ES2824117T3 - Composiciones de recubrimiento expandibles y uso de las mismas - Google Patents

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Abstract

Una composición de recubrimiento que comprende: (a) un polímero basado en agua preparado mediante polimerización en emulsión; (b) una pluralidad de microesferas expandibles que tienen temperaturas de expansión de T0 (inicio de expansión) y Tm (expansión máxima); y (c) opcionalmente, un aditivo, en donde el polímero tiene un módulo menor de 0,3 MPa y una tanδ mayor de 0,35 a las temperaturas de expansión de las microesferas.

Description

DESCRIPCIÓN
Composiciones de recubrimiento expandibles y uso de las mismas
Campo de la invención
La presente invención se refiere a composiciones de recubrimiento resistentes al impacto y/o térmicamente aislantes para envases de protección. La composición de recubrimiento, tras el disparo del calor o la radiación, se expande al menos el 2.500 % en volumen. Los envases recubiertos con la composición de recubrimiento proporcionan resistencia al impacto, alta solidez, aislamiento térmico y aligeramiento de peso. En particular, la presente invención se refiere a una envoltura, una almohadilla o una bolsa de envase que albergará un objeto frágil y/o perecedero durante el transporte o envío como envase de protección.
Antecedentes de la invención
Los materiales de envasado de protección tradicionales y ampliamente usados incluyen diversos materiales de acolchado o relleno que resultan útiles como aislamientos térmicos y/o de impacto. Por ejemplo, en el transporte de objetos frágiles se usan bolsas de envase revestidas con envoltorios de burbujas de plástico o inserciones de espuma, que se usan de manera individual o en conjunto con "pelotitas" de espuma y envoltorios de burbujas. Asimismo, se encuentran disponibles paquetes de envío con una bolsita externa y un revestimiento inflado interno; sin embargo, estos son de tamaño voluminoso o se requiere una maquinaria especial para forzar y sellar el aire en el revestimiento, tal como se describe en el documento US 2011/019121.
Debido a que gran parte de los materiales de envasado de protección tradicionales están hechos de plástico, estos no se biodegradan y, por tanto, tienen un impacto negativo en el medio ambiente.
El documento WO 01/62986 A1 describe una formulación de un revestimiento elastomérico que consiste en disoluciones en disolventes orgánicos o dispersiones acuosas de polímeros de alto peso molecular que se obtienen a partir de la polimerización de uno o varios monómeros que contienen insaturación etilénica y mediante dispersiones de poliuretano usadas individualmente o como mezclas de dichos polímeros. Las microesferas expandibles se dispersan en dichas dispersiones o disoluciones de polímero mediante calor.
El documento WO 2007/091961 A1 describe microesferas termoplásticas térmicamente expandibles que comprenden una cubierta de polímero preparada a partir de monómeros etilénicamente insaturados que encapsulan un propelente.
La presente invención busca mejorar el envasado de protección, a través del uso de una composición de recubrimiento que proporciona resistencia al impacto, alta solidez y aligeramiento de peso a los sustratos renovables y/o reciclables. La presente invención proporciona envases de protección más ecológica y económicamente adecuados para el transporte de objetos frágiles y/o perecederos. La presente invención también busca minimizar la dependencia de maquinaria especial con aparatos fácilmente disponibles, por ejemplo, hornos y microondas.
Sumario de la invención
La presente invención se refiere a composiciones de recubrimiento para envases de protección que proporcionan resistencia al impacto, alta solidez, aislamiento térmico y aligeramiento de peso. La presente invención proporciona, además, un artículo que comprende la composición de recubrimiento aplicada sobre un sustrato. La composición de recubrimiento, tras el disparo del calor o la radiación, se expande al menos el 2.500 % en volumen. El artículo con el volumen expandido puede albergar un objeto frágil y/o perecedero durante el transporte o envío con sustancialmente menos materiales de plástico.
En una realización, se proporciona una composición de recubrimiento que comprende un polímero basado en agua preparado mediante polimerización en emulsión; una pluralidad de microesferas expandibles que tienen temperaturas de expansión de To (inicio de expansión) y Tm (expansión máxima); y, opcionalmente, un aditivo. El polímero basado en agua tiene un módulo menor de 0,3 MPa y una tan5 mayor de 0,35 a las temperaturas de expansión de las microesferas.
Otra realización proporciona un proceso para la formación de un artículo de envasado de protección que comprende las etapas: (1) preparar una composición que comprende un polímero basado en agua preparado mediante polimerización en emulsión y una pluralidad de microesferas expandibles que tienen una T0 y Tm; (2) aplicar la composición de recubrimiento sobre un sustrato, que es un papel, un papel acartonado, una madera o un papel de aluminio; (3) secar la composición de recubrimiento para retirar sustancialmente el agua; y (4) expandir la composición. El polímero basado en agua tiene un módulo menor de 0,3 MPa y una tan5 que es mayor de 0,35 a las temperaturas de expansión de las microesferas. La temperatura de secado es menor que la T0 y la temperatura de expansión es la T0 o mayor.
Otra realización más se dirige a un artículo de envasado de protección que comprende un sustrato y una composición de recubrimiento que comprende un polímero basado en agua preparado mediante polimerización en emulsión; una pluralidad de microesferas expandibles que tienen una T0 y Tm; y, opcionalmente, un aditivo. El polímero basado en agua tiene un módulo menor de 0,3 MPa y una tan8 mayor de 0,35 a las temperaturas de expansión de las microesferas. El sustrato es un papel, un papel acartonado, una madera, un papel metalizado, un papel acartonado metalizado o un papel de aluminio. En algunas realizaciones, los sustratos pueden ser un plástico o una película de plástico reciclada o reciclable.
Descripción detallada de la invención
La presente invención proporciona una composición de recubrimiento que proporciona resistencia al impacto, alta solidez, aislamiento térmico y aligeramiento de peso tras el calentamiento o la aplicación de radiación a la composición de recubrimiento. La composición de recubrimiento y el artículo preparado con la composición de recubrimiento son más económicamente adecuados, por ejemplo, reducen los desechos de plástico.
La presente invención se basa en el descubrimiento de que una composición de recubrimiento para envases de protección que comprende un polímero basado en agua, una pluralidad de microesferas expandibles que tienen una T0 y Tm y, opcionalmente, un aditivo proporciona resistencia al impacto, alta solidez y aligeramiento de peso. Las composiciones de recubrimiento descritas en el presente documento se pueden aplicar sobre sustratos reciclables y renovables de un envase de protección y, tras el calentamiento o la aplicación de radiación a la composición de recubrimiento, las microesferas expandibles se expanden. Los productos de envasado de protección útiles en el presente documento incluyen una envoltura o una almohadilla flexible que albergará un objeto frágil y/o perecedero durante el transporte o envío sin el uso de materiales de envasado voluminosos.
La composición de recubrimiento se puede preparar a partir de cualquier cantidad de materiales. De manera deseable, la composición de recubrimiento incluye un polímero basado en agua preparado mediante polimerización en emulsión; una pluralidad de microesferas expandibles que tienen una To y Tm; y, opcionalmente, un aditivo de dispersión de cera. El polímero basado en agua tiene un módulo menor de 0,3 MPa a las temperaturas de expansión de las microesferas y una tanS a las temperaturas de expansión de las microesferas mayor de 0,35. La composición de recubrimiento puede incluir, además, uno o más conservantes, adherentes, plastificantes, humectantes o cargas. Se pueden usar otros materiales que no afecten negativamente a la composición de recubrimiento y a las propiedades de expansión de la composición de recubrimiento, según se desee.
La composición de recubrimiento incluye un polímero basado en agua preparado mediante polimerización en emulsión. El polímero en emulsión puede estar presente en la composición de recubrimiento en cualquier cantidad, y, de manera deseable, está presente en una cantidad de aproximadamente el 50 % a aproximadamente el 99,5 % en peso, preferentemente de aproximadamente el 50 % a aproximadamente el 70 % en peso, en peso de la composición de recubrimiento antes de la sedimentación de la composición. Dependiendo del polímero en emulsión, los niveles de sólido varían de aproximadamente el 40 % en peso a aproximadamente el 60 % en peso, basándose en el polímero en emulsión.
El polímero basado en agua se puede seleccionar de tal manera que este se pueda plastificar altamente mediante el agua. Esto permite una expansión eficaz de las microesferas durante el calentamiento. Preferentemente, el polímero en emulsión se estabiliza mediante coloides protectores hidrófilos. El polímero basado en agua preparado mediante polimerización en emulsión puede ser de una calidad individual o una mezcla de polímero en emulsión sintético o polímeros de origen natural. El polímero basado en agua preparado mediante polimerización en emulsión puede incluir cualquier componente de polímero deseado, incluyendo dispersión de acetato de vinilo-etileno, acetato de polivinilo, acetato de polivinilo-alcohol polivinílico, acetato de polivinilo estabilizado con dextrina, copolímeros de acetato de polivinilo, copolímeros de acetato de vinilo-etileno, acrílico de vinilo, acrílico de estireno, acrílico, caucho de butil-estireno, poliuretano y mezclas de los mismos. Los componentes de polímero en emulsión particularmente preferidos son la dispersión de acetato de vinilo-etileno, el acrílico de vinilo, el acrílico de estireno, el acrílico y el acetato de polivinilo.
En una realización, el polímero basado en agua tiene un módulo elástico menor de 0,3 MPa en el punto intermedio de las T0 y Tm de las microesferas expandibles. Todas las mediciones de módulo indicadas, a menos que se especifique de otro modo, se realizaron de acuerdo con la ASTM D5026. En otra realización, el polímero basado en agua tiene una tanS mayor de 0,35 a las temperaturas de expansión de las microesferas.
La composición de recubrimiento incluye, además, una pluralidad de microesferas expandidas previamente o expandibles que tienen una cubierta polimérica y un núcleo de hidrocarburo. Las microesferas expandidas previamente están completamente expandidas y no necesitan experimentar una expansión adicional. Las microesferas expandibles útiles en la presente invención deberían ser capaces de expandirse en cuanto al tamaño en presencia de energía térmica y/o radiante (incluyendo, por ejemplo, energía de microondas, infrarrojos, radiofrecuencia y/o ultrasónica). Las microesferas útiles en la presente invención incluyen, por ejemplo, microesferas poliméricas expandibles por calor, incluyendo aquellas que tienen un núcleo de hidrocarburo y una cubierta de poliacrilonitrilo (tales como aquellas que se comercializan con el nombre comercial DUALITE®) y otras microesferas similares (tales como aquellas que se comercializan con el nombre comercial EXPANCEL®). Las microesferas expandibles pueden tener cualquier tamaño no expandido, incluyendo de aproximadamente 12 micrómetros a aproximadamente 30 micrómetros de diámetro. En presencia de calor, las microesferas expandibles de la presente invención pueden ser capaces de aumentar en cuanto al diámetro de aproximadamente 3 veces a aproximadamente 10 veces. Tras la expansión de las microesferas en la composición de recubrimiento, la composición de recubrimiento se convierte en un material de tipo espuma, que tiene propiedades de resistencia al impacto y de aislamiento mejoradas. Se puede desear, tal como se explicará a continuación, que la expansión de las microesferas tenga lugar en una composición de recubrimiento parcialmente sedimentada.
Las microesferas expandibles tienen una temperatura particular en la que estas comienzan a expandirse (T0) y una segunda temperatura a la que estas han alcanzado la máxima expansión (Tm). Las diferentes calidades de microesferas tienen diferentes temperaturas de inicio de expansión y temperaturas de expansión máxima. Por ejemplo, una microesfera particularmente útil tiene una T0 de aproximadamente 80 °C a aproximadamente 100 °C. Aunque se puede usar cualquier calidad particular de microesferas en la presente invención, la T0 y Tm de las microesferas se deben tener en cuenta en la formulación y el procesamiento. La temperatura a la que las microesferas han alcanzado la expansión máxima (T) es, de manera deseable, de aproximadamente 120 °C a aproximadamente 130 °C.
Aunque la elección de las microesferas particulares y sus respectivas T0 y Tm no es fundamental para la invención, las temperaturas de procesamiento se pueden modificar dependiendo de estas temperaturas. Antes de que la composición de recubrimiento se seque completamente, estas microesferas se pueden mover dentro de la composición y se pueden expandir. Sin embargo, una vez que la composición de recubrimiento se seca completamente, las microesferas se bloquean sustancialmente en su lugar, lo que hace que la expansión de las mismas resulte difícil, si no imposible.
En realizaciones preferidas, resulta deseable que las microesferas expandibles estén presentes en la composición de recubrimiento en una cantidad de aproximadamente el 10 % a aproximadamente el 40 % en peso de la composición de recubrimiento antes de la sedimentación de la composición y, de manera más deseable, de aproximadamente el 15 % a aproximadamente el 30 % en peso de la composición de recubrimiento de adhesivo antes de la sedimentación de la composición. La relación de expansión de las microesferas expandibles y el nivel de carga de las microesferas estarán relacionados entre sí.
Dependiendo del tamaño completamente expandido de las microesferas, se puede ajustar la cantidad de las microesferas expandibles en la composición de recubrimiento. Dependiendo de las microesferas expandibles particulares usadas en la composición, se puede modificar la cantidad deseada de las microesferas en la composición. Típicamente, si la composición de recubrimiento incluye una concentración demasiado alta de microesferas expandibles, habrá una adhesión y una resistencia insuficientes tras la expansión de las microesferas, debilitando, de ese modo, la integridad estructural de la composición.
Se ha descubierto que la adición del 10 % a aproximadamente el 40 % de microesferas expandibles en peso de la composición de recubrimiento antes de la sedimentación permite una integridad estructural mejorada. El recubrimiento expandido tiene una expansión de volumen total mayor del 2.000 %, preferentemente mayor del 2.500 %, de un recubrimiento húmedo o parcialmente seco. Típicamente, se seleccionan los polímeros con baja temperatura de transición vítrea (Tg) y alto módulo a las temperaturas de expansión de las microesferas como aglutinante base para las composiciones de recubrimiento. Los solicitantes han descubierto que la selección de polímeros de aglutinante que tienen un módulo menor de 0,3 MPa y una tan5 mayor de 0,35 a las temperaturas de expansión de las microesferas da como resultado relaciones de expansión del recubrimiento más altas.
La composición de recubrimiento incluye, opcionalmente, un aditivo en dispersión de cera. Los aditivos de dispersión de cera no limitantes incluyen cera de parafina, cera de abeja, cera de polietileno sintética y similares. El punto de fusión del aditivo de dispersión de cera es, de manera deseable, menor que la T0 de las microesferas expandibles. En una realización, el aditivo de dispersión de cera tiene un punto de fusión menor de 100 °C.
Otros aditivos incluyen adherentes, plastificantes y conservantes, por ejemplo, biocidas. Los conservantes de ejemplo incluyen 1,2-bencisotiazolin-3-ona, 5-cloro-2-metil-4-isotiazolin-3-ona y 2-metil-4-isotiazolin-3-ona. Típicamente, los conservantes se pueden usar en la cantidad de aproximadamente el 0,05 % a aproximadamente el 0,5 % en peso de la composición de recubrimiento antes de la sedimentación de la composición.
La composición de adhesivo puede incluir, opcionalmente, cualquier disolvente polar, en particular, agua, en la formulación.
La composición de recubrimiento incluye, opcionalmente, además, cualquier antiespumante, humectante, tensioactivo, colorante, reticulante, conservante, carga, pigmento, tinte, estabilizante, modificador de reología, alcohol polivinílico y mezcla de los mismos. Estos componentes se pueden incluir en una cantidad de aproximadamente el 0,05 % a aproximadamente el 15 % en peso de la composición de recubrimiento antes de la sedimentación de la composición.
La adición de un reticulante aumentará adicionalmente la integridad estructural del recubrimiento después de que se expandan las microesferas.
Aunque la composición de recubrimiento puede comenzar a fusionarse a temperatura ambiente, la composición de recubrimiento puede tener todavía un alto contenido de humedad y ser sustancialmente fluida. Se puede introducir una forma de energía en la composición de recubrimiento para expandir las microesferas antes de secar completamente el recubrimiento. La forma de energía es, típicamente, calor a partir de conducción, inducción o radiación. En un recubrimiento que contiene microesferas expandidas previamente, no se necesita ninguna forma de energía adicional.
En los recubrimientos que contienen microesferas expandibles y expandidas previamente, se pueden usar calentadores y ventiladores para eliminar el exceso de agua y ayudar en el secado de los recubrimientos. En una realización particularmente deseable de la fabricación de un artículo de protección, la composición de recubrimiento se puede aplicar a la superficie (o las superficies) de un sustrato y someterse a calor suficiente para fusionar el recubrimiento. En el inicio de la coalescencia del recubrimiento y mientras el recubrimiento todavía es sustancialmente de tipo fluido, el recubrimiento puede ayudar en el mantenimiento de las microesferas en su lugar, pero permitirá a las microesferas la libertad de expandirse. En una realización, el calor se puede elevar entonces hasta una temperatura suficiente para expandir las microesferas. Resulta preferible que el calentador se establezca en un intervalo de temperatura entre la T0 y Tm de las microesferas. Finalmente, el calor se puede elevar de nuevo hasta una temperatura suficiente para eliminar completamente el agua de la composición de recubrimiento. El calor se puede aplicar mediante cualquier método deseado, incluyendo en un horno o a través del uso de rodillos calientes. Cabe señalar que las diversas fases (inicio de la sedimentación, expansión de las microesferas y secado completo del recubrimiento) se pueden lograr mediante energía radiante, ya sea como sustituto de, o además de, el calor directo. Es decir, por ejemplo, las diversas etapas se pueden lograr mediante el uso de radiación de radiofrecuencia o microondas. Se puede usar un método de calentamiento por conducción, convección y/o inducción en el proceso como fuente de calor. De manera adicional, se usa el aire forzado en conjunto con el calor. Además, el proceso puede incluir cualquier combinación de aplicación de calor y aplicación de radiación. Por ejemplo, la coalescencia inicial del recubrimiento se puede lograr a través de calor directo, mientras que la expansión de las microesferas se puede lograr a través de la aplicación de energía radiante.
Se pueden incluir otros aditivos en la composición para aumentar la coalescencia del recubrimiento, si se desea.
La composición de recubrimiento de la invención resulta particularmente adecuada para envases de protección que albergarán un objeto frágil y/o perecedero durante el transporte o envío. Los envases de protección de ejemplo incluyen envolturas, almohadillas, bolsas con pliegues laterales y similares. Los envases de protección recubiertos proporcionan resistencia al impacto, alta solidez, aislamiento térmico y aligeramiento de peso.
Otra realización proporciona un método de preparación de un artículo de envase de protección, que incluye las etapas de: (1) preparar una composición que comprende un polímero basado en agua preparado mediante polimerización en emulsión y una pluralidad de microesferas expandibles que tienen una T0 y Tm; (2) aplicar la composición de recubrimiento sobre un sustrato, que es un papel, un papel acartonado, una madera, un papel metalizado, un papel acartonado metalizado, un papel de aluminio o una película de plástico; (3) secar la composición de recubrimiento para retirar sustancialmente el agua; y (4) expandir las microesferas en la composición.
En otra realización, un método de preparación de un artículo de envase de protección de múltiples sustratos incluye las etapas de: (1) preparar una composición que comprende un polímero basado en agua preparado mediante polimerización en emulsión y una pluralidad de microesferas expandibles que tienen una T0 y Tm; (2) aplicar la composición de recubrimiento sobre una parte de un primer sustrato; (2b) opcionalmente, secar la composición de recubrimiento para retirar sustancialmente el agua; (3) aplicar una composición de adhesivo sobre una parte diferente del primer sustrato; (3b) opcionalmente, secar la composición de recubrimiento para retirar sustancialmente el agua; (4) poner un segundo sustrato sobre el primer sustrato, de modo que las composiciones de adhesivo y de recubrimiento se interponen entre los dos sustratos; y (5) expandir las microesferas en la composición. Los sustratos se seleccionan independientemente de un papel, un papel acartonado, una madera, un papel metalizado, un papel acartonado metalizado, un papel de aluminio o una película de plástico. Dependiendo del proceso deseado y la composición de recubrimiento, las Etapas (2b) o (3b) se pueden añadir, opcionalmente, al método para retirar eficazmente el agua. En alguna realización, la composición de recubrimiento y la composición de adhesivo, Etapas (2) y (3), se pueden aplicar simultáneamente. Resulta preferible que la composición de recubrimiento y la composición de adhesivo se apliquen a diferentes áreas del sustrato. Además, a fin de potenciar la resistencia al impacto y el aislamiento térmico, el adhesivo incluye microesferas. En otra realización, el adhesivo se puede aplicar a un segundo sustrato o a ambos sustratos. Sin embargo, en otra realización, la composición de recubrimiento se puede aplicar tanto a un primer como a un segundo sustrato para aumentar la resistencia al impacto y el aislamiento térmico. Además, se prevé que se puedan usar sustratos de múltiples capas, mayores de dos, para preparar un artículo de envase de protección de múltiples sustratos para mejorar adicionalmente la resistencia al impacto y el aislamiento térmico.
La expansión de las microesferas se puede realizar con calor a partir de conducción, convección o inducción. De manera adicional, se usa el aire forzado en conjunto con el calor. El polímero basado en agua tiene un módulo menor de 0,3 MPa y un valor de tan5 mayor de 0,35 a las temperaturas de expansión de las microesferas. La temperatura de secado del aglutinante de polímero basado en agua es menor que la To y la temperatura de expansión es To o mayor. Las microesferas expandidas en el recubrimiento proporcionan resistencia al impacto, alta solidez, aislamiento térmico y aligeramiento de peso al envase de protección.
Los sustratos incluyen cartones duros, cartones aglomerados, cartones corrugados, medios corrugados, cartones sólidos blanqueados (SBB en inglés), cartones sólidos blanqueados al sulfito (SBS en inglés), cartones sólidos sin blanquear (SLB en inglés), cartones aglomerados con revestimiento de color blanco (WLC en inglés), papeles kraft, cartones kraft, papeles recubiertos, cartones para pastas, sustratos de peso de base reducido, papeles metalizados, papeles acartonados metalizados, papeles de aluminio, plásticos o películas de plástico.
Las microesferas en el envase de protección se pueden expandir inmediatamente antes de su uso o prepararse previamente de antemano y almacenarse hasta que se necesiten. Antes de la expansión, los envases de protección están en un estado delgado y permanecen en un estado colapsado y ocupan menos espacio. Tras la introducción de energía, por ejemplo, calor a partir de conducción, convección, inducción o radiación, las microesferas del recubrimiento se expanden en el envase de protección. El equipo que fuerza el aire hacia la cavidad del envase de protección es innecesario con la composición de recubrimiento de la invención.
En otra realización, se proporciona un envase de protección con capas de múltiples sustratos. El envase incluye un sustrato interno y un sustrato externo del envase. El envase incluye, además, un recubrimiento aplicado sobre una o ambas capas del envase, donde la composición de recubrimiento comprende una pluralidad de microesferas expandibles fijadas a la misma, donde se ha expandido la pluralidad de microesferas expandibles y se ha secado la composición de recubrimiento. Por tanto, el envase de protección incluye un artículo que tiene una composición de tipo espuma adherida sobre uno o ambos lados del mismo.
La composición de recubrimiento se puede aplicar sobre la superficie del sustrato en cualquier configuración deseada, incluyendo en una serie de puntos, rayas, ondulaciones, patrones en tablero de ajedrez, cualquier forma general de poliedro y combinaciones de los mismos. Además, si se desea, la composición de recubrimiento se puede aplicar a toda la superficie del sustrato del envase. En determinadas realizaciones, los bordes externos de los sustratos no se recubren con la composición de recubrimiento y se reservan para un adhesivo. A continuación, los sustratos se adhieren entre sí en los bordes para formar las capas de múltiples sustratos, que pueden formar el envase de protección, por ejemplo, envolturas, almohadillas, bolsas con pliegues laterales y similares.
La composición de recubrimiento se puede aplicar en presencia de calor, si se desea; sin embargo, resulta importante que el calor en la aplicación no sea tan alto como para sedimentar completamente la composición de recubrimiento antes de expandir las microesferas expandibles.
El adhesivo de la invención resulta particularmente adecuado en envases de consumo que requieren protección y aislamiento durante el envío y la transportación.
La presente invención se puede entender mejor mediante el análisis de los siguientes Ejemplos, que no son limitantes y están destinados únicamente a ayudar a explicar la invención.
Ejemplos
Ejemplo 1: aglutinante de polímero basado en agua
El polímero basado en agua con los siguientes valores de módulo y tan5 medidos a las temperaturas de expansión de las microesferas de la microesfera de microesferas expandibles DUALITE® U020-130D se muestran en la Tabla 1.
Tabla 1
Figure imgf000006_0001
Ejemplo 2: composiciones de recubrimiento
Se prepararon composiciones de recubrimiento que tenían los siguientes componentes.
Tabla 2
Figure imgf000007_0001
Ejemplo 3: relaciones de expansión
La composición de recubrimiento se aplicó sobre un sustrato de papel y se calentó durante 25 segundos a 129 °C (265 °F), 135 °C (275 °F) o 140 °C (285 °F). Los aumentos porcentuales de volumen se muestran en la Tabla 3.
Tabla 3
Figure imgf000007_0002
Tal como se muestra en la Tabla 3, las Muestras 1, 2 y 3 tenían relaciones de expansión más altas que la Muestra comparativa a todas las temperaturas. Por tanto, los recubrimientos formados con los aglutinantes que tenían un módulo menor de 0,3 MPa y una tan5 mayor de 0,35 a las temperaturas de expansión de las microesferas de las microesferas permitieron que las microesferas se expandieran más a cada una de las temperaturas sometidas a ensayo.
La adición de un aditivo de dispersión de cera también aumentó las relaciones de expansión. Las Muestras 1 y 2 que contenían aditivo de cera también tuvieron relaciones de expansión más altas que el recubrimiento sin el aditivo de cera, la Muestra 3.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Una composición de recubrimiento que comprende:
(a) un polímero basado en agua preparado mediante polimerización en emulsión;
(b) una pluralidad de microesferas expandibles que tienen temperaturas de expansión de T0 (inicio de expansión) y Tm (expansión máxima); y
(c) opcionalmente, un aditivo,
en donde el polímero tiene un módulo menor de 0,3 MPa y una tan8 mayor de 0,35 a las temperaturas de expansión de las microesferas.
2. El recubrimiento de la reivindicación 1, en donde el polímero tiene un módulo menor de 0,2 MPa y la tanS es mayor de 0,4.
3. El recubrimiento de la reivindicación 1, en donde el polímero basado en agua tiene una pendiente absoluta, que es log (módulo elástico) en función de la temperatura, mayor de 0,014.
4. El recubrimiento de la reivindicación 1, en donde el polímero basado en agua se selecciona del grupo que consiste en dispersión de acetato de vinilo-etileno, acetato de polivinilo, acetato de polivinilo-alcohol polivinílico, acetato de polivinilo estabilizado con dextrina, copolímeros de acetato de polivinilo, copolímeros de acetato de viniloetileno, acrílico de vinilo, acrílico de estireno, acrílico, caucho de butil-estireno, poliuretano y mezclas de los mismos.
5. El recubrimiento de la reivindicación 1, en donde el polímero se estabiliza mediante coloides protectores hidrófilos.
6. El recubrimiento de la reivindicación 1, en donde las microesferas expandibles tienen una cubierta polimérica y un núcleo de hidrocarburo.
7. El recubrimiento de la reivindicación 1, en donde las microesferas expandibles tienen una T0 menor de 80 °C.
8. El recubrimiento de la reivindicación 1, en donde las microesferas expandibles tienen una Tm mayor de 150 °C.
9. El recubrimiento de la reivindicación 1, que comprende un aditivo de dispersión de cera.
10. El recubrimiento de la reivindicación 9, en donde el aditivo de dispersión de cera tiene un punto de fusión menor de 100 °C.
11. El recubrimiento de la reivindicación 9 o la reivindicación 10, en donde el aditivo de dispersión de cera se selecciona del grupo que consiste en parafina, cera de abeja, cera de polietileno sintética y mezclas de las mismas.
12. Un proceso para la formación de un artículo, que comprende las etapas de:
(a) preparar una composición de recubrimiento que comprende (i) un polímero basado en agua preparado mediante polimerización en emulsión y (ii) una pluralidad de microesferas expandibles que tienen una T0 y Tm; en donde el polímero tiene un módulo menor de 0,3 MPa y una tanS que es mayor de 0,35 a las temperaturas de expansión de las microesferas;
(b) aplicar el recubrimiento sobre un sustrato, que es un papel, un papel acartonado, una madera, un papel de aluminio, un plástico o una película de plástico;
(c) secar el recubrimiento para retirar sustancialmente el agua, en donde la temperatura de secado es menor que la T0; y
(d) expandir la composición a una temperatura de T0 o mayor.
13. Un proceso para la formación de un artículo, que comprende las etapas de:
(a) preparar una composición de recubrimiento que comprende (i) un polímero basado en agua preparado mediante polimerización en emulsión y (ii) una pluralidad de microesferas expandibles que tienen una T0 y Tm; en donde el polímero tiene un módulo menor de 0,3 MPa y una tanS que es mayor de 0,35 a las temperaturas de expansión de las microesferas;
(b) aplicar el recubrimiento sobre un sustrato, que es un papel, un papel acartonado, una madera, un papel de aluminio, un plástico o una película de plástico;
(bi) opcionalmente, secar el recubrimiento para retirar sustancialmente el agua, en donde la temperatura de secado es menor que la T0;
(c) aplicar una composición de adhesivo sobre una parte diferente del primer sustrato;
(d) opcionalmente, secar el recubrimiento para retirar sustancialmente el agua, en donde la temperatura de secado es menor que la T0;
(e) expandir la composición a una temperatura de T0 o mayor.
14. Un artículo que comprende un sustrato y una composición que comprende el adhesivo de la reivindicación 1.
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