre el grupo que consiste de: 2-viniloxirano, 1,2-epoxi-4-penteno 1,2-epoxi-5-hexeno, 1,2-epox¡-6- hepteno, 1,2-epoxi-7-octeno, 1,2-epoxi-8-noneno, 1,2-epoxi-9-deceno, 1,2-epoxi-10-undeceno, 1 -aliloxi-2,3- epoxipropano, 1-aliloxi-3,4-epoxibutano, 1-aliloxi-2,3-epoxipentano, 1-aliloxi-2,3-epoxihexano, 1 -alilox¡-2,3-

epoxiheptano, 1-aliloxi-2,3-epoxioctano, 1-aliloxi-2,3-epoxinonano, 1-aliloxi-2,3-epoxidecano, 1 -aliloxi-2,3-

epoxiundecano, glicidoxipropil-trimetoxisilano, glicidoxipropil-trietoxisilano y glicidoxipropil-trisiloxano.

8. Soporte basado en celulosa y/o fibra sintética según la reivindicación 1, en el que dicha molécula orgánica representa entre 0,1% y 20% en peso del polímero hidrosoluble, preferentemente 1%.

9. Soporte basado en celulosa y/o fibra sintética según la reivindicación 1, en el que el polímero hidrosoluble funcionalizado representa por lo menos 1% en peso de la capa de recubrimiento del soporte basado en fibra, ventajosamente entre 20% y 100%.

10. Soporte basado en celulosa y/o fibra sintética según la reivindicación 1, en el que la capa de recubrimiento del soporte basado en fibra se deposita en una cantidad de entre 0,2 y 20 g/m2, preferentemente 1 g/m2

11. Soporte basado en celulosa y/o fibra sintética según la reivindicación 1, en el que el peso de las fibras es de entre 30 y 160 g/m2, preferentemente de entre 55 y 140 g/m2, y preferentemente del orden de 58 g/m2.

12. Método para producir un soporte basado en celulosa y/o fibra sintética según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende las etapas siguientes:

-formación de una lámina basada en celulosa y/o fibra sintética, con o sin un procedimiento de formación de pergamino,

-funcionalización de por lo menos un polímero hldrosoluble que comprende grupos funcionales hidroxilo o de amino primario-secundario, mediante la injertación de por lo menos una molécula orgánica que comprende por lo menos un grupo epoxi y por lo menos un grupo funcional R1, en el que R1 puede seleccionarse de entre un grupo vinilo, o por lo menos un grupo -Si(R2)3 funcional y en el que R2=átomo de hidrógeno, hidroxilo, alcoxi, alquilo y combinaciones de los mismos,

-recubrimiento del soporte basado en celulosa y/o fibra sintética con por lo menos un polímero hidrosoluble funcionalizado,

-calandrado o supercalandrado del soporte, en caso necesario.

13. Método según la reivindicación 12, en el que la molécula orgánica se prepara a partir de un precursor clorohidrina.

14. Método según la reivindicación 12, en el que el polímero hidrosoluble se funcionaliza a una temperatura de entre 20°C y 95°C, preferentemente de entre 80°C y 95°C, en un medio acuoso y finalmente en presencia de un ácido o base orgánico o inorgánico.

15. Método según la reivindicación 12, en el que entre las técnicas de recubrimiento se incluyen el prensado de encolado, el prensado de encolado con dosificador, el recubrimiento de Foulard, el recubrimiento con rodillos, el recubrimiento con barra "Champion", recubrimiento con barra "Meyer", el recubrimiento por cuchilla de aire, el recubrimiento de fotograbado, el recubrimiento con cuchilla raspadora, el recubrimiento con cuchilla deslizante, el recubrimiento de cortina monocapa y multicapa, el recubrimiento por rodillo invertido, el recubrimiento por pulverización, el recubrimiento por atomización, el recubrimiento con sistema de aplicación de líquidos (SAL), el recubrimiento con rodillo de recubrimiento inferior, el recubrimiento con espuma y cualquier procedimiento de recubrimiento de superficie.

16. Método según la reivindicación 12, en el que el recubrimiento del soporte basado en celulosa y/o fibra sintética se lleva a cabo a una temperatura de entre 20°C y 95°C, preferentemente de entre 50°C y 70°C.

17. Utilización del soporte basado en celulosa y/o fibra sintética según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, para el siliconado.