ES2564968T3

ES2564968T3 - Composición de revestimiento de liberación, material de base y procedimiento de producción de un material de base, y agente de tratamiento de superficie para un material de base y utilización de un agente de tratamiento de superficie

Info

Publication number: ES2564968T3
Application number: ES12191608.4T
Authority: ES
Inventors: Kaj Koskinen; Mikko Rissanen; Petri Tani; Jukka Kivivasara; Timo Koskinen; Harri Kosonen; Leila Pohjola; Jarkko Saarinen; Jukka Seppälä; Arto Salminen
Original assignee: UPM Kymmene Oy
Current assignee: UPM Kymmene Oy
Priority date: 2008-06-03
Filing date: 2009-05-18
Publication date: 2016-03-30
Anticipated expiration: 2029-05-18
Also published as: EP2574643B8; CN103774494B; HUE028923T2; EP2574644B2; EP2300544B1; WO2009147283A1; FI2574644T4; PL2574644T5; PL2574643T3; HUE027117T2; DK2574643T3; DE202009018764U1; EP2574643A1; CN103741547B; EP2574643B1; EP2300544A1; ES2570160T3; FI20085543A0; DE09757661T8; CN103741547A

Abstract

Revestimiento de liberación, que comprende un sustrato de papel del cual por lo menos una superficie está recubierta con una capa de tratamiento de superficie, que contiene por lo menos una estructura principal polimérica soluble en agua, caracterizado por que la estructura principal polimérica soluble en agua presenta funciones hidroxilo, de las cuales por lo menos algunas se han hecho reaccionar previamente con por lo menos una molécula orgánica, que contiene una función vinílica y una función aldehído.

Description

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DESCRIPCION

Composicion de revestimiento de liberacion, material de base y procedimiento de produccion de un material de base, y agente de tratamiento de superficie para un material de base y utilizacion de un agente de tratamiento de superficie.

Una composicion de revestimiento de liberacion, un material de base y un procedimiento de produccion de un material de base, y un agente de tratamiento de superficie para un material de base y una utilizacion de un agente de tratamiento de superficie

La presente invencion se refiere a un agente de tratamiento de superficie, a una composicion de revestimiento de liberacion, a un material de base y a un procedimiento de produccion de un material de base. La presente invencion tambien se refiere a una utilizacion de un agente de tratamiento de superficie.

Los recubrimientos de liberacion, tales como recubrimientos de silicona, se han utilizado para mejorar propiedades de desprendimiento de un sustrato, tal como un papel, pelfcula o un sustrato de papel recubierto con plastico. El recubrimiento de silicona puede formar una capa de liberacion para un revestimiento de liberacion, o el recubrimiento de silicona puede ser, por ejemplo, una capa funcional de un papel de horno.

Cuando la produccion de productos de soporte de etiqueta de alta calidad, es decir revestimientos de liberacion, se desea con buena adhesion de silicona y baja separacion por roce de la silicona, debe prestarse especial atencion a la calidad del material de base no siliconado. Convencionalmente, se han requerido revestimientos de liberacion de alta calidad y un buen control de la adhesion de silicona. Desarrollos en productos de etiqueta dan como resultado demandas cada vez mas exigentes en los revestimientos de liberacion.

Medidas esenciales de la calidad del revestimiento de liberacion son la adhesion del recubrimiento de silicona al material de base y la falta de picaduras debida a una penetracion de silicona excesiva. La minimizacion de la cantidad de recubrimiento de silicona es tambien un objetivo fundamental con respecto a los aspectos economicos.

Es posible preparar la superficie que va a tratarse utilizando procedimientos o bien ffsicos o bien qufmicos. El proposito de ambos procedimientos es ajustar la penetracion del recubrimiento de silicona en la estructura de poros del material de base y la adhesion de la capa de silicona de una manera controlada. Cuando el material de sustrato del revestimiento de liberacion esta compuesto por papel, la tecnica de trabajo ffsico mas importante es el calandrado del papel, en el que se utilizan calor y presion para comprimir las fibras en una red mas compacta con menos poros.

Proseguir con revestimientos de liberacion libres de picaduras que se han recubierto con bajas cantidades de silicona ha conducido a nuevos procedimientos de preparacion. Con los nuevos procedimientos de preparacion, ha mejorado la calidad del revestimiento de liberacion y ha disminuido el consumo de silicona sin sacrificar la calidad del producto final. Sin embargo, algunos nuevos procedimientos de fabricacion pueden conducir a problemas con el anclaje de silicona, y se ha observado una grave separacion por roce del recubrimiento de silicona.

Un motivo para el escaso anclaje de silicona es que ha aumentado la velocidad de las maquinas de recubrimiento, que se han utilizado para formar un recubrimiento de liberacion, tal como una capa de liberacion. Esto significa que los compuestos de la capa de liberacion deben anclarse a la superficie de un material de base de manera relativamente rapida, es decir la reticulacion deberfa tener lugar bastante rapido. Ademas, un objetivo es reducir la cantidad de catalizador de platino que es un objetivo contradictorio con respecto a la reticulacion rapida.

La publicacion WO 2005/071161 aborda el problema de anclaje. La publicacion da a conocer un soporte basado en fibra de celulosa destinado a siliconarse. La publicacion sugiere que un soporte basado en fibras de celulosa se injerta con por lo menos una molecula organica dotada de un grupo funcional que puede crear un enlace covalente con los grupos funcionales OH libres de la celulosa, y la molecula organica comprende un grupo funcional vinflico. Se utiliza eter de petroleo como disolvente para el agente de injerto.

Sin embargo, hay muchos inconvenientes que estan relacionados con la utilizacion de monomeros o moleculas reactivas pequenas. Pueden penetrar en el soporte, y como son compuestos volatiles con un bajo peso molecular, pueden presentar un olor desagradable y ser irritantes. Los monomeros no reactivos o las moleculas reactivas pequenas pueden tambien migrar y de ese modo, impedir que el agente de desprendimiento, habitualmente un agente de siliconado, se adhiera a la superficie del sustrato y, por tanto, la capa de liberacion se despega de la superficie del sustrato, es decir tiene lugar separacion por roce.

Un inconveniente que se refiere a la realizacion practica del injerto es que se utiliza el eter de petroleo como disolvente para el agente de injerto; no puede utilizarse a nivel industrial eter de petroleo en una maquina de papel porque es un disolvente organico volatil. Otro inconveniente que se refiere a la realizacion practica es que los procesos de las fabricas de papel se basan en sistemas acuosos. Cuando se anaden los monomeros o las moleculas reactivas pequenas a agua, su capacidad de creacion de enlace covalentes disminuye drasticamente en

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un corto periodo de tiempo porque los monomeros reaccionan con agua y se convierten por tanto en compuestos menos reactivos. Por otro lado, si se anaden disolventes volatiles al proceso, se requieren inversiones caras para la recogida y el reciclado de disolventes. Ademas, pueden utilizarse productos de etiqueta en el envasado de productos alimenticios, y por tanto, es inaceptable cualquier cantidad de disolvente o residuo monomerico.

La publicacion US 2007/004859 (A1) da a conocer un agente de imprimacion para separar papeles y pelfculas, en el que se recubren pelfculas y papeles de liberacion con una imprimacion que contiene un poli(alcohol vinflico) modificado con silano y un H-siloxano antes del recubrimiento con un recubrimiento de liberacion de silicona adhesivo. La publicacion US 2006/204703 (A1) da a conocer pelfculas o papeles de liberacion con propiedades mejoradas, que se preparan empleando un aglutinante que es un polfmero de poli(alcohol vinflico) que contiene grupo silano hidrolizado parcial o totalmente derivado de un polfmero de ester vinflico que contiene restos de ester 1- alquilvinflico.

El objetivo de la presente invencion es introducir productos para solucionar los problemas mencionados anteriormente. Ademas, con esta invencion es posible utilizar nuevas formulaciones que han sido imposibles de utilizar anteriormente. El revestimiento de liberacion de la presente invencion se da a conocer en la reivindicacion 1 independiente.

En la descripcion de la presente invencion, se utilizaran ciertos terminos principales. La figura 1 explica la estructura de un revestimiento de liberacion segun la invencion. La composicion de revestimiento de liberacion comprende un sustrato 1, una capa de tratamiento de superficie 2 y una capa de liberacion 3. El sustrato se refiere a un sustrato de papel, un sustrato de pelfcula o un sustrato de papel recubierto con pelfcula (plastico). El sustrato de papel puede recubrirse, encolarse o tratarse en superficie de otro modo. El material 4 de base es un sustrato que comprende una capa de tratamiento de superficie. La capa de tratamiento de superficie comprende el agente de tratamiento de superficie que comprende por lo menos un copolfmero de bloque o injerto funcionalizado en las cadenas laterales o en los extremos con grupos que pueden reaccionar con un recubrimiento de silicona. El revestimiento 5 de liberacion se refiere a un producto que incluye el sustrato, la capa de tratamiento de superficie sobre la superficie del sustrato, y el recubrimiento de silicona encima de la capa de tratamiento de superficie. El recubrimiento de silicona puede estar basado en, por ejemplo, una silicona que contiene disolvente, silicona libre de disolvente, silicona de curado con UV o una silicona en emulsion. Segun la invencion, el agente 6 de tratamiento de superficie se forma totalmente o es una parte de la capa de tratamiento de superficie o se extiende como una imprimacion directamente sobre la superficie del sustrato o sobre una capa, tal como un recubrimiento o una cola, sobre la superficie del sustrato.

La presente invencion proporciona un agente de tratamiento de superficie novedoso y una composicion en la que se mejora la adhesion de silicona y se impide la separacion por roce de silicona. Cuando se aplica el agente de tratamiento de superficie sobre un sustrato, tal como un papel, una pelfcula o un sustrato recubierto con pelfcula, se forma un material de base. La capa de tratamiento de superficie de un material de base puede formar enlaces covalentes en la superficie de contacto entre el recubrimiento de silicona y la capa de tratamiento de superficie. La mejora de la adhesion se basa en una estructura que comprende un resto o restos que son compatibles con un sustrato y/o un recubrimiento sobre la superficie del sustrato, y un resto o restos que son reactivos o por lo menos compatibles con el recubrimiento de silicona.

El agente de tratamiento de superficie novedoso se basa en un polfmero funcionalizado que puede unirse con el recubrimiento de silicona. Esto proporciona una mejora importante en comparacion con las soluciones anteriores en las que la adhesion del recubrimiento de silicona se ha basado en fuerzas debiles y entrelazamientos ffsicos. El polfmero funcionalizado comprende una estructura principal polimerica, a la que se han unido unidades funcionales, tales como grupos funcionales o cadenas polimericas. La estructura principal polimerica puede ser soluble en agua, dispersable en agua, o emulsionable en agua. La estructura principal polimerica soluble en agua puede obtenerse a partir de un polfmero portador soluble en agua, tal como poli(alcohol vinflico), polietilenglicol, poli(oxido de etileno), polivinilamina, almidon, ester de almidon, eter de almidon, carboximetilcelulosa, eter de carboximetilcelulosa, ester de carboximetilcelulosa, quitosano, goma xantana o poliacrilamida. Un polfmero portador preferido es poli(alcohol vinflico).

Gracias a su estructura, la estructura principal polimerica del polfmero portador garantiza que el agente de tratamiento de superficie no penetra profundo en un sustrato; la estructura principal polimerica comprende cadenas bastante largas que pueden permanecer sobre la superficie del sustrato. Ademas, cuando se modifica un polfmero portador injertando monomeros en su estructura, el compuesto qufmico final no contiene cantidades significativas de monomeros.

El polfmero formado de la invencion es un copolfmero de bloque o injerto soluble en agua, dispersable en agua o emulsionable en agua. Se produce un copolfmero de injerto uniendo grupos funcionales o cadenas polimericas a la estructura principal de un polfmero. Los grupos funcionales o las cadenas polimericas pueden formar enlaces covalentes y reaccionar con un recubrimiento de silicio mediante una reaccion de hidrosilacion. Se produce un copolfmero de bloque uniendo bloques de polfmero funcional a los extremos de una cadena polimerica de esqueleto para formar una estructura de copolfmero de bloque.

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Ademas de la estructura principal polimerica dotada de bloques o grupos terminales o cadena lateral, es posible que el agente de tratamiento de superficie comprenda otros polfmeros, tales como polfmeros solubles en agua, que pueden seleccionarse de los mismos polfmeros que los polfmeros portadores. Tambien es posible anadir pigmentos, tales como pigmentos organicos o inorganicos, al agente de tratamiento de superficie.

Los grupos terminales o de cadena lateral de un polfmero de esqueleto injertado funcionalmente pueden presentar una formula general (I) R1R3R40 o (II) R1R30- En las formulas generales (I) y (II), R1 es un aldehfdo o una cetona de

0 I.

—S'—iH

forma c , un hidruro de silano de forma I o una estructura insaturada de forma CR52=CR2, en la que R2 y R5 pueden representar H, una cadena de alquilo C1...C20, una cadena de alquenilo C1...C20, una cadena de acido graso C1...C20 o una cadena de ester de acido graso C1...C10. En las formulas generales (I) y (II), R3 representa una cadena de alquilo o alquenilo C1...C20 lineal o ramificada, posiblemente sustituida o un grupo -OSiR26O. En la formula general (I), R4 representa el grupo carbonilo (C=O). Los grupos R6 unidos al atomo de silicio pueden ser grupos hidroxilo, cadenas de alquilo o alcoxilo C1...C20.

La unidad estructural recurrente del bloque funcional en un polfmero de esqueleto soluble en agua formado por

Rz f *

</v\r- pW

medio de bloques funcionales presenta la forma R3 . En la formula general, R1 representa una cadena de alquilo C1...C20, cadena de alquenilo 0 el grupo (-SiO-). R2 y R3 pueden representar hidrogeno, el grupo hidroxilo

(-OH), el grupo hidruro de silano ( 1 ), un grupo alcoxilo C1...C20, un grupo alquenilo C1...C20 0 un grupo acilo

C1...C20 insaturado.

En la practica, los grupos terminales o de cadena lateral del copolfmero de injerto se forman en una reaccion entre el polfmero portador y la sustancia de injerto. La sustancia de injerto puede ser, por ejemplo, una de las sustancias enumeradas a continuacion. Sin embargo, el agente de tratamiento de superficie puede comprender productos finales de reacciones entre diferentes polfmeros portadores y sustancias de injerto.

Las sustancias de injerto pueden ser:

La molecula organica utilizada como sustancia de injerto puede ser un alqueno halogenico insaturado, que es preferentemente fluoruro de vinilo, cloruro de vinilo, bromuro de vinilo, yoduro de vinilo, cloruro de alilo, cloruro de alilo, bromuro de alilo, fluoruro de alilo o yoduro de alilo.

La molecula organica utilizada como sustancia de injerto puede ser un compuesto que contiene atomos de silicio, que es preferentemente trimetoxivinilsilano, buteniltrietoxisilano, dimetilclorosilano, 1,1,3,3-tetrametildisiloxano, 10- undecenildimetilclorosilano, 1-vinil-3-(clorometil)-1,1,3,3-tetrametildisiloxano, vinildimetilsilano, vinildimetiletoxisilano, viniltetrametildisiloxano o trietoxivinilsilano.

La molecula organica utilizada como sustancia de injerto puede ser un acido que es preferentemente acido acrflico, acido 2-propilacrflico, acido metacrflico, acido itaconico, acido 3-butilenico, acido 4-pentenico, acido 2,4- pentadienico, acido 5-hexenico, acido 6-heptenico, acido 9-decenico o acido 10-undecenico.

La molecula organica utilizada como sustancia de injerto puede ser un cloruro de acido que es preferentemente cloruro de acido acrflico, cloruro de acido metacrflico, cloruro de acido 4-pentenico o cloruro de acido 10-undecenico.

La molecula organica utilizada como sustancia de injerto puede ser un anhfdrido de acido que es preferentemente anhfdrido de acido metacrflico, anhfdrido de acido itaconico o anhfdrido de acido 4-pentenico.

La molecula organica utilizada como sustancia de injerto puede ser un ester de acido que es preferentemente monoester de acrilato, un monoester de metacrilato, monoester de acido itaconico, monoester de 3-butenoato, monoester de 4-pentenoato, monoester de 2,4-pentadienoato, monoester de 5-hexenoato, monoester de 6- heptenoato, monoester de 9-decenoato o monoester de 10-undecenoato.

Segun una forma de realizacion ventajosa de la presente invencion, el agente de tratamiento de superficie comprende una estructura principal polimerica que comprende por lo menos un grupo terminal funcional que comprende un grupo vinilo que presenta la formula -CH=CH2. Tales grupos funcionales incluyen, por ejemplo, grupos vinilo, alilo, acrflico, metacrflico, 4-pentenflico y 10-undecenflico.

El polfmero portador que se ha injertado para contener grupos terminales funcionales que comprenden el grupo vinilo puede prepararse en una reaccion entre un polfmero, tal como un polfmero soluble en agua, y una sustancia de injerto, tal como un acido, un cloruro de acido o un anhfdrido de acido. El grado de sustitucion puede ser como

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maximo del 50% en moles. No es necesario que el grado de sustitucion sea alto porque el agente de tratamiento de superficie puede permanecer sobre la superficie del sustrato, y por tanto las cadenas injertadas estan disponibles para formar en laces con el agente de desprendimiento, tal como un agente de desprendimiento de silicio.

Por ejemplo, el agente de tratamiento de superficie puede obtenerse a partir de una reaccion entre poli(alcohol vinflico) y una sustancia de injerto, tal como cloruro de 10-undecenilo, de cloruro 4-pentenilo, cloruro de acido metacrflico o cloruro de acido acrflico. Tambien son adecuados otros polfmeros portadores enumerados anteriormente para este proposito.

Se aplica el agente de tratamiento de superficie sobre un sustrato en una disolucion, dispersion o suspension acuosa. Aparte del agente de tratamiento de superficie, la disolucion puede contener productos qufmicos auxiliares y/o partfculas inorganicas. El sustrato comprende fibras para fabricar papel, es decir fibras que se obtienen habitualmente de los arboles. Con respecto al contenido en fibra del sustrato, el sustrato puede consistir principal o completamente en pasta qufmica. Ademas de las fibras para fabricar papel, tambien son posibles fibras no derivadas de madera. El tratamiento de superficie se realiza preferentemente con una prensa encoladora de pelfcula, y despues de que se seque el agente de tratamiento de superficie. Sin embargo, cualquier otro procedimiento de aplicacion es viable, tal como aplicacion con rodillos, pulverizacion o recubrimiento de cortina.

El sustrato tfpico para un revestimiento de liberacion es papel, por ejemplo el papel cristal. El papel cristal se refiere a un papel que esta compuesto por pasta qufmica y cuyo gramaje es normalmente de desde 50 hasta 150 g/m2. Se requiere normalmente buena transparencia del papel cristal; para un papel de 60 g/m2, es normalmente de por lo menos 45, medido con luz visible (norma ISO 2469:1994). En la fabricacion del papel cristal, se tritura finamente la pasta de modo que se logra un papel denso, sustancialmente no poroso. Debido a que se utiliza papel cristal como papel de base para papel de liberacion, se requiere una superficie sin poros para una buena capacidad de siliconado. Puede lograrse la superficie sin poros con tratamientos de calandrado y tratamiento de superficie. El papel puede o bien calandrarse en primer lugar y luego tratarse en superficie, o bien tratarse en superficie en primer lugar y luego calandrarse. La calandria puede ser una calandria de multiples lfneas de contacto entre rodillos o una supercalandria. En la calandria, se forma por lo menos una lfnea de contacto entre rodillos entre un rodillo de superficie dura y una superficie opuesta suave.

Tras la aplicacion del agente de tratamiento de superficie sobre el papel de base, se silicona el papel. Tiene lugar la reaccion de hidrosilacion entre la capa de tratamiento de superficie reactiva y el agente de desprendimiento que contiene silicio recubierto encima de la capa de tratamiento de superficie. Por tanto, se forma un enlace firme entre el papel y el recubrimiento de silicio. El agente de tratamiento de superficie puede constituir desde el 0,01 hasta el 100 por ciento del peso total de la capa de tratamiento de superficie. En otras palabras, puede requerirse solo de 1 a 2 mg/m2 o menos para impedir la separacion por roce de silicona.

Sin embargo, tambien son posibles otros sustratos ademas del sustrato de papel. El sustrato puede estar compuesto por un material de pelfcula polimerico termoplastico, tal como poliesteres, ventajosamente poli(tereftalato de etileno) (PET), y poliolefinas, ventajosamente polipropileno orientado (OPP), polietileno de baja densidad (LDPE) o polietileno de alta densidad (HDPE). Ademas, el sustrato puede estar compuesto por un papel recubierto con pelfcula.

Las utilizaciones del material de base incluyen una utilizacion para revestimientos de liberacion y una utilizacion para papeles de horno. Sin embargo, tambien son posibles otras utilizaciones, en las que se requiere buena adhesion de silicio,.

A continuacion, se describira la invencion por medio de ejemplos y se ilustrara haciendo referencia a los dibujos, en los que

la figura 1 muestra la estructura de un revestimiento de liberacion segun la invencion, la figura 2 muestra algunos mecanismos ventajosos segun la invencion, y la figura 3 muestra algunas estructuras polimericas ventajosas.

La figura 2 muestra algunos de los mecanismos ventajosos segun la invencion. El recubrimiento de silicona reactivo contiene preferentemente grupos de vinilsilano 7 y de hidruro de silano 8 que reticulan el recubrimiento de liberacion en la reaccion de hidrosilacion. Cuando el sustrato esta compuesto por papel y se encola utilizando polfmeros de encolado utilizados convencionalmente hay grupos hidroxilo que no reaccionan facilmente con los grupos reactivos del recubrimiento de silicona. Por tanto, la interaccion entre el papel y el recubrimiento de silicona solo tiene lugar a traves de enlaces de hidrogeno 12. Sin embargo, el sustrato puede recubrirse con un agente de tratamiento de superficie que contienen grupos vinflicos 10 o de hidruro de silano 11, que pueden reaccionar con el recubrimiento de silicona y formar enlaces covalentes 13 a traves de la superficie de contacto.

Con el presente procedimiento es posible producir enlaces covalentes en la superficie de contacto entre el recubrimiento de silicona y la capa de tratamiento de superficie. Los enlaces covalentes son posibles si la capa de tratamiento de superficie contiene polfmeros funcionales que pueden reaccionar con el recubrimiento de silicona.

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La figura 3 muestra algunas estructuras polimericas ventajosas que pueden utilizarse como capa de tratamiento de superficie para proporcionar una mejor adhesion entre el recubrimiento de silicona y el material de base. El revestimiento desprendible comprende un sustrato 1 que es preferentemente una pelfcula de plastico o un sustrato basado en fibras de celulosa. El sustrato puede recubrirse o encolarse con el fin de alisar la superficie de fibra porosa y minimizar el consumo de recubrimiento de silicona impidiendo una penetracion excesiva de silicona en la red de fibra.

El material de base que comprende una capa de tratamiento de superficie 2 se recubre preferentemente con una capa de silicona 3, que es responsable de la delaminacion facil de etiquetas en el producto final. La adhesion de la capa de silicio al material de base puede mejorarse utilizando polfmeros reactivos funcionalizados, es decir un agente de tratamiento de superficie, que comprenden tanto un resto 14 que es compatible con el sustrato, los polfmeros de encolado o el recubrimiento sobre la superficie del sustrato, como un resto 15-19 que es reactivo o compatible con el recubrimiento 3 de silicona. El resto reactivo contiene preferentemente grupos terminales o de cadena lateral vinflicos 15, de hidruro de silano 17 o vinilsilano 18 que pueden reaccionar con recubrimientos de silicona en una reaccion de hidrosilacion. El resto compatible con silicona es preferentemente un hidrocarburo 16 oligomerico o polimerico o polisiloxano 19 que pueden mejorar la adhesion de la capa de silicio mediante mezclado y enlaces ffsicos.

El agente de tratamiento de superficie puede ser una parte de un recubrimiento o una cola que se aplica sobre la superficie del sustrato, o puede aplicarse el agente de tratamiento de superficie sobre la superficie del sustrato como tal. El agente de tratamiento de superficie puede aplicarse directamente a la superficie del sustrato, o encima del recubrimiento o la cola.

Ejemplo 1.

Poli(alcohol vinflico) con injerto de grupos 10-undecenilo

Se colocan poli(alcohol vinflico) seco (20 g, 0,3 mmol, grado de hidrolisis del 98%) y N-metilpirrolidona (400 ml) en un vaso de precipitados. Se disuelve el poli(alcohol vinflico) calentando la mezcla a 120°C durante 4 h. Se deja enfriar la disolucion hasta temperatura ambiente con agitacion. Despues de haberse enfriado la disolucion, se coloca bajo un flujo de nitrogeno y se anade cloruro de 10-undecenilo (2,71 g, 13,3 mmol) disuelto en N-metilpirrolidona (10 ml). Se agita la mezcla durante 15 min, tras lo cual se anaden piridina (35,2 g, 0,44 mol) y dimetilaminopiridina (5,44 g, 44,5 mmol) a la mezcla. Se deja avanzar la reaccion a temperatura ambiente durante 48 h con agitacion y bajo un flujo de nitrogeno. Se recoge la fase de disolucion, y se precipita el polfmero alimentando la disolucion a acetona por medio de un embudo de goteo. Se realiza la purificacion del polfmero dos veces disolviendo el polfmero en agua y precipitandolo en acetona. Se separa el producto de la disolucion por medio de una centrifugadora. Finalmente, se seca el producto a vacfo a temperatura ambiente durante 8 h.

Ejemplo 2.

Poli(alcohol vinflico) con injerto de grupos 4-pentenilo

Se colocan poli(alcohol vinflico) seco (20 g, 0,3 mmol, grado de hidrolisis del 98%) y N-metilpirrolidona (400 ml) en un vaso de precipitados. Se disuelve el poli(alcohol vinflico) calentando la mezcla a 120°C durante 4 h. Se deja enfriar la disolucion hasta temperatura ambiente con agitacion. Despues de haberse enfriado la disolucion, se coloca bajo un flujo de nitrogeno y se anade cloruro de 4-pentenilo (2,64 g, 22,2 mmol) disuelto en N-metilpirrolidona (10 ml). Se agita la mezcla durante 15 min, tras lo cual se anaden piridina (35,2 g, 0,44 mol) y dimetilaminopiridina (5,44 g, 44,5 mmol) a la mezcla. Se deja avanzar la reaccion a temperatura ambiente durante 48 h con agitacion y bajo un flujo de nitrogeno. Se recoge la fase de disolucion y se precipita el polfmero alimentando la disolucion a acetona mediante un embudo de goteo. Se realiza la purificacion del polfmero dos veces disolviendo el polfmero en agua y precipitandolo en acetona. Se separa el producto de la disolucion mediante una centrifugadora. Finalmente, se seca el producto a vacfo a temperatura ambiente durante 8 h.

Ejemplo 3.

Polietilenglicol funcionalizado en los extremos con grupos alilo

Se coloca polietilenglicol (30 g, 15 mmol) en un vaso de precipitados separado y se seca el polfmero a vacfo a 105°C durante 3 h. Tras secado a vacfo, se disuelve el polietilenglicol con tetrahidrofurano (300 ml) a temperatura ambiente y se burbujea nitrogeno en la disolucion durante 15 min. Se colocan hidruro de sodio (0,86 g, 36 mmol), tetrahidrofurano (50 ml) y un agitador magnetico en el matraz de reaccion. Se burbujea nitrogeno en la suspension durante 15 min. Se pone la suspension de hidruro de sodio en un bano de hielo. Se transfiere la disolucion de poli(oxido de etileno) de manera inerte a la suspension utilizando atmosfera de nitrogeno. Se pone la mezcla de reaccion en un bano de aceite y se somete a reflujo durante 20 h con agitacion y bajo atmosfera de nitrogeno. Se anade bromuro de alilo (4,35 g, 36 mmol) a la mezcla de reaccion de manera inerte y se somete a reflujo

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adicionalmente la mezcla durante 20 h con agitacion y bajo atmosfera de nitrogeno. Se recoge la fase de disolucion con una centrifugadora y se precipita el polfmero con ciclohexano. Se realiza la purificacion del polfmero dos veces disolviendo el polfmero en cloruro de metileno y precipitandolo en acetona. Se separa el producto de la disolucion por medio de una centrifugadora. Finalmente, se seca el producto a vacfo a 35°C durante 8 h.

Reaccion de superficie de contacto de polietilenglicol con funcionalidad alilo con hidruro de silano

Se disuelve polietilenglicol con funcionalidad alilo (2,5 g, 1,25 mmol) en agua destilada (100 g, 5,56 mol) a temperatura ambiente. Se prepara la superficie de modelo de polfmero mediante colada. Se aplica la disolucion de polfmero en oblea de silicio y se seca la pelfcula a 60°C durante 30 min. Se prepara una composicion de siliconizacion mezclando complejo de platino(0)-1,3-divinil-1, 1,3,3-tetrametildisiloxano (25 pl) con polidimetilsiloxano terminado en hidruro (5 g, 8,3 mmol). Se aplica la composicion de siliconizacion sobre la superficie de modelo de polfmero y se realiza la hidrosililacion a 140°C durante 2 min. Se lava dos veces la superficie de modelo siliconizada en ciclohexano (50 ml) para eliminar el polidimetilsiloxano terminado en hidruro sin reaccionar. Se disuelve el polfmero que ha reaccionado de la superficie de silicio con diclorometano (5 ml) para un analisis adicional con cromatograffa de exclusion molecular. La cromatograffa indico que se produce una estructura de polfmero con peso molecular mayor, aproximadamente la suma de los pesos moleculares del polietilenglicol con funcionalidad alilo y el polidimetilsiloxano terminado en hidruro, durante la hidrosililacion a 140°C, indicando asf una reaccion de hidrosililacion en la superficie de contacto.

Ejemplo 4.

Antecedentes

Se sintetizaron derivados de PVA y se unieron cadenas laterales con enlaces dobles a grupos OH. En las pruebas, se utilizaron dos tipos de cadenas laterales, incluyendo ambos un enlace doble en un extremo y 5 carbonos en algunas cadenas laterales (cloruro de 4-pentenoflo) y 11 carbonos en las otras cadenas laterales (cloruro de 10- undecenoflo). Con las cadenas laterales mas cortas, se prepararon dos productos qufmicos diferentes, en los que se sustituyeron nominalmente el 3% y el 7% de los grupos Oh por cadenas laterales, respectivamente.

Preparacion de muestras

Se utilizaron en las pruebas dos papeles de base diferentes, A y B. Ambos eran de calidades de produccion normales.

Se disolvieron los derivados de PVA que iban a someterse a prueba y el PVA comercial (grado de hidrolisis del 98%) en agua (al 10% en peso) y se aplicaron las disoluciones con una pala sobre la superficie de los papeles que iban a someterse a prueba. Se transfirieron aproximadamente de 0,2 a 0,3 g/m2 de los productos qufmicos que iban a someterse a prueba a la superficie del papel.

Se sometieron los papeles a acondicionamiento de aire durante por lo menos 1 hora antes de la siliconizacion. El silicio utilizado en las pruebas era un agente de siliconado comercial, y se preparo justo antes de la siliconizacion. Se aplico el silicio con una pala y se curo inmediatamente mediante radiacion por infrarrojos y un cilindro caliente. Se transfirieron aproximadamente 1,3 g/m2 de silicio sobre el papel.

Se sometio a prueba la separacion por roce inmediatamente despues de la siliconizacion y durante el tratamiento bajo una campana de humedad (T = 50°C y humedad HR del 75%) en funcion del tiempo. Se estudio al mismo tiempo el efecto de una etiqueta comercial sobre la produccion de separacion por roce (adhesivo de acrilato).

Resultados

Los resultados de separacion por roce se muestran en la tabla 1. Para papel A, puede detectarse separacion por roce despues de aproximadamente 5 semanas, y para papel B ya en aproximadamente una semana. Con PVA sin modificar, se detectan cambios despues de aproximadamente 4 semanas, independientemente del papel utilizado. Con PVA que contiene cadenas laterales con enlaces dobles, no se detecto separacion por roce durante el periodo de prueba.

Tabla 1: El desarrollo de la separacion por roce de papeles de referencia con PVA sin modificar y PVA modificado a la temperatura de 50°C y a la humedad de HR del 75% en funcion del tiempo. (1 = buena calidad, sin separacion por roce; 2 = separacion por roce detectada; y 3 = separacion por roce marcada). Sfmbolos en la tabla: Cx: x carbonos en la cadena lateral, nominalmente y % de los grupos OH sustituidos por cadenas laterales en los PVA, a: area de papel sin etiqueta, y b: area con etiqueta.

: 0 h 1 semana 2 semanas 3 semanas 4 semanas 5 semanas 6 semanas 9 semanas

Muestra: a a b a b a b a b a b a b a b

Papel A: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 3 3 3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

: 0 h 1 semana 2 semanas 3 semanas 4 semanas 5 semanas 6 semanas 9 semanas

Papel B: 1 1 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

PVA (Papel A): 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3 3 3 3 3

PVA (Papel B): 1 1 1 1 1 1 1 1 2 2 3 3 3 3 3

C5-3% (Papel A): 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

C5-3% (Papel B): 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

C5-7% (Papel A): 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

C5-7% (Papel B): 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

C11-2% (Papel A): 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

C11-2% (Papel B): 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Sumario

Las pruebas llevadas a cabo muestran que la estructura principal de polfmero dotada de enlaces dobles reduce la separacion por roce y es mas resistente a condiciones tropicales en las cuales se provocan problemas en papeles de referencia.

Ejemplo 5.

Antecedentes

Se sintetizaron derivados de PVA y cadenas laterales con enlaces dobles se unieron a grupos OH. En esta serie de prueba se utilizo un tipo de cadena lateral, que contenfa un enlace doble en un extremo y 5 carbonos (cloruro de 4- pentenoflo). Se sustituyeron nominalmente el 5% de los grupos OH por cadenas laterales. El numero de enlaces dobles es bastante alto y es probable que muchos menos enlaces puedan reducir considerablemente la separacion por roce. Por otro lado, las pastas de recubrimiento son normalmente mezclas de muchos componentes. En la serie de prueba, se mezclo PVA modificado con calidades de PVA comerciales con el fin de someter a prueba la eficacia del PVA modificado.

Preparacion de muestras

Se utilizo una calidad de produccion de papel cristal (papel C) en las pruebas.

Se utilizaron en las pruebas dos calidades diferentes de PVA comerciales, A y B, y un derivado de PVA, C5-5%. Los grados de hidrolisis de las calidades de PVA comerciales A y B fueron del 99% y del 98%, respectivamente. Se

disolvieron todos los PVA en agua, y se mezclo derivado de PVA con calidades de PVA comerciales a razones de

0:100, 1:99, 5:95 y 100:0. Se aplicaron las disoluciones de tratamiento con una pala sobre la superficie de los papeles que iban a someterse a prueba. Se transfirieron aproximadamente de 0,1 a 0,2 g/m2 de los productos qufmicos de tratamiento que iban a someterse a prueba, a la superficie del papel.

Se sometieron los papeles a acondicionamiento de aire durante por lo menos 1 hora antes de la siliconizacion. El producto qufmico de siliconizacion utilizado en las pruebas era un agente de siliconado comercial, y se preparo justo antes de la siliconizacion. Se aplico el silicio con una pala y se curo inmediatamente mediante radiacion por infrarrojos y un cilindro caliente. Se transfirieron aproximadamente 1,3 g/m2 de silicio sobre los papeles.

Se sometio a prueba la separacion por roce inmediatamente despues de la siliconizacion y durante el

condicionamiento bajo una campana de humedad (T = 50°C y humedad HR del 75%) en funcion del tiempo. Se

estudio al mismo tiempo el efecto de una etiqueta comercial sobre la produccion de separacion por roce (adhesivo de acrilato).

Resultados

Los resultados de separacion por roce se muestran en la tabla 2. Para papel C y para PVA sin modificar, se detecto separacion por roce despues de aproximadamente 2 semanas. Con mezclas que solo contenfan el 1% o mas de PVA modificado con enlaces dobles injertados, no se detecto separacion por roce durante el periodo de prueba. Observese que PVA B era un material de partida de PVA modificado, y en una mezcla en la que solo se sustituye un uno por ciento de PVA B por PVA modificado, se previene la separacion por roce.

Tabla 2: El desarrollo de separacion por roce de papel de referencia (papel C), papel C recubierto con PVA sin modificar o la mezclas de PVA modificado y sin modificar a la temperatura de 50°C y a la humedad de HR del 75% en funcion del tiempo (1 = buena calidad, sin separacion por roce; 2 = separacion por roce detectada; y 3 = separacion por roce marcada). PVA A y PVA B presentan el grado de hidrolisis del 99% y del 98%, respectivamente. Sfmbolos en la tabla: Cx-y: x=n° de carbonos en la cadena lateral, nominalmente y=% de los grupos Ho sustituidos por cadenas laterales en el PVA, a: area de papel fuera de la etiqueta, y b: area con etiqueta. Los numeros despues de PVA A, PVA B y C5-5% indican el reparto de esos productos qufmicos en la mezcla.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

: 0 h 1 semana 2 semanas 3 semanas 4 semanas 6 semanas 8 semanas

Muestra: a a b a b a b a b a b a b

Papel C: 1 1 1 1 1-2 1 2 1-2 3 2 3 2 3

PVA A: 1 1 1 1 1 1-2 2 1-2 3 2 3 2-3 3

C5 5%: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

PVA A 99 + C5-5% 1: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

PVA A 95 + C5-5% 5: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

PVA B: 1 1 2 1 2 1 3 1-2 3 2 3 3 3

PVA B 99 + C5-5% 1: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

PVA B 95 + C5-5% 5: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Sumario

Las pruebas llevadas a cabo muestran que incluso la cantidad minoritaria (el 1% de contenido en solidos) de agente de tratamiento que contiene estructura principal de polfmero con injerto de enlaces dobles reduce eficazmente la separacion por roce, si se utilizan calidades de PVA comerciales con grado de hidrolisis alto. Especialmente, los productos son mas resistentes a condiciones tropicales en las cuales tienden a aparecer problemas en el papel de referencia y en los PVA sin modificar.

Ejemplo 6.

Antecedentes

El papel libre de separacion por roce es un objetivo importante de revestimiento de papel. Otros objetivos importantes incluyen presentar una superficie libre de picaduras, lisa y de baja absorcion. Muchos recubrimientos de barrera podrfan dar una superficie lisa y de baja absorcion, pero la separacion por roce es normalmente el problema. Se mezclaron PVA comerciales y modificados con dos recubrimientos de polfmero de barrera con el fin de someter a prueba la eficacia de PVA modificado.

Preparacion de muestras

Se utilizo una calidad de produccion de papel cristal (papel C) en las pruebas.

Se utilizaron en las pruebas una calidad de PVA comercial, un derivado de PVA, C5-5%, y dos disoluciones de polfmero de barrera, A y B. El grado de hidrolisis de la calidad de PVA comercial fue del 99%. Los recubrimientos de barrera eran comerciales y se utilizaron como tales. Se disolvieron todos los PVA en agua, y se mezclaron polfmeros de barrera, PVA sin modificar y PVA modificado a razones de 100:0:0, 20:80:0, 20:75:5, 20:70:10, 20:60:20, 40:60:0, 40:55:5, 40:50:10 y 40:40:20, respectivamente. Se sometieron a prueba polfmeros de barrera como forma pura y en mezclas que contenfan el 20% y el 40% de los mismos. El resto de las mezclas inclufan principalmente el PVA comercial y solo cantidades minoritarias de PVA modificado. Se aplicaron las disoluciones de tratamiento con una pala sobre la superficie de los papeles que iban a someterse a prueba. Se transfirieron aproximadamente de 0,1 a 0,2 g/m2 de los productos qufmicos de tratamiento que iban a someterse a prueba a la superficie del papel.

Se sometieron los papeles a acondicionamiento de aire durante por lo menos 1 hora antes de la siliconizacion. La siliconizacion qufmica utilizada en las pruebas era un agente de siliconado comercial, y se preparo justo antes de la siliconizacion. Se aplico el silicio con una pala y se curo inmediatamente mediante radiacion de infrarrojos y un cilindro caliente. Se transfirieron aproximadamente 1,3 g/m2 de silicio sobre los papeles.

Se sometio a prueba la separacion por roce inmediatamente despues de la siliconizacion y durante condicionamiento bajo una campana de humedad (T = 50°C y humedad HR del 75%) en funcion del tiempo. Se estudio al mismo tiempo el efecto de una etiqueta comercial sobre la produccion de separacion por roce (adhesivo de acrilato).

Resultados

Los resultados de separacion por roce se muestran en la tabla 3. Para esos dos polfmeros de barrera y para mezclas del polfmero de barrera y PVA comercial, se detecto separacion por roce marcada inmediatamente despues de la siliconizacion. Con las muestras, en las que se sustituyo una pequena parte de PVA comercial por el PVA modificado que contenfa enlaces dobles injertados, se disminuyo considerablemente o se evito totalmente el riesgo de separacion por roce. Observese que la cantidad de PVA no cambia cuando se anade PVA modificado. La cantidad de PVA modificado necesaria para evitar la separacion por roce aumento con la cantidad de polfmeros de barrera en la disolucion.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Tabla 3: El desarrollo de separacion por roce en mezclas que contienen polfmero de barrera, A o B, PVA comercial, y PVA modificado a la temperatura de 50°C y a la humedad de HR del 75% en funcion del tiempo (1 = buena calidad, sin separacion por roce; 2 = separacion por roce detectada; y 3 = separacion por roce marcada). Sfmbolos en la tabla: a: area de papel fuera de la etiqueta, b: area con etiqueta, los numeros despues de polfmero de barrera, PVA, y M (PVA modificado que contiene cadenas laterales injertadas con enlaces dobles, 5 carbonos y nominalmente el 6% de grupos OH sustituidos por cadenas laterales) indican el reparto de estos productos qufmicos en la mezcla.

: 0 h 1 semana 2 semanas 4 semanas 6 semanas 8 semanas

Muestra: a a b a b a b a b a b

Barrera A: 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Barrera A 20 PVA 80: 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Barrera A 20 PVA 75 M5: 1 1 1 1 1 1 1 1 1-2 1 1-2

Barrera A 20 PVA 70 M10: 1 1 1 1 1 1 1 1 1-(2) 1 1-(2)

Barrera A 20 PVA 60 M20: 1 1 1-2 1 1 1 1 1 1-(2) 1 1-(2)

Barrera A 40 PVA 60: 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Barrera A 40 PVA 55 M5: 1 1-2 2 2 2 2 2-3 2 3 2 3

Barrera A 40 PVA 50 M 10: 1 1 1 1 1 1 1-2 1 1-2 1 1-2

Barrera A 40 PVA 40 M20: 1 1 1 1 1 1 2 1 1-2 1 2

Barrera B: 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Barrera B 20 PVA 80: 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Barrera B 20 PVA 75 M5: 1 1 1 1 1 1 1 1 1-(2) 1 1

Barrera B 20 PVA 70 M10: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Barrera B 20 PVA 60 M20: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Barrera B 40 PVA 60: 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Barrera B 40 PVA 55 M5: 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Barrera B 40 PVA 50 M 10: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Barrera B 40 PVA 40 M20: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Sumario

Las pruebas llevadas a cabo muestran que con PVA modificado, pueden utilizarse sistemas de polfmeros mas complicados para presentar propiedades de barrera mejores, porque se evita la separacion por roce con PVA modificado que contiene cadenas laterales injertadas con enlaces dobles. La cantidad de PVA modificado necesaria para evitar la separacion por roce aumenta con la cantidad de polfmeros de barrera en disolucion.

Ejemplo 7.

Antecedentes

Las pastas de recubrimiento normales contienen diferentes componentes, por ejemplo pigmentos, aglutinantes y modificadores de reologfa, y se sometio a prueba el efecto de PVA modificado con este tipo de recubrimientos pigmentados. Por otro lado, hay muchas calidades de silicona comercial, y el objetivo final es que el PVA modificado debe conducir a una superficie libre de separacion por roce, permitiendo la utilizacion de productos qufmicos de recubrimiento de barrera mejores, lo cual anteriormente ha sido totalmente imposible debido a la separacion por roce.

Preparacion de muestras

Se utilizo en las pruebas una calidad de produccion de papel de base de cristal C.

Se utilizaron en las pruebas pigmento comercial, PVA (el grado de hidrolisis era del 99%), dos polfmeros de barrera, A y B, carboximetilcelulosa (CMC), y agente de reticulacion y PVA modificado que contenfa cadenas laterales con enlaces dobles. Se sometieron a prueba tres recubrimientos diferentes:

Recubrimiento 1:

Pigmento: 65 partes

PVA: 32 partes

CMC: 2 partes

Agente de reticulacion A: 1 parte

Recubrimiento 2:

Pigmento: 65 partes

5

10

15

20

25

30

35

40

45

PVA: 17 partes

Barrera A: 15 partes

CMC: 2 partes

Agente de reticulacion A: 1 parte

Recubrimiento 3:

Pigmento: 65 partes

PVA: 17 partes

Barrera B: 15 partes

CMC: 2 partes

Agente de reticulacion A: 1 parte

Tambien se produjeron recubrimientos, en los que se sustituyeron 7,5 partes de PVA comercial por PVA modificado que contenfa cadenas laterales con enlaces dobles, con el fin de someter a prueba el efecto de PVA modificado. Se aplicaron los recubrimientos con una pala, y se transfirieron aproximadamente de 1,6 a 1,8 g/m2 de los recubrimientos que iban a someterse a prueba a la superficie del papel. Se calandraron todos los papeles antes de la siliconizacion.

Se sometieron los papeles a acondicionamiento de aire durante por lo menos 1 hora antes de la siliconizacion. Se utilizaron dos siliconas comerciales en las pruebas (silicona A y B), y se prepararon justo antes de la siliconizacion. Se aplico el silicio con una pala y se curo inmediatamente mediante radiacion por infrarrojos y un cilindro caliente. Se transfirieron aproximadamente 1,3 g/m2 de silicio sobre los papeles.

Resultados

Los resultados de separacion por roce se muestran en la tabla 4. Para el recubrimiento 2 se detecto separacion por roce inmediatamente, pero para los recubrimientos 1 y 3 despues de aproximadamente 8 semanas y 1 semana, respectivamente. La separacion por roce fue un poco mas clara con silicona A que B, pero los resultados fueron bastante similares. Con recubrimientos en los que se sustituyo parcialmente el pVa comercial por PVA modificado (7,5 partes de PVA modificado que contenfa cadenas laterales con enlaces dobles, 5 carbonos en cadenas laterales y nominalmente el 6% de grupos OH de PVA tenfan injertos), no se detecto separacion por roce durante el periodo de prueba.

Tabla 4: El desarrollo de separacion por roce en mezclas que contienen pigmento comercial, polfmeros de barrera, A o B, PVA, carboximetilcelulosa (CMC), y agente de reticulacion y PVA modificado a la temperatura de 50°C y a la humedad de HR del 75% en funcion del tiempo (1 = buena calidad, sin separacion por roce; 2 = separacion por roce detectada; y 3 = separacion por roce marcada). Anteriormente se representaron las composiciones de recubrimientos 1, 2 y 3. Sfmbolos en la tabla: a: area de papel fuera de la etiqueta, b: area con etiqueta. Recubrimiento x + M-PVA significa que se sustituyen 7,5 partes de PVA comercial por PVA modificado que contiene cadenas laterales injertadas con enlaces dobles (5 carbonos y nominalmente el 6% de grupos OH sustituidos por cadenas laterales).

: 0 h 1 semana 3 semanas 6 semanas 8 semanas 9 semanas

Muestra: a a b a b a b a b a b

Recubrimiento 1, silicona A: 1 1 1 1 1 1 1 1 2-3 1 3

Recubrimiento 1, silicona B: 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 2-3

Recubrimiento 2, silicona A: 3 3 3 2 2-3 3 3 3 3 3 3

Recubrimiento 2, silicona B: 2 3 3 2 2-3 3 3 3 3 3 3

Recubrimiento 3, silicona A: 1 2 2-3 2 2-3 2 2-3 3 3 3 3

Recubrimiento 3, silicona B: 1 2 2 2 2 2 2 2 2-3 2-3 3

Recubrimiento 1 + M-PVA, silicona A: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Recubrimiento 1 + M-PVA, silicona B: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Recubrimiento 2 + M-PVA, silicona A: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Recubrimiento 2 + M-PVA, silicona B: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Recubrimiento 3 + M-PVA, silicona A: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Recubrimiento 3 + M-PVA, silicona B: 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Sumario

Los resultados mostraron que el agente de tratamiento con producto qufmico que contiene estructura principal de polfmero que contiene cadenas laterales injertadas con enlaces dobles reduce eficazmente la separacion por roce con recubrimientos pigmentados. El PVA modificado permite la utilizacion de nuevos polfmeros de barrera con propiedades de superficie mejoradas y productos que son mas resistentes a la separacion por roce en condiciones tropicales.

Ejemplo 8.

Antecedentes

El recubrimiento de papel puede comprender muchas capas, en las que una mejora algunas propiedades mientras que las otras presentan otras funciones. Se sometio a prueba este tipo de estructura estratificada en la que una capa de barrera permitio una superficie mejor para la siliconizacion, es decir niveles de absorcion menores y un numero de picaduras menor. Se propago otra capa sobre esta capa con el fin de reducir el riesgo de separacion por roce.

Preparacion de muestras

Se utilizaron en las pruebas pigmento comercial, PVA A y B (los grados de hidrolisis eran del 99% y del 98%, respectivamente), un polfmero de barrera A, carboximetilcelulosa (CMC), y agente de reticulacion y PVA modificado que contenfa cadenas laterales con enlaces dobles. Se sometieron a prueba tres recubrimientos diferentes

Recubrimiento 1:

Pigmento: 65 partes

PVA A: 32 partes

CMC: 2 partes

Agente de reticulacion: 1 parte

Recubrimiento 2:

Pigmento: 65 partes

PVA A: 16 partes

Barrera A: 15 partes

CMC: 2 partes

Agente de reticulacion: 1 parte

Recubrimiento 3:

Pigmento: 65 partes

Barrera A: 32 partes

CMC: 2 partes

Agente de reticulacion: 1 parte

Los recubrimientos se aplicaron con una pala sobre la superficie de los papeles que iban a someterse a prueba. Se transfirieron aproximadamente de 1,6 a 1,8 g/m2 de los recubrimientos que iban a someterse a prueba a la superficie del papel. Despues de eso se aplico PVA B puro o mezcla, en la que se sustituyo el 1% o el 10% de PVA B por PVA modificado que contenfa cadenas laterales que contenfan enlaces dobles, con una pala encima de la primera capa (aproximadamente 0,2-0,3 g/m2). Se calandraron todos los papeles antes de la siliconizacion.

Se sometieron los papeles a acondicionamiento de aire durante por lo menos 1 hora antes de la siliconizacion. Se preparo la silicona comercial utilizada en la prueba justo antes de la siliconizacion. Se aplico el silicio con una pala y se curo inmediatamente mediante radiacion por infrarrojos y un cilindro caliente. Se transfirieron aproximadamente 1,3 g/m2 de silicio sobre los papeles

Se sometio a prueba la separacion por roce inmediatamente despues de la siliconizacion y durante el condicionamiento bajo una campana de humedad (T = 50°C y humedad HR del 75%) en funcion del tiempo. Se estudio al mismo tiempo el efecto de una etiqueta comercial sobre la produccion de separacion por roce (adhesivo de acrilato).

5

10

15

20

25

Resultados

Los resultados de separacion por roce se muestran en la tabla 5. Para los recubrimientos 2 y 3 se detecto la separacion por roce inmediatamente, pero para el recubrimiento 1 despues de aproximadamente 6 semanas. Si se recubrio PVA B encima de los recubrimientos 1 o 2 o 3, la separacion por roce tuvo lugar despues de aproximadamente 2-3 semanas y el resultado no dependio notablemente del recubrimiento debajo de la capa de PVA B. Con recubrimiento en el que se sustituyo parcialmente el PVA B comercial por PVA modificado (el 1% o el 10% de PVA modificado que contenfa cadenas laterales con enlaces dobles, 5 carbonos en cadenas laterales y nominalmente el 5% de grupos OH de PVA tenfan injertos), no se detecto separacion por roce durante el periodo de prueba.

Tabla 5: El desarrollo de separacion por roce en estructuras estratificadas a la temperatura de 50°C y a la humedad de HR del 75% en funcion del tiempo. (1 = buena calidad, sin separacion por roce; 2 = separacion por roce detectada; y 3 = separacion por roce marcada). La primera capa era una mezcla de pigmento comercial, polfmero de barrera A, PVA A, carboximetilcelulosa (CMC), y agente de reticulacion, y la otra capa era PVA B puro o mezcla de PVA B y PVA modificado. Anteriormente se represento la composicion de los recubrimientos 1, 2 y 3. Sfmbolos en la tabla: a: area de papel fuera de la etiqueta, b: area con etiqueta. Los numeros despues de PVA B y M-PVA significan cuantas partes de la capa anterior contienen esos polfmeros.

: 0 h 1 semana 2 semanas 3 semanas 4 semanas 6 semanas 8 semanas

Muestra: a a b a b a b a b a b a b

Recubrimiento 1: 1 1 1 1 1 1 1 1 1-2 1-2 2-3 2 3

Recubrimiento 1 + (PVA B): 1 1 1 1 1 1 2 1-2 3 2 3 3 3

Recubrimiento 1 + (PVA B 99 + M-PVA 1): 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Recubrimiento 1 + (PVA B 90 + M-PVA 10): 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Recubrimiento 2: 2-3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Recubrimiento 2 + (PVA B): 1 1 1 1 1-2 1 2-3 1-2 3 2-3 3 3 3

Recubrimiento 2 + (PVA B 99 + M-PVA 1): 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Recubrimiento 2 + (PVA B 90 + M-PVA 10): 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Recubrimiento 3: 2 3 3 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3

Recubrimiento 3 + (PVA B): 1 1 1 1 1-2 1-2 2-3 2 3 3 3 3 3

Recubrimiento 3 + (PVA B 99 + M-PVA 1): 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Recubrimiento 3 + (PVA B 90 + M-PVA 10): 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Sumario

Los resultados mostraron que el agente de tratamiento con estructura principal de polfmero con injerto de cadenas laterales que contienen enlaces dobles reduce eficazmente la separacion por roce aunque se aplique encima del recubrimiento de barrera pigmentado. Este tipo de estructura estratificada puede presentar propiedades de papel superiores, porque la capa de barrera permite niveles de absorcion bajos y una superficie casi libre de picaduras y la capa que contiene PVA modificado reduce el riesgo de separacion por roce.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

REIVINDICACIONES

1. Revestimiento de liberacion, que comprende un sustrato de papel del cual por lo menos una superficie esta recubierta con una capa de tratamiento de superficie, que contiene por lo menos una estructura principal polimerica soluble en agua, caracterizado por que la estructura principal polimerica soluble en agua presenta funciones hidroxilo, de las cuales por lo menos algunas se han hecho reaccionar previamente con por lo menos una molecula organica, que contiene una funcion vinflica y una funcion aldehfdo.
2. Revestimiento de liberacion segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el polfmero soluble en agua que presenta funciones hidroxilo se selecciona de entre el grupo, que incluye poli(alcohol vinflico), polietilenglicol, poli(oxido de etileno), polivinilamina, almidon, ester de almidon, eter de almidon, carboximetilcelulosa, eter de carboximetilcelulosa, ester de carboximetilcelulosa, quitosano, goma xantana o poliacrilamida.
3. Revestimiento de liberacion segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que el polfmero soluble en agua que presenta funciones hidroxilo es PVA.
4. Revestimiento de liberacion segun la reivindicacion 1, 2 o 3, caracterizado por que la molecula organica presenta una formula general de (I) R1R3R4O- o (II) R1R3O-, en las que R1 representa un aldehfdo, R3 representa una cadena de alquenilo C1...C20 lineal o ramificada, posiblemente sustituida, y R4 representa un grupo carbonilo (C=O).
5. Revestimiento de liberacion segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el grupo que comprende una funcion vinflica se selecciona de entre el siguiente grupo:

vinilo, alilo, acrflico, metacrflico,

4-pentenflico, y 10-undecenflico.
6. Revestimiento de liberacion segun cualquiera cantidad de agente de tratamiento de superficie que comprendida entre 1 y 2 mg/m2.
7. Revestimiento de liberacion segun cualquiera cantidad de agente de tratamiento de superficie que comprendida entre el 0,01 y el 100 por ciento del peso total de la capa de tratamiento de superficie.
8. Revestimiento de liberacion segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el sustrato de papel es papel cristal que presenta un gramaje comprendido entre 50 y 150 g/m2.

de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la presenta la estructura principal polimerica soluble en agua esta

de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la presenta la estructura principal polimerica soluble en agua esta