ES2866934T3 - Método para fabricar un papel tisú multicapa usando un adhesivo de copolímero poliacrílico - Google Patents
Método para fabricar un papel tisú multicapa usando un adhesivo de copolímero poliacrílico Download PDFInfo
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Abstract
Método para fabricar un papel tisú multicapa, que comprende las etapas de: (a) proporcionar un primer papel tisú que comprende por lo menos una capa de papel tisú; (b) aplicar una composición adhesiva repulpable, acuosa, que comprende un copolímero acrílico soluble en álcali, en el área superficial de una cara del primer papel tisú; (c) proporcionar un segundo papel tisú que comprende por lo menos una capa de papel tisú; (d) laminar el primer papel tisú con el segundo papel tisú entre sí haciendo entrar en contacto la cara del primer papel tisú provista de la composición adhesiva con una cara del segundo papel tisú, con lo cual se forma un papel tisú multicapa, en donde las capas están pegadas adhesivamente entre sí; (e) opcionalmente proporcionar el papel tisú multicapa de la etapa (d) como primer papel tisú que comprende al menos una capa de papel tisú y repetir las etapas (b) a (d), caracterizado por que el copolímero acrílico es un copolímero acrílico total o parcialmente saponificado.
Description
DESCRIPCIÓN
Método para fabricar un papel tisú multicapa usando un adhesivo de copolímero poliacrílico
Antecedentes
[0001] La presente invención se refiere a un adhesivo poliacrílico para su uso en la laminación de papel tisú. En particular, la presente invención se refiere a un método para fabricar un papel tisú multicapa, en el que un primer papel tisú se pega adhesivamente a un segundo papel tisú usando una composición adhesiva repulpable, acuosa, que comprende un copolímero acrílico soluble en álcali.
[0002] En la vida diaria se usan comúnmente papeles tisú, tales como papeles higiénicos, pañuelos de papel, toallitas y papel absorbente.
[0003] Las necesidades y las expectativas de los consumidores actuales en relación con los papeles tisú se centran principalmente en la suavidad y la resistencia del papel tisú. Como consecuencia, se requiere desarrollar papeles tisú multicapa que comprendan por lo menos dos capas para dotar de grosor, suavidad y resistencia al papel tisú en condiciones que satisfagan las limitaciones de fabricación industriales.
[0004] En un papel tisú multicapa, todas las capas deben permanecer unidas entre sí. Esto puede lograrse pegando adhesivamente una capa de papel tisú a otra capa de papel tisú con adhesivos, cuya composición debe ser adecuada para su aplicación con el uso de diversos medios disponibles en la industria.
[0005] Composiciones adhesivas ampliamente utilizadas comprenden alcohol polivinílico (PVOH), acetatos de polivinilo, carboximetilcelulosa o adhesivos basados en almidón. En la actualidad el PVOH domina el mercado, especialmente para productos de papel que tienen múltiples capas, en particular que tienen al menos 3 capas.
[0006] Por ejemplo, la patente europea EP0981589 da a conocer una composición adhesiva acuosa basada en PVOH para la laminación de un producto de papel absorbente que tiene múltiples capas.
[0007] La patente europea EP1841470 da a conocer un método para fabricar un papel tisú multicapa, en el que las capas se pegan adhesivamente por medio de pegamento en frío, preferentemente un pegamento en frío basado en PVOH.
[0008] Los documentos DE 198 29 757, WO 2007/070129 y US 5055 503 dan a conocer papeles tisú multicapa que contienen una composición adhesiva repulpable que comprende un copolímero acrílico.
Sumario
[0009] Los inventores han descubierto sorprendentemente que una composición adhesiva acuosa que comprende un copolímero acrílico soluble en álcali puede ser repulpable lo cual la hace adecuada para su uso en el campo de los papeles tisú y se puede formular de manera que esté adaptada a diversas condiciones de uso en función, especialmente, del número de capas del producto fabricado. Dicha composición adhesiva no forma partículas de adhesivo, a las que se hace referencia comúnmente como “stickies”, y, por lo tanto, se puede usar en máquinas que utilicen fibra de papel reciclado.
[0010] La presente invención ofrece muchas ventajas. Una de las ventajas de la invención es que el contenido sólido total de dicha composición adhesiva que comprende el copolímero acrílico puede ser mayor que el obtenido usando una composición adhesiva conocida habitualmente con anterioridad en el sector, por ejemplo que comprenda PVOH. Por lo tanto, una composición que tenga un alto contenido de sólidos se puede usar en procesos que permiten la aplicación de menores cantidades de la composición, con lo cual se ayuda a ahorrar dinero. Dicha composición adhesiva que comprende el copolímero acrílico también se puede diluir con agua in situ al contenido sólido deseado, con lo cual se ahorran costes en el transporte de agua, sin comprometer los requisitos de laminación deseados para papeles tisú multicapa.
[0011] Otras ventajas de la invención son el hecho de que los fabricantes de papel tisú tienen la posibilidad de escoger sus sistemas de aplicación ya que dicha composición adhesiva que comprende el copolímero acrílico es adecuada para aplicaciones de recubrimiento por pulverización y rodillo. Presenta, en particular, propiedades de pulverización mejoradas, lo cual es una clara ventaja ya que los sistemas de aplicación con boquillas se están usando cada vez más en la actualidad. Dicha composición adhesiva que comprende el copolímero acrílico presenta también una mejor reología en cuanto a su aplicación facilitando esta última y mejora la suavidad del material tisú correspondiente al papel tisú multicapa.
[0012] A diferencia de la tecnología convencional basada en PVOH en la que se pegan fibras de papel a través del adhesivo con enlaces de hidrógeno, la nueva tecnología adhesiva de la invención proporciona un pegado y un anclaje superiores a través de diferentes interacciones entre el(los) grupo(s) carboxilo saponificado(s) del copolímero acrílico y la fibra del papel. Se observan, por lo tanto, menores pesos de recubrimiento y el pegado de más capa de papel tisú.
[0013] Sorprendentemente, dicha composición adhesiva que comprende el copolímero acrílico sí superó las pruebas de dispersabilidad que requieren los fabricantes de papel tisú. Esto fue inesperado ya que los copolímeros acrílicos tienden a presentar un alto nivel de pegajosidad.
Descripción detallada
[0014] La presente invención proporciona un método para fabricar un papel tisú multicapa, que comprende las etapas de:
(a) proporcionar un primer papel tisú que comprende por lo menos una capa de papel tisú;
(b) aplicar una composición adhesiva repulpable, acuosa, que comprende un copolímero acrílico soluble en álcali, en el área superficial de una cara del primer papel tisú;
(c) proporcionar un segundo papel tisú que comprende por lo menos una capa de papel tisú;
(d) laminar el primer papel tisú con el segundo papel tisú entre sí haciendo entrar en contacto la cara del primer papel tisú provista de la composición adhesiva con una cara del segundo papel tisú, con lo cual se forma un papel tisú multicapa, en donde las capas están pegadas adhesivamente entre sí;
(e) opcionalmente proporcionar el papel tisú multicapa de la etapa (d) como primer papel tisú que comprende al menos una capa de papel tisú y repetir las etapas (b) a (d);
caracterizado por que el copolímero acrílico es un copolímero acrílico total o parcialmente saponificado.
[0015] El orden de las etapas (a) a (c) puede cambiarse. El primer papel tisú de la etapa (a) puede ser un papel tisú recién suministrado que comprenda por lo menos una capa de papel tisú o puede ser el papel tisú multicapa de la etapa (d).
[0016] Según se usa en la presente, el término “una capa de papel tisú” se refiere a una lámina individual de papel tisú.
[0017] Según se usa en la presente, el término “un papel tisú multicapa” se refiere a un papel que comprende por lo menos dos capas de papel tisú.
[0018] Según se usa en la presente, al término “comprender” también se le puede hacer referencia como “incluir” o “contener”. El término “comprender” incluye el término “consistir en”.
[0019] Según se usa en la presente, el término “un papel tisú” se refiere a una clase de papeles de bajo peso que se producen a partir de fibras de papel, es decir, que incluyen principalmente fibras celulósicas, de acuerdo con métodos de fabricación conocidos en la técnica. Las fibras de papel se pueden realizar a partir de papel virgen y/o reciclado. En la presente invención, el papel tisú se usa, principalmente, con fines sanitarios o domésticos. Las características esperadas del papel tisú son suavidad, resistencia, especialmente resistencia en húmedo y ausencia de pelusas.
[0020] Según se usa en la presente, el término “ laminación” se refiere a un proceso en el que dos papeles tisú que comprenden por lo menos una capa de papel tisú se ensamblan entre sí, por ejemplo usando un pegado adhesivo.
[0021] En una realización particular de la invención, el papel tisú se selecciona del grupo consistente en un papel higiénico, un pañuelo de papel, una toallita y un papel absorbente, preferentemente un papel higiénico y un papel absorbente.
[0022] En una realización particular de la invención, el papel tisú multicapa consiste en dos capas de papel tisú.
[0023] En otra realización particular de la invención, el papel tisú multicapa comprende por lo menos tres capas de papel tisú, preferentemente consiste en 3, 4 ó 5 capas de papel tisú.
[0024] Según se usa en la presente, el término “composición adhesiva” se refiere a una composición que tiene propiedades adhesivas que permiten el pegado, opcionalmente el pegado permanente de por lo menos dos papeles tisú entre sí.
[0025] La composición adhesiva de la invención está basada en agua de manera que es sencilla de usar, es atóxica, económica y cumple con las regulaciones medioambientales.
[0026] La composición adhesiva de la invención debe ser atóxica, en particular debe estar exenta de etoxilato de alquilfenol, derivados etoxilados, compuestos borados o derivados de boro, debe ser totalmente repulpable y debe cumplir con las regulaciones referentes a los adhesivos y la industria del papel tisú, en particular debe cumplir con regulaciones actuales, tales como la FDA 175105 (“adhesivos”), la BFR XXXVI (“papel y cartón para contacto con alimentos”), la BFR XIV (“dispersiones poliméricas”) y/o la EN 648(“papel y cartón tratado con agentes blanqueadores ópticos para contacto con alimentos”, por ejemplo para su uso en rollos de papel de cocina, donde el papel tisú puede tener o no una parte reciclada y puede estar tratado o no con un abrillantador óptico).
[0027] Según se usa en la presente, el término “repulpable” significa que la composición adhesiva se puede reciclar a partir del papel tisú en unas condiciones de temperatura y pH utilizadas comúnmente en los métodos típicos de repulpado. En particular, debe cumplir las regulaciones europeas, por ejemplo el Método 12 de INGEDE que evalúa la reciclabilidad de productos de papel impreso.
[0028] Según se usa en la presente, el término “copolímero acrílico soluble en álcali” significa que el copolímero acrílico se puede disolver, preferentemente disolver de manera completa, en un medio acuoso que comprende un álcali.
[0029] En una realización particular de la invención, el contenido sólido total de la composición adhesiva que se usa en el método de fabricación varía de aproximadamente un 1% a aproximadamente un 50% en peso.
[0030] En una realización preferida de la invención, el contenido sólido total de la composición adhesiva que se usa en el método de fabricación varía de aproximadamente un 1% a aproximadamente un 40% en peso, de manera más preferente de aproximadamente un 10% a aproximadamente un 30% en peso.
[0031] Según se usa en la presente, el término “composición adhesiva que se usa en el método de fabricación” se refiere a la formulación adhesiva final que se usa en el método de fabricación, es decir, que se aplica directamente al papel tisú, y se corresponde, por lo tanto, con una composición adhesiva que comprende el copolímero acrílico soluble en álcali de la invención y, opcionalmente, uno o más aditivos que se definen posteriormente.
[0032] Dicha composición adhesiva que se usa en el método de fabricación puede tener su origen en una “composición adhesiva lista para usarse” o una “composición adhesiva concentrada”.
[0033] Según se usa en la presente, el término “composición adhesiva lista para usarse” se refiere a una composición adhesiva que tiene un contenido sólido total que varía de aproximadamente un 5% a aproximadamente un 40% en peso, de manera preferente de aproximadamente un 10% a aproximadamente un 30% en peso, y que se puede aplicar directamente al papel tisú sin tener que diluirla con agua. Dicha “composición adhesiva lista para usarse” comprende el copolímero acrílico soluble en álcali de la invención y, opcionalmente, uno o más aditivos que se definen posteriormente.
[0034] Según se usa en la presente, el término “composición adhesiva concentrada” se refiere a una composición adhesiva que tiene un contenido sólido total elevado, en particular un contenido sólido total superior al 30% en peso, preferentemente un contenido sólido total que varía de aproximadamente un 30% a aproximadamente un 60% en peso, de manera preferente de aproximadamente un 30% a aproximadamente un 50% en peso, y que se puede diluir con agua al contenido sólido deseado antes de aplicarse directamente al papel tisú. Por lo tanto, dicha “composición adhesiva concentrada” se puede enviar al cliente con un alto contenido sólido, y se puede diluir adicionalmente in situ al contenido sólido deseado con el fin de ahorrar costes de transporte. Dicha “composición adhesiva concentrada” comprende el copolímero acrílico soluble en álcali de la invención y, opcionalmente, uno o más aditivos que se definen posteriormente.
[0035] Según se usa en la presente, el término “aproximadamente” se refiere a un valor, tal como una cantidad, un peso, un porcentaje, un parámetro y similares, que abarca pequeñas variaciones con respecto al valor especificado, por ejemplo una variación inferior al 2%, preferentemente inferior al 1% y todavía más preferentemente inferior al 0.1%. El valor mencionado después del término “aproximadamente” se da a conocer de manera específica.
[0036] En una realización preferida de la invención, dicha composición adhesiva que se usa en el método de fabricación es una solución. La fuerza de dicha solución como porcentaje en masa se puede medir usando un refractómetro, por ejemplo, un refractómetro Brix.
[0037] La composición adhesiva de la invención se aplica al área superficial de una cara del primer papel tisú, en particular sustancialmente en toda el área superficial de dicha una cara del primer papel tisú.
[0038] En otra realización de la invención, la composición adhesiva se aplica en por lo menos una parte del área superficial de una cara del primer papel tisú.
[0039] En otra realización particular de la invención, la composición adhesiva se aplica al área superficial de una cara del primer papel tisú usando medios de rodillo anilox, por ejemplo usando un rodillo de grabado, en particular se aplica en por lo menos una parte del área superficial de dicha una cara del primer papel tisú o en el área superficial completa de dicha una cara del primer papel tisú.
[0040] Cuando se usa la tecnología de rodillos, el contenido sólido total de dicha composición adhesiva que se usa en el método de fabricación varía de aproximadamente un 1% a aproximadamente un 10% en peso. Dicho contenido sólido total de dicha composición adhesiva que se usa en el método de fabricación se obtiene después de la dilución con agua o bien de una “composición adhesiva lista para usarse” según se ha definido previamente o bien de una “composición adhesiva concentrada” según se ha definido previamente, para obtener el contenido sólido deseado.
[0041] En una realización ventajosa de la invención y cuando se usa la tecnología de rodillos, dicha composición adhesiva que se usa en el método de fabricación es una solución. La fuerza de dicha solución como porcentaje en masa se puede medir usando un refractómetro, por ejemplo, un refractómetro Brix.
[0042] En otra realización particular de la invención, la composición adhesiva que se usa en el método de fabricación se aplica en el área superficial de una cara del primer papel tisú a través de medios de pulverización, en particular se aplica en por lo menos una parte del área superficial de dicha una cara del primer papel tisú o en el área superficial completa de dicha una cara del primer papel tisú.
[0043] La tecnología de pulverización es particularmente útil para proporcionar un papel tisú que comprende por lo menos dos capas de papel tisú, preferentemente al menos 3 capas de papel tisú.
[0044] Cuando se usa la tecnología de pulverización, el contenido sólido total de dicha composición adhesiva que se usa en el método de fabricación varía de aproximadamente un 5% a aproximadamente un 40% en peso, de manera preferente de aproximadamente un 20% a aproximadamente un 25% en peso, de manera más preferente es aproximadamente un 22% en peso. Dicha composición adhesiva que se usa en el método de fabricación puede ser una “composición adhesiva lista para usarse” según se ha definido previamente y que se usa tal como se formula, o una “composición adhesiva concentrada” según se ha definido previamente y que se diluye con agua para obtener el contenido sólido deseado.
[0045] En una realización ventajosa de la invención y cuando se usa la tecnología de pulverización, dicha composición adhesiva que se usa en el método de fabricación es una solución. La fuerza de dicha solución como porcentaje en masa se puede medir usando un refractómetro, por ejemplo un refractómetro Brix.
[0046] La tecnología de pulverización es particularmente útil para proporcionar un papel tisú bicapa o un papel tisú tricapa, preferentemente un papel tisú bicapa. En un sistema de pulverización pueden usarse boquillas típicas, es decir, boquillas planas y cónicas.
[0047] La composición adhesiva puede comprender uno o más aditivos que se usan comúnmente en el campo de los adhesivos y la industria del papel tisú.
[0048] Los versados en la materia seleccionarán dicho por lo menos un aditivo y su cantidad en función del tipo de papel tisú a utilizar y el tipo de aplicación de manera que no modifique el adhesivo y, preferentemente, las propiedades de capacidad de repulpado de la composición adhesiva de la invención.
[0049] En una realización particular de la invención, la composición adhesiva comprende, además, por lo menos un aditivo seleccionado del grupo consistente en conservantes, desespumantes, tampones, antioxidantes, agentes anticorrosión, fragancias, agentes mojantes, colorantes ultravioleta, plastificantes, humectantes, almidón o derivados de almidón, y combinaciones de los mismos.
[0050] En una realización particular de la invención, la composición adhesiva que se usa en el método de fabricación comprende de aproximadamente un 0.01% a aproximadamente un 35%, de manera preferente de aproximadamente un 0.01% a aproximadamente un 25%, o incluso de aproximadamente un 0.01% a aproximadamente un 10% en peso de dicho por lo menos un aditivo.
[0051] Según la invención, la composición adhesiva que se usa en el método de fabricación comprende un copolímero acrílico saponificado, en particular un copolímero acrílico saponificado de manera total o parcial, preferentemente un copolímero acrílico totalmente saponificado.
[0052] Según se usa en la presente, el término “copolímero” se refiere a un copolímero formado a partir de la copolimerización de al menos dos tipos diferentes de monómeros. Este término incluye bipolímeros, terpolímeros, tetrapolímeros, etcétera, según el número de especies monoméricas usadas. Este término también incluye diferentes tipos de copolímeros, tales como copolímeros alternados, copolímeros periódicos, copolímeros aleatorios, copolímeros en bloque, copolímeros lineales y copolímeros ramificados.
[0053] Según se usa en la presente, el término “copolímero acrílico” se refiere a un término general para un copolímero formado a partir de la copolimerización de al menos dos monómeros acrílicos, tales como ácidos (met)acrílicos y sus ésteres.
[0054] Según se usa en la presente, el término “monómero” se refiere a cualquier compuesto químico que puede formar un enlace covalente consigo mismo, otro monómero u otro compuesto químico de una manera repetitiva.
[0055] Los tipos de copolímeros acrílicos que se pueden usar en la presente invención no se limitan a los siguientes ejemplos.
[0056] El copolímero acrílico de la invención se puede obtener seleccionando una o más características de una lista individual o aparte de componentes que se definen posteriormente.
[0057] El copolímero acrílico de la invención se obtiene a partir de la copolimerización de por lo menos dos ésteres de ácidos (met)acrílicos.
[0058] El copolímero acrílico de la invención se produce por métodos de copolimerización bien conocidos en la materia.
[0059] En una realización particular de la invención, el copolímero acrílico se forma mediante polimerización en emulsión. La polimerización en emulsión se lleva a cabo de acuerdo con procedimientos convencionales. Preferentemente, la polimerización en emulsión se lleva a cabo en un medio acuoso en presencia de un surfactante e iniciadores de radicales libres. Más preferentemente, la polimerización en emulsión se lleva a cabo en las gotitas de monómero emulsionadas en un medio acuoso.
[0060] En una realización particular de la invención, se lleva a cabo una etapa de saponificación para neutralizar el copolímero acrílico de la invención.
[0061] Antes de la etapa de saponificación, el copolímero acrílico de la invención se presenta en forma de una emulsión o dispersión acuosa. Según se usa en la presente, el término “emulsión” se refiere a un sistema bifásico estable en el que partículas en línea del copolímero acrílico se dispersan en el medio acuoso. El término “dispersan” significa que dichas partículas finas del copolímero acrílico se distribuyen por todo el medio acuoso.
[0062] En una realización particular de la invención, antes de la etapa de saponificación, el pH de la emulsión o dispersión acuosa que comprende el copolímero acrílico varía de aproximadamente 3 a aproximadamente 6.
[0063] Los ejemplos de emulsiones o dispersiones de copolímero acrílico soluble en álcali disponibles comercialmente incluyen Axilat® 1819 suministrada por Momentive, Neocryle) BT9 suministrada por DSM Coating Resins, LLC, Acryltac® 3900 suministrada por HB Fuller y Acryltac® 3910 suministrada por HB Fuller.
[0064] En una realización particular de la invención, la etapa de saponificación se lleva a cabo usando cualquier base alcalina, preferentemente hidróxido de sodio (NaOH), amoniaco (NH3) o hidróxido de potasio (KOH). Dicho álcali se adiciona en una cantidad suficiente para neutralizar el copolímero acrílico, es decir, para obtener un copolímero acrílico neutralizado.
[0065] Tras la adición del álcali a la emulsión o dispersión acuosa que comprende el copolímero acrílico de la invención, es decir, después de la etapa de saponificación, se obtiene una solución, en particular una solución transparente, de viscosidad media a alta. Según se usa en la presente, el término “solución” se refiere a una mezcla homogénea en la que el copolímero acrílico está completamente solubilizado en el medio alcalino.
[0066] En una realización particular de la invención, después de la etapa de saponificación, el pH de la solución que comprende el copolímero acrílico varía de aproximadamente 7 a aproximadamente 9.
[0067] En una realización particular de la invención, después de la etapa de saponificación, el pH de la composición adhesiva que se usa en el método de fabricación, y que comprende el copolímero acrílico soluble en álcali de la invención y, opcionalmente, uno o más aditivos que se han definido previamente, varía de aproximadamente 7 a aproximadamente 9.
[0068] Preferentemente, los componentes principales del copolímero acrílico acrilatos de alquilo y metacrilatos de alquilo.
[0069] En una realización particular de la invención, el copolímero acrílico se forma a partir de al menos un monómero de (met)acrilato de alquilo.
[0070] Según se usa en la presente, el término “(met)acrilato” se refiere o bien al acrilato o bien al metacrilato o bien a una mezcla tanto del acrilato como de metacrilato. De manera similar, el término “(met)acrilato de alquilo” se refiere o bien al acrilato de alquilo o bien al metacrilato de alquilo o bien a una mezcla tanto del acrilato de alquilo como del metacrilato de alquilo.
[0071] Según se usa en la presente, el término “alquilo” incluye grupos alquilo lineales y ramificados.
[0072] En una realización particular de la invención, el grupo alquilo del monómero de (met)acrilato de alquilo es un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 20 átomos de carbono.
[0073] Los ejemplos de un grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 20 átomos de carbono incluyen un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo n-propilo, un grupo isopropilo, un grupo n-butilo, un grupo isobutilo, un grupo sec-butilo,
un grupo tert-butilo, un grupo n-pentilo, un grupo isopentilo, un grupo neopentilo, un grupo tert-pentilo, un grupo secpentilo, un grupo 3-pentilo, un grupo n-hexilo, un grupo isohexilo, un grupo n-heptilo, un grupo n-octilo, un grupo iso-octilo, un grupo 2-etilhexilo, un grupo nonilo, un grupo isononilo, un grupo decilo, un grupo isodecilo, un grupo un decilo, un grupo dodecilo, un grupo tridecilo, un grupo tetradecilo, un grupo pentadecilo, un grupo hexadecilo, un grupo heptadecilo, un grupo octadecilo(estearilo), un grupo nonadecilo, y un grupo eicosilo.
[0074] En una realización preferida de la invención, dicho grupo alquilo lineal o ramificado que tiene de 1 a 20 átomos de carbono se selecciona del grupo consistente en un grupo metilo, un grupo etilo, un grupo n-propilo, un grupo n-butilo, un grupo n-pentilo, un grupo n-hexilo, un grupo n-heptilo, un grupo n-octilo, un grupo nonilo, un grupo decilo, un grupo undecilo, un grupo dodecilo, un grupo tridecilo, un grupo tetradecilo, un grupo pentadecilo, un grupo hexadecilo, un grupo heptadecilo, un grupo octadecilo(estearilo), un grupo nonadecilo, y un grupo eicosilo.
[0075] Los ejemplos de (met)acrilatos de alquilo incluyen (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de npropilo, (met)acrilato de isopropilo, (met)acrilato de n-butilo, (met)acrilato de isobutilo, (met)acrilato de sec-butilo, (met)acrilato de tert-butilo, (met)acrilato de n-pentilo, (met)acrilato de isopentilo, (met)acrilato de neopentilo, (met)acrilato de tert-pentilo, (met)acrilato de sec-pentilo, (met)acrilato de 3-pentilo, (met)acrilato de n-hexilo, (met)acrilato de isohexilo, (met)acrilato de n-heptilo, (met)acrilato de n-octilo, (met)acrilato de iso-octilo, (met)acrilato de 2-etilhexilo, (met)acrilato de nonilo, (met)acrilato de isononilo, (met)acrilato de decilo, (met)acrilato de isodecilo, (met)acrilato de undecilo, (met)acrilato de dodecilo, (met)acrilato de tridecilo, (met)acrilato de tetradecilo, (met)acrilato de pentadecilo, (met)acrilato de hexadecilo, (met)acrilato de heptadecilo, (met)acrilato de octadecilo, (met)acrilato de nonadecilo y (met)acrilato de eicosilo.
[0076] En una realización preferida de la invención, el (met)acrilato de alquilo se selecciona del grupo consistente en (met)acrilato de metilo, (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de propilo, (met)acrilato de butilo y (met)acrilato de 2-etilhexilo.
[0077] Para preparar el copolímero acrílico se puede usar más de un tipo de (met)acrilato de alquilo según se han definido previamente.
[0078] En una realización más preferida de la invención, el copolímero acrílico se forma a partir de al menos un monómero de acrilato de butilo y al menos un monómero de metacrilato de metilo.
[0079] En otra realización particular de la invención, el copolímero acrílico se forma a partir de una pluralidad de monómeros que incluyen por lo menos un monómero de (met)acrilato de alquilo según se ha definido previamente y por lo menos otro monómero que puede copolimerizarse con dicho (met)acrilato de alquilo.
[0080] Dicho por lo menos otro monómero que puede copolimerizarse con dicho (met)acrilato de alquilo se puede seleccionar del grupo consistente en compuestos vinil aromáticos del tipo estireno, acetato de vinilo, metacrilato de butilo, metacrilato de hidroxipropilo, (met)acrilato de laurilo, (met)acrilatos de hidroxialquilo tales como (met)acrilato de hidroxietilo, (met)acrilato de hidroxipropilo y (met)acrilato de hidroxibutilo, y N-vinil lactamas, tales como N-vinil pirrolidona.
[0081] Dicho por lo menos otro monómero que puede copolimerizarse con dicho (met)acrilato de alquilo puede comprender algunos grupos funcionales que potencien la solubilidad del copolímero acrílico en agua.
[0082] En una realización preferida de la invención, el copolímero acrílico se forma a partir de por lo menos un monómero de (met)acrilato de alquilo según se ha definido previamente y por lo menos un monómero adicional que comprende funcionalidad ácida, preferentemente funcionalidad de ácido carboxílico.
[0083] Dicho por lo menos un monómero adicional que comprende funcionalidad ácida se puede seleccionar del grupo consistente en monómeros que comprenden funcionalidades de ácido carboxílico, de ácido sulfónico y de ácido fosfónico. Los ejemplos de monómeros que comprenden funcionalidad de ácido carboxílico incluyen ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico, ácido fumárico, ácido maleico y ácido itacónico. Los ejemplos de monómeros que comprenden funcionalidad de ácido sulfónico incluyen ácido vinilsulfónico y ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico. Los ejemplos de monómeros que comprenden funcionalidad de ácido fosfónico incluyen ácido vinilsulfónico.
[0084] En una realización particular de la invención, el copolímero acrílico se forma en presencia de por lo menos un componente seleccionado del grupo consistente en un coloide protector de ácido carboxílico tal como ácido acrílico y ácido metacrílico, un surfactante aniónico tal como ásteres de fosfato, por ejemplo alcohol C13 ramificado de fosfato etoxilado, dodecilbencenosulfonato y dioctilsulfosuccinato, un surfactante no iónico tal como poliglicol éter de alcohol graso y copolímeros en bloque de PE/PO y combinaciones de los mismos.
[0085] Aquellos versados en la materia escogerán dicho por lo menos un componente y su cantidad en función del tipo de papel tisú a utilizar y el tipo de aplicación de manera que no modifique las propiedades de la composición adhesiva de la invención.
[0086] En la presente invención, el copolímero acrílico no contiene grupos injertados de reticulación.
[0087] En una realización particular de la invención, el copolímero acrílico tiene un índice de acidez que varía de aproximadamente 60 mg de KOH/g de polímero a aproximadamente 160 mg de KOH/g de polímero, preferentemente de aproximadamente 80 mg de KOH/g de polímero a aproximadamente 130 mg KOH/g de polímero.
[0088] En una realización particular de la invención, el copolímero acrílico tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) que varía de aproximadamente -20°C a aproximadamente 40°C, preferentemente de aproximadamente -7°C a 40°C. La temperatura de transición vítrea (Tg) se mide por el método Calorimétrico Diferencial de Barrido (DSC) clásico.
[0089] En una realización particular de la invención, el copolímero acrílico tiene un peso molecular medio (Mw) que varía de aproximadamente 10,000 g/mol a aproximadamente 300,000 g/mol, de manera preferente de aproximadamente 20,000 g/mol a aproximadamente 100,000 g/mol, y de manera más preferente de aproximadamente 30,000 g/mol a aproximadamente 70,000 g/mol.
[0090] En otras realizaciones, se prefiere un peso molecular mayor. En estas realizaciones, el copolímero acrílico tiene un peso molecular medio (Mw) que varía de aproximadamente 30,000 g/mol a aproximadamente 750,000 g/mol, de aproximadamente 50,000 g/mol a aproximadamente 500,000 g/mol, o incluso de aproximadamente 75,000 g/mol a aproximadamente 300,000 g/mol.
[0091] El peso molecular medio (Mw) del copolímero acrílico se puede medir por Cromatografía de Permeación en Gel (GPC), por ejemplo usando tetrahidrofurano (THF) como disolvente.
[0092] La presente invención se refiere también a un papel tisú multicapa obtenido con el método de fabricación según la invención.
[0093] Los siguientes ejemplos ilustran de manera adicional la invención, pero no deben considerarse como limitativos del alcance de la invención en modo alguno.
Ejemplos
Ejemplo 1: Ejemplos de dispersiones de copolímero acrílico soluble en álcali d isponibles comercialmente.
[0094]
Tabla 1. Axilat® 1819, que es una dispersión de copolímero acrílico soluble en álcali, suministrada por Momentive. Componente
Axilat® 1819
Propiedad
Contenido sólido (%) 49-51
pH de la dispersión (antes de la saponificación) 4-5
Viscosidad, 250 s-1 (mPa.s) 20-300
Viscosidad después de transferencia alcalina, solución 16%, 50 s_1 (mPa.s) 950-1,550
Tg (DSC) (°C) 20
Tabla 2. Neocryl® BT9, que es una dispersión de copolímero acrílico soluble en álcali, suministrada por DSM Coating ___________________________________________ Resins, LLC.___________________________________________ Componente
Neocryl® BT9
Propiedad
Contenido sólido (%) 39-41
pH de la dispersión (antes de la saponificación) 5-6
Viscosidad, Brookfield 25°C (mPa.s) 10-25
Tg (°C) 1
Tabla 3. Acryltac® 3900, que es una dispersión de copolímero acrílico soluble en álcali, suministrada por HB Fuller. Componente
Acryltac® 3900
Propiedad
Contenido sólido (%) 52.0 ± 0.5
pH de la dispersión (antes de la saponificación) 4.0 ± 0.3
Viscosidad, Brookfield 20°C cP 1550± 660
Tg teórica (°C) -7
Tg experimental Tg (°C) 15
Peso molecular medio, Mw (g/mol) 44800 ± 2100
Peso molecular en número, Mn (g/mol) 6920 ± 220
Polidispersidad (Mw/Mn) 6.48 ± 0.12
Solubilidad en THF (%) 98
[0095] Debe señalarse que la solución obtenida después de la saponificación de Acryltac® 3900 tiene una viscosidad (Polímero:Agua:NaOH 33%=80:80:12.5), a 26°C, de 12900 ± 2400 y un pH de 7.7 ± 0.2.
T abla 4. Acryltac® 3910, que es una dispersión de copolímero acrílico soluble en álcali, suministrada por HB Fuller.
Componente
Acryltac® 3910
Propiedad
Contenido sólido (%) 52.2 ± 0.4
pH de la dispersión (antes de la saponificación) 4.6 ± 0.3
Viscosidad, Brookfield 20°C cP 1800± 950
Tg teórica (°C) -4
Tg experimental Tg (°C) 2
Peso molecular medio, Mw (g/mol) 44700 ± 2100
Peso molecular en número, Mn (g/mol) 5950± 190
Polidispersidad (Mw/Mn) 7.52 ± 0.14
Solubilidad en THF (%) 94
[0096] Debe señalarse que la solución obtenida después de la saponificación de Acryltac® 3910 tiene una viscosidad (Polímero:Agua:NaOH 33% =80:80:12.5), a 26°C, de 8400 ± 1300 y un pH de 7.8 ± 0.2.
Ejemplo 2: Ejemplos de composiciones adhesivas que se pueden usar en el método de fabricación.
[0097]
Tabla 5. Formulación 1 basada en Axilat® 1819, que es una dispersión de copolímero acrílico soluble en álcali, _________ suministrada por Momentive. Acticide® MBS es un biocida disponible en Thor Group Limited.__________ Componente Peso %
Axilat® 1819 42.1
Agua 42.1
NaOH 33% 2.6
Acticide® MBS 0.2
Perfume limón 0.020
Agua (para ajustar viscosidad) 13.0
Propiedad
Sólido total p/p 20.0%
pH 7.8
Viscosidad (mPa.s) 15000
Tabla 6. Formulación 2 basada en Neocryl® BT9, que es una dispersión de copolímero acrílico soluble en álcali, _____________________________suministrada por DSM Coating Resins, LLC._____________________________ Componente Peso %
Neocryl® BT9 70.6
Agua 23.5
NaOH 33% 2.4
Acticide® MBS 0.2
Agua (para ajustar viscosidad) 3.3
Propiedad
Sólido total p/p 25.0%
pH 7.7
Viscosidad 80 mPa.s
Tabla 7. Formulación 3 basada en Acryltac® 3900, que es una dispersión de copolímero acrílico soluble en álcali, suministrada por HB Fuller. Agitan® 381 es un desespumante disponible en Munzing Chemie GmbH.
Componente Peso %
Acryltac® 3900 39.5
Agua 39.5
NaOH 33% 6.0
Agua (para ajustar viscosidad) 14.4
Agitan® 381 0.4
Acticide® MBS 0.2
Propiedad
Sólido total p/p 22.0%
pH 7.8
Viscosidad 294 mPa.s
Tabla 8. Formulación 4 basada en Acryltac® 3910, que es una dispersión de copolímero acrílico soluble en álcali, suministrada por HB Fuller.
Componente Peso %
Acryltac® 3910 33.3
Agua 38.0
NaOH 33% 3.3
Agua (para ajustar viscosidad) 24.7
Agitan® 381 0.3
Acticide® MBS 0.2
Propiedad
Sólido total p/p 17%
pH 7.7
Viscosidad 268 mPa.s
Ejemplo 3: Pruebas de pulverización
[0098] Para evaluar la capacidad de pulverización de una composición adhesiva que comprende un copolímero acrílico destinado a usarse en el método para fabricar un papel tisú multicapa según la invención, los inventores han llevado a cabo una prueba de pulverización usando una solución adhesiva aprobada y ampliamente utilizada que comprende PVOH (Solución de PVOH estándar, a la que se hace referencia en la presente como “solución de control”, Tabla 9) y una solución que comprende un copolímero acrílico soluble en álcali (una solución obtenida después de la saponificación de Acryltac® 3900 suministrado por HB Fuller, a la que se hace referencia en la presente como “solución poliacrílica de la invención Formulación 3, Tabla 7). Por otra parte, para probar la posibilidad de usar diferentes sistemas de aplicación por boquillas, los inventores han sometido a prueba dos boquillas diferentes, planas y cónicas. Para la solución poliacrílica de la invención, al final de la prueba de pulverización, los inventores detuvieron el sistema de aplicación por boquillas durante 25 minutos y, a continuación, pudieron volver a ponerlo en marcha y reutilizarlo sin ningún problema. No fue necesaria ninguna etapa de limpieza.
Condiciones de prueba: Presión de aire en atomización = 1 bar; Presión del adhesivo = 0.02 bar.
___________________Tabla 9. Solución de PVOH estándar______________
Mowiol® 23/88 es un alcohol polivinílico disponible en Kurary Europe GmbH Componente_________________________Peso (%)
Mowiol® 23/88 8.34 Agua 91.16 Calentar a 90°C y
enfriar 40°C
Agitan® 381 0.3 Acticide® MBS 0.2 Propiedad
Sólido total p/p 9% pH 5.5 Viscosidad 320 mPa.s
Tabla 10. Comparación de prueba de pulverización entre una solución de PVOH estándar y una composición adhesiva ue com rende un co olímero acrílico soluble en álcali se ún la invención basado en Acr ltac® 3900
[0099] Los resultados que se muestran en la Tabla 10 demostraron que la solución poliacrílica de la invención resultó adecuada para su uso en diferentes sistemas de aplicación con boquilla. No se observó ningún problema relacionado con una posible obstrucción de la boquilla plana o cónica ni para la solución poliacrílica de la invención ni para la solución de control. Sorprendentemente, se obtuvieron mejores resultados usando dicha solución poliacrílica. De hecho, el ancho de pulverización fue claramente mayor usando dicha solución poliacrílica. Por otra parte, el ancho con concentración máxima de adhesivo (80%) de dicha solución poliacrílica usando la boquilla plana no se pudo determinar debido al hecho de que el adhesivo se distribuyó uniformemente, por lo que debe esperarse una mejora de la unión entre capas de papel tisú. En conclusión, la solución poliacrílica de la invención presentó capacidades de pulverización superiores a la solución de control y ampliamente utilizada que comprende PVOH.
Ejemplo 4: Pruebas de dispersión
[0100] Un criterio importante de la invención fue obtener una composición adhesiva repulpable que se pudiera reciclar a partir del papel tisú en unas condiciones de temperatura y pH utilizadas comúnmente en los métodos clásicos de repulpado.
[0101] Por lo tanto, los inventores llevaron a cabo ciertas pruebas de dispersión usando Acryltac® 3900 y Acryltac® 3910, que son dispersiones de copolímero acrílico soluble en álcali suministradas por HB Fuller, para evaluar su carácter de dispersión de acuerdo con las regulaciones europeas, usando el Método 12 de INGEDE.
[0102] Para ello, se aplicó manualmente la dispersión de Acryltac® 3900 ó Acryltac® 3910 sobre un área superficial dada de un papel de prueba realizado con fibras vírgenes sin ningún aditivo, antes de su secado. A continuación se aplicaron las condiciones de pulpado según el Método 12 de INGEDE bajo condiciones alcalinas y se determinó la tasa de dispersión usando métodos clásicos bien conocidos para aquellos versados cuando no se detectaron macro-stickies (<500 mm2/kg). El Método 12 de INGEDE evaluó la cantidad y la distribución de tamaño de los macro-stickies formados por la fragmentación de la película adhesiva, mientras que la tasa de dispersión determinó la proporción de adhesivo dispersada en la fase acuosa. Normalmente cuando se detectan macro-stickies, el producto sometido a prueba no debe ser dispersable.
T l 11. Ev l i n l r r i r i n r i r i n A r l A r l 1
[0103] La mayoría de copolímeros acrílicos tienden a tener un alto nivel de pegajosidad. Sorprendentemente, los inventores observaron que ni la dispersión de Acryltac® 3900 ni la de Acryltac® 3910 que comprenden un copolímero acrílico soluble en álcali formaron macro-stickies. De hecho, tal como se muestra en la Tabla 11, el número observado de macro-stickies fue inferior a 300 mm2/kg, lo cual se correspondía con un valor próximo al valor de fondo. Y lo que es más interesante, las dispersiones tanto de Acryltac ®3900 como de Acryltac® 3910 alcanzaron una tasa de dispersión elevada, demostrando que ambas dispersiones eran totalmente dispersables. Debe señalarse que la tasa de dispersión fue superior al 100% debido a las condiciones alcalinas del Método 12 de INGEDE. Dichas condiciones alcalinas indujeron la saponificación de todos los grupos éster del copolímero acrílico soluble en álcali.
[0104] En conclusión, ni la dispersión de Acryltac® 3900 ni la de Acryltac® 3910 formaron macro-stickies y sí que superaron las pruebas de dispersión que requieren los fabricantes de papel tisú.
Claims (15)
1. Método para fabricar un papel tisú multicapa, que comprende las etapas de:
(a) proporcionar un primer papel tisú que comprende por lo menos una capa de papel tisú;
(b) aplicar una composición adhesiva repulpable, acuosa, que comprende un copolímero acrílico soluble en álcali, en el área superficial de una cara del primer papel tisú;
(c) proporcionar un segundo papel tisú que comprende por lo menos una capa de papel tisú;
(d) laminar el primer papel tisú con el segundo papel tisú entre sí haciendo entrar en contacto la cara del primer papel tisú provista de la composición adhesiva con una cara del segundo papel tisú, con lo cual se forma un papel tisú multicapa, en donde las capas están pegadas adhesivamente entre sí;
(e) opcionalmente proporcionar el papel tisú multicapa de la etapa (d) como primer papel tisú que comprende al menos una capa de papel tisú y repetir las etapas (b) a (d),
caracterizado por que el copolímero acrílico es un copolímero acrílico total o parcialmente saponificado.
2. Método según la reivindicación 1, en el que el papel tisú se selecciona del grupo consistente en un papel higiénico, un pañuelo de papel, una toallita y papel absorbente.
3. Método según la reivindicación 1, en el que el papel tisú multicapa comprende por lo menos tres capas de papel tisú.
4. Método según la reivindicación 1, en el que el contenido sólido total de la composición adhesiva varía de aproximadamente un 10% a aproximadamente un 30% en peso.
5. Método según la reivindicación 1, en el que la composición adhesiva se aplica en el área superficial de una cara del primer papel tisú usando medios de rodillo anilox.
6. Método según la reivindicación 5, en el que el contenido sólido total de la composición adhesiva varía de aproximadamente un 1% a aproximadamente un 10% en peso.
7. Método según la reivindicación 1, en el que la composición adhesiva se aplica en el área superficial de una cara del primer papel tisú a través de medios de pulverización.
8. Método según la reivindicación 1, en el que la composición adhesiva comprende un copolímero acrílico totalmente saponificado.
9. Método según la reivindicación 1, en el que el copolímero acrílico se forma por polimerización en emulsión.
10. Método según la reivindicación 1, en el que el copolímero acrílico se forma a partir de por lo menos un monómero de (met)acrilato de alquilo.
11. Método según la reivindicación 10, en el que el copolímero acrílico se forma a partir de por lo menos un monómero adicional que comprende funcionalidad de ácido carboxílico.
12. Método según la reivindicación 1, en el que el copolímero acrílico se forma a partir de por lo menos un monómero de acrilato de butilo y por lo menos un monómero de metacrilato de metilo.
13. Método según la reivindicación 1, en el que el copolímero acrílico tiene un índice de acidez que varía de aproximadamente 60 mg de KOH/g de polímero a aproximadamente 160 mg de KOH/g de polímero.
14. Método según la reivindicación 1, en el que el copolímero acrílico tiene una temperatura de transición vítrea (Tg) que varía de aproximadamente -20°C a aproximadamente 40°C.
15. Método según la reivindicación 1, en el que el copolímero acrílico tiene un peso molecular medio (Mw) que varía de aproximadamente 10,000 g/mol a aproximadamente 300,000 g/mol.
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