MX2011004997A - Hmpsa para etiqueta autoadhesiva desprendible. - Google Patents

Hmpsa para etiqueta autoadhesiva desprendible.

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MX2011004997A
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fatty acid
layer
composition
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MX2011004997A
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David Goubard
Nicolas Sajot
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Bostik Sa
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Abstract

1) Composición de adhesivo sensible a presión de fusión en caliente (HMPSA), que comprende: - a) 25 a 50% de uno o más copolímeros de bloque de estireno SBS, SIS, SIBS, SEBS o SEPS; - b) 35 a 75% de una o más resinas de adhesividad compatibles que son liquidas o tienen una temperatura de ablandamiento por debajo de 150°C; y - c) 1 a 20% de uno o más polímeros supramoleculares obtenidos por la reacción entre 1-(2-aminoetil)-2-imidazolidona y una composición de ácido graso que comprende 51 a 100% de uno o más dímeros y/o trímeros de ácidos grasos y 0 a 49% de uno o más monómeros de ácidos grasos. 2) Sistema de multicapa que comprende una capa de adhesivo formada de HMPSA, una capa de soporte imprimible adyacente, formada de papel o una película de polímero, y una capa protectora adyacente a la capa de adhesivo. 3) Etiqueta autoadhesiva correspondiente.

Description

HMPSA PARA ETIQUETA AUTOADHESIVA DESPRENDIBLE CAMPO DE LA INVENCIÓN El objeto de la presente invención es una composición adhesiva sensible a presión de fusión en caliente adecuada para unir etiquetas autoadhesivas que pueden desprenderse durante un proceso para reciclar los artículos a los cuales se han asegurado (tal como envases y/o recipientes, por ejemplo, botellas de vidrio) . La invención también se refiere a un sistema de multicapa que comprende una capa que consiste de la composición, a una etiqueta autoadhesiva, al artículo etiquetado correspondiente y a un proceso para reciclar el artículo, el cual incluye una etapa de desprender la etiqueta .
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Muchos envases y/o recipientes etiquetados se someten, después de la remoción de sus contenidos, a tratamientos de limpieza (o reciclado) , ya sea para el propósito de reutilizarlos o, después de su destrucción, para el propósito de recuperar su material constituyente. Tales tratamientos con frecuencia requieren que la etiqueta se separe completamente del artículo al cual se ha asegurado, sin dejar residuos de adhesivo en la superficie del artículo, para hacer del proceso de reciclaje más fácil.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN Estos procesos de reciclaje, tal como el utilizado para limpiar botellas de vidrio usadas, generalmente incluyen una etapa para sumergir el artículo que va a limpiarse en composiciones acuosas básicas mantenidas a temperaturas entre 60 y 100°C. El propósito de tal etapa también es el desprendimiento de la etiqueta asegurada al artículo y su separación del mismo.
Los adhesivos sensibles a presión o PSAs (también denominados como adhesivos de contacto) son sustancias que dan soporte al aglutinante revestido a temperatura ambiente, lo cual permite su adhesión instantánea a un sustrato Joajo el efecto de una ligera presión. Los PSAs se utilizan ampliamente para la fabricación de etiquetas autoadhesivas , las cuales se aseguran a artículos para el propósito de presentar información (tal como un código de barras, descripción, precio) y/o para propósitos decorativos.
Los PSAs generalmente se aplican por procesos de revestimiento continuo a todas las superficies de una capa de soporte imprimible de grandes dimensiones, que consiste de papel o una película de material polimérico que tiene una o más capas. La capa de adhesivo que cubre la capa de soporte imprimible (generalmente el lado opuesto al lado imprimible) se auto-cubre con una capa protectora (con frecuencia denominada como "forro de liberación"), que consiste, por ejemplo, de película siliconada. El sistema de multicapa obtenido generalmente se empaca al enrollarse en forma de carretes grandes de hasta 2 m de ancho y 1 m de diámetro, que pueden almacenarse y transportarse.
Este sistema de multicapa puede convertirse de manera subsiguiente en etiquetas autoadhesivas que pueden aplicarse por el usuario final por medio de procesos de conversión que incluyen la impresión de elementos decorativos deseados y/o información sobre el lado imprimible de la capa de soporte, seguido por el corte de la forma deseada y dimensiones. La capa protectora puede removerse fácilmente sin modificar la capa de adhesivo que permanece asegurada a la capa de soporte imprimible. Después de la separación de su capa protectora, la etiqueta se aplica a una temperatura cercana a la temperatura ambiente del artículo que va a revestirse ya sea manualmente o con el uso de etiquetadoras en líneas de embalaje automatizadas.
Los PSAs, debido a su adhesión a alta temperatura ambiente, hace posible que la etiqueta se una muy rápido al artículo que va a revestirse (por ejemplo, botellas), adecuados para obtener índices de producción industrial elevados .
La patente US 3 763 117 describe un PSA basado en acrilato que tiene buenas propiedades adhesivas, que permiten una fácil separación cuando se calientan utilizando una solución acuosa básica.
La Patente US 5 385 965 también describe un PSA que hace posible, después de revestirse en un soporte o película de papel de un material polimérico, para obtener una etiqueta que puede separarse del sustrato a través de la acción de una solución alcalina caliente. Este PSA tiene la forma de una emulsión acuosa de un copolímero basado en acrilato o un copolímero de estiren-butadieno. El contenido de sólidos de esta emulsión no excede el 70%, de manera que el revestimiento de PSA en la capa de soporte se complica por la necesidad de una etapa de secado de emulsión. Además, tales adhesivos tienen la desventaja de pasar parcialmente en solución o en suspensión en las composiciones acuosas utilizadas para reciclar botellas etiquetadas, por lo que imponen restricciones sobre instalaciones industriales para el reprocesamiento de estas composiciones antes de descargarse al ambiente.
Las solicitudes de Patente Internacionales WO 2008/110685 y WO 2009/016285 enseñan composiciones adhesivas sensibles a presión de fusión en caliente, que comprenden un copolímero de bloque de estireno, una resina de adhesividad y un ácido graso, éste último teniendo forma de ácido o en la forma de una sal de metal .
Estas composiciones hacen posible, después de que se revisten en una capa de soporte, obtener una etiqueta autoadhesiva que puede unirse de manera permanente a un artículo, tal como, por ejemplo, una botella de vidrio, y que subsecuentemente también puede desprenderse rápida y completamente durante una etapa para sumergir el artículo etiquetado en una solución acuosa básica a alta temperatura, el adhesivo queda esencialmente asegurado en la etiqueta después de la separación del mismo.
Los adhesivos de fusión en caliente o productos de fusión en caliente (HMS) son sustancias que son sólidas a temperatura ambiente y no contienen agua ni solvente. Se aplican en el estado fundible y solidifican al enfriarse, de este modo formando una junta para asegurar los sustratos que van a ensamblarse. Estos adhesivos de fusión en caliente normalmente tienen la forma de composiciones que comprenden un polímero termoplástico y opcionalmente una resina de adhesividad y un plastificante . Ciertos productos de fusión en caliente se formulan para proporcionar soporte revestido con el mismo un carácter libre de adhesión y relativamente duro. Otros productos de fusión en caliente proporcionan el soporte con un carácter relativamente blando y de alta adhesión. Los PSAs se utilizan ampliamente para la fabricación de etiquetas autoadhesivas - los adhesivos correspondientes se denotan por los adhesivos sensibles a presión de fusión en caliente o HMPSAs .
El objeto de la presente invención es proporcionar, en particular un HMPSA novedoso que proporciona una respuesta alternativa al problema resuelto por las composiciones de las solicitudes de patente O 2008/110685 y WO 2009/016285. De hecho siempre es deseable elaborar en la técnica anterior y proporcionar los fabricantes de etiquetas autoadhesivas con nuevas soluciones adecuadas para satisfacer los requerimientos de sus clientes y tener, donde es adecuado, propiedades mejoradas, por ejemplo, con respecto al tiempo de desprendimiento o índice de desprendimiento.
La invención por lo tanto se refiere en primer lugar a una composición adhesiva sensible a presión de fusión en caliente (HMPSA) que comprende: - a) 25 a 50% de uno o más copolímeros del bloque de estireno seleccionado del grupo que comprende SBS, SIS, SIBS, SEBS, y SEPS; - b) 35 a 75% de una o más resinas de adhesividad compatibles que son líquidas o tienen una temperatura de ablandamiento por debajo de 150°C; y - c) de 1 a 20% de uno o más polímeros supramoleculares obtenidos por reacción entre: 1- (2-aminoetil) -2-imidazolidona (también llamada Ureido DiEtilen TriAmina o UDETA) de la fórmula (I) : una composición de ácido graso que comprende : - 51 a 100¾ de uno o más dimeros de ácidos grasos idénticos o diferentes y/o de uno o más trímeros de ácidos grasos idénticos o diferentes; y 0 a 49% de uno o más monómeros de ácidos grasos idénticos o diferentes.
A menos que se indique lo contrario, los porcentajes utilizados en el presente texto para expresar las cantidades corresponden a porcentajes en peso/peso.
Los copolímeros de bloque que pueden utilizarse en el HMPSA de acuerdo con la invención tienen un peso molecular promedio en peso Mw generalmente de entre 60 kDa y 400 kDa y consisten de bloques de varios monómeros polimerizados . Tienen una configuración de tribloque de la fórmula general : A-B-A (II) en donde: A representa un bloque de estireno no-elastomérico (o de poliestireno) ; y - B representa un bloque elastomerico el cual puede ser : - polibutadieno : el copolímero de bloque entonces tiene como estructura: poliestiren-polibutadien-poliestireno y se denomina como SBS poliisopreno : el copolímero de bloque entonces tiene como estructura: poliestiren-poliisopren-poliestireno y se denomina como SIS; - poliisopren-polibutadieno : el copolímero de bloque entonces tiene como estructura: polies iren-poliisopren-polibutadien-poliestireno y se denomina como SIBS poliisopreno completa o parcialmente hidrogenado: el copolímero de bloque entonces tiene como estructura: poliestiren-polipropilen-etilen (etilenpropilen) -poliestireno y se denomina como SEPS; polibutadieno completa o parcialmente hidrogenado: el copolímero de bloque entonces tiene como estructura: poliestiren-polipropilen-etilen (etilenbutilen) poliestireno y se denomina como SEBS . Este copolímero SEBS opcionalmente puede haberse modificado químicamente por el anhídrido maleico.
Estos copolímeros de tribloque de estireno pueden obtenerse de acuerdo con métodos conocidos de por sí y se encuentran comercialmente disponibles . Los proceso para obtener estos productos comerciales también resultan generalmente en la formación de cantidades variables de compuestos de dibloque de la fórmula A-B. De este modo, en el contexto del presente texto, los términos SBS, SIS, SIBS, SEBS, y SEPS de hecho denotan mezclas de tribloques y dibloques. La cantidad de dibloques puede variar sin ninguna inconveniencia de 0 a 90% de acuerdo con el peso total de los copolímeros de estireno dentro de la composición de acuerdo con la invención. A parte de la estructura lineal de la fórmula (II) , los copolímeros de tribloque de estireno que pueden ' utilizarse en HMPSA de acuerdo con la invención también puede tener una estructura radial.
Desde luego, el copolímero o copolímeros de bloque de estireno incluidos en el HMPSA de acuerdo con la invención, los cuales se seleccionan del grupo que comprende SBS, SIS, SIBS, SEBS, SEPS, pueden pertenecer a uno o más de estas cinco familias de copolímeros.
La cantidad del bloque de estireno puede variar por sí misma ampliamente, tal como, por ejemplo, del 15% a 50% (de acuerdo con el peso total de los copolímeros de bloque en el HMPSA de acuerdo con la invención) .
Ejemplos de productos comerciales que pueden mencionarse incluyen: - SBS: Europrene® Sol T 166 (10% del dibloque y 30% de estireno) de Polimeri Europa (Italia), Stereon® 840A de Firestone (45% de estireno) y Kraton® D1120 (75% de dibloque y 39% de estireno) ; - SIS lineal: Vector® 4411 de ExxonMobil que tiene un 0% de contenido de dibloque y un 44% de contenido de estireno, Kraton® D1113 de Kraton (56% de dibloque y 16% de estireno), Kraton® D1165 (25% de dibloque y 30% de estireno); - SIS radial: Kraton® D1124 (29% de dibloque y 30% de estireno) y Vector® DPX 586 (80% de dibloque y 18% de estireno) de ExxonMobil; - SIBS: Kraton® MD 6455 (35% de dibloque y 18% de estireno) ; y - SEBS: Kraton® G1726 (70% de dibloque y 30% de estireno) y Kraton® G1924 (30% de dibloque y 13% de estireno) esto siendo un SEBS injertado por 1% de anhídrido maleico.
De acuerdo con una modalidad preferida del HMPSA de acuerdo con la invención, el contenido de copolímero de bloque de estireno varía de 30 a 50%, y aún de mayor preferencia de 35 a 45%.
De acuerdo con otra modalidad preferida, un SIS lineal o radial se utiliza como copolímero de bloque de estireno para el HMPSA de acuerdo con la invención.
La resina o resinas de pegajosidad que pueden utilizarse en el HMPSA de acuerdo con la invención tienen pesos moleculares promedio en peso Mw de generalmente entre 200 y 5000 Da y se seleccionan mejor en particular de: - (i) rosinas de colofonia naturales o químicamente modificadas, tales como, por ejemplo, la colofonia extraída de la goma de pilo y colofonia de madera extraída de raíces de árbol, y sus derivados hidrogenados, dímerizados y polímerizados o aquellos esterificados por mono-alcoholes o polioles tales como glicerol, pentaeritritol o neopentilglicol ; (ii) resinas obtenidas por la hidrogenación, polimerización o copolimerización (con un hidrocarburo aromático) de mezclas de hidrocarburos alifáticos no saturados que tienen aproximadamente 5, 9 ó 10 átomos de carbono derivados de las fracciones de petróleo; (iii) resinas de terpeno que resultan generalmente de la polimerización de hidrocarburos de terpeno, tales como, por ejemplo, mono-terpeno (o pineno) en presencia de catalizadores Friedel-Crafts , opcionalmente modificados por la acción de fenoles; - (iv) copolímeros basados en terpenos naturales, por ejemplo, estireno/terpeno , alfa-metil estireno/terpeno y viniltolueno/terpeno .
Las resinas de pegajosidad seleccionadas para la inclusión en HMPSA de acuerdo con la invención son líquidos a temperatura ambiente o tienen una temperatura de ablandamiento por debajo de 150°C.
La temperatura (o punto) de ablandamiento se determina de acuerdo con la prueba estandarizada ASTME 28, de la cual el principio es como sigue. Un anillo de bronce de alrededor de 2 cm de diámetro se llena con la resina para someterse a prueba en el estado fundido. Después del enfriamiento a temperatura ambiente, el anillo y la resina sólida se colocan horizontalmente en un baño de glicerol con temperatura regulada, de la cual la temperatura puede variar de 5°C por minuto. Una bola de acero de aproximadamente 9.5 mm de diámetro se centra en el disco de resina sólida. La temperatura de ablandamiento durante la elevación y temperatura del baño en un índice de 5°C por minuto, es la temperatura en la cual el disco de resina fluye por una cantidad de 25.4 mm bajo el peso de la bola.
Las resinas de pegajosidad se encuentran comercialmente disponibles, y entre éstas, se encuentran que son líquidas o tienen una temperatura de ablandamiento por debajo de 150°C, por ejemplo, puede mencionarse los siguientes productos de las siguientes familias: (i) Sylvalite® RE 100S (un éster de colofonia y pentaeritritol que tiene una temperatura de ablandamiento de aproximadamente 100°C) y Sylvatac® RE 12 (líquido de éster de colofonia a temperatura ambiente) , estos dos productos se encuentran disponibles de Arizona Chemical y Dertoline® G2L (temperatura de ablandamiento de 87°C) y Dertopoline® CG (temperatura de ablandamiento de 117 °C) de la compañía francesa DRT; (ii) Escorez® 5600 disponible de ExxonMobil Chemicals, está siendo una resina de diciclopentadieno hidrogenada modificada por un compuesto aromático (que tiene una Mw de aproximadamente 980 Da y una temperatura de ablandamiento de 100°C) ; Escorez® 5615 que tiene una estructura similar (temperatura de ablandamiento de 115°C) ; Escorez® 5400, también de Exxon Chemicals (temperatura de ablandamiento de 100°C) ; Wingtack® 86 del Cray-Valley; y Regalite® R5100 de Eastman; (iii) Dertophene®T de DRT (que tiene una temperatura de ablandamiento de 95°C) ; Sylvarez® TP95 de Arizona Chemical, que es una resina de terpeno fenólica con una temperatura de ablandamiento de 95°C y una Mw de aproximadamente 1120 Da; y (iv) Sylvarez® ZT 105 LT de Arizona Chemical la cual es un copolímero de estireno/terpeno con un punto de ablandamiento de 105°C.
El término "resina de pegajosidad compatible" se entiende que significa una resina de pegajosidad la cual, cuando se mezcla en proporciones de 50%/50% con un copolímero de bloque seleccionado del grupo que comprende copolímeros de SBS, SIS , SIBS, SEBS y SEPS, proporciona una mezcla sustancialmente homogénea.
Las resinas de pegajosidad líquidas o aquellas que tienen una temperatura de ablandamiento entre 90 y 120°C se prefieren, tal como, por ejemplo, Sylvatac® RE 12, Escorez® 5615, Sylvarez® ZT 105 LT o Sylvalite ® RE 100S.
El contenido de resina de pegajosidad del HMPSA de acuerdo con la invención se encuentra ventajosamente entre 40 y 55%.
La composición de adhesivo sensible a presión de fusión en caliente de acuerdo con la invención comprende 1 a 20% del polímero supramolecular , como se define en lo anterior .
La expresión "polímero supramolecular" denota una estructura química formada por las moléculas del mismo compuesto que se enlazan juntas por enlaces de hidrógeno. Esta expresión deriva por analogía del término "polímero" el cual se utiliza de manera convencional para denotar una estructura química obtenida por la formación de enlaces químicos covalentes entre uno (en el caso de un homopolímero) o más (en el caso de un copolímero) unidades de repetición. Por analogía, el compuesto que constituye un polímero supramolecular también se denota por el término "unidad de repetición" .
El polímero supramolecular en la composición de acuerdo con la invención puede derivar de una o más unidades de repetición, el peso molecular del cual puede variar de 200 a 9000 g/moles, de preferencia 200 a 2000 g/moles.
Las unidades de repetición del copolímero supramolecular comprende por lo menos un grupo funcional amida y un radical que deriva de la imidazolidona de UDETA. Estos grupos (denominados grupos asociativos) permiten la formación de enlaces de hidrógeno entre las moléculas que corresponden con estas unidades de repetición, lo cual resulta en estas moléculas que se estructuran en polímeros supramoleculares .
Tal polímero supramolecular se describe en la solicitud de patente internacional WO 2008/029065 la cual simplemente menciona, entre varios usos, un uso como un aditivo para adhesivos de fusión en caliente y adhesivos sensibles a presión.
Se ha encontrado ahora que la incorporación de un polímero supramolecular en el HMPSA de acuerdo de la invención hace posible, en el margen de contenido indicado, obtener una composición sensible a presión de fusión en caliente, el carácter homogéneo de la cual permite que se almacene sin ninguna desventaja en el estado fundido en un tanque (también denominado fusionador) en una temperatura que varía de hasta 160°C por varias horas y hasta 1 ó 2 días, antes de que se revista en una capa de soporte imprimible. Además, la etiqueta autoadhesiva que resulta del sistema de multicapa correspondiente es adecuada para etiquetar un artículo, especialmente un artículo de vidrio, y permite que la etiqueta se desprenda fácil y rápidamente durante una etapa de inmersión de un artículo en un medio acuoso básico. Durante esta última etapa, la composición sensible a presión permanece esencialmente asegurada en la capa superior de la etiqueta, sin dejar ningún rastro en la superficie del artículo. De este modo, no se disuelve ni se distribuye (o sólo en proporciones muy ligeras) en las composiciones acuosas utilizadas en el tratamiento de reciclaje. Esto evita tratamientos adicionales para descontaminar los baños de lavado .
El polímero supramolecular en el HMPSA de acuerdo con la invención se obtiene al reaccionar la UDETA de la fórmula (I) con la composición de ácido graso como se define en lo anterior.
Loa ácidos grasos biméricos y triméricos se obtienen por polimerización a alta temperatura bajo presión de ácidos grasos no saturados, denominados "monómeros", los cuales comprenden de 6 a 22 átomos de carbono, de preferencia de 12 a 20 átomos de carbono, y se derivan de materia vegetal o animal. Ejemplos de ácidos grasos no saturados (monómeros) que pueden mencionarse incluyen ácidos de 18 átomos de carbono que tiene uno o dos enlaces dobles (ácido oleico o ácido linoléico respectivamente) obtenidos de aceite de resina, el cual es un subproducto de la fabricación de pulpa de papel .
Después de la polimerización de estos ácidos grasos no saturados, una mezcla técnica se obtiene, que contiene un promedio de 30-35% de ácidos monocarboxílieos (ácidos monómericos) con frecuencia isomerizados con respecto a los ácidos de inicio, 60-65% de ácidos bicarboxílicos (ácidos diméricos ) con dos veces el número de átomo de carbono con respecto a los ácidos de inicio y 5-10% de ácidos tricarboxílicos (ácidos triméricos) que tienen tres veces el número de átomos de carbono con respecto a los ácidos de inicio. Al purificar esta mezcla, los diversos grados comerciales de ácidos monoméricos , diméricos o triméricos que pueden existir en la forma hidrogenada o no hidrogenada se obtienen. Entre estos, puede hacerse mención del margen de Pripol® desarrollado por Uniqema.
De acuerdo con una modalidad preferida más particular, el polímero supramolecular se obtiene al hacer reaccionar, en cantidades sustancialmente estequiométricas , la UDETA de la fórmula (I) con una composición de ácido graso monomérico y/o dimérico y/o trimérico que resulta de la polimerización de ácidos grasos monoméricos no saturados predominantemente de 18 átomos de carbono, la composición comprende de 0 a 10% de monómeros y 90 a 100% de una mezcla de dimeros y trímeros .
De acuerdo con una modalidad más preferida de la invención, la composición de ácido graso con la cual la UDETA de la fórmula (I) se hace reaccionar, comprende de 0 a 5% de monómeros y 95 a 100% de una mezcla de dimeros y trímeros.
Ejemplos de tales mezclas que pueden mencionarse incluyen : - Pripol® 1017, una mezcla de aproximadamente 1-3% de ácidos grasos monoméricos, 75-80% de dimeros y 18-22% de trímeros ; - Pripol® 1040, una mezcla de aproximadamente 0-1% de ácidos grasos monoméricos, 20-25% de dimeros y 75-80% de trímeros ; - Pripol® 1013, una mezcla de aproximadamente 0-1% de ácidos grasos monoméricos, 95-98% de dimeros y 2-4% de trímeros ; y - Unidyme® 14 de Arizona Chemicals, una mezcla de aproximadamente 0-1% de ácidos grasos monoméricos, 94-97% de dímeros y 2-5% de trímeros.
El polímero supramolecular obtenido al hacer reaccionar UDETA de la fórmula (I) con Pripol® 1017 se denota después de esto por el término SUPRA ( Pripol® 1017) . La unidad de repetición correspondiente tiene un peso molecular promedio de aproximadamente 900 g/moles . El lector puede referir para esta preparación a la solicitud de patente internacional antes mencionada WO 2008/029065 y especialmente al Ejemplo 8.
De igual forma, los términos SUPRA (Pripol® 1040) , SUPRA(Pripol® 1013) y SUPRA(Unidyme® 14) denotan a continuación el polímero supramolecular obtenido al hacer reaccionar la UDETA de la fórmula (I) con la mezcla de ácido graso correspondiente.
De acuerdo con otra modalidad preferida de la invención, el contenido de polímero supramolecular en el HMPSA se encuentra entre 3 y 15%.
Una cantidad de 0.1 a 2% de uno o más estabilizadores o antioxidantes también se incluye de preferencia en la composición de acuerdo con la invención. Estos compuestos se introducen para proteger la composición de cualquier degradación que resulte de una reacción con oxígeno, la cual es probable que se presente a través de la acción del calor, luz o catalizadores residuales en ciertas materias primas tales como las resinas de pegajosidad. Estos compuestos pueden incluir antioxidantes primarios que atrapan los radicales libres y generalmente son fenoles sustituidos, tales como Irganox® 1010 de CIBA. Los antioxidantes primarios pueden utilizarse por sí mismos o en combinación con otros antioxidantes, tales como fosfitos como Irgafos® 168, también de CIBA, o también con estabilizadores UV tales como aminas.
La composición de acuerdo con la invención también puede incluir hasta 20% de un plastificante . Este plastificante puede ser un aceite parafínico o nafténico que puede contener una fracción de compuestos aromáticos (tales como Nyflex® 222B de Nynas) o puede no contener ninguna fracción (tal como Primol® 352 de ESSO) .
La composición de acuerdo con la invención también puede incluir una cera de un homopolímero de polietileno (tal como A-C® 617 de Honeywell) o también una cera de un copolímero de polietileno/vinilacetato, o también pigmentos, tintes o cargas.
La composición sensible a presión de fusión en caliente de acuerdo con la invención se prepara al mezclar de manera simple sus ingredientes a una temperatura entre 130 y 200°C hasta que se obtiene una mezcla homogénea. Las condiciones de mezclado requeridas se conocen bien por aquellos con experiencia en la técnica.
Otro objeto de la presente invención es un sistema de multicapa que comprende: - una capa de adhesivo que consiste de una composición adhesiva sensible a presión de fusión en caliente de acuerdo con la invención; - una capa de soporte imprimible adyacente a la capa de adhesivo, que consiste de papel o una película de polímero que tiene una o más capas; y una capa protectora adyacente a la capa de adhesivo .
Es preferible utilizar, como capa de soporte imprimible : - papel con un peso de 60 y 110 g/m2; o - una película termocontraíble formada de PET o PVC (comercialmente disponible bajo el nombre de Pentalabel® de Klóckner) u OPP; o también una película de bicapa de OPP/PET, la capa de OPP de la cual se encuentra adyacente a la capa de adhesivo.
El espesor de la capa de adhesivo en el sistema de multicapa corresponde con una cantidad de HMPSA generalmente de entre 7 y 50 g/m2, expresada por área de unidad de la capa de soporte.
El HMPSA de acuerdo con la invención se aplica a la capa de soporte en el estado fundido a una temperatura que varía de 130°C a 180°C. La aplicación se lleva a cabo por técnicas de revestimiento conocidas tales como, por ejemplo, revestimiento con tobera rebordeada (a una temperatura de aproximadamente 160 a 180°C) o revestimiento en cortina (a una temperatura de aproximadamente 120 a 180 °C) . El HMPSA generalmente se aplica por una tobera rebordeada sobre la capa protectora, el ensamble entonces se lamina en la capa de soporte (revestimiento por transferencia) . La aplicación del HMPSA mediante el revestimiento en cortina puede llevarse a cabo directamente en la capa de soporte, dependiendo de la temperatura del revestimiento.
El sistema de multicapa obtenido tiene la forma de un rectángulo muy largo y generalmente se empaca al enrollarse en forma de carretes anchos que tienen una ancho de hasta 2 m y un diámetro de 1 m.
La invención también se refiere a una etiqueta autoadhesiva que puede obtenerse por conversión del sistema de multicapa descrito en lo anterior. El proceso de conversión empleado generalmente comprende: - una etapa de imprimir sobre la capa de soporte imprimible; después - una etapa de cortar el sistema de multicapa para reducir el ancho del mismo, y por lo tanto reempacarlo en un carrete de un ancho más pequeño; y después una etapa (denominada como "desprendimiento") para obtener un sistema de multicapa, empacado en el carrete de la etapa precedente, en la cual la capa protectora sin cambio se enlaza justo a la parte de la capa de soporte impresa que corresponde con la forma y dimensiones de la etiqueta autoadhesiva diseñada para su uso final. Esta etapa por lo tanto consiste en cortarla selectivamente y después desprenderla de la parte no deseable de la capa de soporte y de la capa de adhesivo, la parte con frecuencia se denomina la "estructura de la etiqueta" .
Este sistema de multicapa se emplea en líneas para empacar artículos que serán etiquetados, por medio de sistemas automatizados que separan las etiquetas autoadhesivas de la capa protectora y después las aseguran en los artículos que van a etiquetarse.
El objeto de la invención también es un articulo revestido con la etiqueta autoadhesiva como se define en lo anterior.
El artículo de etiquetado de preferencia es un envase o recipiente elaborado de vidrio o de un material de plástico usual seleccionado de PET (teleftalato de polietileno) , PVC (cloruro de polivinilo) , PE (polietileno) y PP (polipropileno) .
Una botella de vidrio se prefiere de manera más particular. Las botellas de vidrio en cuestión pueden o no haber recibido durante su fabricación un tratamiento de revestimiento pretendido para mantener sus propiedades mecánicas con el tiempo y para protegerlos de rayaduras . Tal tratamiento conlleva, por ejemplo, a la deposición de una capa de óxido de metal sobre la superficie del vidrio, la capa de óxido de metal opcionalmente se cubre con una capa adicional de cera natural.
Finalmente, la invención se refiere a un proceso para reciclar un artículo etiquetado, el cual incluye una etapa de desprender la etiqueta por inmersión del artículo etiquetado en una solución acuosa básica mantenida a una temperatura de entre 60 y 100°C, caracterizado porque el artículo etiquetado es como se define en lo anterior.
De manera ventajosa, el desprendimiento de la etiqueta por este proceso resulta en su separación completa del artículo, sin dejar ningún residuo adhesivo sobre la superficie del artículo y sin la composición adhesiva que contiene la solución de lavado acuoso básico. Dentro del contexto de implementación industrial del proceso, existe como resultado menos contaminación de las aguas de lavado y el proceso de reciclaje es más económico, en particular a partir del punto de vista de la cantidad de agua consumida. Las etiquetas de este modo separadas de los artículos tratados pueden recolectarse y removerse del baño del lavado por medios mecánicos adecuados .
El proceso de acuerdo con la invención se implementa de preferencia a una temperatura de aproximadamente 80 °C .
La adhesividad del HMPSA de acuerdo con la invención se determina por la prueba de desprendimiento de 180°C en una placa de vidrio, como se describe en Método de Prueba FINAT No. 1 publicado en el Manual Técnico de FINAT, 6ta. edición, 2001. FINAT es la Federación Internacional para Fabricantes y Convertidores de Etiquetas Autoadhesivas . El principio de esta prueba es como sigue.
Una película de PVC termocontraible de 50 µ?a de espesor se reviste con el HMPSA en una cantidad de 20 g/m2, cuya película después de la inmersión en agua a 95°C durante 30 segundos, se contrae por aproximadamente 72%.
Un espécimen de prueba en forma de una cinta rectangular (que mide 25 mm x 175 mm) se corta del soporte autoadhesivo de este modo obtenido. Este espécimen se asegura a un substrato que consiste en una placa de vidrio. El ensamble obtenido se deja durante una hora a temperatura ambiente y después se introduce en una máquina de prueba de deformación capaz de desprender o separar la cinta en un ángulo de 180° y con un índice de separación de 300 mm por minuto. La máquina mide la fuerza requerida para desprender la cinta bajo estas condiciones. El resultado se expresa en N/cm. La resistencia al desprendimiento de 180°C después de unirse a una placa de vidrio, de los adhesivos pretendidos para fabricar etiquetas autoadhesivas generalmente es mayor que 2 N/cm, de preferencia mayor que 4 N/cm.
La adhesión del HMPSA de acuerdo con la invención se determina por la prueba de adhesión en bucle descrita en el Método de Prueba FINAT No. 9. La misma película que la de la prueba de desprendimiento se reviste de antemano con el HMPSA en una cantidad de 20 g/m2 para obtener una cinta rectangular que mide 25 mm por 175 mm. Los dos extremos de esta cinta se unen juntos para formar un bucle, la capa de adhesivo de la cual se orienta hacia fuera. Los dos extremos unidos se colocan en la mordaza móvil' de una máquina de prueba de deformación capaz de imponer un índice de desplazamiento de 300 mm/minuto a lo largo de un eje vertical, con la posibilidad de formar un movimiento hacia atrás y hacia delante. La parte inferior del bucle colocado en la posición vertical primero se pone en contacto con una placa de vidrio horizontal que mide 25 mm por 30 mm sobre un área cuadrada que mide aproximadamente 25 mm por lado. Una vez que ha ocurrido este contacto, la dirección de desplazamiento de la mordaza se invierte. La adhesión es el valor máximo de la fuerza necesaria para que el bucle se desprenda completamente de la placa. La adhesión de un PSA generalmente es igual a o mayor que 1 N/cm2.
La capacidad de desprendimiento por calor en el medio acuoso básico de las etiquetas revestidas con el HMPSA de acuerdo con la invención, aseguradas de antemano a un sustrato de vidrio, se determina por la siguiente prueba.
Botellas de vidrio de 7 cm de diámetro y aproximadamente 20 cm de altura se utilizan, estas se dividen en dos grupos dependiendo de la naturaleza del vidrio constituyente. Esto es debido a que el vidrio tiene dos tipos de capa superficial, dependiendo del tratamiento de revestimiento aplicado durante la fabricación de las botellas. El 1er. tipo de capa esencialmente comprende óxido de estaño. El 2do. tipo esencialmente comprende una emulsión de cera de polietileno oxidizado aplicada a una capa de óxido de estaño. El 2do. tipo de capa es característico de nuevas botellas de vidrio. El 1er. tipo es característico de las botellas de vidrio que ya se han sumergido en una solución acuosa básica, durante por lo menos un ciclo de limpieza. El primer grupo de botellas se denota después de esto por "SnO" y el 2do. por la abreviación "PE".
La misma capa de soporte se reviste con el HMPSA que va a tratarse, las condiciones de revestimiento son las mismas que en la prueba de desprendimiento de 180°. Las etiquetas rectangulares (7 cm x 5 cm) se cortan del soporte autoadhesivo de este modo obtenido.
Cuatro botellas de vidrio, dos del tipo PE y dos del tipo SnO, se revisten cada una con una de estas etiquetas, asegurada por presión simple. Después, antes de continuar la prueba, y para cada grupo de botellas etiquetadas de PE y SnO: - una de las dos botellas etiquetadas simplemente se dejó durante 48 horas a temperatura ambiente; y - la otra botella etiquetada se dejó durante 24 horas a temperatura ambiente y después se colocó durante 24 horas en un horno a 50°C con una humedad relativa de menos de 25% y después durante otras dos horas a temperatura ambiente.
La meta de estos dos tratamientos ambiéntales fue simular el comportamiento de una botella etiquetada en la fase inicial (al momento de etiquetarla) y después de envejecer (es decir, en una fase subsiguiente en su ciclo de vida después de la comercialización), respectivamente.
La prueba entonces se continuó al sumergir cada botella etiquetada en un baño de agua con temperatura regulada a 80°C con un pH de 12 y al medir, después de esta inmersión, el tiempo tomado para que la etiqueta se desprenda completamente de la botella.
Los siguientes ejemplos se proporcionan puramente a manera de ilustración de la invención y no debe interpretarse de una forma para limitar el alcance de la misma.
Las composiciones dadas en la Tabla 1 siguiente se prepararon por termo-mezclado simple a 180°C de los ingredientes indicados. Aparte de estos ingredientes, las composiciones generalmente contenían 1% de estabilizadores o antioxidantes.
Los resultados de las pruebas llevadas a cabo se indican en la Tabla 2.
Durante la im lementación de la prueba de desprendimiento por calor en un medio básico acuoso, después de la separación de la etiqueta, no se observó ningún residuo de adhesivo en la superficie de las botellas. La pérdida de HMPSA de la etiqueta fue de aproximadamente 0%, por lo que indica, para cada uno de estos ejemplos, que la solución de baño acuoso básica no contiene HMPSA.
Tabla 1 (contenidos en %) Ingrediente Referencia Ejemplo 1 Ejemplo 2 Ejemplo 3 Ejemplo 4 Ejempl Kraton® DI12 41 40 — 40 40 40 Kraton® dll65 - — 40 — — — 5 Sylvarez® ZT105 L5 19 16 20 16 16 16 Escorez® 5615 20 16 20 16 16 16 Sylvalite® RE 10OS — — 5 — - - Syl atac® RE 12 14 13 — 13 13 13 SUPRA (Pripol® 1017) — 10 6 — - — 10 SUPRA (Pripol® 1040) — — — 10 — — SUPRA (Pripol® 1013) — - — 10 - SUPRA (Unidyme® 14) — — — — — 10 Primol® 352 5 4 8 4 4 4 15 Tabla 2 Prueba Referencia Ejemplo 1 Ejemplo 2 Ejemplo 3 Ejemplo 4 Ejemplo Desprendimiento 180° en 4 6.2 6.4 6 5.8 5.7 vidrio (N/cm) Adherencia de bucle 4 3.5 4.1 3.2 3 3.4 (N/cm2) Tiempo para desprender 30 19 15 14 11 8 5 una etiqueta en una botella de tipo SnO en la fase inicial (en s) Tiempo para desprender > 180 25 21 20 17 29 una etiqueta en una botella de tipo SnO después de envejecer (en s) Tiempo para desprender > 180 15 11 25 15 13 una etiqueta en una 10 botella de tipo PE en la fase inicial (en s) Tiempo para desprender > 180 28 20 36 20 22 una etiqueta en una botella de tipo PE después de envejecer (en s) 15

Claims (15)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito la presente invención se considera como novedad y por lo tanto se reclama como propiedad lo descrito en las siguientes: REIVINDICACIONES
1. Una composición de adhesivo sensible a presión de fusión en caliente (HMPSA) , caracterizada porque comprende : - a) 25 a 50% de uno o más copolímeros de bloque de estireno seleccionados del grupo que comprende SBS, SIS, SIBS, SEBS, y SEPS; - b) 35 a 75% de una o más resinas de adhesividad compatibles que son líquidas o tienen una temperatura de ablandamiento por debajo de 150°C; y c) de 1 a 20% de uno o más polímeros supramoleculares obtenidos por la reacción entre 1- (2-aminoetil ) -2-imidazolidona (también denominada Ureido DiEtilen TriAmina o UDETA) de la fórmula (I); - una composición de ácido graso que comprende: - 51 a 100% de uno o más dímeros de ácidos grasos idénticos o diferentes y/o uno o más trímeros de ácidos grasos idénticos o diferentes; y - 0 a 49% de uno o más monómeros de ácidos grasos idénticos o diferentes.
2. El HMPSA de conformidad con la reivindicación 1, se caracteriza porque el contenido de copolímero de bloque de estireno varia de 30 a 50%.
3. El HMPSA de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, se caracteriza porque el copolímero de bloque de estireno es un SIS lineal o radial .
4. El HMPSA de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, se caracteriza porque la resina de adhesividad es líquida o tiene una temperatura de ablandamiento entre 90 y 120°C.
5. El HMPSA de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, se caracteriza porque el contenido de resina de adhesividad se encuentra entre 40 y 55%.
6. El HMPSA de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 5, se caracteriza porque el polímero supramolecular se obtiene por reacción, en cantidades sustancialmente estequiométricas de UDETA de la fórmula (I) con una composición de ácido graso monomérico y/o dimérico y/o trimérico que resulta de la polimerización de ácidos grasos monoméricos no saturados predominantemente de 18 átomos de carbono, la composición comprende 0 a 10% de monómeros y 90 a 100% de una mezcla de dímeros y trímeros.
7. El HMPSA de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 6, se caracteriza porque la composición de ácido graso con la cual el UDETA de la fórmula (I) se hace reaccionar, comprende 0 a 5% de monómeros y 95 a 100% de una mezcla de dímeros y trímeros .
8. El HMPSA de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 7, se caracteriza porque el contenido de polímero supramolecular se encuentra entre 3 y 15%.
9. El HMPSA de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 8, se caracteriza porque comprende 0.1 a 2% de uno o más estabilizadores o antioxidantes.
10. El sistema de multicapa se caracteriza porque comprende : - una capa de adhesivo que consiste del HMPSA como se define de conformidad con una de las reivindicaciones 1 a 9; - una capa de soporte imprimible adyacente a la capa de adhesivo, que consiste de papel o una película de polímero que tiene una o más capas; y una capa protectora adyacente a la capa de adhesivo .
11 . El sistema de multicapa de conformidad con la reivindicación 10 , se caracteriza porque utiliza, como capa de soporte imprimible: - papel con un peso de entre 60 y 110 g/m2; o - una película termocontraible formada de PET, PVC u OPP; o también - una película de bicapa de OPP/PET, la capa de OPP de la cual se encuentra adyacente la capa de adhesivo.
12 . El sistema de multicapa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 10 y 11 , se caracteriza porque el espesor de la capa de adhesivo corresponde con una cantidad de HMPSA entre 7 y 50 g/m2, expresada por área de unidad de la capa de soporte.
13 . La etiqueta autoadhesiva se caracteriza porque puede obtenerse por la conversión del sistema de multicapa como se define de conformidad con una de las reivindicaciones 10 a 12 .
14 . El artículo revestido se caracteriza por la etiqueta autoadhesiva como se define de conformidad con la reivindicación 13 .
15 . El artículo de conformidad con la reivindicación 14 , se caracteriza porque consiste de un envase o recipiente formado de vidrio o plástico, de preferencia una botella de vidrio.
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