ES2339488T3 - Adhesivo redisolvible en agua. - Google Patents
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Abstract
Adhesivo acuoso que contiene, basado en el contenido de sólidos, - de 20 a 80% en peso de un copolímero (met)acrílico (A) como dispersión en agua, - de 10 a 50% en peso de una resina (B), - de 5 a 30% en peso de un producto de reacción (C) en forma de una dispersión de i) de 20 a 50%, basado en la dispersión total (C), de un copolímero (met)acrílico que tiene un índice de acidez de 1-100 mg de KOH/g, ii) de 5 a 40%, basado en la dispersión total (C), de al menos un alcohol sacárico con un MN de 100 a 600 g/mol, y haciendo reaccionar la mezcla en solución alcalina durante de 0,1 a 6 horas, - de 0,1 a 30% en peso de uno o más adyuvantes (D) en donde la suma de A a D asciende a 100%.
Description
Adhesivo redisolvible en agua.
La presente invención se refiere a materiales
adhesivos acuosos que comprenden polímeros naturales específicos
para unir sustratos de papel o película a superficies duras, más
particularmente superficies plásticas o vidrio, que pueden
retirarse con soluciones alcalinas.
Se sabe desde hace algún tiempo que pueden
usarse preparaciones de adhesivo acuoso para unir sustratos
permeables al agua. Un campo principal de aplicación, por ejemplo,
es el etiquetado de botellas. Por ejemplo, en DE 195 21 564 A se
propone formar un sistema adhesivo para el etiquetado de envoltorios
a partir de un adhesivo de captación y un adhesivo de
superposición. Se dice que el adhesivo de captación tiene alta
resistencia adhesiva en húmedo y consiste en de 5 a 85% en peso de
un polímero soluble en agua basado en caseína, almidón, dextrina,
glucosa, poli(alcohol vinílico), poliviniluretano o
poli(ácido acrílico).
DE-OS 21 07 651 describe un
procedimiento para la producción de un látex de polímero
mecánicamente estable que consiste en monómeros hidrófobos y
monómeros carboxifuncionales. Además de la producción de los
látices, el documento también describe su uso para el tratamiento
de materiales textiles o para la pigmentación en la producción de
pinturas pigmentadas. Sin embargo, no hay ninguna sugerencia de que
los productos de neutralización del látex sean adecuados como
adhesivos.
WO 93/03111 describe adhesivos que contienen
agua para el etiquetado de botellas. Estos adhesivos de etiquetado
se basan en una cola, una colofonia, una resina sintética y
alcoholes monohidroxilados o polihidroxilados. No hay ninguna
referencia al uso de polímeros modificados específicos.
EP 1025179 A1 describe adhesivos que contienen
agua para sustratos hidrófobos que contienen un copolímero acrílico
basado en una combinación de monómeros que tienen grupos ácidos y
monómeros hidrófobos. Adicionalmente, los aditivos generalmente
conocidos pueden estar presentes en tal dispersión de adhesivo.
Aunque las superficies hidrófobas pueden unirse
bien con colas basadas en caseína, pueden emitirse olores
desagradables bajo condiciones adversas en procedimientos de
limpieza industriales usados para retirar las etiquetas. El uso de
polímeros de ácido (met)acrílico evitará tales olores, pero
tales adhesivos tienen algunas desventajas en sus propiedades de
adhesión bajo diferentes condiciones ambientales. Así, es necesario
que las etiquetas encoladas sobre un sustrato con tal adhesivo sean
estables bajo condiciones húmedas y frías durante el almacenamiento
pero se retiren fácilmente por lavado en el procedimiento de
reciclado.
De acuerdo con esto, el problema afrontado por
la presente invención era desarrollar una composición de adhesivo
acuoso que desarrollara alta resistencia adhesiva sobre superficies
sólidas, especialmente también sobre una superficie húmeda, que
mostrara buena adhesión de las etiquetas unidas al sustrato también
bajo condiciones húmedas y que, además, fuera fácilmente retirable
en un procedimiento de reciclado sometiendo el adhesivo a
soluciones alcalinas.
Este problema se soluciona proporcionando una
composición de adhesivo acuoso que contiene, basado en el contenido
de sólidos, (A) de 20 a 80% en peso de un copolímero
(met)acrílico como dispersión en agua, (B) de 10 a 50% en
peso de una resina, (C) de 5 a 30% en peso de un producto de
reacción en forma de una dispersión de i) de 20 a 50% basado en la
dispersión total (C) de un copolímero (met)acrílico que tiene
un índice de acidez de 1 a 100 mg de KOH/g, ii) de 5 a 40% basado
en la dispersión total (C) de al menos un alcohol sacárico con un
M_{N} de 100 a 600 g/mol, y haciendo reaccionar la mezcla en
solución alcalina durante de 0,1 a 6 horas, (D) de 0,1 a 30% en
peso de uno o más adyuvantes, en donde la suma de A a D asciende a
100%.
Adhesivo acuoso significará que el adhesivo y
los componentes principales serán solubles o dispersables en agua.
Los componentes se mezclarán en forma de dispersiones o pueden
disolverse en una solución acuosa de un componente. El adhesivo se
aplicará sobre el sustrato y proporcionará una capa de un adhesivo
piezo-sensible. Redisolvible en agua significa que
el adhesivo después de la aplicación entre las superficies de los
sustratos durante un procedimiento de reciclado posterior puede
disolverse o dispersarse hasta tal punto que los sustratos se
separen.
Un componente del adhesivo es una dispersión de
un copolímero (met)acrílico en agua (A). Tales copolímeros
(met)acrílicos consistirán en los monómeros insaturados
conocidos basados en ácido (met)acrílico y sus ésteres y
monómeros tales que son copolimerizables con tales monómeros de
(met)acrilato. Los copolímeros usados de acuerdo con la
presente invención se forman preferiblemente mediante la
copolimerización de al menos un monómero de tipo hidrófobo con al
menos un monómero de un tipo hidrófilo, y opcionalmente otros
monómeros que contienen al menos un grupo carboxílico.
Los monómeros de tipo hidrófobo son componentes,
es decir, monómeros copolimerizados, que forman una fase líquida
orgánica dispersa discreta en agua como la fase continua bajo las
condiciones de copolimerización en emulsión de acuerdo con la
invención. Monómeros adecuados de este tipo son ésteres de ácidos
carboxílicos polimerizables insaturados, más particularmente ácido
acrílico y metacrílico, compuestos vinílicos aromáticos, tales como
estireno, \alpha-metilestireno y viniltolueno,
ésteres de alcohol vinílico, más particularmente éster vinílico de
ácido graso, N-alquilamidas superiores de ácidos
carboxílicos polimerizables insaturados, más particularmente ácido
(met)acrílico, y otros monómeros olefínicos copolimerizables,
por ejemplo de acrilonitrilo y metacrilonitrilo, cloruro de vinilo
o cloruro de vinilideno, y olefinas, tales como etileno, butadieno,
isopreno y olefinas comparables sin otra funcionalidad. Los ésteres
de ácido acrílico y ácido metacrílico, más especialmente ésteres
correspondientes con alcoholes monohidroxilados inferiores, tales
como alcoholes C1 a C8, por encima de todo los ésteres metílicos,
butílicos, 2-etilhexílicos y/o etílicos
correspondientes, son de particular importancia. Los compuestos
vinílicos aromáticos de tipo estirénico también son particularmente
adecuados. Los ésteres de alcohol vinílico y las olefinas sin otra
funcionalidad se prefieren menos. Tales monómeros, además de sus
propiedades hidrófobas, no contienen un grupo que forme directamente
una sal.
El segundo grupo de monómeros son de tipo
hidrófilo. Monómeros adecuados son monómeros copolimerizables que
contienen sustituyentes polares de los que son ejemplos típicos
acrilamida, metacrilamida, acrilato o metacrilato de hidroxietilo,
hidroxietilacrilamida y N-vinilpirrolidona. Otros
monómeros de este tipo son (met)acrilatos de hidroxialquilo
como acrilato o metacrilato de hidroxipropilo, acrilato de
hidroxibutilo, ésteres parciales de glicerol y ácido acrílico.
Aunque los monómeros de tipo hidrófilo e
hidrófobo siempre se usan en la producción de tal copolímero
acrílico, el uso de los monómeros que contienen grupos ácidos es
opcional. Los comonómeros carboxifuncionales son particularmente
útiles a este respecto. Ejemplos preferidos son ácido acrílico,
ácido metacrílico, ácido itacónico y/o ácido crotónico. El ácido
maleico, el ácido fumárico o los semiésteres de los mismos son menos
preferidos. Otros ejemplos de componentes de esta clase son
monómeros insaturados que contienen grupos ácido sulfónico. Tales
monómeros pueden formar grupos iónicos en una fase acuosa. Tales
grupos iónicos mejorarán la solubilidad del polímero en agua.
Típicamente, la relación molar de monómeros
hidrófobos a los monómeros que contienen grupos hidrófilos se
selecciona de modo que se usen al menos 50% en moles de los
monómeros hidrófobos y al menos 5% en moles de los monómeros que
contienen grupos hidrófilos. Opcionalmente, hasta 20% en moles de
los monómeros hidrófilos puede reemplazarse por monómeros que
contienen grupos ácidos. El copolímero tendrá un peso molecular
(peso molecular medio numérico, M_{N}, obtenible mediante GPC)
entre 10.000 y 500.000 g/mol, preferiblemente menor de 300.000
g/mol, el índice de acidez es 0 o hasta 50 mg de KOH/g. Se prefiere
seleccionar monómeros de modo que la temperatura de transición
vítrea Tg (medida mediante DSC, DIN ISO 11357) del copolímero
(met)acrílico sea menor de 0ºC, preferiblemente menor de
-10ºC.
Para la preparación del adhesivo, los
copolímeros (met)acrílicos están presentes preferiblemente en
forma de soluciones o dispersiones acuosas. La dispersión puede
contener al menos un agente emulsionante en una cantidad que hará
al copolímero dispersable en agua o será soluble o dispersable en
agua mediante la neutralización de al menos parte de los grupos
ácidos, p. ej. los grupos carboxílicos. Pueden usarse cualesquiera
emulsionantes o sistemas emulsionantes de aceite en agua estándar
(tensioactivos no iónicos, aniónicos o catiónicos). Tales
copolímeros y dispersiones están disponibles comercialmente. El
copolímero se usará en una cantidad de 20 a 80% en peso de la
composición de adhesivo sólida.
El adhesivo acuoso contendrá al menos una resina
de aumento de pegajosidad (B). La resina proporciona pegajosidad
adicional y mejora la compatibilidad de los componentes del
adhesivo. La resina se selecciona preferiblemente de alcohol
hidroabietílico y sus ésteres, más particularmente sus ésteres con
ácidos carboxílicos aromáticos, tales como ácido tereftálico y
ácido ftálico; resinas naturales modificadas, tales como ácidos de
resina procedentes de goma de colofonia, colofonia líquida o
colofonia de madera, por ejemplo goma de colofonia completamente
saponificada o ésteres alquílicos de colofonia de pino opcionalmente
parcialmente hidrogenada con bajos puntos de reblandecimiento,
tales como, por ejemplo, ésteres metílicos, dietilenglicólicos,
glicerólicos y pentaeritritólicos; resinas basadas en resinas
hidrocarbonadas funcionales; resinas de SAA (copolímeros de estireno
y alcohol alílico); resinas terpenofenólicas o resinas
cetónicas.
Resinas adecuadas son preferiblemente
colofonias. Las colofonias son masas amorfas con pesos moleculares
medios por debajo de 2.000 g/mol. Se obtienen a partir de la resina
de coníferas en bruto. Además, se usan preferiblemente las
colofonias derivadas, por ejemplo colofonias hidrogenadas o
desproporcionadas, siendo por encima de todo el objetivo de la
derivación, por ejemplo saponificación o adición de ácido maleico,
incrementar la solubilidad o la dispersabilidad en agua. Colofonias
adecuadas y derivados de las mismas son gomas, colofonias líquidas
y de madera. El índice de acidez de tal colofonia está entre 0 y 300
mg de KOH/g, preferiblemente entre 70 y 220 mg de KOH/g.
La resina está destinada a aumentar la
pegajosidad de la capa de adhesivo y a mejorar la compatibilidad de
los componentes del adhesivo. Preferiblemente, se usa en una
cantidad de 10 a 50% en peso (sólidos). La resina puede
suministrarse en forma de una dispersión. En tal caso, se incorpora
un emulsionante en la dispersión y/o se selecciona una resina
soluble. Para alcanzar un alto contenido de sólidos del adhesivo,
preferiblemente, el contenido de sólidos de tal dispersión de
resina estará entre 45 y 65% en peso. Como alternativa, la resina
se dispersará en la fase acuosa del copolímero acrílico (A). En una
realización preferida de la invención, se usa de 15 a 35% en peso
del adhesivo de al menos una resina dispersable o soluble en agua.
Las resinas y especialmente las colofonias están disponibles
comercialmente también en forma de dispersiones.
Otro componente de un adhesivo de acuerdo con la
invención es un producto de reacción (C) de un copolímero
(met)acrílico con al menos un alcohol sacárico en solución
acuosa. El adhesivo de acuerdo con la invención contendrá de 5 a
30% en peso de tal producto de reacción polímero. Estará incluido en
el adhesivo en forma de una dispersión. El copolímero
(met)acrílico puede consistir en los mismos monómeros
insaturados que se listan anteriormente. El peso molecular (MN) de
tal polímero es de aproximadamente 100.000 a 1.000.000 g/mol,
preferiblemente menor de 500.000 g/mol. El copolímero contendrá
grupos carboxílicos que pueden transferirse a grupos iónicos al
menos parcialmente. El índice de acidez será de 1 a 100 mg de KOH/g,
preferiblemente más de 20 mg de KOH/g. La temperatura de transición
vítrea Tg del polímero (met)acrílico es mayor de 0ºC,
preferiblemente mayor de 10ºC. Tales copolímeros están dispersados
en agua. Tales dispersiones están disponibles comercialmente. Tal
dispersión puede contener aditivos que se requieren para alcanzar
buena estabilidad y procesabilidad, por ejemplo un regulador del
pH, un antiespumante o un estabilizante. El polímero
(met)acrílico será diferente del componente (A), por ejemplo
en su índice de acidez, en su peso molecular o en su composición de
monómeros.
Alcoholes sacáricos adecuados para la reacción
son polioles de tipo sacárico y se forman, por ejemplo, a partir de
monosacáridos mediante la reducción del grupo carboxilo. Los
alcoholes sacáricos usados de acuerdo con la presente invención son
polioles líquidos o sólidos a temperatura ambiente y contienen de 4
a 14 grupos hidroxilo por molécula y pueden tener un punto de
fusión de 50 a 200ºC. Los alcoholes sacáricos usado tienen
preferiblemente un peso molecular M_{N} de 100 a 600 g/mol y
preferiblemente en el intervalo de 150 a 500 g/mol.
Los alcoholes sacáricos se seleccionan
preferiblemente del grupo de alditoles, más particularmente del
grupo de tetritoles, pentitoles o hexitoles. Ejemplos reales son
arabitol, dulcitol, eritritol, manitol, ribitol, sorbitol o xilitol
o mezclas de los mismos. En una realización particularmente
preferida, se usa manitol y/o sorbitol como el alcohol sacárico. En
otra realización de la invención, se usan sacáridos hidrogenados,
más particularmente disacáridos hidrogenados, como los alcoholes
sacáricos, bien por sí mismos o bien mezclados con al menos un
alditol. En una realización particularmente preferida de la
invención, el alcohol sacárico usado se selecciona de
1,1-GPM
(1-0-\alpha-D-glucopiranosil-D-manitol),
1,6-GPS
(6-0-\alpha-D-glucopiranosil-D-sorbitol),
maltitol o lactitol individualmente, mezclados entre sí y/o
mezclados con al menos un alditol. Otros alcoholes sacáricos
adecuados son jarabe de glucosa hidrogenado, jarabe de maltitol,
pentaeritritol, dipentaeritritol o polidextrosa.
En una realización de la invención, hasta 30% en
peso del alcohol sacárico, basado en el peso del alcohol sacárico,
se reemplaza por al menos un poliol líquido a temperatura ambiente.
Polioles líquidos adecuados son, en particular, glicerol o
poligliceroles, tales como diglicerol, pentaglicerol o decaglicerol.
De forma correspondiente, también pueden usarse poligliceroles
alcoxilados líquidos. Los polioles líquidos pueden usarse
individualmente o en forma de mezclas. Si, a partir de sus síntesis,
los alcoholes sacáricos usados contienen constituyentes con menos
de 4 o más de 14 grupos hidroxi por molécula, el porcentaje de
contenido de constituyentes que contienen de 4 a 14 grupos
hidroxilo por molécula es mayor de 70% en peso, basado en el peso
total del alcohol sacárico usado.
Para formar el producto de reacción de (i) el
copolímero (met)acrílico y (ii) un alcohol sacárico ambos
componentes se mezclan en forma acuosa. El alcohol sacárico puede
usarse en forma sólida o líquida o como una solución acuosa. Se
mezcla con la dispersión de copolímero (met)acrílico. La
mezcla contendrá de 20 a 50% en peso del copolímero
(met)acrílico, preferiblemente de 30 a 40%, y de 5 a 40% de
al menos un alcohol sacárico, preferiblemente de 10 a 30% en peso,
el resto de la dispersión consistirá en agua. El pH de la solución
se ajusta hasta pH 7 a 9 mediante la adición de una base
inorgánica, por ejemplo LiOH, NaOH, KOH, Na_{2}CO_{3} o
Ca(OH)_{2}. A continuación, la solución se deja
reaccionar bajo agitación a temperaturas entre 20 y 60ºC durante de
0,1 a 6 h, preferiblemente de 25 a 50ºC durante de 0,25 a 3 h. Si la
temperatura es superior, el tiempo de reacción puede reducirse.
Durante la reacción la mezcla contendrá de aproximadamente 30 a 80%
de agua. Sin ninguna restricción, se supone que la parte de los
grupos carboxílicos puede formar enlaces con algunos grupos OH del
alcohol sacárico. La dispersión resultante es estable y puede
almacenarse antes del uso adicional.
Los adhesivos de acuerdo con la invención pueden
contener otras materias primas y adyuvantes (D) típicamente
encontrado en adhesivos de etiquetado o pueden mezclarse o
combinarse con adhesivos de etiquetado típicos. Por ejemplo,
polisacáridos, tales como almidones naturales, almidones degradados,
almidones químicamente modificados, dextrinas o proteínas, otros
polímeros solubles o dispersable en agua, preferiblemente
autodispersantes, por ejemplo poli(óxidos de alquileno),
poli(alcoholes vinílicos), polivinilpirrolidonas, copolímeros
de vinilpirrolidona con monómeros vinílicos, ácido acrílico o
ésteres del mismo, copolímeros de acetato de vinilo y productos de
reacción química de los mismos pueden usarse para mejorar la
resistencia adhesiva en húmedo. De estos materiales, se prefieren
el almidón, los derivados de almidón, la dextrina y los éteres
celulósicos. Derivados de almidón adecuados pueden obtenerse
haciendo reaccionar almidón natural o degradado, por ejemplo almidón
degradado oxidativamente. Tales polímeros o polisacáridos están
disponibles comercialmente.
Otros adyuvantes que pueden usarse en la
composición de adhesivo de acuerdo con la invención son adyuvantes
para controlar el tiempo en abierto, más particularmente de la clase
de los alcoholes. Azúcares, mono-, di- o
poli-alcoholes, por ejemplo, son adecuados como
adyuvantes para controlar el tiempo en abierto.
Además, los adhesivos de acuerdo con la
invención pueden contener otros aditivos para obtener propiedades
especiales, por ejemplo con respecto a la viscosidad, que pueden
regularse de manera conocida mediante la adición de ciertos
licuadores de bajo peso molecular solubles en agua, como urea,
tiourea y/o dicianodiamida; la duración de almacenamiento con
conservantes conocidos, como benzoatos, fluoruros; propiedades de
procesamiento, por ejemplo agentes antiespumantes o agentes
humectantes, como estearatos, aceite silicónico y productos de
adición de óxido de etileno u óxido de propileno con alcoholes
grasos; color, usando colorantes, pigmentos o cargas; y
tensioactivos. Estos adyuvantes seleccionados de conservantes,
antiespumantes, colorantes, pigmentos, aditivos que mejoran la
resistencia en húmedo del adhesivo, aditivos para ajustar el tiempo
en abierto, sustancias reguladoras del pH y/u otros adyuvantes
típicos se usan generalmente en cantidades de 0,1 a 30% en peso y
preferiblemente en cantidades de 0,5 a 15% en peso.
Los adhesivos que han de usarse de acuerdo con
la invención se preparan de manera conocida mezclando los
componentes. Inicialmente, puede ser recomendable preparar una
dispersión del copolímero (met)acrílico (A), añadir una
dispersión de la resina (B) o disolver la resina en el copolímero y
a continuación añadir una solución/dispersión acuosa del producto
de reacción C. Como última etapa, los adyuvantes se añaden y se
mezclan, el valor del pH se corregirá y el contenido de sólidos
puede ajustarse con agua.
La concentración de sólidos del adhesivo puede
variar dentro de amplios limites, por ejemplo entre 30 y 75% en
peso y, más particularmente, entre 40 y 65%. Se prefiere usar las
soluciones acuosas neutras como adhesivos. La neutralización puede
llevarse a cabo con una base no volátil, tal como un hidróxido de
metal alcalino, o una amina no volátil, por ejemplo trietanolamina.
El pH se ajustará de 5,5 a 8,5, preferiblemente de 6 a 8.
La viscosidad del adhesivo final está
normalmente en el intervalo de 200 a 300.000 mPas y, más
particularmente, en el intervalo de aproximadamente 500 a 30.000
mPas a 23ºC (Brookfield RVT, ISO 2555). La viscosidad se selecciona
de acuerdo con la temperatura durante el procedimiento de aplicación
y de acuerdo con el método de aplicación. Si la temperatura de
aplicación se incrementa, por ejemplo de 30 a 50ºC, puede aplicarse
un adhesivo que tiene una viscosidad en el intervalo superior.
Adicionalmente, los medios de aplicación, como por ejemplo toberas,
rodillos, cuchillas, requerirán una selección específica de la
viscosidad.
En una realización preferida de la presente
invención, el adhesivo acuoso contiene de 35 a 70% en peso de al
menos un copolímero (met)acrílico A en dispersión acuosa, de
15 a 35% en peso de al menos una colofonia dispersable en agua B,
preferiblemente como dispersión, de 7,5 a 20% en peso de un producto
de reacción de un copolímero (met)acrílico con un índice de
acidez de 1 a 100 mg de KOH/g y un alcohol sacárico con un peso
molecular de 100 a 600 g/mol como dispersión y de 0,5 a 15% en peso
de adyuvantes y aditivos, con lo que la suma de los componentes
ascenderá a 100% de sólidos.
El adhesivo acuoso es estable y se aplicará a la
etiqueta directamente para formar una capa de adhesivo o se
aplicará a una película de transferencia para formar una capa
adecuada que posteriormente se transfiere a la superficie de la
etiqueta. El procedimiento de revestimiento se realiza típicamente a
temperaturas de aproximadamente temperatura ambiente, es decir a
temperaturas en el intervalo de 15 a aproximadamente 40ºC,
preferiblemente hasta 30ºC. Aunque, en principio, los adhesivos
podrían aplicarse a temperaturas superiores, esto se prefiere menos
por razones de maquinaria.
El adhesivo acuoso de acuerdo con la invención
puede usarse para unir sustratos planos, como papel, películas,
etiquetas sobre sustratos duros. Preferiblemente, el adhesivo se usa
para el etiquetado de sustratos reutilizables, especialmente
recipientes. Los recipientes que han de etiquetarse de acuerdo con
la presente invención son, en particular, recipientes huecos, tales
como botellas, latas, bidones, tubos o cartuchos, que se basan
esencialmente en metal opcionalmente chapado o
electro-chapado, por ejemplo placa de estaño o
aluminio, vidrio, materiales cerámicos o materiales termoplásticos,
tales como poli(tereftalato de etileno), policarbonato,
polietileno, polipropileno, poli(cloruro de vinilo) o
poliestireno. Las etiquetas consisten en materiales termoplásticos,
tales como polietileno, polipropileno, poliestireno,
poli(cloruro de vinilo) polipropileno orientado o celofán, o
de papel, papel hidrofobizado, papel lacado o papel estratificado.
La conformación de las etiquetas no tiene que cumplir ningún
requisito particular. Una realización preferida usa el adhesivo para
etiquetar etiquetas hidrófilas como papel o películas hidrófilas
sobre superficies de sustratos duros como botellas de vidrio o
termoplásticas. Tales botellas se usan, en particular, para agua
mineral, bebidas refrescantes o bebidas alcohólicas.
El adhesivo de acuerdo con la invención puede
usarse en todos los procedimientos de aplicación convencionales. El
adhesivo se aplica a la etiqueta y formará una capa de revestimiento
sólida de aproximadamente 5 a 50 g/m^{2}, por ejemplo 20
g/m^{2}. Tal etiqueta revestida puede almacenarse antes de uso o
se pega a la superficie del recipiente inmediatamente después de la
fabricación. La superficie del sustrato puede estar seca o húmeda.
El adhesivo proporciona una resistencia en bruto mejorada sobre los
sustratos, las etiquetas permanecerán en su lugar durante el
procesamiento adicional de las botellas. El adhesivo proporciona una
buena estabilidad en condiciones húmedas. Bajo condiciones húmedas
normales como lluvia, niebla o nieve, las etiquetas permanecerán en
su lugar y no se deslizarán sobre la superficie.
El adhesivo de acuerdo con la invención será
redisolvible. Los sustratos unidos pueden reciclarse. En un
procedimiento de reciclado convencional, los recipientes etiquetados
con adhesivos redispersables se clasifican de acuerdo con el tipo
del recipiente y a continuación se lavan en un procedimiento de
lavado de gran gasto energético y laborioso. Todas las impurezas
tienen que retirarse tanto como sea posible del recipiente para
asegurar un alto nivel de limpieza. Concentraciones de licor de
lavado de hasta 2% de NaOH y temperaturas de 50 a 90ºC son típicas
del procedimiento de lavado. El tiempo de permanencia puede ser de
hasta 20 minutos, pero habitualmente está por debajo de 5 minutos.
El adhesivo de acuerdo con la invención se disuelve o se dispersa
en el licor de lavado y puede retirarse junto con la etiqueta.
El adhesivo acuoso de acuerdo con la invención
muestra propiedades mejoradas en su aplicación en máquinas de
etiquetado de marcha rápida. Las etiquetas unidas muestran mejor
fuerza adhesiva y permanecerán en su lugar en el procedimiento de
fabricación y bajo condiciones húmedas o frías durante el
almacenamiento. Además, se apreciará que no se producirá ningún tipo
de migración de sustancias químicas a través de una etiqueta de
papel. Una película secada del adhesivo es transparente y puede
usarse para etiquetas de película polímera o papel. Las botellas
pueden separarse fácilmente de las etiquetas en el procedimiento de
reciclado. El comportamiento de lavado permanecerá estable después
del envejecimiento del sustrato/el estratificado de la etiqueta.
Ejemplo
1
20 g de una dispersión de copolímero acrílico
(contenido de sólidos 50%, índice de acidez aproximadamente 50 mg
de KOH/g, Tg < -40ºC) se mezclan con 20 g de solución de maltitol
hidrogenado (30% de sólidos). Se añade 1 g de NaOH y la solución se
agita y se calienta hasta 40ºC durante 2 h para formar un producto
de reacción de acrilato.
A 50 g de una dispersión de un copolímero
(met)acrílico (contenido de sólidos 65%, pH aproximadamente
4, Tg > 10ºC), se añaden 30 g de una dispersión de un éster de
colofonia (50% de sólidos) y se mezclan. Se añaden 15 g del
producto de reacción que se describe anteriormente y se mezclan
durante 15 min.
A continuación, un agente humectante (2 g) se
añade y se mezcla. El contenido de sólidos del adhesivo se ajusta
con agua hasta 53% y se añade NaOH hasta pH 8.
\vskip1.000000\baselineskip
Usando el adhesivo del ej. 1, una envuelta de
liberación de silicona se revistió con una capa de adhesivo y se
secó posteriormente (aproximadamente 20 g/m^{2} de película seca).
Esta película de adhesivo se transfirió a etiquetas de papel
disponibles comercialmente. La etiqueta y un sustrato de vidrio se
ponen en contacto bajo presión ligera.
Adhesión en húmedo:
La etiqueta se aplicó a un sustrato húmedo. No
se observó deslizamiento de la etiqueta. Se preparó una muestra
similar y, después del secado, la botella se llenó con agua fría
(4ºC). No se observó deslizamiento de la etiqueta.
Después de 24 h de secado de las muestras, una
prueba para la adhesión da como resultado desgarros en forma de
fibras.
Prueba de agua de hielo:
Las muestras se almacenaron durante 7 d a
50ºC/70% de humedad rel.
Las muestras se sumergieron en agua de
hielo.
Las etiquetas no se retiraron en 1 h.
Prueba de lavado:
Las muestras se secan durante 7 d a 50ºC/70% de
hr.
Las muestras se retiraron sumergiendo los
sustratos en una solución de NaOH al 1,2% a 75ºC. Mediante agitación
ligera de las muestras las etiquetas se separaron de los sustratos
en menos de 10 minutos.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
comparativo
Se preparó un adhesivo en el que todos los
componentes A, B, Ci, Cii, D se mezclaron en las mismas cantidades
a temperatura ambiente sin reacción.
Las etiquetas unidas a sustratos de vidrio
muestran menos resistencia en crudo y la prueba de lavado necesita
un tiempo de imbibición más prolongado.
Claims (12)
1. Adhesivo acuoso que contiene, basado en el
contenido de sólidos,
- -
- de 20 a 80% en peso de un copolímero (met)acrílico (A) como dispersión en agua,
- -
- de 10 a 50% en peso de una resina (B),
- -
- de 5 a 30% en peso de un producto de reacción (C) en forma de una dispersión de
- i)
- de 20 a 50%, basado en la dispersión total (C), de un copolímero (met)acrílico que tiene un índice de acidez de 1-100 mg de KOH/g,
- ii)
- de 5 a 40%, basado en la dispersión total (C), de al menos un alcohol sacárico con un M_{N} de 100 a 600 g/mol,
y haciendo reaccionar la mezcla en solución
alcalina durante de 0,1 a 6 horas,
- -
- de 0,1 a 30% en peso de uno o más adyuvantes (D)
en donde la suma de A a D asciende a 100%.
2. Adhesivo acuoso de acuerdo con la
reivindicación 1, en donde el adhesivo tiene un contenido de sólidos
de 40 a 66% en peso.
3. Adhesivo acuoso de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el producto de
reacción C es una dispersión que contiene de 25 a 45% en peso del
copolímero (met)acrílico que tiene un peso molecular de
100000 a 1000000 g/mol y de 10 a 30% en peso de un alcohol sacárico
con un M_{N} de 100 a 500 g/mol.
4. Adhesivo acuoso de acuerdo con la
reivindicación 3, caracterizado porque el alcohol sacárico se
selecciona de mono- o di-sacáridos
hidrogenados.
5. Adhesivo acuoso de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el copolímero
(met)acrílico A tiene una Tg de menos de 0ºC y el copolímero
(met)acrílico Ci) tiene una Tg de más de 0ºC.
6. Adhesivo acuoso de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el adhesivo
tiene una viscosidad de 200 a 300.000 mPas a 23ºC.
7. Adhesivo acuoso de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la resina (B)
es una colofonia con un índice de acidez de 0 a 300 mg de KOH/g.
8. Adhesivo acuoso de acuerdo con una de las
reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque los adyuvantes
se seleccionan de conservantes, antiespumantes, colorantes,
pigmentos, sustancias reguladoras del pH, cargas, aditivos que
mejoran la resistencia adhesiva en húmedo, aditivos para ajustar el
tiempo en abierto y/u otros adyuvantes típicos.
9. El uso de un adhesivo acuoso de acuerdo con
una de las reivindicaciones 1 a 8, para producir una capa de
revestimiento de adhesivo sobre una etiqueta y la etiqueta se une a
un sustrato termoplástico, metálico o de vidrio.
10. El uso de acuerdo con la reivindicación 9,
en el que la etiqueta es una etiqueta de papel o una etiqueta de
película hidrófila y el sustrato es un recipiente de vidrio.
11. El uso de acuerdo con una de las
reivindicaciones 9 y 10, en el que el adhesivo se usa para unir las
etiquetas a superficies húmedas.
12. El uso de acuerdo con una de las
reivindicaciones 9 a 11, en el que la capa de adhesivo entre la
etiqueta y el sustrato es redispersable si se somete a una solución
alcalina.
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