ES2247862T3

ES2247862T3 - Metodo de envasado de una composicion termoplastica con una pelicula que tiene una viscosidad compleja baja y articulo envasado correspondiente.

Info

Publication number: ES2247862T3
Application number: ES99967480T
Authority: ES
Inventors: Peter Remmers; Kevin W. Mckay; Michelle Chanak
Original assignee: HB Fuller Licensing and Financing Inc
Current assignee: HB Fuller Licensing and Financing Inc
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2019-12-21
Also published as: EP1268282A1; WO2001046019A1; AU2375000A; EP1268282B8; EP1268282B1

Abstract

Método de envasado de una composición termoplástica, comprendiendo dicho método las siguientes etapas: a) se proporciona una composición termoplástica; b) se selecciona un material de película plástica de envasado que tiene características físicas que son compatibles con las características de una mezcla fundida de dicha composición termoplástica y dicho material de envasado y no afectan de forma sustancialmente negativa a estas últimas características; y c) se rodea sustancialmente la composición termoplástica con una película de dicho material plástico de envasado; en el que dicho material de película plástica de envasado tiene una viscosidad compleja menor que 100.000 Pa*s a 80 ºC.

Description

Método de envasado de una composición termoplástica con una película que tiene una viscosidad compleja baja y artículo envasado correspondiente.

La presente invención se refiere a una mejora en el método de envasado de composiciones termoplásticas, particularmente composiciones adhesivas de fusión en caliente. El método comprende el envolvimiento sustancial de una parte de composición adhesiva con una película plástica de envasado que tiene una viscosidad compleja relativamente baja a temperaturas reducidas. El material de envasado es fundible junto con la composición adhesiva, mezclable en la composición adhesiva fundida, y no afecta negativamente a las propiedades adhesivas hasta el punto que no es necesario retirar el material de envasado de la composición adhesiva de fusión en caliente antes de su uso. La invención resulta particularmente útil para ciertas composiciones adhesivas sensibles a la presión, de baja viscosidad, que se aplican típicamente fundiendo la composición adhesiva envasada en un depósito de fusión. Más particularmente, la invención resulta útil para adhesivos de fusión en caliente que se aplican a través de medios de aplicación que son muy sensibles a la heterogeneidad de la combinación del adhesivo fundido de fusión en caliente y el material de envasado fundido tales como pulverización, impresión por serigrafía, aplicadores del producto en línea y técnicas de aplicación de fusión en caliente con huecograbado.

Antecedentes de la invención

Los adhesivos de fusión en caliente (adhesivos HMA) son sólidos a temperatura ambiente y en general se aplican a un sustrato mientras se encuentran en estado fundido. Los adhesivos de fusión en caliente se caracterizan típicamente como adhesivos sensibles a la presión, de fusión en caliente, (adhesivos HMPSA), los cuales son pegajosos al tacto incluso después de que el adhesivo se haya solidificado, y adhesivos de fusión en caliente no pegajosos los cuales se indicarán simplemente como "HMA". Los adhesivos HMA se han envasado en una variedad de formas que van desde pellets pequeños que se pueden alimentar al vacío hacia un dispositivo de fusión, hasta cantidades del tamaño de bidones. Típicamente, el envasado de los adhesivos HMA no ha resultado problemático, ya que después de que el adhesivo se haya solidificado, el mismo mantendrá su forma y, hasta que se vuelva a fundir, no se pegará al recipiente, a otros trozos de la masa de fusión en caliente, a las manos del operario, a la maquinaria, etcétera.

Por otro lado, los adhesivos HMPSA presentan una variedad de retos. Históricamente, estos adhesivos se proporcionaban, y continúan proporcionándose, en forma de bloques. Debido a la naturaleza pegajosa de estos materiales, surgen problemas asociados a la manipulación y el envasado de los mismos. Los bloques sólidos de HMPSA no solamente se pegan entre ellos y se adhieren a las manos del operario y a los dispositivos de manipulación mecánica, sino que también captan suciedad y otros contaminantes. Adicionalmente, ciertas formulaciones de alta pegajosidad dan como resultado bloques que se deformarán o fluirán en frío a no ser que sean sostenidos durante el transporte. La necesidad y las ventajas de obtener formas y envases de adhesivos sensibles a la presión, de fusión en caliente, sin pegajosidad o no bloqueantes son evidentes y se han desarrollado varias formas para alcanzar las mismas.

Varias referencias están relacionadas con el uso de ciertos materiales de baja viscosidad, particularmente ceras, para ser usados como recubrimiento no pegajoso. El recubrimiento se puede extruir conjuntamente sobre un filamento de HMPSA y se puede cortar por compresión para formar elementos de tipo cojín, se puede aplicar a un molde que subsiguientemente se llena con adhesivo de fusión en caliente, o se puede proporcionar en forma de una dispersión acuosa la cual, al producirse la evaporación del agua, deja un recubrimiento o residuo de polvo no pegajoso sobre la superficie adhesiva.

Específicamente, el documento EP 0 557 573 A2 se refiere a una composición de envasado para composiciones adhesivas fluidas en frío en las que la composición contiene una mezcla íntima de copolímero de bloque de estireno-isopreno-estireno; una resina de hidrocarburos aromáticos, un aceite mineral adecuado, una cera, y un antioxidante/estabilizador.

Otras referencias utilizan materiales plásticos de envasado que rodean sustancialmente la composición adhesiva. Por ejemplo, la patente U.S. N.º RE 36.177, de Rouyer et al., reeditada el 6 de abril de 1999, da a conocer un método de envasado de una composición adhesiva en un material plástico de envasado. Las reivindicaciones de Rouyer se refieren a la selección de un material plástico de envasado que tiene un punto de reblandecimiento por debajo de aproximadamente 120ºC, y que tiene características físicas que son compatibles con las características adhesivas de una mezcla fundida de dicho adhesivo y dicho material y no afectan de forma sustancialmente negativa a estas últimas, y con lo cual la mezcla es sustancialmente compatible con el funcionamiento de los equipos de aplicación de fusión en caliente.

Otras patentes posteriores que utilizan materiales plásticos de envasado en el campo de los adhesivos incluyen los documentos U.S. 5.715.654; U.S. 5.669.207; U.S. 5.401.455; U.S. 5.373.682.

Resumen de la invención

Los presentes inventores han descubierto que una propiedad que se mide fácilmente, a saber, la viscosidad compleja, está relacionada directamente con la compatibilidad física de las películas y además han identificado una clase de materiales de poliolefina que presentan dichas propiedades. Es importante indicar que dicho descubrimiento considera que el material pelicular es en primer lugar químicamente compatible con la composición termoplástica a envasar, en concordancia con los aspectos dados a conocer por Rouyer et al.

La invención resulta particularmente útil para composiciones termoplásticas de baja viscosidad que tienen una viscosidad Brookfield menor que el aproximadamente 10.000 cPs a 350ºF, tales como composiciones adhesivas de fusión en caliente, sensibles a la presión, las cuales se aplican típicamente fundiendo la composición adhesiva envasada en un depósito de fusión en el que el depósito de fusión carece de unos medios mezcladores activos. La invención resulta también útil para adhesivos de fusión en caliente que se aplican a través de medios de aplicación que son muy sensibles a la heterogeneidad de la combinación de adhesivo fundido de fusión en caliente y material de envasado fundido tales como pulverización, impresión por serigrafía, aplicadores del producto en línea y técnicas de aplicación de fusión en caliente con recubrimiento en huecograbado.

Por consiguiente, uno de los aspectos de la presente invención es un método mejorado de envasado de una composición termoplástica en un material pelicular en el que el material pelicular se selecciona de tal manera que es similar a la viscosidad compleja de la composición termoplástica que se está envasando, aunque con una viscosidad compleja suficientemente elevada de tal manera que la película presenta la suficiente resistencia mecánica como para servir para su función de envasado deseada. Preferentemente, la diferencia de viscosidad compleja entre la composición termoplástica y la película a la temperatura de aplicación es menor que aproximadamente 15.000 poise y más preferentemente menor que aproximadamente 10.000 poise a la temperatura de aplicación del adhesivo. Con la mayor preferencia, la película presenta una curva de viscosidad compleja relativamente plana en función de la temperatura, similar a la curva del adhesivo correspondiente que está siendo envasado. De este modo, en general la película no comprende un material de tipo cera que tenga un peso molecular (Mw) menor que aproximadamente 40.000 u otros materiales cuya viscosidad aumente en general bruscamente a temperaturas inferiores, comprendidas entre aproximadamente 70ºC y aproximadamente 100ºC. Por lo tanto, la viscosidad compleja de la película es típicamente menor que 100.000 Pa*s a 90ºC y con la mayor preferencia menor que 100.000 Pa*s a entre 70ºC y 80ºC.

En otra realización, la presente invención se refiere a una composición termoplástica envasada que comprende una composición adhesiva de fusión en caliente, rodeada por un material pelicular plástico de envasado en la que la viscosidad compleja del material pelicular es menor que 100.000 Pa*s a aproximadamente 90ºC y preferentemente menor que 100.000 Pa*s a entre 70 y 80ºC.

En otra de las realizaciones, la presente invención se refiere a una composición termoplástica rodeada por una película plástica de envasado en la que el material pelicular tiene un índice de fusión mayor que 20 g/10 min. y preferentemente mayor que aproximadamente 30 g/10 min. a 190ºC.

En otra de las realizaciones, la presente invención se refiere a una composición termoplástica rodeada por una película plástica de envasado en la que el material pelicular comprende ciertos interpolímeros homogéneos de etileno/\alpha-olefina. Los solicitantes han observado que la viscosidad compleja de las películas basadas en interpolímeros homogéneos de baja densidad de etileno/\alpha-olefina es sustancialmente menor que una película de densidad superior que tenga el mismo índice de fusión. Por consiguiente, se prefieren particularmente los materiales peliculares de interpolímeros homogéneos de baja densidad de etileno/\alpha-olefina.

Descripción detallada de la invención

La presente invención resulta útil para envasar una variedad de composiciones termoplásticas, particularmente adhesivos de fusión en caliente, en los que no es necesario retirar el material de envasado de la composición termoplástica antes de su uso. Estos tipos de métodos y los artículos envasado correspondientes se pueden describir como métodos o envases de "inclusión" ya que el material de envasado está destinado a ser incluido como parte de la composición termoplástica. Se pueden encontrar detalles referentes a diversos métodos, composiciones adhesivas de fusión en caliente adecuadas, tipos de envases, tipos de materiales peliculares utilizados, etcétera (en ausencia de la mejora reivindicada), por ejemplo, en la patente U.S. n.º 5.257.491, de Rouyer et al., publicada el 2 de noviembre de 1993; la patente U.S. n.º 5.669.207 de Hull publicada el 23 de septiembre de 1997; y la patente U.S. n.º 5.715.654, de Taylor et al., publicada el 10 de febrero de 1996; y las patentes U.S. n.º 5.401.455 y 5.373.682 publicadas a nombre de Hatfield.

En general, la composición termoplástica se puede solidificar suficientemente antes de ser rodeada por la película de envasado. Esta situación se puede alcanzar vertiendo el adhesivo fundido en un molde recubierto separable. Una vez enfriado, la "briqueta" de adhesivo se puede retirar del molde y cubrir con la película de envasado para formar un envase. Como alternativa, y en particular para acelerar el proceso de enfriamiento, a partir del adhesivo se puede formar una pluralidad de piezas tales como elementos de tipo cojín o pellets. En general, se eliminan las propiedades de pegajosidad de la superficie de los elementos adhesivos de tipo cojín mediante la extrusión conjunta del adhesivo sensible a la presión con un recubrimiento termoplástico no pegajoso. La utilización de varios medios auxiliares de peletización en combinación con procesos de peletización bajo agua también puede eliminar las propiedades de pegajosidad de los elementos de tipo cojín y pellets. Como alternativa, se puede eliminar temporalmente las propiedades de pegajosidad de trozos de adhesivos sensible a la presión de fusión en caliente mediante el enfriamiento de la superficie adhesiva a una temperatura en la que el módulo de almacenamiento (G') sea mayor que aproximadamente 1 X 10^{7} dinas/cm^{2}. En otras realizaciones, el adhesivo se puede envasar fundido. A la película se le puede comunicar una forma tubular y la misma se enfría típicamente con agua o un refrigerante al mismo tiempo que se llena para evitar que el adhesivo fundido pase a través de la película.

Con independencia del método, el conjunto envasado final contiene típicamente por lo menos 200 g de adhesivo y preferentemente comprende envases desde aproximadamente entre 400-800 g hasta aproximadamente entre 2.000-5.000 g. Típicamente, la cantidad de material de envasado utilizado con respecto al peso del adhesivo es menor que el 5% en peso, preferentemente menor que aproximadamente el 2% en peso, más preferentemente menor que aproximadamente el 1% en peso, y con la mayor preferencia menor que aproximadamente el 0,5% en peso.

Preferentemente, el adhesivo de fusión en caliente es sensible a la presión con un módulo de almacenamiento menor que aproximadamente 5 x 10^{6} dinas/cm^{2}, ya que típicamente el envasado de adhesivos de fusión en caliente no sensibles a la presión no resulta problemático. Las composiciones adhesivas sensibles a la presión tienen un módulo de almacenamiento, G', a 25ºC menor que aproximadamente 5 x 10^{6} dinas/cm^{2}, según los criterios de Dahlquist. La invención resulta particularmente muy adecuada para envasar composiciones adhesivas de fusión en caliente, sensibles a la presión y de baja viscosidad. El adhesivo tiene típicamente una viscosidad menor que 10.000 cPs, preferentemente menor que aproximadamente 5.000 cPs, y más preferentemente menor que aproximadamente 3.000 cPs a 350ºF (177ºC). Los adhesivos de fusión en caliente de baja viscosidad así como algunas composiciones de viscosidad mayor se aplican típicamente fundiendo el adhesivo (envasado) en un depósito de fusión. El depósito de fusión puede tener una bomba de recirculación, aunque carece de medios mezcladores activos. A continuación, el adhesivo fundido se bombea a través de una o más mangueras hacia el aplicador de adhesivo tal como un dispositivo de recubrimiento por ranura, una boquilla pulverizadora, un aplicador de producto en línea, un dispositivo de impresión por serigrafía, o un dispositivo de recubrimiento de rodillos en huecograbado.

La presente invención se refiere a la selección de una película que presenta una viscosidad compleja similar a la correspondiente a la composición adhesiva a envasar. Preferentemente, la viscosidad compleja es similar tanto a la temperatura de aplicación como a temperaturas inferiores. Las temperaturas de aplicación para adhesivos de fusión en caliente están comprendidas entre aproximadamente 100ºC y aproximadamente 180ºC, preferentemente entre aproximadamente 100ºC y aproximadamente 150ºC, y más preferentemente entre aproximadamente 100ºC y aproximadamente 120ºC.

La viscosidad compleja a la temperatura de aplicación es importante para la miscibilidad de fusión de la mezcla fundida de adhesivo y película, mientras que se supone que la viscosidad compleja a temperaturas ligeramente inferiores a la temperatura de aplicación está relacionada con la procesabilidad del adhesivo. La diferencia de la viscosidad compleja entre el adhesivo y el material pelicular es preferentemente menor que aproximadamente 15.000 poise y más preferentemente menor que 10.000 poise a la temperatura de aplicación del adhesivo. Las películas utilizadas en la presente invención también presentan una viscosidad compleja relativamente baja a temperaturas igual de reducidas. La viscosidad compleja del material pelicular la puede proporcionar, por ejemplo, el proveedor de la película, o puede ser medida por el fabricante del adhesivo. La viscosidad compleja es menor que 100.000 Pa*s, preferentemente menor que aproximadamente 80.000 Pa*s, más preferentemente menor que aproximadamente 50.000 Pa*s todavía más preferentemente menor que aproximadamente 20.000 Pa*s, y con la mayor preferencia menor que aproximadamente 10.000 Pa*s a una temperatura de aproximadamente 80ºC. Más preferentemente, la película presenta la viscosidad compleja deseada a 75ºC, y todavía más preferentemente a 70ºC. Con una viscosidad compleja mayor, la película tiende a acumularse en el filtro del adhesivo provocando presiones elevadas en el interior de las mangueras que transportan el adhesivo fundido desde el depósito de fusión al aplicador de adhesivo. Cuando la película se fuerza esporádicamente a través del filtro, pueden producirse aumentos bruscos de la presión que den como resultado una distribución desigual del peso del recubrimiento del adhesivo. Dependiendo de la densidad de la acumulación de la película en el filtro, puede que sea necesario apagar toda la línea de fabricación para sustituir el filtro. Por el contrario, a una viscosidad compleja demasiado baja, por ejemplo, menor que aproximadamente 300 Pa*s (3.000 poise, 300.000 cps), la película no posee típicamente la suficiente resistencia pelicular como para obtener a partir de la misma un artículo preformado a modo de rollo. Por esta razón, preferentemente la viscosidad compleja es por lo menos aproximadamente 400 Pa*s o mayor. No obstante, en estos casos, el material se puede utilizar formando un recubrimiento continuo en línea, particularmente con el método de recubrimiento por ranura sin contacto descrito en la patente U.S. n.º 5.827.252. En este método, se proporciona una composición termoplástica de recubrimiento fundida/fluida que tiene una viscosidad compleja a la temperatura de recubrimiento menor que aproximadamente 500 poise a aproximadamente 1.000 radianes/segundo y comprendida entre aproximadamente 100 y aproximadamente 1.000 poise a 1 radián/segundo; la composición termoplástica se dispensa en forma de recubrimiento continuo desde un dispositivo de recubrimiento. El recubrimiento continuo formado queda suspendido entre el dispositivo de recubrimiento y la superficie a recubrir y subsiguientemente entra en contacto con la superficie adhesiva sensible a la presión. Para recubrir todo el exterior de la masa de adhesivo sensible a la presión se puede hacer avanzar bien la masa de adhesivo o bien el cabezal de recubrimiento.

La temperatura de reblandecimiento (Mettler o Anillo y Bola) o el punto de fusión (DSC) de la película debe estar por debajo de la temperatura de aplicación del adhesivo. En el caso de los materiales peliculares de viscosidad compleja elevada ejemplificados en la técnica anterior, era importante que el punto de fusión de la película estuviera sustancialmente por debajo de la temperatura de aplicación del adhesivo de fusión en caliente para garantizar la miscibilidad en fusión. Aunque se prefieren películas que tengan un punto de reblandecimiento o fusión menor que aproximadamente 120ºC, particularmente para composiciones adhesivas destinadas a ser aplicadas a temperaturas de aplicación bajas, también se pueden utilizar películas con un punto de reblandecimiento o fusión mayor siempre que la viscosidad compleja esté dentro del intervalo deseado.

Los efectos de la película se pueden medir comparando las propiedades de la composición adhesiva no envasada con las propiedades de la mezcla de la composición adhesiva y la película. La película no afectará negativamente de forma accidental a las propiedades críticas del adhesivo. Las propiedades críticas variarán dependiendo del uso final deseado para el adhesivo. Los efectos negativos se caracterizan como un cambio de la viscosidad en fusión mayor que aproximadamente el 30%. Preferentemente, la viscosidad del adhesivo variará en menos que aproximadamente el 20%, más preferentemente menos que aproximadamente el 10%. Los valores de pegajosidad de un bucle y/o los valores de pelado (típicamente un pelado a 180º con respecto a acero inoxidable) también cambian preferentemente en menos que aproximadamente el 30%, preferentemente menos que aproximadamente el 20%, y con la mayor preferencia menos que aproximadamente el 10% del valor. Con los métodos y los equipos de prueba actuales, típicamente no se pueden detectar diferencias menores que aproximadamente entre 5-10%. Estas propiedades no solo se someten a prueba inicialmente, sino que también se dejan reposar y se vuelven a someter a prueba con el tiempo. Por ejemplo, la viscosidad se puede probar durante un periodo de 100 horas, cada 24 horas, comparando la estabilidad del adhesivo con una muestra del adhesivo no envasado. Los valores de pegajosidad de un bucle y los valores de pelado se pueden probar durante un periodo de una semana o dos semanas, no reduciéndose dichos valores en una magnitud mayor que aproximadamente el 20% con el transcurso del tiempo de reposo. La opción más preferible es que el material pelicular no tenga ningún efecto, o tenga un efecto positivo, sobre las propiedades del adhesivo.

Una clase de materiales peliculares, los cuales son particularmente susceptibles de presentar dicha viscosidad compleja baja a temperaturas reducidas, son los interpolímeros homogéneos de etileno/\alpha-olefina preparados con el uso de catalizadores con un único centro activo o de metaloceno. Los interpolímeros homogéneos de etileno/\alpha-olefina se caracterizan porque tienen una distribución estrecha del peso molecular y una distribución uniforme de las ramificaciones de cadena corta. En el caso de polímeros de etileno sustancialmente lineales, dichos polímeros de etileno homogéneos se caracterizan además por tener ramificaciones de cadena larga. Los polímeros de etileno sustancialmente lineales están disponibles comercialmente en The Dow Chemical Company como plastómeros de poliolefina Affinity^{TM}, los cuales se producen usando la tecnología Insite^{TM} de Dow. Los polímeros de etileno lineales homogéneos están disponibles en Exxon Chemical Company con el nombre comercial de plastómeros Exact®.

El material pelicular de envasado de la presente invención puede comprender por lo menos un interpolímero homogéneo de etileno/\alpha-olefina, el cual es un interpolímero de etileno y por lo menos una \alpha-olefina C_{3}-C_{20}. El término "interpolímero" se usa en el presente documento para indicar un copolímero, o un terpolímero, o un polímero de orden superior. Es decir, con el etileno se polimeriza por lo menos otro comonómero para realizar el interpolímero.

El interpolímero homogéneo de etileno/\alpha-olefina es un interpolímero de etileno/\alpha-olefina homogéneo lineal o sustancialmente lineal. Con el término "homogéneo", se quiere hacer referencia a que cualquier comonómero está distribuido aleatoriamente dentro de una molécula determinada del interpolímero y sustancialmente todas las moléculas del interpolímero tienen la misma relación de etileno/comonómero dentro de dicho interpolímero. El pico de fusión de los polímeros de etileno homogéneos lineales y sustancialmente lineales, obtenido con el uso de la calorimetría diferencial de barrido, se ensanchará a medida que se reduzca la densidad y/o a medida que se reduzca el peso molecular promedio en número. No obstante, a diferencia de los polímeros heterogéneos, cuando un polímero homogéneo tiene un pico de fusión mayor que 115ºC (tal como es el caso de los polímeros que tienen una densidad mayor que 0,940 g/cm^{3}), el mismo no presenta adicionalmente un pico de fusión distinto a una temperatura inferior.

De forma adicional o alternativa, la homogeneidad del polímero se puede describir por medio del SCBDI (Índice de Distribución de Ramificación de Cadena Corta) o el CDBI (Indice de Amplitud de la Distribución de la Composición), los cuales se definen como el porcentaje en peso de las moléculas poliméricas que tienen un contenido de comonómero dentro del 50% del contenido molar total medio del comonómero. El SCBDI de un polímero se calcula fácilmente a partir de datos obtenidos con técnicas conocidas en la materia, tales como, por ejemplo, el fraccionamiento por elución con incremento de temperatura (abreviado en el presente documento como "TREF"), el cual se describe, por ejemplo, en Journal of Polymer Science, de Wild et al., Poly. Phys. Ed., Vol. 20, p. 441 (1982), en la patente U.S. 4.798.081 (Hazlitt et al.), o en la patente U.S. 5.089.321 (Chum et al.). El SCBDI o CDBI para los interpolímeros homogéneos de etileno/\alpha-olefina útiles en la invención son preferentemente mayores que el 50%, más preferentemente mayores que el 70%, obteniéndose fácilmente índices SCBDI y CDBI mayores que el 90%.

Los interpolímeros homogéneos de etileno/\alpha-olefina útiles en la invención se caracterizan porque tienen una distribución estrecha del peso molecular, siendo la M_{w}/M_{n} menor que 4, preferentemente, menor que aproximadamente 3, más preferentemente entre 1,5 y 2,5, y con la mayor preferencia entre 1,8 y 2,2, de forma más preferente aproximadamente 2,0.

Los interpolímeros de etileno sustancialmente lineales son interpolímeros homogéneos que tienen ramificación de cadena larga. Debido a la presencia de dichas ramificaciones de cadena larga, los interpolímeros de etileno sustancialmente lineales se caracterizan además por tener una relación de flujos en fusión (I_{10}/I_{2}) la cual puede variar de forma independiente con respecto al índice de polidispersidad, y otros similares, la distribución de pesos moleculares M_{w}/M_{n}. Esta característica concilia los polímeros de etileno sustancialmente lineales con un alto grado de procesabilidad a pesar de una distribución estrecha de los pesos moleculares.

Se ha de observar que los interpolímeros sustancialmente lineales útiles en la invención son diferentes con respecto al polietileno de baja densidad preparado en un proceso de alta presión. En ese aspecto, mientras que el polietileno de baja densidad es un homopolímero de etileno que tiene una densidad de entre 0,900 g/cm^{3} y 0,935 g/cm^{3}, los interpolímeros homogéneos lineales y sustancialmente lineales útiles en la invención requieren la presencia de un comonómero para reducir la densidad hasta el intervalo de entre 0,855 g/cm^{3} y 0,910 g/cm^{3}.

Las ramificaciones de cadena larga de los interpolímeros de etileno sustancialmente lineales tienen la misma distribución de comonómeros que el esqueleto del interpolímero y pueden tener aproximadamente la misma longitud que el esqueleto del interpolímero. Cuando para llevar a la práctica la invención se utiliza un interpolímero de etileno/\alpha-olefina sustancialmente lineal, dicho interpolímero se caracterizará por tener un esqueleto de interpolímero sustituido con entre 0,01 y 3 ramificaciones de cadena larga por 1.000 carbonos. En la técnica se conocen métodos para determinar la cantidad de ramificación de cadena larga presente, tanto de forma cualitativa como de forma cuantitativa.

El peso molecular del interpolímero de etileno/\alpha-olefina se seleccionará sobre la base de los atributos deseados del rendimiento del material pelicular. No obstante, típicamente, el interpolímero de etileno/\alpha-olefina tendrá preferentemente un peso molecular promedio en número de por lo menos 3.000, preferentemente por lo menos 5.000. Típicamente, el interpolímero de etileno/\alpha-olefina tendrá preferentemente un peso molecular promedio en número no mayor que 100.000, preferentemente no mayor que 60.000, y todavía más preferentemente menor que 40.000.

Los interpolímeros de etileno/\alpha-olefina de peso molecular ultra-bajo son bien homopolímeros de etileno o bien interpolímeros de etileno y una \alpha-olefina C_{3}-C_{20}. Se supone que dichos interpolímeros son particularmente útiles como diluentes en combinación con poliolefinas de metaloceno de pesos moleculares mayores y para composiciones aplicadas con una baja temperatura de aplicación (<135ºC). Cuando el interpolímero de etileno/\alpha-olefina tiene un peso molecular ultra-bajo, y valores del estilo, un peso molecular promedio en número menor que 11.000, el interpolímero de etileno/\alpha-olefina da como resultados una viscosidad polimérica baja aunque está caracterizado por una temperatura de cristalización de pico que es mayor que la de los materiales de peso molecular superior correspondientes de la misma densidad. Los interpolímeros de etileno/\alpha-olefina de peso molecular ultra-bajo tendrán un peso molecular promedio en número menor que aproximadamente 6.000, preferentemente menor que aproximadamente 5.000. Dichos interpolímeros homogéneos tendrán típicamente un peso molecular promedio en número de por lo menos aproximadamente 800, preferentemente por lo menos aproximadamente 1.300.

Cuando el interpolímero de etileno/\alpha-olefina tiene un peso molecular ultra-bajo, y otros valores del estilo, un peso molecular promedio en número menor que 11.000, el interpolímero de etileno/\alpha-olefina da como resultado una viscosidad polimérica baja aunque está caracterizado por una temperatura de cristalización de pico que es mayor que la de los materiales de peso molecular superior correspondientes de la misma densidad.

De forma similar, la densidad del interpolímero de etileno/\alpha-olefina se seleccionará sobre la base de los atributos deseados del rendimiento de la película de envasado. Típicamente, el interpolímero de etileno/\alpha-olefina tendrá una densidad menor que aproximadamente 0,910 g/cm^{3}, preferentemente menor que aproximadamente 0,900 g/cm^{3}, más preferentemente menor que aproximadamente 0,890 g/cm^{3}, y todavía más preferentemente menor que aproximadamente 0,885 g/cm^{3}. El etileno/\alpha-olefina tendrá preferentemente una densidad comprendida entre aproximadamente 0,855 g/cm^{3} y aproximadamente 0,900 g/cm^{3} y más preferentemente comprendida entre aproximadamente 0,860 g/cm^{3} y aproximadamente 0,885 g/cm^{3}.

En otra realización, un material pelicular comprende un primer interpolímero homogéneo de etileno/\alpha-olefina mezclado con un segundo interpolímero homogéneo de etileno/\alpha-olefina, en el que el primer y el segundo interpolímeros difieren en el peso molecular promedio en número en por lo menos aproximadamente 5.000, preferentemente por lo menos aproximadamente 10.000, y más preferentemente por lo menos aproximadamente 20.000.

De forma adicional o alternativa, el primer interpolímero homogéneo de etileno/\alpha-olefina se puede mezclar con un segundo interpolímero homogéneo de etileno/\alpha-olefina, en el que el primer y el segundo interpolímeros difieren en densidad en por lo menos aproximadamente 0,005 g/cm^{3}, preferentemente en por lo menos aproximadamente 0,01 g/cm^{3}.

En una realización, la composición de la película de envasado comprenderá una mezcla de dos interpolímeros homogéneos de etileno/\alpha-olefina, presentando el primer interpolímero una densidad de aproximadamente 0,870 g/cm^{3} o menor y presentando el segundo interpolímero una densidad mayor que aproximadamente 0,900 g/cm^{3}. En este caso, la mezcla de poliolefina de metaloceno quedará inscrita dentro de los límites de densidad y MI descritos previamente.

Otros tipos de materiales termoplásticos que presentan la viscosidad compleja deseada y por lo tanto se pueden utilizar como la película de envasado para ser usada en la presente invención incluyen etileno-acetato de vinilo (EVA), etileno-acrilato de n-butilo (EnBA), etileno metacrilato (EMA), etileno ácido acrílico (EEA), así como homopolímeros, copolímeros y terpolímeros de poliolefina polimerizados por medio de técnicas de polimerización convencionales. Típicamente, muchos de estos materiales peliculares tienen un punto de reblandecimiento o fusión menor que 120ºC. No obstante, otros tipos de materiales que tengan un punto de reblandecimiento o fusión mayor que 120ºC también pueden presentar la viscosidad compleja deseada. Entre los materiales peliculares disponibles comercialmente que tienen puntos de reblandecimiento o fusión mayores, aunque una viscosidad compleja baja, se incluyen las polialfaolefinas amorfas tales como RT 2385 y RT 2535 (Creanova) y Vestoplast 703, 608, 620 y V3639 (Huls); poliolefinas de peso molecular bajo tales como Epolene C-13, C-14, C-17 (Eastman), así como materiales peliculares que tengan una alta concentración de polipropileno. Preferentemente, dichos materiales tienen un peso molecular (Mw) mayor que 40.000,
más preferentemente mayor que 50.000, y todavía más preferentemente mayor que aproximadamente 100.000.

En general, los materiales peliculares útiles en la presente invención pueden comprender un único material termoplástico, o mezclas del mismo, siempre que se alcancen los criterios deseados de viscosidad compleja.

En el caso de películas sopladas, el polímero, o la mezcla de polímeros, tendrá típicamente un índice de fusión (MI) comprendido entre aproximadamente 0,1 y 100 g/10 min., más preferentemente comprendido entre aproximadamente 5 y aproximadamente 60 g/10 min., y con la mayor preferencia comprendido entre aproximadamente 20 y aproximadamente 60 g/10 min. Las películas sopladas formadas a partir de polímeros que tienen un MI mayor que aproximadamente 10 g/10 min. requieren típicamente unas condiciones especiales de procesado. Para películas coladas, los materiales peliculares pueden tener un índice de fusión mayor, por ejemplo, entorno de un valor tan alto como 1.500 g/10 min., preferentemente menor que aproximadamente 750 g/10 min., más preferentemente menor que aproximadamente 500 g/10 min., y con la mayor preferencia mayor que aproximadamente 200 g/10 min. En términos de viscosidad en fusión, los materiales peliculares tienen preferentemente una viscosidad mayor que aproximadamente 300.000, más preferentemente mayor que aproximadamente 350.000 y con la mayor preferencia mayor que aproximadamente 400.000 cps a 325ºF. Además, en el caso de películas formadas en línea, el material pelicular puede presentar índices de fusión todavía mayores en correspondencia con la viscosidad en fusión Brookfield de un valor tan bajo como aproximadamente 2.000 cPs a 350ºF. No obstante, como la resistencia de la película se reduce considerablemente a índice de fusión mayores que superan aproximadamente 200 g/10 min., los materiales de esta clase son adecuados principalmente como cubierta no pegajosa para el adhesivo y no están pensados necesariamente como un envase convencional para métodos en los cuales la resistencia de la película es importante, por ejemplo, para contener elementos de tipo cojín o pellets colgados.

Típicamente, las composiciones adhesivas sensibles a la presión de la presente invención comprenden por lo menos un polímero termoplástico, por lo menos una resina comunicadora de pegajosidad, y un aceite plastificante. No obstante, si se utiliza una resina líquida comunicadora de pegajosidad o el componente polimérico termoplástico tiene un módulo de almacenamiento relativamente bajo, la composición puede consistir totalmente en polímero(s) y resina(s) comunicadora(s) de pegajosidad.

Los polímeros termoplásticos destinados a ser usados en el adhesivo envasado incluyen copolímeros de bloque; homopolímeros, copolímeros y terpolímeros de alfaolefinas C_{2}-C_{8}; interpolímeros homogéneos de etileno-alfa-olefina y versiones estirénicas, vinílicas e injertadas de los mismos; así como ciertas poliamidas y poliésteres, particularmente aquellos que son dispersables en agua o solubles en agua. En general, los polímeros basados en alfaolefinas C_{2}-C_{8} tienen una densidad relativamente baja, menor que aproximadamente 0,900 g/cm^{3}, preferentemente menor que aproximadamente 0,890 g/cm^{3}, y más preferentemente menor que aproximadamente 0,880 g/cm^{3}. Típicamente, los polímeros de mayor densidad son demasiados cristalinos para actuar como el polímero de base para una composición adhesiva sensible a la presión.

La concentración de polímero termoplástico utilizada en el adhesivo de fusión en caliente está comprendida entre aproximadamente el 5% en peso y como mucho el 90% en peso y depende principalmente del peso molecular (Mw) el cual está relacionado con el índice de fusión (MI) y/o la viscosidad de la disolución del polímeros(s) termoplástico(s) utilizado. Para adhesivos de calidad extruíble, el polímero termoplástico está comprendido típicamente entre aproximadamente el 10% y aproximadamente el 70% en peso, más preferentemente entre aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 60% en peso y con la mayor preferencia entre aproximadamente el 20% en peso y aproximadamente el 60% en peso en el adhesivo. Por el contrario, los adhesivos de fusión en caliente los cuales se aplican típicamente mediante recubrimiento por ranura, pulverización en hélice, soplado en fusión, rodillos grabados y otras técnicas tradicionales de aplicación tienden a tener una viscosidad menor. Por consiguiente, típicamente dichas composiciones adhesivas comprenden concentraciones de polímeros inferiores entre aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 50% en peso, preferente entre aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 40% en peso, y más preferentemente entre aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 30% en peso.

Los polímeros de peso molecular relativamente alto, aquellos que tienen un peso molecular mayor que aproximadamente 200.000 g/mol, se utilizan típicamente en concentraciones comprendidas entre aproximadamente el 2% en peso y aproximadamente el 30% en peso y preferentemente entre aproximadamente el 5% en peso y aproximadamente el 20% en peso. Por el contrario, los polímeros de peso molecular menor, aquellos que tienen un índice de fusión de aproximadamente 200 g/10 min. o mayor, se pueden utilizar con concentraciones mayores.

En la presente invención del adhesivo de fusión en caliente envasado resulta útil una amplia variedad de copolímeros de bloque entre los que se incluyen estructuras tribloque A-B-A, estructuras dibloque A-B, estructuras de copolímeros de bloques radiales (A-B)_{n}, así como versiones ramificadas e injertadas de los mismos, en los que el bloque extremo A es un bloque polimérico no elastomérico, que comprende típicamente poliestireno y/o vinilo, y el bloque B es un dieno conjugado no saturado o una versión hidrogenada del mismo. En general, el bloque B es típicamente isopreno, butadieno, etileno/butileno (butadieno hidrogenado), etileno/propileno (isopreno hidrogenado), y mezclas de los mismos.

En general, los copolímeros de bloque, en cuanto al contenido del bloque A (estireno o vinilo), van desde 0, como en el caso de polímeros dibloque del 100% multibrazo (EP)n^{8}, hasta aproximadamente el 50% en peso. Típicamente, la concentración del bloque A no elastomérico está comprendida entre aproximadamente el 10% en peso hasta aproximadamente el 45% en peso con respecto al peso del copolímero de bloque. Los copolímeros de bloque también van, en cuanto al contenido dibloque, desde 0, en el que el copolímero de bloque está acoplado al 100%, hasta un 100% de dibloque, tal como se ha mencionado previamente. Además, el peso molecular del copolímero de bloque está relacionado con la viscosidad de la disolución a 77ºF (25ºC) de un peso determinado de polímero en tolueno. La cantidad de copolímero de bloque utilizada para determinar la viscosidad de la disolución depende del peso molecular. Para copolímeros de bloque de peso molecular relativamente alto, la viscosidad de la disolución se expresa típicamente en función de una disolución del copolímero de bloque al 10% en peso, mientras que para copolímeros de bloque más convencionales y de peso molecular inferior, se utiliza una disolución de copolímero de bloque al 25% en peso. Uno de los copolímeros de bloque de peso molecular alto preferidos es un copolímero de bloque A-B-A sustancialmente saturado, en el que el bloque A es poliestireno o vinilo y el bloque B es etileno-butileno, etileno-propileno o mezclas de los mismos, tal como el Kraton^{TM} G-1651.

El contenido dibloque preferido del copolímero de bloque depende de los atributos deseados del adhesivo. Para adhesivos con una cohesión deficiente o cuando se desea utilizar una concentración elevada de polímero termoplástico, se desean contenidos dibloque relativamente altos. No obstante, la mayoría de adhesivos sensibles a la presión basados en copolímeros utilizan copolímeros de bloque que tienen un contenido dibloque relativamente bajo, menor que el 50% en peso de dibloque con respecto al peso del copolímero de bloque.

Entre las realizaciones comerciales se incluyen los copolímeros de bloque de la serie Kraton® D y G, disponibles en Shell Chemical Company (Houston, TX), los copolímeros de bloque Europrene® Sol T disponibles en EniChem (Houston, TX), los copolímeros de bloque Vector® disponibles en Exxon (Dexco) (Houston, TX), así como otros. Para obtener un aumento de la pegajosidad también son útiles versiones ramificadas tales como el Kraton® TKG-101 que tiene un esqueleto de estireno-etileno/butileno-estireno con cadenas laterales de isopreno así como el Kraton® G-1730, un copolímero de bloque S-EP-S-EP que tiene un bloque terminal de etileno-propileno en lugar de un poliestireno terminal.

Las poliolefinas amorfas o las polialfaolefinas amorfas (APAO) son homopolímeros, copolímeros, y terpolímeros de alfaolefinas C_{2}-C_{8}. Estos materiales que se polimerizan típicamente por medio de procesos los cuales utilizan catalizadores Ziegler-Natta y de peróxido, dan como resultado una distribución de los pesos moleculares relativamente amplia. Entre las polialfaolefinas amorfas comercialmente disponibles se incluyen los homopolímeros basados en propileno Rextac® y REXFlex®, los copolímeros de etileno-propileno y los copolímeros de buteno-propileno disponibles en Rexene (Dallas, TX) así como los copolímeros de alfaolefina Vestoplast® disponibles en Hüls (Piscataway, NJ).

Los interpolímeros homogéneos de etileno/\alpha-olefina son útiles como polímeros de base para adhesivos sensibles a la presión además de ser el material pelicular preferido. Los interpolímeros homogéneos de etileno/\alpha-olefina difieren con respecto a las poliolefinas amorfas también descritas como polialfaolefinas amorfas (APAO), en relación con la homogeneidad, la distribución de los pesos moleculares (M_{w}/M_{n}), así como con el contenido de comonómeros (\alpha-olefina). Las poliolefinas amorfas son homopolímeros, copolímeros, y terpolímeros de olefinas C_{2}-C_{8} los cuales se polimerizan típicamente por medio de procesos que utilizan catalizadores Ziegler-Natta, dando como resultado una distribución de los pesos moleculares relativamente amplia, típicamente mayor que 4. Por el contrario, los interpolímeros homogéneos de etileno/\alpha-olefina se caracterizan por tener una distribución de los pesos moleculares estrecha. Los etilenos/\alpha-olefinas homogéneos tienen un M_{w}/M_{n} menor que 4, preferentemente menor que 3, más preferentemente entre 1,5 y 2,5, todavía más preferentemente entre 1,8 y 2,2, y con la mayor preferencia aproximadamente 2,0. Además, mientras que las poliolefinas amorfas producidas a partir de la catálisis Ziegler-Natta tienen típicamente una concentración de \alpha-olefina mayor que el 50% en peso, los interpolímeros homogéneos de etileno/\alpha-olefina útiles en la presente invención son predominantemente etileno, con un contenido de etileno mayor que el contenido de comonómero.

De forma adicional, o como alternativa, la composición adhesiva de la presente invención puede comprender un polímero termoplástico amorfo sensible al agua. Una de las clases particularmente preferidas de polímeros termoplásticos amorfos sensibles al agua son los copoliésteres dispersables en agua disponibles en Eastman Chemical Company (Kingsport, TN) con el nombre comercial Eastman AQ. Estos copoliésteres dispersables en agua son salinos e insolubles en los fluidos corporales y son típicamente copoliésteres ramificados, de peso molecular bajo, que contienen sulfonómero. La información que contiene la síntesis química de dichos poliésteres se puede encontrar en las patentes U.S. n.º 5.543.488 y 5.552.495. También se contemplan modificaciones de color más claro y de bajo olor de dichos copoliésteres dispersables en agua, particularmente para aplicaciones no tejidas en las cuales el olor y el color tienden a ser características importantes. Los copoliésteres dispersables en agua preferidos son aquellos que presentan una viscosidad intrínseca de aproximadamente 0.6 IV o menor y más preferentemente de forma aproximada 0.4 IV o menor y con la mayor preferencia, para adhesivos de fusión en caliente con una baja temperatura de aplicación, 0.2 IV o menor. En términos de viscosidad de fusión, estos intervalos están en correlación con una viscosidad Brookfield comprendida entre aproximadamente 5.000 y aproximadamente 40.000 cPs a 350ºF (177ºC).

Adicionalmente, las composiciones adhesivas de fusión en caliente de la presente invención pueden comprender además otros polímeros compatibles los cuales tienden a ser demasiado cristalinos para ser usados solos como el polímero de base en una composición adhesiva sensible a la presión. Entre los ejemplos representativos se incluyen una variedad de poliolefinas cristalinas, particularmente homopolímeros, copolímeros y terpolímeros de etileno y propileno tales como polietileno, propileno de densidad media y alta, e interpolímeros homogéneos de etileno/alfa-olefina que tengan una densidad mayor que aproximadamente 0,890 g/cm^{3}; copolímeros de etileno acetato de vinilo (EVA), copolímeros de etileno y acrilato de metilo (metacrilatos así como acrilatos) también conocidos como EMA, copolímeros de etileno y acrilato de n-butilo también conocidos como EnBA, así como otros.

Las resinas comunicadoras de pegajosidad se añaden a las composiciones adhesivas para aumentar la pegajosidad, los valores de pelado, los valores de pegajosidad de un bucle y la adherencia específica. La composición adhesiva de la presente invención comprende preferentemente por lo menos una resina comunicadora de pegajosidad en una cantidad comprendida entre aproximadamente el 10% en peso y el 70% en peso, preferentemente entre aproximadamente el 30% en peso y aproximadamente el 65% en peso, y más preferentemente entre aproximadamente el 40% en peso y aproximadamente el 65% en peso. En algunos casos, en los que el propio polímero presenta la suficiente pegajosidad, la presente invención también contempla pellets adhesivos que no comprendan en absoluto ninguna resina comunicadora de pegajosidad. Los solicitantes suponen que ciertos polímeros puros, particularmente aquellos que tienen un peso molecular relativamente bajo, en combinación con un contenido alto de alfaolefinas o alternativamente un contenido alto de dibloque (en el caso del copolímero de bloque), presentarían dichas propiedades.

En general, las resinas comunicadoras de pegajosidad útiles en el presente documento incluyen hidrocarburos alifáticos, cicloalifáticos y aromáticos e hidrocarburos modificados y derivados hidrogenados; terpenos y terpenos modificados y derivados hidrogenados; colofonias y colofonias modificadas y derivados hidrogenados; y mezclas de los mismos. Las resinas sólidas comunicadoras de pegajosidad tienen un punto de reblandecimiento anillo y bola de entre aproximadamente 70ºC y 150ºC mientras que las resinas líquidas comunicadoras de pegajosidad son fluidas a temperatura ambiente. Entre las resinas líquidas comunicadoras de pegajosidad disponibles comercialmente se incluyen la Escorez® 2520, una resina de hidrocarburos con un punto de fluidez de 20ºC, disponible en Exxon Chemical Co.; la Regalrez® 1018, una resina de hidrocarburos aromáticos con un punto de fluidez de 18ºC, disponible en Hercules, Inc. (Chicago, IL); y la Sylvatac® 5N, un éster de colofonia modificada con un punto de fluidez de 5ºC, disponible en Arizona Chemical Co. (Panama City, FL).

Se sabe que las resinas comunicadoras de pegajosidad que son de forma predominante alifáticas se asocian principalmente con la parte del bloque central de un copolímero de bloque. Cuando la aromaticidad de la resina aumenta, la resina tenderá a ser cada vez más compatible con el bloque extremo de un copolímero de bloque. Entre las resinas comunicadoras de pegajosidad compatibles con el bloque central, con un punto de reblandecimiento elevado, se incluyen la Eastotac® serie E, R, L y W, resinas de hidrocarburos cicloalifáticos con grados variables de hidrogenación disponibles con puntos de reblandecimiento de 100ºC, 115ºC, 130ºC y 140ºC, y suministradas por Eastman Chemical Co.; la serie Escorez® 5400 así como las resinas basadas en diciclopentadieno con un alto punto de reblandecimiento y estirenadas de Exxon Chemical Co., y la Regalrez® T-140 disponible en Hercules, Inc., y el éster de colofonia con un punto de reblandecimiento de 140ºC disponible en Union Camp.

Entre los ejemplos de resinas comunicadoras de pegajosidad aromáticas útiles se incluyen la serie de resinad Endex®, fabricadas como un copolímero de estireno modificado con puntos de reblandecimiento comprendidos entre 152ºC y 160ºC y la serie Kristalex® de resinas de alfa-metil estireno con un punto de reblandecimiento comprendido entre 70ºC y 140ºC, disponibles ambas en Hercules, Inc. (Wilmington, DE); así como éter de polifenileno, particularmente premezclado con una resina comunicadora de pegajosidad y resinas de cumarona indeno.

Típicamente, las resinas comunicadoras de pegajosidad mixtas alifáticas-aromáticas son predominantemente alifáticas y por lo tanto están asociadas principalmente al bloque central, aunque comprenden componentes aromáticos en cantidades de hasta aproximadamente el 30% en peso con respecto al peso de la resina comunicadora de pegajosidad. Entre los ejemplos comerciales se incluyen la MBG-275 disponible en Hercules, Inc. y la serie Escorez® 5600, disponible en Exxon (Houston, TX).

Las resinas dispersables en agua incluyen aquellas resinas que tienen grupos funcionales tales como grupos hidroxilo (-OH), grupos ácidos (-COOH) o grupos éster (-COOR). Dichas resinas incluyen resinas comunicadoras de pegajosidad terpénicas fenólicas tales como Nirez® V-2040, resinas comunicadoras de pegajosidad de ácido de colofonia tales como Silvatac® 140 de Arizona Chemical Co. (ya no disponible comercialmente); la resina Dymerex®, un ácido dímero polimerizado; así como la serie DE y la serie Foral® de ácidos de colofonia disponibles en Hercules, Inc.

Los adhesivos sensibles a la presión, de fusión en caliente, de la presente invención pueden comprender un plastificante con una concentración de entre el 0% en peso y aproximadamente el 50% en peso. Para adhesivos HMPSA de calidad extruíble se prefiere minimizar la concentración de diluentes líquidos, mientras que para aplicaciones de adhesivos HMPSA convencionales, las composiciones utilizan de forma preferente entre aproximadamente un 10% en peso y aproximadamente un 40% en peso de plastificante, y de forma más preferente entre aproximadamente un 15% en peso y aproximadamente un 30% en peso.

Un plastificante se define en términos generales como una composición típicamente orgánica que se puede añadir a una composición termoplástica para mejorar la capacidad de extrusión, la flexibilidad, la trabajabilidad, y la estirabilidad en el adhesivo acabado. Puede ser útil cualquier material el cual sea fluido a temperaturas ambientes y que sea compatible con el copolímero de bloque. Los plastificantes útiles en la presente invención pueden incluir aceites de base mineral y aceites basados en petróleo, resinas líquidas, elastómeros líquidos, polibuteno, poliisobutileno, aceites funcionalizados tales como trihidroxioleato de glicerol y otros aceites grasos y mezclas de los mismos. Los plastificantes usados más habitualmente son aceites que son principalmente aceites de hidrocarburos que tienen un contenido aromático bajo y de naturaleza parafínica o nafténica. Preferentemente, los aceites tienen una volatilidad baja, son transparentes y tienen los menores color y olor posibles. La presente invención también contempla el uso de oligómeros de olefina, polímeros de bajo peso molecular, aceites vegetales y sus derivados y aceites plastificantes similares.

Entre los ejemplos de los plastificantes útiles se incluyen el Calsol® 5120, un aceite basado en petróleo nafténico disponible en Calumet Lubricants Co. (Indianápolis, IN); el Aceite Mineral Blanco Kaydol®, un aceite mineral parafínico disponible en Witco Corp. (NY, NY); el Parapol® 1300, un homopolímero de buteno líquido disponible en Exxon Chemical Co. (Houston, TX); el Indopol® H-300, un homopolímero de buteno líquido, disponible en Amoco Corp. (Chicago, IL); así como una variedad de aceites de proceso nafténico de 500 segundos o 1.200 segundos. Estos plastificantes son útiles en cantidades de entre el 0% en peso y aproximadamente el 50% en peso, preferentemente entre aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 40% en peso y más preferentemente entre aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 30% en peso, para las composiciones sensibles a la presión, de fusión en caliente.

Cuando se utiliza un agente plastificante sólido, el mismo tendrá preferentemente un punto de reblandecimiento por encima de los 60ºC. Aunque se prefiere un compuesto de dibenzoato de 1,4-ciclohexano dimetanol disponible comercialmente en Velsicol con el nombre comercial Benzoflex^{TM} 352, es adecuado cualquier plastificante sólido que posteriormente se recristalice en la composición termoplástica compuesta. En los documentos EP 0 422 108 B1 y EP 0 410 412 B1, cedidos ambos a H.B. Fuller Company, se describen otros plastificantes que pueden resultar adecuados para este objetivo.

A la composición adhesiva se le puede añadir una cantidad adicional de cera para aumentar la resistencia cohesiva y/o la resistencia al calor en cantidades de entre aproximadamente el 0,1% y aproximadamente el 10% en peso del adhesivo, preferentemente entre aproximadamente el 2% y aproximadamente el 8% en peso del adhesivo y con la mayor preferencia entre aproximadamente el 4% y aproximadamente el 6% en peso del adhesivo. En general, la adición de cera provoca que el tiempo abierto del adhesivo se reduzca, limitando el intervalo de tiempo dentro del cual se puede formar una unión entre dos sustratos. Cuanta más cera se añada, más se reducirá el tiempo abierto. Adicionalmente, cantidades superiores de cera, particularmente ceras polares, afectan negativamente a la adherencia de un adhesivo sensible a la presión provocando una reducción de los valores de pegajosidad de un bucle y/o los valores de pelado. Si estos valores llegan a ser demasiado bajos, se puede decir, que el adhesivo llega a "morirse", lo cual significa que la pegajosidad del adhesivo se ha reducido hasta un punto en el que dicho adhesivo ya no es útil como adhesivo sensible a la presión.

Tal como es sabido en la técnica, para modificar la pegajosidad, el color, el olor, etcétera, de la composición termoplástica, se pueden añadir otros componentes diversos. En las formulaciones también se pueden incluir aditivos tales como antioxidantes tales como fenólicos impedidos (Irganox^{TM} 1010, Irganox^{TM} 1076), fosfitos (por ejemplo, Irgafos^{TM} 168), estabilizadores ultravioleta, pigmentos, y sustancias de carga.

La composición adhesiva sensible a la presión de la presente invención puede presentar un espectro de propiedades, incluyendo sustancias de fusión en caliente con una cohesión deficiente para cierres adhesivos abribles, y varias aplicaciones de cintas y etiquetas de tipo extraíble y permanente. Los ejemplos incluyen aplicaciones no tejidas para el posicionamiento de compresas, sistemas de fijación de pañales, y la construcción de artículos desechables, en la industria de la automoción en la que se usan adhesivos sensibles a la presión, de fusión en caliente, para aplicaciones de ensamblajes, y para dispositivos médicos y vendas.

Frecuentemente, los adhesivos sensibles a la presión se aplican como recubrimientos sobre un sustrato principal, se cubren con un forro antiadhesivo y a continuación se envían y se almacenan para ser usados en una fecha posterior. En tal caso, un usuario final aplicará el sustrato recubierto con el adhesivo en un sustrato segundario. Entre los ejemplos de dichas aplicaciones encuentran varias aplicaciones de etiquetado, cintas adhesivas para pañales, vendas y tiritas y compresas las cuales se adhieren a la ropa interior femenina. Como alternativa, el adhesivo se puede aplicar como recubrimiento en un primer sustrato y se puede unir a un segundo sustrato que sea igual o diferente que el primer sustrato en línea.

La invención se ilustra adicionalmente por medio de los siguientes ejemplos no limitativos.

Ejemplos Métodos de prueba Viscosidad compleja

La viscosidad compleja se mide según la norma ASTM-D4440. Las placas paralelas utilizadas tenían un diámetro de entre 20 y 25 mm con un intersticio de aproximadamente entre 1,5 y 2,0 mm. El instrumento se fijó a una frecuencia de 1 Hz y se realizó un barrido de temperatura a una velocidad escalonada de 2ºC/min.

Tendencia de retención en tamiz

Los valores de la viscosidad compleja están en correlación con una segunda prueba diseñada para medir la cantidad de material pelicular que pasará a través de un tamiz a una cierta temperatura bajo una cierta carga (peso por área). Se colocó un tamiz de malla 20 sobre la parte superior de un recipiente no fundible, pesado previamente. A continuación, encima del tamiz se colocó un tubo de cobre que tenía un diámetro interior de aproximadamente 0,875'' y una altura de 32 mm. Encima del tamiz dentro del tubo de cobre, a temperatura ambiente, se colocan aproximadamente 3,5 g del material pelicular (película preacabada, pellets, u otras formas) el cual se va someter a prueba. Encima del material pelicular se coloca un peso de 100 g con un diámetro de 0,860''. Todo el conjunto se coloca en un horno de aire forzado a 300ºF durante 30 minutos. El conjunto se retira del horno, se enfría, y se determina la masa de material pelicular que pasó a través del tamiz hacia el recipiente por debajo restando el peso final de la masa del recipiente.

Para aumentar la sensibilidad del método de prueba se pueden modificar el tamaño de la malla, la temperatura, y la carga. Por ejemplo, para diferenciar y seleccionar películas mejores en situaciones en las que, cuando se realice la prueba según las condiciones de referencia, el rendimiento sea prácticamente el mismo, se pueden utilizar un tamiz de tamaño de malla menor y/o una temperatura inferior y/o una carga inferior.

Pelado inicial con respecto a algodón

Se midieron los valores de pelado para determinar en qué grado afecta el material pelicular al rendimiento del adhesivo. Este método de prueba describe cómo medir la fuerza de desprendimiento de una superficie adhesiva pegada a un sustrato de género. En cada uno de los ejemplos, un 0,2% en peso de película se mezcló con HL-2238, una composición adhesiva de fijación, sensible a la presión, disponible comercialmente en H.B. Fuller Company, St. Paul. MN.

Se preparan películas adhesivas recubiertas con adhesivo de fusión en caliente sobre Mylar usando un dispositivo de recubrimiento adecuado a una temperatura de aplicación apropiada. Durante la preparación de las películas recubiertas con adhesivo, la superficie adhesiva se cubre con papel antiadhesivo para facilitar su manipulación. Se comprueba que el peso del recubrimiento apunta a los 25 g/m^{2} +/- 3 g/m^{2}.

Las películas recubiertas con adhesivo se cortan en tiras de 1 pulgada (2,5 cm) de ancho, las cuales presentaban una longitud de 4 pulgadas (10 cm) en la dirección de la máquina. En un extremo de cada tira, se pliega sobre sí misma aproximadamente ¼ pulgada (0,6 cm) de la tira para crear un asidero. Se retira el papel antiadhesivo y la superficie adhesiva de una tira de 1 pulgada (2,5 cm) de ancho sobre un kit de prueba de algodón de punto forma un conjunto. El conjunto se coloca en el dispositivo de rodamiento mecánico con un rodillo de 4,5 libras (2 kg) (Engineering Service, Glenview IL 60025) y se deja que el rodillo realice dos pasadas sobre la muestra, una hacia adelante y otra hacia atrás. Se activa un temporizador y la muestra se coloca en las mordazas de un aparato probador de deslizamiento-pelado (Instrumentors, Inc., Cleveland, OH). La tira de 1 pulgada (2,5 cm) de ancho se coloca en la mordaza móvil y el género se coloca en la mordaza fija. Antes de 1 minuto después de que la muestra se haya retirado del dispositivo de rodamiento, la muestra se pela a 12 pulgadas por minuto (30 cm/min), en un tiempo medio de más de 10 segundos. El procedimiento se repite cinco veces, registrando el valor medio del pelado en T y anotando cualquier filamentación o transferencia. Los valores del pelado en T se anotan en gramos por pulgada lineal.

El nombre comercial, la descripción química, el proveedor, la densidad y el índice de fusión de los materiales peliculares utilizados en los ejemplos se representan en la Tabla 1, de la manera siguiente.

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TABLA 1

Nombre comercial	Descripción	Proveedor	Densidad	Indice de
			(g/cm^{3})	Fusión (MI)
SM-1300	octeno-etileno	Dow Chemical Co.	0,902	30 g/10 min@
	sustancialmente lineal			190ºC
SM-1100	octeno-etileno	Dow Chemical Co.	0,880	18 g/10 min@
	sustancialmente lineal			190ºC
SM-8250	octeno-etileno	Dow Chemical Co.	0,885	30 g/10 min@
	sustancialmente lineal			190ºC
SM-8400	octeno-etileno	Dow Chemical Co.	0,870	30 g/10 min@
	sustancialmente lineal			190ºC
Exact 4038	etileno lineal	Exxon Chemical Co.	0,885	125 g/10 min@
	homogéneo			190ºC
Película EVA	película EVA 30%	Specialty Extrusion
	VA, de alto MI

TABLA 1 (continuación)

Nombre comercial	Descripción	Proveedor	Densidad	Indice de
			(g/cm^{3})	Fusión (MI)
Ejemplo comparativo A			0,918	20 g/10 min@
				190ºC
Ejemplo comparativo B			0,927	2,5 g/10 min@
				190ºC
Ejemplo comparativo C	homopolímero de	Eastman Chemical Co.	0,906	2250 g/10 min@
(Epolene C-10)	etileno			190ºC

La Figura 1 representa la viscosidad compleja del ejemplo Comparativo A en comparación con la SM-1300, SM-1100, y SM-8250, tres películas adecuadas para ser usadas en la presente invención, que tienen una viscosidad compleja menor que 100.000 Pa*s a 90ºC. Los Ejemplos Comparativos A y B representan películas utilizadas actualmente como películas de envasado para adhesivos de fusión en caliente sensibles a la presión. El Ejemplo Comparativo B tiene una viscosidad compleja de aproximadamente 3.200 Pa*s a 150ºC y una viscosidad compleja mayor que 100.000 Pa*s a 90ºC. Por lo tanto, el Ejemplo Comparativo B tiene una viscosidad compleja todavía más alta que el Ejemplo Comparativo A y por esta razón no se representa en la Figura 1.

La Figura 2 representa la viscosidad compleja de una película de SM-8400, Exact 4038, y EVA con respecto al Ejemplo Comparativo A, HL-2238, una composición adhesiva sensible a la presión disponible comercialmente en H.B. Fuller Company, St. Paul, MN, y el Ejemplo Comparativo C, Epolene C-10, una cera de polietileno. Debido a las diferencias en la instrumentación, la Figura 2 representa la viscosidad compleja, en poise, en lugar de en Pa*s, con respecto a la temperatura. (1 Pa*s = 10 Poise).

Tal como se representa en la Tabla 2, se sometieron a prueba las tendencias de retención en tamiz de varias de las películas así como los valores del pelado en T de la mezcla adhesivo/película.

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TABLA 2

Nombre comercial	Masa de película (g)	Pelado en T con respecto al algodón
SM 8400	2,80	226 g \pm 14
Exact 4038	2,56	242 g \pm 27
SM-8250	2,44
SM1300	2,23	236 g \pm 7
Control (HL-2238 sin película)		207 g \pm 27
Ejemplo comparativo A	0
Ejemplo comparativo B	0
Ejemplo comparativo C	2,30	216 \pm 19 g
(Epolene C-10)

Aunque ni el Ejemplo Comparativo A, ni el Ejemplo Comparativo B tenían una viscosidad compleja suficientemente baja como para pasar a través del tamiz y descender hacia el recipiente posicionado debajo, existía una diferencia notable en los resultados de las pruebas entre estas muestras. Mientras que el Ejemplo Comparativo A pasaba a través del tamiz aunque permanecía fijado al mismo, el Ejemplo Comparativo B conservaba la forma cilíndrica del tubo de cobre y únicamente penetraba a través del tamiz de 1 a 2 mm. Sorprendentemente, las películas ejemplificadas para ser usadas en la presente invención tienen unos valores de retención en el tamiz similares al Epolene C-10, que tiene un índice de fusión de 2.250 g/10 min a 190ºC. Además, los solicitantes suponen que unas condiciones de temperaturas menores y unos tamices de mallas mayores darían como resultado una diferenciación todavía mayor entre las películas de baja viscosidad compleja utilizadas en la presente invención.

El SM-1300, el SM-8250 y el SM-8400 tienen todos ellos un índice de fusión de 30 g/10 min., aunque difieren con respecto a la densidad. Aunque las tres películas presentan todas ellas la viscosidad compleja deseada y carecen de una inflexión creciente brusca a una temperatura entre 90ºC y 100ºC, tal como en el caso de los Ejemplos Comparativos A y C, la película de densidad más baja da como resultado las tendencias de retención en tamiz menores.

El Exact 4038 y el SM-8250 tienen la misma densidad, aunque difieren con respecto al índice de fusión. Cuanto mayor sea el índice de fusión que presenta la película, menor será la viscosidad compleja y más reducidas serán las tendencias de retención en el tamiz. No obstante, parece que la densidad tiene un impacto mayor que el índice de fusión, ya que el SM-8400, que tiene una densidad menor, aunque un índice de fusión menor, presentaba los mejores resultados.

Claims

1. Método de envasado de una composición termoplástica, comprendiendo dicho método las siguientes etapas:

a) se proporciona una composición termoplástica;

b) se selecciona un material de película plástica de envasado que tiene características físicas que son compatibles con las características de una mezcla fundida de dicha composición termoplástica y dicho material de envasado y no afectan de forma sustancialmente negativa a estas últimas características; y

c) se rodea sustancialmente la composición termoplástica con una película de dicho material plástico de envasado;

en el que dicho material de película plástica de envasado tiene una viscosidad compleja menor que 100.000 Pa*s a 80ºC.

2. El método según la reivindicación 1, en el que la composición termoplástica es un adhesivo de fusión en caliente.

3. El método según la reivindicación 1, en el que la composición termoplástica tiene una viscosidad Brookfield menor que aproximadamente 10.000 cPs a 350ºF.

4. El método según la reivindicación 1, en el que la diferencia entre la viscosidad compleja de la composición termoplástica y la viscosidad compleja del material de película plástica de envasado es menor que aproximadamente 15.000 poise a una temperatura comprendida entre aproximadamente 100ºC y aproximadamente 150ºC.

5. Composición termoplástica rodeada por un material de película plástica de envasado, en la que la viscosidad compleja del material pelicular a aproximadamente 80ºC es menor que 100.000 Pa*s.

6. La composición termoplástica según la reivindicación 5, en la que la viscosidad compleja del material pelicular a aproximadamente 80ºC es menor que 80.000 Pa*s.

7. La composición termoplástica según la reivindicación 5, en la que la viscosidad compleja del material pelicular a aproximadamente 80ºC es menor que 50.000 Pa*s.

8. La Composición termoplástica según la reivindicación 5, en la que la viscosidad compleja del material pelicular a aproximadamente 80ºC es menor que 20.000 Pa*s.

9. La composición termoplástica según la reivindicación 5, en la que la composición termoplástica es un adhesivo en fusión en caliente.

10. La composición termoplástica según la reivindicación 5, en la que el material pelicular comprende por lo menos una poliolefina homogénea lineal o sustancialmente lineal.

11. La composición termoplástica rodeada por un material de película plástica de envasado, en la que la película plástica de envasado tiene un índice de fusión a 190ºC mayor que 20 g/10 min.

12. La composición termoplástica según la reivindicación 11, en la que el material pelicular tiene un índice de fusión a 190ºC mayor que 30 g/10 min.

13. La composición termoplástica según la reivindicación 11, en la que el material pelicular tiene un índice de fusión a 190ºC mayor que 50 g/10 min.

14. La composición termoplástica según la reivindicación 11, en la que el material pelicular tiene un índice de fusión a 190ºC mayor que 100 g/10 min.

15. La composición termoplástica según la reivindicación 1, en la que la densidad del material pelicular es menor que 0,910 g/cm^{3}.

16. El termoplástico según la reivindicación 15, en el que la densidad del material pelicular es menor que aproximadamente 0,900 g/cm^{3}.

17. El termoplástico según la reivindicación 15, en el que la densidad del material pelicular es menor que aproximadamente 0,890 g/cm^{3}.

18. El termoplástico según la reivindicación 15, en el que la densidad del material pelicular es menor que aproximadamente 0,885 g/cm^{3}.

19. Método de uso de una composición termoplástica, que comprende las siguientes etapas:

a) se proporciona una composición termoplástica de envasado en la que una composición termoplástica está rodeada por un material de película plástica de envasado, siendo la viscosidad compleja del material pelicular a aproximadamente 80ºC menor que 100.000 Pa*s;

b) se funde dicha composición termoplástica envasada; y

c) se aplica dicha composición termoplástica envasada fundida a un sustrato a una temperatura menor que aproximadamente 120ºC.

20. El método según la reivindicación 1, en el que la película de envasado comprende por lo menos un interpolímero homogéneo de etileno/\alpha-olefina.

21. El método de envasado de una composición termoplástica, comprendiendo dicho método las siguientes etapas:

a) se proporciona una masa pegajosa de composición termoplástica que tiene una superficie exterior;

b) se recubre la superficie exterior de dicha masa con una composición termoplástica de recubrimiento; en la que dicha superficie se recubre con el siguiente método:

i): se dispensa una composición termoplástica fundida de recubrimiento en forma de una película continua desde un dispositivo de recubrimiento;

ii): se suspende dicha película entre el dispositivo de recubrimiento y la superficie exterior de la masa a recubrir; y

iii): se hace que dicha película entre en contacto con dicha superficie exterior,

: en el que dicha película tiene una viscosidad compleja menor que 100.000 Pa*s a 80ºC.