ES2712059T3 - Composición adhesiva a base de almidón para unir capas de láminas multicapa de papel tisú - Google Patents
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Abstract
Una composición adhesiva en forma seca, para unir capas de láminas multicapa de papel tisú, comprendiendo dicha composición: - Al menos un almidón acetilado, teniendo el almidón acetilado un porcentaje de acetilación dentro del intervalo de 0,1 a 8% en peso con respecto al peso total del almidón acetilado; en una cantidad dentro del intervalo de 70 a 80%, en peso con respecto al peso total de la composición; - Al menos un espesante a base de celulosa en una cantidad dentro del intervalo de 2 a 5%, en peso con respecto al peso total de la composición; y - Urea en una cantidad dentro del intervalo de 15 a 25% en peso con respecto al peso total de la composición.
Description
DESCRIPCION
Composicion adhesiva a base de almidon para unir capas de laminas multicapa de papel tisu
La presente invencion se refiere a una composicion adhesiva para unir capas de laminas multicapa de papel tisu, que comprende al menos un almidon acetilado, al menos un espesante a base de celulosa y urea, asf como a su uso para la union de capas, en vista de la fabricacion de laminas multicapa de papel tisu.
Las laminas multicapa (o laminas de multiples capas), tipicamente comercializadas en forma de rodillo, de modo que los rodillos de papel higienico son laminas de papel tisu que comprenden al menos dos capas, es decir, al menos dos unidades (o pliegues o capas) de papel tisu. El termino "papel higienico" abarca toallas de papel, papel sanitario, toallas de uso domestico, toallitas de mano, panuelos y servilletas.
Estas laminas multicapa se fabrican generalmente de acuerdo con metodos tales como procedimientos de produccion de estampado en relieve implementados en plantas industriales que operan continuamente a alta velocidad (generalmente a una velocidad de 600 metros por minuto). Estos metodos incluyen la union de al menos dos capas, generalmente tres o cuatro capas, mediante un adhesivo adecuado, antes de conformar, por ejemplo, en forma de rodillo al enrollar alrededor de una manga de carton ngido.
La composicion adhesiva debe tener un agarre de alta velocidad, a fin de garantizar la productividad de la planta industrial.
Incluso aunque se contemplan otras composiciones en la bibliograffa, las composiciones adhesivas acuosas que comprenden poli(alcohol vimlico) (PVOH) son ampliamente utilizadas para unir sustratos fabricados de papel, carton o madera, en particular laminas multicapa de papel tisu.
La composicion de adhesivo sintetico a base de PVOH es un adhesivo convencional ampliamente utilizado para unir de dos a cinco capas. Esta composicion adhesiva esta generalmente en forma de concentrado lfquido para su dilucion en el lugar, dependiendo de las necesidades de las instalaciones industriales. La mezcla para esta dilucion se lleva a cabo ventajosamente dentro de un penodo de tiempo relativamente corto. Sin embargo, esta composicion adhesiva tiene el inconveniente de ensuciar u obstruir a menudo los cilindros metalicos u otros elementos de la maquinaria utilizados para la fabricacion de laminas multicapa. Este ensuciamiento es danino porque causa la detencion de la lmea y es particularmente diffcil de eliminar.
Se han sometido a ensayo algunas composiciones adhesivas a base de almidon. Sin embargo, deben cocerse antes de su uso y, con el tiempo, aparece un problema de resistencia de la union resultante o un problema de estabilidad. Por ejemplo, la patente de los Estados Unidos 6.379.447 proporciona una composicion adhesiva para papel delgado, que comprende una fase continua de 15 a 50% en peso de al menos un polisacarido dispersado en agua, preparandose la fase continua de polisacarido por coccion (temperatura 70°C - 200°C) y dispersion. Un ejemplo comparativo IX, presentado en la Tabla 2, columnas 11 y 12, describe una composicion adhesiva que tiene 12% de solidos (que consta de dos partes de almidon ceroso degradado con enzima propilada y 1 parte de almidon ceroso entrecruzado). Esta composicion adhesiva no presenta ninguna resistencia de union resultante.
Por lo tanto, sigue existiendo la necesidad de una composicion adhesiva para capas de union de laminas multicapa de papel tisu, facil de utilizar en plantas industriales existentes, y que tenga resultados de union al menos del mismo valor que aquellos de las composiciones adhesivas a base de PVOH comerciales.
La presente invencion pretende proporcionar una nueva composicion adhesiva que cumpla estos criterios.
Uno de los objetos de la invencion es una composicion adhesiva en forma seca, para unir capas de laminas multicapa de papel tisu, comprendiendo dicha composicion:
- Al menos un almidon acetilado, teniendo el almidon acetilado un porcentaje de acetilacion dentro de un intervalo de 0,1 a 8% en peso con respecto al peso total del almidon acetilado; en una cantidad dentro del intervalo de 70 a 80% en peso con respecto al peso total de la composicion;
- Al menos un espesante a base de celulosa en una cantidad dentro del intervalo de 2 a 5% en peso, con respecto al peso total de la composicion; y
- Urea en una cantidad dentro del intervalo de 15 a 25% en peso con respecto al peso total de la composicion.
El porcentaje de acetilacion del almidon acetilado normalmente es proporcionado el fabricante del almidon acetilado. Este porcentaje de acetilacion generalmente se mide mediante un metodo qmmico tal como la norma ISI (International Starch Institute) ISI-14e (1999). “Determinacion del contenido de acetilo” (que utiliza una mezcla de reactivos entre los que se incluyen hidroxido de sodio, acido clortudrico y fenolftalema en etanol) o, alternativamente, por el metodo enzimatico ISO (International Standard Organization) ISO 11213 (1995) "Determinacion del contenido de acetilo - metodo enzimatico” (que utiliza acido clortudrico y coenzima A (CoA)) para contenidos de acetilo de hasta 2%.
Como es sabido por los expertos en la tecnica, el almidon acetilado tambien es un almidon despolimerizado, ya que la reaccion de acetilacion que ocurre generalmente hace que las cadenas de poKmero sean mas cortas. En realidad, la despolimerizacion parcial debe ocurrir simultaneamente con la acetilacion. Por lo tanto, los almidones acetilados tambien se llaman almidones despolimerizados acetilados.
La acetilacion del almidon se lleva a cabo por medio de antndrido acetico (o acido acetico) de acuerdo con las condiciones bien conocidas por los expertos en la tecnica, como se describe, por ejemplo, en el documento de patente US 2.362.282 al que se hace referenda aqrn.
De acuerdo con la invencion, el almidon acetilado tiene un porcentaje de acetilacion (% de acetilo) dentro de un intervalo de 0,1 a 8%, mas preferiblemente dentro de un intervalo de 0,5 a 4% en peso con respecto al peso total del almidon acetilado. Esto corresponde a un grado de sustitucion (DS) de alrededor de 0,01 a 0,33%, definiendose el DS por:
162 x (% acetilo)
DS = --------------------------------
4.300 - (42 x % acetilo)
Ventajosamente, el almidon acetilado de acuerdo con la invencion es generalmente soluble en agua fna (es decir, presenta una solucion sustancialmente homogenea sin grumos, una vez disuelta en agua a una temperatura de aproximadamente 20°C). Esto esta vinculado al hecho de que tiene un valor de acetilo de 0,1-8% en peso. Esta solubilidad en fno del almidon acetilado representa una de las ventajas de las composiciones adhesivas de acuerdo con la invencion.
La determinacion de la solubilidad en agua fna del almidon acetilado se llevo a cabo mediante un procedimiento espedfico siguiendo el metodo de EASTMAN y MOORE (1984) descrito, por ejemplo, en el documento US 4.465.702. De hecho, una muestra de almidon se mezcla con agua destilada a 23°C en una jarra de mezcladora, la mezcla se centrifuga, se evapora una alfcuota del lfquido sobrenadante y se pesan los residuos. La solubilidad en agua fna es el porcentaje maximo en peso del almidon que se puede mezclar en la solucion sin grumos, es decir, que el almidon se hincha y se dispersa rapidamente en agua para formar una pasta viscosa fluida.
Los almidones acetilados de acuerdo con la invencion muestran de 20 a 40% de solubilidad en agua fna. Los mas preferidos son aquellos que muestran una solubilidad en agua fna de aproximadamente el 30%.
Preferiblemente, el almidon acetilado esta presente en una cantidad dentro del intervalo de 75 a 78% en peso con respecto al peso total de la composicion.
Preferiblemente, el espesante a base de celulosa esta presente en una cantidad dentro del intervalo de 2 a 3% en peso con respecto al peso total de la composicion.
Preferiblemente, la urea esta presente en una cantidad de 18 a 22% en peso con respecto al peso total de la composicion.
De acuerdo con la invencion, el "espesante a base de celulosa" es un espesante que comprende una parte importante de celulosa o derivado de celulosa o sus sales. Como ejemplos de derivados de celulosa que pueden emplearse de acuerdo con la invencion, se pueden mencionar los eteres de celulosa tales como los hidroxialquil eteres de celulosa solubles en agua, p.ej., hidroxietilcelulosa, hidroxipropilcelulosa e hidroxibutilcelulosa, tales como las que se pueden obtener mediante la accion de oxido de alquileno o clorhidrina de alquileno sobre celulosa alcalina. Adicionalmente, se pueden emplear derivados de celulosa, tales como aquellos que se pueden obtener por eterificacion de celulosa con alcohol de glicina y otros compuestos que contienen un radical oxido de alquileno, o con clorhidrina de glicerol y otros compuestos que producen eteres de celulosa en los que un radical eter contiene mas de un grupo hidroxilo. Los ejemplos de otros derivados de celulosa que pueden emplearse de acuerdo con la invencion son carboxialquil eteres de celulosa, p.ej., carboxi-metil celulosa.
Un espesante a base de celulosa preferido es la sal de sodio de carboximetilcelulosa (Na-CMC), tal como el producto comercial Akucell® AF 2985 de Akzo Nobel (numero CAS 9004-32-4).
De acuerdo con la invencion, el almidon acetilado tiene una viscosidad, a un extracto seco de entre 12,5 y 14,5% (medido por ejemplo con un refractometro de extractos solidos) y a un pH comprendido en el intervalo de 5 a 7, en el intervalo de 60 a 200 mPa.s, medido por un aparato Brookfield con un husillo RV2, a una velocidad de 20 rpm ("revoluciones por minuto") y a una temperatura de 23°C.
Preferiblemente, el almidon acetilado se elige entre los almidones que comprenden de 73 a 87% de amilopectina y de 13 a 27% de amilosa.
Por consiguiente, el almidon acetilado se elige preferiblemente entre los almidones de patata acetilados, los almidones de ir ^ z acetilados y los almidones de trigo acetilados. Mas preferiblemente, el almidon acetilado es un almidon de patata acetilado.
La composicion adhesiva puede comprender adicionalmente de 1 a 2% en peso de biocida, en peso con respecto al peso total de la composicion.
La composicion adhesiva puede comprender adicionalmente de 0,2 a 0,5% en peso de desespumante, en peso con respecto al peso total de la composicion.
El biocida y el desespumante son compuestos que son bien conocidos por los expertos en la tecnica.
La composicion adhesiva de acuerdo con la invencion es preferiblemente adecuada para el contacto con productos alimenticios, es decir, generalmente cumple con las regulaciones de contacto con alimentos que son bien conocidas por los expertos en la tecnica.
La composicion adhesiva de acuerdo con la invencion esta preferiblemente en forma de polvo, usualmente para diluirse en agua o en un medio acuoso.
La composicion adhesiva en forma de polvo de acuerdo con la invencion se obtiene generalmente mezclando el almidon, el espesante a base de celulosa y la urea, el biocida opcional y el desespumante opcional, todos en forma de polvo, o pulverizados como solucion acuosa sobre la mezcla de polvos. Por ejemplo, todos los componentes en forma de polvo se mezclan por medio de un mezclador dinamico hasta que se alcanza la homogeneidad, y adicionalmente se solubilizan en agua.
Otro objeto de la invencion es una composicion adhesiva lfquida acuosa para unir capas de laminas multicapa, comprendiendo dicha composicion de 15 a 25% en peso de almidon acetilado, de 0,4 a 2% en peso de espesante a base de celulosa y de 3 a 8% en peso de urea, en peso con respecto al peso total de la composicion.
Preferiblemente, el almidon acetilado esta presente en una cantidad dentro del intervalo de 18 a 22% en peso con respecto al peso total de la composicion.
Preferiblemente, el espesante a base de celulosa esta presente en una cantidad dentro de un intervalo de 0,5 a 0,8% en peso con respecto al peso total de la composicion.
Preferiblemente, la urea esta presente en una cantidad de 4 a 6% en peso con respecto al peso total de la composicion.
La composicion adhesiva acuosa puede comprender adicionalmente de 0,2 a 0,6% en peso de biocida, en peso con respecto al peso total de la composicion.
La composicion adhesiva acuosa puede comprender adicionalmente de 0,04 a 0,16% en peso de desespumante, en peso con respecto al peso total de la composicion.
Preferiblemente, la composicion adhesiva lfquida acuosa tiene un valor de pH de 5 a 7, mas preferiblemente de 5 a 6.
Esta forma lfquida comercial corresponde generalmente a un producto concentrado "listo para ser diluido" que contiene generalmente de 10 a 40% de extracto seco, por ejemplo, de 24-26% en peso con respecto al peso total de dicha composicion adhesiva lfquida acuosa. Este producto concentrado se puede transportar y almacenar facilmente hasta su uso. Una dilucion de este producto concentrado generalmente se realiza inmediatamente antes de su uso en instalaciones industriales hasta que se obtiene un extracto seco en general dentro de un intervalo promedio de 1 a 10% en peso. Esta forma lfquida diluida se denomina "Listo para utilizar".
Cualquiera que sea la forma de la composicion adhesiva, generalmente se utiliza despues de una dilucion de la composicion adhesiva lfquida acuosa (que a menudo se encuentra en forma "lista para ser diluida") o por dilucion de la forma seca, generalmente un polvo, en agua, lo importante es que la composicion adhesiva que se utiliza para la union es la composicion "Lista para utilizar".
La composicion adhesiva "lista para ser diluida" de acuerdo con la invencion preferiblemente comprende, en porcentaje en peso con respecto al peso total de dicha composicion adhesiva:
- Almidon acetilado 8 al 32%
- Espesante a base de celulosa 0,1 a 1%
- Urea 1 al 7%
- Biocida 0,1 al 0,5%
- Desespumante 0,1 al 0,5%
- Agua 60 al 90%
El almidon acetilado es preferiblemente almidon de patata acetilado.
Las composiciones adhesivas de acuerdo con la invencion, ya sea en forma seca o en forma acuosa, mostraron ventajosamente una excelente solubilidad en agua fna, proporcionando la ventaja de una facil dilucion y un corto tiempo de mezclado para obtener una solucion homogenea requerida por los procedimientos de produccion industrial.
Las composiciones adhesivas de acuerdo con la invencion muestran propiedades de formacion de pelfcula claramente mejoradas, como se ilustrara en los ejemplos.
La composicion adhesiva Kquida "lista para ser diluida" de acuerdo con la invencion se fabrica generalmente de una manera conocida por los expertos en la tecnica, normalmente disolviendo la composicion adhesiva en forma seca en agua, o, preferiblemente, disolviendo el almidon y el espesante en una solucion acuosa que comprende agua y urea, en forma mas o menos concentrada. En este caso, se puede proceder mas a menudo de dos maneras diferentes. De la primera manera, se procede a una adicion del polvo de almidon y el espesante, generalmente en aerosol; se anade la urea, hasta que la mezcla es homogenea; y la mezcla resultante se agita con agitacion vigorosa para obtener un vortice, en una mezcla de biocida de agua y desespumante. En el segundo caso, el almidon se disuelve en una mezcla de agua y biocida, hasta que la mezcla es homogenea; se anade urea, hasta que la mezcla es una mezcla homogenea; se anade el espesante hasta que la mezcla es una mezcla homogenea; se anade el desespumante; y la mezcla resultante se deja bajo agitacion hasta que la solucion homogenea este sustancialmente libre de grumos.
Otro objeto de la invencion es el uso de una composicion adhesiva de acuerdo con la invencion, para la union de capas de laminas multicapa de papel tisu.
En este metodo de union se utilizan aparatos industriales convencionales en uso. El unico cambio es que la composicion adhesiva a base de PVOH industrial convencional se reemplaza por la composicion adhesiva de acuerdo con la invencion.
Una ventaja significativa de la invencion es su mayor impacto en el procedimiento industrial. En realidad, la limpieza de la composicion adhesiva que atasca u obstruye el cilindro metalico u otros elementos de la maquina, es significativamente mas facil y mas eficaz en comparacion con la limpieza de formulaciones convencionales basadas en PVOH. Una consecuencia es que proporciona ventajosamente paradas de mantenimiento mas cortas y, por lo tanto, una mayor productividad del metodo de union de varias capas.
Otro objeto de la invencion es un metodo para unir multiples capas utilizando la composicion adhesiva acuosa de acuerdo con la invencion, y enrollar las laminas multicapa alrededor de una parte en forma de manga elaborada de mandril o tira de carton para formar rodillos de laminas multicapa.
Las tecnicas de la presente invencion se entenderan facilmente al considerar la siguiente descripcion detallada junto con los dibujos adjuntos, en los cuales:
Las figuras 1 y 2 ilustran los experimentos de laboratorio del autor de la presente solicitud.
La Figura 1 muestra esquematicamente el encolado de una placa de acero inoxidable sumergiendola en un bano de composicion adhesiva.
La Figura 2 muestra esquematicamente el recubrimiento de una lamina multicapa de papel tisu que contiene 4 laminas con la composicion adhesiva de acuerdo con el procedimiento de la Figura 1.
La Figura 3 es una representacion esquematica de un metodo para elaborar laminas multicapa de papel tisu, comprendiendo dicho metodo unir cuatro capas de laminas multicapa de papel tisu de acuerdo con la invencion. La Figura 4 muestra los resultados en terminos de viscosidad con respecto a la tasa de dilucion, para una composicion comparativa y para una composicion de acuerdo con la invencion.
La Figura 5 muestra los resultados en terminos de contenido de extracto seco con respecto a la tasa de dilucion, para una composicion comparativa y para una composicion de acuerdo con la invencion.
Para facilitar la comprension, se han utilizado numeros de referencia identicos, cuando es posible, para designar elementos identicos que son comunes a las Figuras. Los dibujos no estan necesariamente a escala y las dimensiones respectivas de los diversos elementos en los dibujos se representan esquematicamente y no
necesariamente a escala.
Las figuras 1, 2, 4 y 5 se comentan en los ejemplos a continuacion.
La Figura 3 es una representacion esquematica de un metodo para elaborar laminas multicapa de papel tisu, comprendiendo dicho metodo unir cuatro capas de laminas multicapa de papel tisu de acuerdo con la invencion. En la implementacion de la Figura 3 se describe un aparato que sirve para estampar y combinar cuatro capas 4, 5, 6, 7 de papel tisu en forma de un entramado fibroso, y que funciona de la siguiente manera.
Dos capas 6, 7 se combinan y se envfan a un rodillo de estampado 10 inferior a traves de un rodillo de enrollado 13. Las dos capas 6, 7 se estampan con una misma lmea de contacto y, por lo tanto, estan provistas del mismo patron de estampado que consiste en salientes de estampado. Posteriormente, las capas 6, 7 se recombinan en un rodillo Marrying que es un rodillo de diseno 20.
Mientras tanto, dos capas adicionales 4, 5 se alimentan a traves de un rodillo de enrollamiento 12 a un rodillo de estampado superior 11 y tambien se estampan combinadas. Posteriormente, tambien se introducen en el rodillo de diseno 20.
El rodillo de aplicacion de cola 30 esta provisto para aplicar la composicion adhesiva a la capa superior de las capas 4, 5. Debe observarse que el rodillo de diseno 20 tambien puede corresponder a un rodillo de estampado adicional para aplicar un patron de estampado adicional a todas las capas 4 a 7. Posteriormente, las capas 4, 5 se fijan a las capas 6, 7 anteriormente mencionadas en el rodillo Marrying 40. La lamina de cuatro capas 8 resultante, que comprende las cuatro capas en relieve 6, 7, 4, 5, se descarga a continuacion del aparato y se enrolla adicionalmente alrededor de una parte en forma de manga elaborada de mandril o tira de carton para formar rodillos de laminas multicapa (etapa no representada).
Los siguientes ejemplos ilustran la invencion sin limitar su alcance.
Ejemplos
Los ejemplos relacionados con la union de cuatro laminas, modelan la fabricacion de laminas de cuatro capas de papel tisu, utilizando dos composiciones adhesivas diferentes: una composicion adhesiva de acuerdo la invencion INV y una composicion adhesiva C basada en PVOH comparativa de acuerdo con la tecnica anterior (uso industrial convencional).
El almidon acetilado que se utilizo de acuerdo con la invencion es el producto Sobex 222 comercializado por Sudstarke (Schrobenhausen, Alemania). Este producto se presenta como un almidon de patata despolimerizado altamente sustituido, en forma de granulados blancos amorfos. Las especificaciones de dicho almidon son un porcentaje de acetilacion alrededor de 2 - 2,5%, un contenido de extracto seco de alrededor de 87% (medido por un luminometro infrarrojo), un contenido de humedad de alrededor de 11%, un valor de pH de alrededor de 5 a 7 (medido a un contenido de 13,5% en peso de agua del grifo) y una viscosidad a 85°C de alrededor de 50 a 75 mPa.s (medida por un viscosfmetro Brookfield, husillo RV2 a 100 rpm, a un contenido de 13,5% en peso de agua del grifo). La viscosidad se midio a 140 mPa.s con el viscosfmetro Brookfield, husillo RV2 a 20 rpm, a un contenido de 13,5% en peso en agua, pH 5,9 y a una temperatura de 23°C. La solubilidad en agua fna fue de alrededor de 30%.
1. Composiciones adhesivas de la invencion y de la tecnica anterior.
1.1 Composicion comparativa (C)
La composicion comparativa C era una composicion adhesiva comercial basada en poli(alcohol vimlico) (PVOH), actualmente utilizada en instalaciones industriales. Comprendfa los siguientes componentes:
Desespumante (Tego® antiespumante KS 53 de Evonik) 3,3 kg
PVOH 1 (Apv.mowiol 26/88 de Sigma ALdrich) 118 kg
PVOH 2 (Celvol 540 apv 24/88 de Celanese) 49 kg
Biocida (Acticide® MBL MIT-BIT-Bronopol de Thor) 1,9 kg
Agua desmineralizada (qsp hasta 1000 kg) 827,8 kg.
Los poli(alcoholes vimlicos) PVOH 1 y PVOH 2 teman cada uno un valor de 88% de hidrolisis de los grupos de poli(acetato de vinilo) (PVA), lo que significa que cada uno de estos polfmeros es un copolfmero que comprende 88% de PVOH y 12% de PVA (porcentaje en peso).
El PVOH 1 tema una viscosidad de 26 ± 1,5 mPas (de acuerdo con la norma DIN 53015).
El PVOH 2 tema una viscosidad de 24 ± 1,5 mPas (de acuerdo con la norma DIN 53015).
Tal composicion C tema una viscosidad de 22.000 mPa.s (medida por Brookfield a 24% de solidos en peso, refractometro de extractos solidos) en agua a pH 4-8, husillo RV6, 20 rpm, 23°C) y un extracto de solidos (ES) de 2,3% en peso (medido por el refractometro DIGIT ATC a 23°C).
1.2 Composicion de la invencion (INV)
La composicion adhesiva seca de acuerdo con la invencion fue la siguiente, en % en peso.
Almidon acetilado (SOBEX 222 de SUDSTARKE) 76,63%
Espesante a base de celulosa (Na-CMC AKUCELL® AF 2985 de AKZO NOBEL) 2,30%
Urea 19,16%
Biocida (PARMETOL A 28 de SCHELKE & MAYER) 1,53%
Desespumante (AGITAN 109 de MUNZING CHEMIE) 0,38%
Se fabrico mezclando los diferentes componentes en el siguiente orden, como se detalla en la descripcion anterior: disolver el almidon en agua con biocida; anadir urea, disolver el espesante; y anadir el desespumante.
La composicion adhesiva lfquida acuosa de acuerdo con la invencion (INV) tema la siguiente composicion, en % en peso.
Agua 73,9%
Almidon acetilado (SOBEX 222 de SUDSTARKE) 20,0%
Espesante a base de celulosa (Na-CMC AKUCELL® AF 2985 de AKZO NOBEL) 0,6%
Urea 5,0%
Biocida (PARMETOL A 28 de SCHELKE & MAYER) 0,4%
Desespumante (AGITAN 109 de MUNZING CHEMIE) 0,1%
Esta composicion se fabrico por disolucion de la composicion adhesiva seca en agua desmineralizada fna.
El pH de la composicion era de 6.
La viscosidad de la composicion se midio alrededor de 11.000-13.000 mPa.s (medida por Brookfield a 24-25% en peso de agua a pH 6, husillo RV6, 20 rpm y a 23°C) y un extracto seco (ES) de 24-25% en peso (medido por el refractometro DiG iT ATC a 23°C).
La vida media de este producto fue sometida a ensayo. La viscosidad del producto demostro ser estable durante 6 meses a 15-25°C.
2. Viscosidad de dilucion y extracto seco de las composiciones adhesivas de la invencion y de la tecnica anterior. Despues de diluciones a una tasa de 1:2, 1:3, 1:4, 1:5, 1:6 y 1:7 con agua (bajo el significado: volumen de la composicion C o INV: volumen de agua), las curvas de viscosidad de las composiciones C de acuerdo con la invencion y INV de la tecnica anterior fueron como en la siguiente tabla (los resultados se presentan como viscosidad/extracto seco):
Composicion C Composicion INV
Tasa de dilucion Viscosidad/Extracto seco Viscosidad/Extracto seco
1:2 80/6,2 126/8,0
1:3 36/5,2 60/6,2
1:4 26/4,4 40/4,8
1:5 20/3,8 32/3,8
Composicion C Composicion INV
Tasa de dilucion Viscosidad/Extracto seco Viscosidad/Extracto seco
1:6 16/3,2 26/3,0
1:7 14/3,0 20/2,8
La viscosidad se expresa en mPa.s (Brookfield, refractometro solido °Bx 23°C, husillo RV2, 20 rpm, 20-23°C) y el extracto seco (ES) se expresa en % (en peso) (medido por el refractometro DIGIT ATC 23°C).
Los resultados para la composicion comparativa C y para la composicion de acuerdo con la invencion INV se muestran en las figuras 4 y 5, mostrando la Figura 4 los resultados en terminos de viscosidad con respecto a la tasa de dilucion, y mostrando la Figura 5 los resultados en terminos de contenido de extracto seco con respecto a la tasa de dilucion.
Los resultados muestran que la composicion de acuerdo con la invencion INV proporciona resultados similares a los de la composicion comparativa C.
El intervalo de contenido de agua/intervalo de dilucion de la formulacion lista para utilizar generalmente lo elige el usuario de acuerdo con estas Figuras 4 y 5. Para un papel sanitario de 1-2 capas es posible diluir la cola concentrada hasta un maximo de 1:7. Para un papel tisu de 4 capas, se recomienda una tasa de dilucion de 1:3 -1:4.
3. Experimentos sobre la resistencia de la union de las composiciones adhesivas de la invencion y de la tecnica anterior.
3.1 Descripcion del protocolo de los experimentos en el laboratorio.
El ensayo de laboratorio consistio evaluar la resistencia de la union entre dos capas, en Newtons (N), mediante desprendimiento. Estas capas eran la primera y la segunda capas, o la segunda y tercera capas, o la tercera y la cuarta capas, de una pieza de ensayo compuesta por cuatro capas superpuestas de laminas.
Se utilizaron laminas de papel de laboratorio de color blanco (Goma Camps). Las piezas de ensayo se cortaron, teniendo cada pieza de ensayo unas dimensiones de 4 cm x 17 cm (E x D, vease la Figura 2), utilizando un cuter. Cada pieza de ensayo esta formada por cuatro capas (referidas como 4, 5, 6 y 7, vease la Figura 2) que se han apilado para formar una lamina multicapa referida como 8. Cada serie de ensayos, para una composicion adhesiva dada, se realizo en 5 ejemplares diferentes.
El ensayo se ilustra esquematicamente con las figuras adjuntas, en las que la Figura 1 muestra esquematicamente el encolado de una placa de aluminio sumergiendola en un bano de composicion adhesiva con una profundidad definida (d), y la Figura 2 muestra esquematicamente el recubrimiento de una lamina multicapa que contiene 4 capas recubiertas con la composicion adhesiva de acuerdo con el procedimiento de la Figura 1. El mismo operario ha realizado estos ensayos a ciegas para garantizar la reproducibilidad.
El ensayo se realizo en una sala acondicionada (23°C, 50% de humedad relativa).
a) Recubrimiento
Se utilizo una placa 2 elaborada de acero inoxidable, de dimensiones 15 cm x 0,5 cm x 10 cm (Largo x Ancho x Alto, Figura 1) y se fijo en un marco (no mostrado).
Encolado de la placa de recubrimiento.
Este encolado se muestra en la Figura 1. La placa de aluminio 2 se sumergio brevemente (durante aproximadamente 3 segundos, el tiempo necesario para alcanzar la profundidad requerida "d" y para retirar la placa) en la composicion adhesiva 3 (en una cantidad de aproximadamente 300 g) contenida en una bandeja 1 elaborada de acero inoxidable. Un calibre (no mostrado) unido a la placa de recubrimiento permite determinar con precision el tamano de la profundidad, que se ha elegido igual a aproximadamente 1 mm.
Recubrimiento de pliegues y pegado de lamina multicapa.
Como se ilustra en la Figura 2, la parte inferior de la placa 2, inmediatamente despues del encolado, se puso suavemente en contacto con la pieza de ensayo sujeta por pesas (no mostrado) durante un tiempo de contacto limitado de 1 segundo. La pieza de ensayo era una lamina multicapa (referida como 8, capas referidas como 4, 5, 6, 7). La duracion entre el encolado de la placa de recubrimiento y el recubrimiento de la pieza se estima en aproximadamente 10 segundos. Este recubrimiento dio como resultado la union, por la composicion adhesiva, de las
capas de la lamina multicapa. La pieza de ensayo se coloco a continuacion sobre papel siliconado y se dejo secar durante 24 horas a temperatura ambiente (es decir, alrededor 20°C), antes de que se llevara a cabo su desprendimiento.
b) Desprendimiento
La medicion del ensayo de desprendimiento fue llevada a cabo por el mismo operario de acuerdo con el mismo metodo para cada composicion adhesiva y para cada ejemplar.
3.2 Resultados de los experimentos en el laboratorio.
La evaluacion se realizo de acuerdo con los siguientes criterios.
Rigidez
suave -ngido
mas ngido +
muy ngido ++
Union
no union -ligero
fuerte +
muy fuerte ++
Los resultados se proporcionan en la siguiente tabla, en la cual:
Union 1/2: significa primera capa sobre la segunda capa
union 2/3: significa segunda capa sobre la tercera capa
union 3/4: significa tercera capa sobre la cuarta capa
Composicion adhesiva C Composicion adhesiva INV
dilucion 1:2 Rigidez
union 1/2 ++ (danando) ++ (danando)
union 2/3
union 3/4
dilucion 1:3 Rigidez
union 1/2
union 2/3
union 3/4
Composicion adhesiva C Composicion adhesiva INV dilucion 1:4 Rigidez
union 1/2
union 2/3
union 3/4
dilucion 1:5 Rigidez
union 1/2
union 2/3
union 3/4
dilucion 1:6 Rigidez - -union 1/2
union 2/3
union 3/4
dilucion 1:7 Rigidez - -union 1/2
union 2/3
union 3/4 -
Estos resultados muestran que los resultados de union de la composicion adhesiva de acuerdo con la invencion INV son similares a los resultados de union de la composicion adhesiva C de acuerdo con la tecnica anterior.
Claims (15)
1. Una composicion adhesiva en forma seca, para unir capas de laminas multicapa de papel tisu, comprendiendo dicha composicion:
- Al menos un almidon acetilado, teniendo el almidon acetilado un porcentaje de acetilacion dentro del intervalo de 0,1 a 8% en peso con respecto al peso total del almidon acetilado; en una cantidad dentro del intervalo de 70 a 80%, en peso con respecto al peso total de la composicion;
- Al menos un espesante a base de celulosa en una cantidad dentro del intervalo de 2 a 5%, en peso con respecto al peso total de la composicion; y
- Urea en una cantidad dentro del intervalo de 15 a 25% en peso con respecto al peso total de la composicion.
2. La composicion adhesiva segun la reivindicacion 1, en donde el almidon acetilado tiene una solubilidad en agua, en un extracto seco de entre 12,5 y 14,5% y a un pH comprendido en el intervalo de 5 a 7, en el intervalo de 60 a 200 mPa.s, medido por un aparato Brookfield con un husillo RV2, a una velocidad de 20 rpm y a una temperatura de 23°C.
3. La composicion adhesiva segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada por que el almidon acetilado se elige entre los almidones que comprenden de 73 a 87% de amilopectina y de 13 a 27% de amilosa.
4. La composicion adhesiva segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que el almidon acetilado se elige entre los almidones de patata acetilados, los almidones de mafz acetilados y los almidones de trigo acetilados.
5. La composicion adhesiva segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que dicha composicion adhesiva comprende adicionalmente de 1 a 2% de biocida, en peso con respecto al peso total de la composicion.
6. La composicion adhesiva segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que dicha composicion adhesiva comprende adicionalmente de 0,2 a 0,5% de desespumante, en peso con respecto al peso total de la composicion.
7. La composicion adhesiva segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que dicha composicion es adecuada para el contacto con productos alimenticios.
8. La composicion adhesiva segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que dicha composicion esta en forma de polvo.
9. Una composicion adhesiva lfquida acuosa para unir capas de laminas multicapa, comprendiendo dicha composicion de 15 a 25% de almidon acetilado, de 0,4 a 2% de espesante a base de celulosa y de 3 a 8% de urea, en peso con respecto al peso total de la composicion.
10. La composicion adhesiva lfquida acuosa segun la reivindicacion 9, en donde dicha composicion comprende adicionalmente de 0,2 a 0,6% de biocida.
11. La composicion adhesiva lfquida acuosa segun una cualquiera de las reivindicaciones 9 y 10, en donde dicha composicion comprende adicionalmente de 0,04 a 0,16% de desespumante, en peso con respecto al peso total de la composicion.
12. La composicion adhesiva lfquida acuosa segun una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, en donde dicha composicion comprende la composicion en forma seca segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en una cantidad de de 10 a 40% en peso con respecto al peso total de dicha composicion adhesiva lfquida acuosa.
13. La composicion adhesiva lfquida acuosa segun una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, en donde dicha composicion tiene un valor de pH de 5 a 7.
14. La utilizacion de una composicion adhesiva segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, para la union de capas de laminas multicapa de papel tisu.
15. Un metodo para elaborar laminas multicapa de papel tisu, comprendiendo dicho metodo unir varias capas utilizando la composicion adhesiva segun una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 13, y enrollar las laminas multicapa alrededor de una parte en forma de manga elaborada de mandril o tira de carton para formar rodillos de laminas multicapa.
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