Soporte basado en fibras celulósicas que contiene una capa de PVA modificado y procedimiento para su fabricación y utilización.

Un soporte a base de fibras celulósicas del cual al menos una superficie está recubierta con una capa que contiene al menos un polímero hidrosoluble que tiene funciones hidroxilo,

algunas de las cuales al menos se hicieron reaccionar con anterioridad con al menos una molécula orgánica que contiene al menos una función vinílica, caracterizado porque dicha molécula orgánica también tiene una función seleccionada de una función aldehído, una función aldehído en la forma de un hemiacetal o una función aldehído en la forma de un acetal.

Soporte basado en fibras celulósicas que contiene una capa de PVA modificado y procedimiento para su fabricación y utilización

SECTOR DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a un nuevo soporte basado en fibras celulósicas y al procedimiento de fabricación del mismo. Se refiere además a la utilización del soporte para siliconado.

El campo de aplicación de la presente invención se refiere a soportes destinados a el siliconado de todo tipo de productos autoadhesivos, tales como etiquetas sensibles a la presión o cintas adhesivas, para la industria de los sobres, equipos de pesada/asignación de precio, productos de higiene femenina o aplicaciones gráficas, para pergamino vegetal y papel a prueba de grasa, representando ello una selección no limitativa de aplicaciones.

ESTUDIO DE LA TÉCNICA RELACIONADA

Los soportes que tienen que ser siliconados deben poseer ciertas características que se definen por adelantado de acuerdo con la aplicación final para la que se destinan. De este modo, una vez que han sido siliconados, los soportes deben garantizar dos funciones básicas: deben proteger los productos autoadhesivos antes de su utilización y deben ser capaces de una transferencia perfecta del adhesivo cuando se retira.

Estos soportes consisten en general en un sustrato a base de celulosa recubierto con una capa de agentes adhesivos solubles en agua, látex y pigmentos. Pueden ser fabricados por recubrimiento, prensado de acabado o procedimientos de prensado con calibrado. Estos diferentes procedimientos de depósito son todos ellos conocidos por los técnicos en la materia, y son realizados en una etapa de calandrado o supercalandrado.

Las propiedades principales requeridas en la fabricación de dichos soportes basados en fibras celulósicas comprenden resistencia mecánica, anclaje de las siliconas, desprendimiento de las siliconas y transparencia.

Dependiendo, en particular, del mercado al que se destina, se pone más o menos énfasis en la transparencia del soporte. Por ejemplo, el mercado de peso/precio requiere soportes más transparentes que el mercado de los sobres.

La persistencia de la slllcona debe proporcionar un adecuado recubrimiento superficial y debe facilitar una protección uniforme. Este objetivo se consigue de manera general con una cantidad de silicona del orden de 1 a 2 g/m2 No obstante, es importante poder limitar la cantidad de silicona requerida sin perder las capacidades de recubrimiento a efectos de evitar posibles riesgos de costes adicionales.

El coste y la reactividad de las siliconas requieren que el soporte sobre el que están aplicadas cumpla una determinada serie de criterios.

En primer lugar, la estructura química del soporte no debe impedir que el sistema de silicona se reticule, es decir, la reacción de poliadición entre los grupos funcionales vinílicos de las resinas de silicona y los grupos funcionales de hidrógeno siloxano del agente reticulante. A continuación, es necesario que el soporte proporcione un anclaje perfecto de las siliconas a la superficie. Además, considerando el elevado coste de la silicona, es importante que la cantidad de silicona depositada sobre el soporte sea lo menor posible. Para ello, el soporte tiene que formar una barrera y limitar, por lo tanto, en la mayor media posible, la penetración de la silicona dentro del soporte. Igualmente, la superficie del soporte tiene que ser lo más regular posible para permitir una aplicación homogénea de la silicona.

En otras palabras, el primer problema que se presenta es la forma de desarrollar un soporte que permita simultáneamente un anclaje eficaz y un reticulado óptimo de la silicona reduciendo todavía simultáneamente en la mayor medida posible, la penetración de dicha silicona dentro del propio soporte.

Por lo tanto, la etapa de siliconado depende del soporte, pero también de la silicona y del agente de reticulación utilizado. Los procedimientos de siliconado se definen de acuerdo con la forma de reticulación de la silicona, y esta se divide en dos categorías, siendo la primera las siliconas que son reticuladas por radiación UV o haces de electrones, y la segunda las siliconas de "reticulado térmico". Dado que la primera categoría es menor explotable, tanto desde el punto de vista técnico como el punto de vista financiero, las siliconas térmicamente reticuladas representan el mercado más importante.

Las siliconas son reticuladas térmicamente haciendo pasar el soporte, recubierto por siliconas de antemano, por una estufa. La temperatura de la estufa debe ser tal que la superficie del soporte alcance la temperatura a la que tiene lugar el reticulado de la silicona. A efectos de posibilitar el reticulado a una temperatura más baja, se han desarrollado siliconas que se llaman "siliconas LTC" (curado a baja temperatura). En la actualidad, hay nuevos sistemas de siliconas en el mercado: sistemas de curado rápido con menor contenido de catalizador (es decir, platino). Las personas que se encuentran en el negocio de los autoadhesivos utilizan el término de "curado" cuando

hablan de la reacción de reticulación de la silicona. El rango de temperaturas al que tiene lugar el retlculado con siliconas LTC está comprendido entre 60 y 100°C en vez de 110 y 150°C para las siliconas convencionales. No obstante, la desventaja principal de la utilización de siliconas LTC es que la silicona reticulada presenta un anclaje muy reducido sobre el soporte.

Existen esencialmente cuatro tipos de soporte que se brindan a el siliconado, siendo estos los papeles ''recubiertos", pergamino vegetal, papel cristal, y papel a prueba de grasa.

Los papeles "recubiertos", llamados CCK ("Clay Coated Kraft"), se obtienen por depósito de, como mínimo, una capa de recubrimiento a base de una mezcla que contiene pigmentos (arcilla, carbonato cálcico, por ejemplo) y aglomerantes (almidón, alcohol polivinílico, látex) sobre un soporte basado en fibras celulósicas. Para obtener una persistencia satisfactoria, la capa de recubrimiento es creada de manera típica en una cantidad de 5 a 12 g/m2 El soporte es calandrado a continuación. En general, los papeles recubiertos son diseñados particularmente para aplicaciones en sobres, etiquetas, higiene, y aplicaciones gráficas...

El papel de pergamino vegetal es un papel fabricado haciendo pasar una hoja "al agua" ("waterleaf") (hoja de papel completamente sin apresto, y que tiene una baja resistencia al agua), fabricada a partir de pulpa de madera química mediante un baño de ácido sulfúrico, o (en algunos casos) cloruro de zinc, en condiciones establecidas de tiempo, temperatura, y similares. El papel tratado es lavado a continuación de manera completa a efectos de eliminar el ácido o sal de zinc, después de lo cual se seca. El producto químico disuelve pardamente o gelatiniza el papel, que entonces es regenerado cuando el producto químico es diluido por el lavado. Esto forma un papel muy resistente, rígido, con un aspecto algo parecido a un pergamino real. Dado que el papel tratado de esta manera tiene tendencia a resultar frágil y a arrugarse en el secado, se trata frecuentemente con un agente plastificante, usualmente con glicerina o glucosa.

Este pergamino vegetal puede ser dotado a continuación de recubrimiento con silicona (en general un sistema de siliconas basado en agua), por un lado, o por ambos lados. El recubrimiento de silicona puede tener lugar en la línea de formación del pergamino, o en un aparato de recubrimiento separado para producir pergamino vegetal desprendible. Este papel desprendible tiene una serie de aplicaciones en embalaje, almacenamiento, y restauración, en la industria de los materiales compuestos, en prensas de montaje en seco, y en elementos laminares para impresión. Resiste el calor. Nada se pega al mismo.

El papel cristal es un producto más refinado que el papel recubierto por arcilla. El proceso por el que se fabrica difiere también por el proceso utilizado para formar el recubrimiento. En realidad, la película se forma en una prensa de acabado o un procedimiento de recubrimiento por prensa de acabado con calibrado y en la etapa final, el calandrado es sustituido por supercalandrado. Como resultado, el producto obtenido es más denso. También tiene mayor resistencia mecánica y transparencia que el papel recubierto de arcilla. El papel cristal es menos estable dimensionalmente que el papel recubierto de arcilla. La mezcla utilizada para recubrimiento de soporte de celulosa está compuesta por aglomerantes solubles en agua que tienen naturaleza de formación laminar (tales como almidón, alcohol polivinílico (PVA) y carboximetil celulosa (CMC)), y frecuentemente un agente viscosificante (CMC). El peso del recubrimiento es del orden de 1 a 2 g/m2 sobre cada cara.

1. Un soporte a base de fibras celulósicas del cual al menos una superficie está recubierta con una capa que contiene al menos un polímero hidrosoluble que tiene funciones hidroxilo, algunas de las cuales al menos se hicieron reaccionar con anterioridad con al menos una molécula orgánica que contiene al menos una función vinílica, caracterizado porque dicha molécula orgánica también tiene una función seleccionada de una función aldehído, una función aldehído en la forma de un hemiacetal o una función aldehído en la forma de un acetal.

2. Un soporte a base de fibras celulósicas de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero hidrosoluble que tiene funciones hidroxilo se selecciona del grupo que incluye PVA, almidón, alginato, CMC, copolímeros hidrolizados o parcialmente hidrolizados de acetato de vinilo, que se puede obtener, por ejemplo, por hidrolización de copolímeros de etileno – acetato de vinilo (EVA) o cloruro de vinilo – acetato de vinilo, Nvinilpirrolidona – acetato de vinilo y anhídrido maleico – acetato de vinilo.

3. Un soporte a base de fibras celulósicas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el polímero hidrosoluble que tiene funciones hidroxilo es PVA.

4. Un soporte a base de fibras celulósicas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la molécula orgánica tiene la siguiente fórmula:

CH2=CH- (R) -CH=O

CH2=CH- (R) -CH (OR1) 2,

donde R = cadena carbonada lineal, ramificada y/o cíclica que puede contener heteroátomos y R1 es, de modo independiente, un átomo de hidrógeno o un radical alquilo opcionalmente ramificado, saturado o insaturado, opcionalmente sustituido que tiene de 1 a 12 átomos de carbono opcionalmente interrumpido por heteroátomos de N, O o S.

5. Un soporte a base de fibras celulósicas de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque dicha molécula orgánica es aldehído undecilénico.

6. Un soporte a base de fibras celulósicas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha molécula orgánica representa entre el 0, 1 y el 5% en peso del polímero hidrosoluble que tiene funciones hidroxilo, con preferencia, el 1%.

7. Un soporte a base de fibras celulósicas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polímero hidrosoluble funcionalizado que tiene funciones hidroxilo constituye al menos el 10% en peso de la capa superior aplicada sobre el soporte a base de fibras celulósicas, ventajosamente entre el 20 y el 100%.

8. Un soporte a base de fibras celulósicas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa superior aplicada sobre el soporte a base de fibras celulósicas se deposita en una cantidad de 0, 2 a 20 g/m2, con preferencia, de 1 g/m2.

9. Un soporte a base de fibras celulósicas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la masa de las fibras celulósicas está en el rango de 30 a 160 g/m2, ventajosamente entre 55 y 140 g/m2 y, con preferencia, en el orden de 58 g/m2.

10. Un método para producir un soporte a base de fibras celulósicas como se menciona en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que consiste en las siguientes etapas:

- formación de la lámina a base de fibras celulósicas;

- funcionalización del polímero hidrosoluble que tiene funciones hidroxilo por injerto de al menos una molécula orgánica que tiene al menos una función vinílica y una función aldehído que es capaz de formar enlaces covalentes con las funcionalidades hidroxilo del polímero hidrosoluble que tiene funciones hidroxilo;

- revestimiento del soporte celulósico con al menos el polímero hidrosoluble funcionalizado que tiene funciones hidroxilo;

- calandrado o supercalandrado del soporte, si se requiere.

11. Un método de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado por la formación de la lámina a base de fibras celulósicas con o sin un proceso pergaminizante.

12. El método de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, caracterizado porque el polímero hidrosoluble que tiene funciones hidroxilo se funcionaliza a una temperatura de entre 20 y 95 °C, con preferencia, de entre 80 y 95 °C, en un medio acuoso y en presencia de un ácido orgánico o inorgánico para lograr una condición ácida.

13. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicacione.

10. 12, caracterizado porque la técnica de

revestimiento usada incluye prensa de tamaño, prensa de tamaño medido, revestimiento de piedra modular (foulard) , revestimiento con varilla, revestimiento con barra “Champion”, revestimiento con barra “Meyer”, revestimiento con cuchilla de aire, revestimiento de huecograbado, revestimiento con cuchilla raspadora, revestimiento con cuchilla deslizante, revestimiento con cortina monocapa y multicapa, revestimiento con rodillo inverso, revestimiento por pulverización, revestimiento por atomización, revestimiento por sistema de aplicación de líquido (LAS) , revestimiento con rodillo de recubrimiento inferior, revestimiento con espuma, y cualquier proceso de aplicación de revestimiento de superficies.

14. Un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicacione.

10. 13, caracterizado porque el revestimiento del soporte celulósico se lleva a cabo a una temperatura de entre 20 y 80 °C, con preferencia, de 65 ºC.

15. Uso del soporte celulósico de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 para siliconización.