ES2938224T3 - Uso de una combinación de almidón de leguminosa/almidón de tubérculo para reducir el contenido de boro en una composición adhesiva, y composiciones adhesivas que comprenden dicha combinación - Google Patents

Uso de una combinación de almidón de leguminosa/almidón de tubérculo para reducir el contenido de boro en una composición adhesiva, y composiciones adhesivas que comprenden dicha combinación Download PDF

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Abstract

Uso de una combinación de almidón de leguminosas/almidón de tubérculos para reducir el contenido de boro en una composición adhesiva, y composiciones adhesivas que comprenden dicha combinación. La presente invención se refiere al uso de una combinación de almidón de leguminosas/almidón de tubérculos para reducir el contenido de boro en una composición adhesiva y/o como adyuvante de unión en una composición adhesiva para cartón corrugado y/o para preparar una composición adhesiva libre de boro. compuestos. También se refiere a las composiciones adhesivas que comprenden tal combinación. La presente invención se refiere más particularmente a composiciones adhesivas para cartón ondulado, ya su uso en el montaje de cartón ondulado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Uso de una combinación de almidón de leguminosa/almidón de tubérculo para reducir el contenido de boro en una composición adhesiva, y composiciones adhesivas que comprenden dicha combinación
La presente invención se refiere al uso de una combinación de almidón de guisante/almidón de patata para reducir y/o suprimir el contenido de compuesto que contiene boro de una composición adhesiva y/o como un adyuvante de unión adhesiva en una composición adhesiva para cartón corrugado y/o para preparar una composición adhesiva que está libre de compuestos portadores de boro. También se refiere a composiciones adhesivas que incluyen dicha combinación. La presente invención se refiere más particularmente a composiciones adhesivas para cartón corrugado, y a su uso en el montaje de cartón corrugado.
Técnica anterior
El uso de colas de almidón natural tiene su origen en Egipto antiguo, donde el almidón, extraído de trigo principalmente, se usó para dimensionar las hojas de papiro
Estas colas naturales son muy sencillas de fabricar, ya que son una mezcla simple de almidón y agua, y aún son ampliamente utilizadas hoy en día en la industria, en particular para el montaje de cartón corrugado.
Por lo tanto, el campo de cartón corrugado es la segunda aplicación industrial no alimentaria de almidón en todo el mundo. Este cartón se vende en forma de rollos o láminas, pero principalmente en forma transformada, es decir, en forma de productos para embalaje.
Las colas para cartón corrugado se obtienen convencionalmente según el denominado procedimiento “ STEIN-HALL” (patente francesa FR 813.389), pero existen otros procedimientos tales como el denominado procedimiento “ MINOCAR” (patente europea EP 0-038-627), el procedimiento PRISTIM® (patente europea EP 0-229-741, en nombre del solicitante), o el denominado procedimiento “ No -Ca RRIER” (patente n ° US-3.355.307).
El almidón se encuentra frecuentemente en dos porciones en estos pegamentos. La porción primaria comprende un almidón solubilizado (gelatinizado), y la porción secundaria comprende un almidón en forma granular. El almidón granular es el componente activo del pegamento, mientras que el almidón primario desempeña sustancialmente el papel del soporte, para mantener el almidón granular en suspensión. El cartón se monta de la siguiente manera: se aplica pegamento a las partes superiores de las acanaladuras de un papel acanalado, que después se cubre con un papel de cubierta y se calienta el conjunto. Bajo el efecto de la temperatura, el almidón granular se hincha y se gelatiniza. El agente gelificante así obtenido permite una rápida unión adhesiva, necesaria para una producción industrial satisfactoria de cartón corrugado.
Por supuesto, estas composiciones han cambiado a lo largo del tiempo y, además de los compuestos convencionales, con el almidón y el agua se encuentran diversos aditivos, de los cuales los principales son sosa cáustica y bórax.
El bórax en particular se ha utilizado como aditivo multifuncional durante más de un siglo. Por lo tanto, la patente FR 813.389 (1936) mencionada anteriormente describe su uso, así como sus efectos en composiciones de pegamento para cartón corrugado.
De hecho, los compuestos que contienen boro reaccionan con el almidón soluble y permiten la reticulación del almidón en la porción primaria, por un lado, y en la porción secundaria, por otro lado, tras el aumento de tamaño de este último en el memento del calentamiento. El bórax también reacciona con la sosa cáustica generalmente introducida en la porción primaria, para formar metaborato de sodio.
Esta reactividad particular de los compuestos portadores de boro proporciona a las composiciones de pegamento múltiples propiedades que son esenciales para obtener un buen desempeño de la unión adhesiva.
De hecho, a esta fecha, tales compuestos se usan como aditivos multifuncionales. A modo de ejemplos, se pueden mencionar las solicitudes de patente WO 2011/160049 (2010) y US-2010/032092 (2008), en soluciones para mejorar el desempeño de la unión adhesiva en el montaje del cartón corrugado. Estas soluciones se basan en la producción de formulaciones complejas, que implican diversos aditivos, y el bórax está presente sistemáticamente.
Su uso se enraíza profundamente en la práctica, y nunca se ha sugerido suprimir el bórax en composiciones adhesivas, ya que es un adyuvante particularmente eficaz cuyo uso industrial está perfectamente dominado por los fabricantes de cartón. Sin embargo, existe claramente una necesidad en este sentido, ya que el bórax es el sujeto de regulaciones cada vez más estrictas, que pueden estar relacionadas con problemas significativos para la salud de los manipuladores. Varios compuestos portadores de boro, utilizados en la fabricación de cartón, se clasifican por lo tanto como cancerígenos, mutagénicos y reprotóxicos (CMR) en Europa (Reglamento (EC) N.° 1272/2008 del Parlamento Europeo y del Consejo del 16 de diciembre de 2008, relacionado con la clasificación, el etiquetado y el embalaje de sustancias y mezclas). Estos compuestos también se han añadido recientemente a la lista de candidatos a “sustancias altamente preocupantes” , según el Reglamento REACH (http://echa.europa.eu/documents/10162/13583/pr_10_12_candidata_list_20100618_fr.pdf), que podría conducir a obligaciones legales particularmente engorrosas para los fabricantes que los manejan.
A este respecto, es cierto que se han propuesto algunas soluciones, que tienen como objetivo variar la naturaleza y/o forma de los compuestos portadores de boro, para intentar alejarse del alcance de estas regulaciones. Por ejemplo, se puede mencionar el bórax formulado en forma líquida, como alternativas al bórax en polvo, que tiene como objetivo evitar la exposición a partículas del bórax en el aire, tales como, por ejemplo, Rhebor® (Lubrizol), FullBo® (H.B. Fuller), y C*GUM® (Cargill). Otras alternativas propuestas son boratos en forma compleja, por ejemplo, con polioles.
Sin embargo, estas soluciones carecen de relevancia para aplicaciones a largo plazo. La naturaleza tóxica y el paisaje regulador relacionado con estos productos aún no están bien definidos, y estas soluciones no cumplen con los problemas de imagen que típicamente pueden estar planteados por el uso de compuestos portadores de boro; de modo que los fabricantes de cartón corrugado actualmente desean la supresión pura y simple de estos productos, a la ventaja de las llamadas soluciones “verdes” , sin peligro para la salud de los manipuladores y consumidores. Esto es todo lo más importante ya que en Francia, por ejemplo, se pretende que el 80 % de los envases de cartón corrugado estén destinados a la industria agroalimentaria y a bienes de consumo.
En este sentido, se han propuesto otros adyuvantes que no contienen boro como reemplazo para el bórax, tal como el aluminato de sodio o productos basados en tanino.
Sin embargo, estos desarrollos son solo soluciones parciales a los diversos problemas enfrentados por los fabricantes de cartón corrugado. La sustitución del bórax por otros compuestos tiene de hecho la desventaja de requerir ajustes complejos de la formulación de los pegamentos y de la operación de la maquinaria, o incluso modificaciones de las instalaciones. Estas soluciones no hacen posible superar el problema del coste causado por su implementación.
Además, algunos de estos productos son poco conocidos y podrían demostrar tener desventajas que son equivalentes o incluso peores que las encontradas en el uso de bórax, como es el caso con precisión para el aluminato de sodio, que está implicado en la enfermedad de Alzheimer, o taninos, que pueden causar cefaleas.
La adición de taninos también tiene la desventaja de colorear el pegamento, que se ve visible a través de ciertos papeles blancos y también complica la limpieza de los recipientes de pegamento y de la máquina.
En términos generales, los fabricantes aún no han tenido éxito en hacerlo sin bórax. Las soluciones propuestas son pocas en número y no son muy ventajosas, de modo que una persona experta continúa prefiriendo el bórax, técnica que han dominado perfectamente a lo largo del tiempo.
Por lo tanto, existe una primera necesidad de desarrollar composiciones adhesivas que satisfagan todos los requisitos expresados por fabricantes de cartón corrugado, en términos de seguridad de los manipuladores, imagen, coste, que sean fáciles de acceder en términos de suministro, y que cumplan con el requisito de desempeño de la unión adhesiva igual a, y preferentemente mejor que, las composiciones actuales, que contienen bórax.
De modo sorprendente, el solicitante ha descubierto que la solución a los problemas mencionados anteriormente no está en el descubrimiento de nuevos aditivos o en el desarrollo de formulaciones complejas, sino en el estudio de los compuestos base que componen los pegamentos, es decir, los almidones.
De hecho, el solicitante ha identificado una combinación particular de almidones, que hace posible reducir e incluso dispensar el uso de bórax en composiciones adhesivas para cartón corrugado. Dicha combinación se ha descrito especialmente en la solicitud EP 1688471, en combinación con compuestos portadores de boro.
El solicitante ha desarrollado composiciones adhesivas que comprenden una combinación de almidón de leguminosa/almidón de tubérculo, que no solo hace posible hacerlo sin bórax, sino también, para relaciones particulares de almidón, para obtener mejor desempeño de la unión adhesiva, en comparación con las mismas composiciones que incluyen bórax.
Estos resultados son particularmente sorprendentes, ya que esto significa que en estas composiciones el bórax no actúa como adyuvante, como es normalmente el caso en composiciones adhesivas. De hecho, para composiciones que no incluyen dicha combinación, la eliminación del bórax conduce sistemáticamente a una disminución en el desempeño de la unión adhesiva.
Nadie podía imaginar previamente que la solución se basaba en una elección juiciosa de los compuestos base de los adhesivos, que son almidones.
El concepto en sí sobre el que se basa esta solución nunca se menciona en la técnica anterior, ya que una persona experta, a partir de su conocimiento general, pensaba que la eliminación del bórax sería perjudicial para el desempeño de la unión adhesiva. Ningún documento describe que el hecho de seleccionar uno o más almidones particulares hace posible prescindir del uso de compuestos portadores de boro, al tiempo que se obtiene un desempeño de la unión adhesiva que es igual, y a veces mejorado.
Solo, ningún documento de la técnica anterior describe necesariamente que esta combinación es una combinación de almidón de leguminosa/almidón de tubérculo, en particular una combinación de almidón de guisante/almidón de patata. También se ha observado que la combinación según la invención permite actuar como un adyuvante de unión adhesiva, en lugar de bórax y aluminato de sodio usado convencionalmente para este propósito, cuando se usa en la porción secundaria en una composición adhesiva para cartón corrugado. Esto no solo hace posible hacerlo sin estos adyuvantes de unión adhesiva convencionales, sino también mejorar el desempeño de la unión adhesiva.
Finalidades de la invención
Por lo tanto, el objetivo de la presente invención es resolver el problema técnico que consiste en reducir, e idealmente suprimir, el contenido de compuesto portador de boro de composiciones adhesivas, en particular aquellas destinados a la fabricación de cartón corrugado.
En particular, el objetivo de la presente invención es resolver el problema técnico que consiste en identificar un almidón o una combinación de almidones particulares que conducen a la obtención de una composición adhesiva que es al menos tan eficaz como la misma composición adhesiva que contiene bórax, preferentemente para obtener una composición adhesiva que es aún más eficiente que la misma composición adhesiva que contiene bórax.
Además, el objetivo de la presente invención es proponer un adyuvante de unión adhesiva como sustitución para adyuvantes de unión adhesiva convencionales, tales como bórax y aluminato de sodio, que es al menos tan eficiente, o incluso más eficiente, que el último.
El objetivo de la invención es abordar los problemas mencionados anteriormente proporcionando composiciones adhesivas que sean fáciles de preparar y de implementar, a un coste razonable, usando materiales biológicos, que son seguros para la salud de los manipuladores y consumidores.
Descripción de la invención
El solicitante ha tenido éxito por lo tanto en la identificación de la combinación de almidón de leguminosa/almidón de tubérculo para usar en composiciones adhesivas que sean pobres en boro, o incluso sin boro, lo que hace posible obtener un desempeño de la unión adhesiva que es igual e incluso mayor que el de las composiciones adhesivas que contienen boro en una cantidad mayor.
De hecho, como se muestra en el Ejemplo 2, para las composiciones que no comprenden dicha combinación, la eliminación del bórax sistemática y lógicamente conduce a una disminución en el desempeño de la unión adhesiva.
El fenómeno opuesto se produce con la combinación según la invención.
Como se muestra en el Ejemplo 2, el solicitante ha identificado en particular relaciones de almidón de leguminosas/almidón de tubérculo para las que es posible aumentar significativamente el desempeño de la unión adhesiva, en comparación con la misma composición adhesiva que contiene bórax.
Concisamente, estos resultados son, por lo tanto, lo opuesto de lo que se habría esperado, y conducen a cuestionar claramente la naturaleza indispensable hasta ahora del bórax o de los sustituyentes del bórax con el fin de obtener un buen desempeño de la unión adhesiva.
De modo sorprendente, el solicitante también ha demostrado que esta combinación es un mejor adyuvante de unión adhesiva que los adyuvantes convencionales. Por lo tanto, se observa que la combinación según la invención permite aumentar en más del 30 % el desempeño de la unión adhesiva, frente al 6 % y 18 % con bórax y aluminato de sodio respectivamente (Ejemplo 4, Tabla 2). Estos resultados sorprendentes conducen a una pregunta claramente a la naturaleza indispensable hasta ahora de los sustituyentes bórax o bórax con el fin de obtener un buen desempeño de la unión adhesiva. En esta solicitud, los almidones de la combinación están en forma de gránulos insolubles y/o parcialmente hinchados; de modo que en lugar de añadirse a la composición adhesiva, reemplazan una porción del almidón de la porción secundaria comúnmente usada por los fabricantes de cartón. La combinación forma así una parte integral de la porción secundaria, y la ventaja económica de dicha solución se entiende fácilmente.
Por lo tanto, el primer objeto de la invención es el uso de una combinación de almidón de leguminosa/almidón de tubérculo, para reducir y/o suprimir el contenido de compuesto que contiene boro de una composición adhesiva y/o como un adyuvante de unión adhesiva en una composición adhesiva para cartón corrugado y/o para preparar una composición adhesiva que está libre de compuestos portadores de boro.
Otro objeto de la invención es una composición adhesiva, que comprende la combinación según la invención, agua y que tiene un contenido de compuesto que contiene boro inferior o igual al 0,6 % en peso, con respecto al peso total del almidón de dicha composición adhesiva.
La invención también se refiere a un procedimiento para fabricar una composición adhesiva, que comprende una etapa de mezclar la combinación según la invención con agua y opcionalmente compuestos portadores de boro, en una cantidad inferior o igual al 0,6 % en peso, con respecto al peso total del almidón de dicha composición adhesiva.
La invención también se refiere a un cartón corrugado que comprende al menos una acanaladura y al menos una cubierta, caracterizada porque los sellos de pegamento de dicha acanaladura en la cubierta comprenden una combinación según la invención, preferentemente libre de átomos de boro, en particular de compuestos portadores de boro.
Para los fines de la presente invención, la expresión “composición adhesiva” significa una composición que comprende agua y almidón. El almidón puede estar en forma de dos porciones:
- una porción de almidón (es) solubilizado (s) y/o hinchado (s), denominado “soporte” o “porción primaria” , - y una porción de almidón (es) hidratado (s) no solubilizado (s) y/o solo hidratado (s), que se encuentra en el estado de gránulos insolubles y/o gránulos al menos parcialmente hinchados, también denominado “porción secundaria” .
Estas son en particular composiciones acuosas, en particular destinadas al montaje del cartón corrugado.
Según el procedimiento usado para fabricar la composición adhesiva, en determinados casos, la composición adhesiva puede consistir solo en gránulos hidratados, como es el caso, por ejemplo, de composiciones adhesivas fabricadas según el procedimiento denominado “ NO-CARRIER” . En este caso, se considerará que la composición adhesiva comprende efectivamente una porción secundaria, aunque está desprovista de una porción primaria.
La composición adhesiva también puede estar en una forma lista para usar, es decir, en forma de un polvo al que es suficiente añadir agua para poder usarse en el montaje del cartón corrugado.
Para los fines de la presente invención, la expresión “adyuvante de unión adhesiva” significa un producto destinado a aumentar el desempeño de la unión adhesiva de una composición adhesiva para cartón corrugado. Un adyuvante de unión adhesiva en particular permite obtener el mismo desempeño de la unión adhesiva que el polvo de bórax usado con un contenido de 1,5 % en peso seco con respecto al peso seco del almidón total de la composición adhesiva. Este desempeño de la unión adhesiva se evalúa en particular según la prueba como se define en el Ejemplo 4.
Para los fines de la presente invención, la expresión “combinación de almidón de leguminosa/almidón de tubérculo” significa la combinación que consiste en el almidón de al menos una planta leguminosa con el almidón de al menos un tubérculo. Cuando la composición adhesiva incluye una porción primaria y una porción secundaria, la combinación según la invención puede estar presente en la porción primaria o en la porción secundaria, preferentemente en la porción secundaria, más preferentemente tanto en la porción primaria como en la porción secundaria.
Para los fines de la presente invención, la expresión “ almidón de leguminosa” o “ almidón de tubérculo” significa, respectivamente: los almidones extraídos, es decir aislados, de plantas leguminosas y los almidones extraídos, es decir aislados, de tubérculos, mediante cualquier técnica adecuada que es bien conocida por un experto.
El almidón de leguminosa de la combinación según la invención es almidón de guisante, preferentemente un almidón de guisante liso.
El almidón de tubérculo de la combinación según la invención es un almidón de patata.
La combinación según la invención es una combinación de almidón de guisante/almidón de patata.
Cuando el almidón de leguminosa es almidón de guisante, el almidón de guisante generalmente tiene una alta pureza, es decir,
- un contenido de almidón superior al 90 % en peso, en particular superior al 95 %, en particular superior al 98 %, - un contenido inferior al 1 % de materiales coloidales y de residuos fibrosos,
- un contenido de proteína inferior al 1 %, en particular inferior al 0,5 %, en particular comprendido entre el 0,1 y el 0,35 %,
estos porcentajes se expresan en peso sobre la materia seca.
Se entiende que en la presente descripción la expresión “comprendido entre” debe entenderse como una serie de valores que incluyen los límites citados.
Cuando el almidón de leguminosa es almidón de guisante, el almidón de guisante tiene ventajosamente un contenido de amilosa comprendido entre el 15 % y el 60 %, en particular entre el 20 % y el 55 %, en particular entre el 30 % y el 40 % en peso seco, en relación con el peso seco del almidón total.
Los almidones de leguminosa y de tubérculo están en particular en forma nativa, pero también pueden estar en forma modificada. Un ejemplo de almidón de leguminosa modificado es almidón de guisante reticulado, en particular reticulado por trimetafosfato de sodio, o bien por epiclorhidrina o derivados de formaldehído, especialmente resinas de urea-formaldehído y resinas de melanina-formaldehído.
Ventajosamente, la relación en peso de almidón de leguminosa/almidón de tubérculo de la combinación según la invención está comprendida entre 5/95 y 95/5, preferentemente entre 20/80 y 90/10, aún más preferentemente entre 25/75 y 80/20, más preferentemente entre 30/70 y 80/20 o incluso entre 60/40 y 80/20.
Cuando una composición adhesiva comprende una combinación según la invención, incluso es posible obtener un mejor desempeño de la unión adhesiva en comparación con la misma composición que incluye bórax. Como se muestra en el Ejemplo 2, esto es posible en virtud de la elección juiciosa de la relación en peso de almidón de leguminosa/almidón de tubérculo, que luego está comprendida entre 40/60 y 75/25. Los mejores resultados se obtienen para una relación cercana a 70/30, típicamente mayor de 65/35 y menor de 75/25.
El solicitante también obtuvo excelentes resultados con una relación de aproximadamente 50/50, típicamente comprendida entre 45/55 y 55/45, de modo que en ciertos casos, por ejemplo, por razones de suministro, puede ser preferible seleccionar dicha relación.
Como se indicó anteriormente, el objeto de la presente invención es especialmente el uso de una combinación de almidón de tubérculo/almidón de leguminosa según la invención para reducir el contenido de compuesto portador de boro en una composición adhesiva.
Para los fines de la presente invención, la expresión “ reducir el contenido de compuesto portador de boro” significa reducir el contenido de compuesto portador de boro en una composición adhesiva, a un contenido inferior al 0,6 % en peso con respecto al peso total del almidón de la composición adhesiva.
Preferentemente, la combinación según la invención se usa para reducir el contenido de compuesto portador de boro en una composición adhesiva, a un contenido inferior al 0,50 % en peso, preferentemente inferior al 0,40 % en peso, preferentemente inferior al 0,30 % en peso, preferentemente inferior al 0,20 % en peso, preferentemente inferior al 0,10 % en peso, preferentemente inferior al 0,05 % en peso, preferentemente inferior al 0,01 % en peso, con respecto al peso total del almidón de dicha composición adhesiva. En una manera bastante preferida y ventajosa, la combinación según la invención se usa para preparar una composición adhesiva que no comprende compuestos portadores de boro. Para los fines de la presente invención, la expresión “compuestos portadores de boro” significa los compuestos que contienen al menos un átomo de boro. Esta definición comprende los boratos y/o los derivados de los mismos.
Para los fines de la presente invención, el término “ boratos” significa los oxo-aniones que contienen boro, tal como el ion borato BO 33- o BO44-, opcionalmente en forma de iones poliméricos tales como, por ejemplo, diborato, triborato, tetraborato. Las funciones aniónicas pueden encontrarse, independientemente entre sí, en forma salificada usando sales, por ejemplo, sales de sodio, calcio, potasio, zinc o en forma ácida, es decir, unida a un átomo de hidrógeno. Ejemplos de compuestos portadores de boro que son bien conocidos por un experto son tetraborato de sodio decahidratado (denominado de otro modo “ bórax” ) y ácido bórico. Otros ejemplos de boratos son pentahidrato de bórax, pentaborato de sodio decahidratado, metaborato de sodio octahidratado, tetraborato de potasio tetrahidratado, pentato de potasio octahidrato, y mezclas de los mismos. Para los fines de la presente invención, la expresión “derivados de4 borato” significa ésteres o poliésteres de borato, en particular, ésteres de borato de fórmula B(OR)3, en donde R es un residuo orgánico. Ejemplos de derivados de borato son boratos de poli(alquilenglicol) y borato de trimetilo.
El objeto de la presente invención también es una composición adhesiva caracterizada por que incluye al menos una combinación de almidón de guisante/almidón de patata según la invención, agua, y que tiene un contenido de compuesto portador de boro inferior al 0,01 %. Muy ventajosamente, la composición adhesiva según la invención se caracteriza porque está libre de compuestos que contienen boro.
Cuando la composición adhesiva según la invención comprende una porción primaria y una porción secundaria, una combinación según la invención puede estar comprendida en la porción primaria y/o en la porción secundaria de la composición adhesiva según la invención.
En una realización de la invención, la combinación según la invención está comprendida al menos en la porción secundaria, preferentemente en un contenido que es mayor del 80 % en peso con respecto al peso total del almidón de la porción secundaria, preferentemente mayor del 90 %, y en particular el 100 %, es decir, en este caso, la porción secundaria de la composición adhesiva según la invención no comprende almidones distintos de los de dicha combinación.
En una variante particularmente ventajosa, la porción primaria también comprende una combinación según la invención, preferentemente idéntica a la combinación de la porción secundaria, preferentemente en un contenido que es mayor del 80 % en peso con respecto al peso total del almidón de la porción primaria, preferentemente mayor del 90 %, en particular el 100 %. En este último caso, la porción principal de la composición adhesiva según la invención no comprende almidones distintos de los de dicha combinación.
Para los fines de la presente invención, la expresión “combinaciones idénticas” significa combinaciones según la invención usando almidones de leguminosa y almidones de tubérculo de la misma naturaleza, y que tiene la misma relación en peso de almidón de leguminosa/almidón de tubérculo.
La composición adhesiva según la invención incluye una combinación de almidón de guisante/almidón de patata, en la que preferentemente la relación en peso de almidón de guisante/almidón de patata está cerca de aproximadamente 70/30, típicamente mayor de 65/35 y menor de 75/25.
Generalmente, esta composición adhesiva según la invención puede comprender, además de la combinación según la invención, cualquier almidón conocido por un experto, especialmente para aplicaciones en el montaje de cartón corrugado. Puede ser, por ejemplo, un almidón de cereal, especialmente de maíz y/o trigo, nativo o modificado.
En una segunda realización de la invención, la composición adhesiva para cartón corrugado según la invención comprende una porción secundaria que consiste en:
- de 5 a 50 % en peso seco de una combinación de almidón de guisante/almidón de patata, especialmente como se definió anteriormente, más preferentemente entre 10 y 30 %, mejor aún entre 15 y 25 %, en particular, cerca de aproximadamente 20 %;
- el resto de la masa seca de dicha porción secundaria consiste en uno o más de otros almidones.
La expresión “otro almidón” se entiende en esta invención para significar un almidón que tiene un origen botánico diferente, es decir, un almidón que no se extrae del guisante o de la patata. Puede ser especialmente un almidón de cereal, por ejemplo, maíz, trigo, arroz, un almidón de una planta leguminosa distinta del guisante, por ejemplo, de lenteja, alfalfa, trébol, un almidón de un tubérculo distinto de almidón de patata, por ejemplo, almidón de mandioca o tapioca.
Ventajosamente en esta composición, el almidón de la porción primaria y el almidón de la porción secundaria distinta de la combinación según la invención se selecciona de un almidón de trigo, un almidón de maíz o una de las mezclas de los mismos. Estas se denominan composiciones adhesivas “ a base de trigo” , “a base de maíz” o “ a base de trigo/maíz” respectivamente. Las composiciones adhesivas a base de maíz se usarán preferentemente.
La composición adhesiva según la invención tiene ventajosamente un contenido de materia seca superior al 20 % en peso, preferiblemente comprendido entre el 20 y el 35 % en peso.
Ventajosamente, la composición adhesiva según la invención incluye un agente alcalino, en particular sosa cáustica y/o potasa, a un contenido comprendido preferentemente entre 0,1 y 5 % en peso con respecto al peso total del almidón de dicha composición adhesiva, preferentemente entre 0,5 y 1,5 %.
Además, la composición adhesiva según la invención puede comprender aditivos convencionales, en particular aditivos de interés para una aplicación en el montaje de cartón corrugado. Dichos ingredientes pueden ser:
- bactericidas;
- agentes antiespumantes;
- agentes de resistencia a la humedad o agua, especialmente almidón seleccionado de las resinas de formaldehído o no-formaldehído, por ejemplo, una resina de tipo urea-formaldehído, tipo cetona-formaldehído tal como la comercializada por el solicitante con el nombre ROQUETTE ® Resina RH 3678, resorcinol-formaldehído o fenol-formaldehído, agentes no sintéticos y de resistencia al agua sin formaldehído, en particular un agente químico seleccionado de sulfatos, especialmente cinc, alúmina o cobre, compuestos que portan fosfato de zirconio o diamonio;
- agentes para prevenir y/o combatir la formación de incrustaciones y/o corrosión en instalaciones, tales como gluconato;
- agentes plastificantes tales como, por ejemplo, nitrato de sodio, urea, diciandiamida, glicerina, sorbitol,
- estabilizadores tales como, por ejemplo, sustancias grasas tales como compuestos de tipo estearato;
- retardantes de hinchamiento, por ejemplo, sulfato de sodio o citrato de sodio;
- agentes fluidificantes en polvo amiláceo, por ejemplo, sílice coloidal;
- adyuvantes distintos de compuestos portadores de boro, en particular aluminato de sodio o taninos, por ejemplo productos comerciales tales como Collatan WP®(Unitan), C*RheM® (Cargill), Acramyl® (AQSA);
- o una de las mezclas de los mismos.
En una realización particularmente ventajosa, la composición adhesiva según la invención consiste en:
- al menos una combinación de almidón de guisante/almidón de patata,
- agua,
- un agente alcalino, en particular sosa cáustica y/o potasa, a un contenido comprendido preferentemente entre 0,1 y 5 % en peso con respecto al peso total del almidón de dicha composición adhesiva, preferentemente entre 0,5 y 1,5 %, - aditivos opcionalmente seleccionados de:
° bactericidas;
° agentes antiespumantes;
° agentes de resistencia a la humedad o al agua, especialmente seleccionados de las resinas de formaldehído o sin formaldehído, por ejemplo, una resina de tipo urea-formaldehído, tipo cetona-formaldehído tal como la comercializada por el solicitante con el nombre ROQUETTE® Resina RH 3678, resorcinol-formaldehído o fenol-formaldehído, agentes no sintéticos y de resistencia al agua sin formaldehído, en particular un agente químico seleccionado de sulfatos, especialmente cinc, alúmina o cobre, compuestos que portan fosfato de zirconio o diamonio;
° agentes para prevenir y/o combatir la formación de incrustaciones y/o corrosión en instalaciones, tales como gluconato;
° plastificantes tales como, por ejemplo, nitrato de sodio, urea, diciandiamida, glicerina, sorbitol,
° estabilizantes tales como, por ejemplo, sustancias grasas tales como compuestos de tipo estearato;
° retardantes de hinchamiento, por ejemplo, sulfato de sodio o citrato de sodio;
° Agentes fluidizantes de polvo amiláceos, por ejemplo sílice coloidal;
° adyuvantes distintos de compuestos portadores de boro, en particular aluminato de sodio o taninos, por ejemplo productos comerciales tales como Collatan WP®(Unitan), C*ReM®(Cargill), Acramyl® (AQSA);
° o una de las mezclas de los mismos.
- opcionalmente compuestos que contienen boro en un contenido inferior al 0,01 %.
Preferentemente, dicha composición adhesiva no comprende compuestos portadores de boro.
Preferentemente, dicha composición adhesiva no comprende ningún adyuvante distinto de los compuestos portadores de boro, tales como aluminato de sodio o taninos.
La invención también se refiere a un procedimiento para fabricar una composición adhesiva, especialmente para cartón corrugado, caracterizado por que comprende una etapa de mezclar al menos una combinación de almidón de leguminosa/almidón de tubérculo según la invención, agua y opcionalmente compuestos portadores de boro en una cantidad inferior al 0,01 %. De manera particularmente ventajosa, el procedimiento se caracteriza por el hecho de que no implementa compuestos portadores de boro.
Dicha mezcla puede producirse mediante cualquier medio de mezcla bien conocido por un experto.
El procedimiento según la invención se lleva a cabo ventajosamente según el denominado procedimiento “ STEIN-HALL” (patente francesa FR 813.389), pero también se puede llevarse a cabo según el denominado procedimiento “ MINOCAR” (patente europea EP 0038627), el procedimiento PRISTIM® (patente europea EP 0229741, en nombre del solicitante), o el denominado procedimiento “ NO-CARRIER” (Patente US-3.355.307), con la diferencia de que la cantidad de compuestos portadores de boro utilizados es como se definió anteriormente.
En el procedimiento según la invención, la combinación según la invención puede proporcionarse mediante la introducción separada de almidón de leguminosa y del almidón de tubérculo, o puede proporcionarse en forma de una mezcla.
Para este último caso, los almidones de leguminosa y los almidones de tubérculo se pueden mezclar mediante cualquier medio de mezcla adecuado bien conocido por un experto, por ejemplo, usando mezcladores de polvo con operaciones continuas o discontinuas, o en fase lechosa.
Además, en el procedimiento mencionado anteriormente, la combinación según la invención se proporciona alternativamente en la porción secundaria de la composición adhesiva, en una proporción del 5 al 50 % del peso seco de dicha porción secundaria.
La presente invención también se refiere a cartón corrugado que comprende al menos una acanaladura y al menos una cubierta, caracterizada porque las juntas de pegamento de dicha acanaladura en la cubierta comprenden una combinación de almidón de tubérculo/almidón de leguminosa según la invención, preferiblemente libre de átomos de boro, es decir, de compuestos portadores de boro.
Este cartón corrugado se puede obtener al montar al menos un papel acanalado con al menos un papel de cubierta, por medio de una composición según la invención distribuida en las partes superiores de las acanaladuras de dicho papel acanalado, y una etapa posterior de secado de dicho papel acanalado y papel de cubierta.
Dichas juntas adhesivas también pueden contener almidones distintos de los de la combinación según la invención, especialmente cualquier almidón conocido por un experto, en particular para aplicaciones en el montaje del cartón corrugado. Puede ser, por ejemplo, un almidón de cereal tal como un almidón de maíz, trigo, arroz o una de las mezclas de los mismos. La invención también se refiere a cartón corrugado que se puede obtener al montar al menos un papel acanalado con al menos un papel de cubierta, por medio de una composición según la invención distribuida en las partes superiores de las acanaladuras de dicho papel acanalado, y una etapa posterior de secado de dicho papel acanalado y papel de cubierta montado de este modo.
Los ejemplos a continuación son una parte integral de la presente invención y sirven para ilustrar la misma, sin constituir ninguna limitación de la misma.
Ejemplos
Ejemplos y ejemplos comparativos 1_^ Se produce una composición adhesiva que comprende una combinación de almidón de guisante/almidón de patata según la invención que tiene una relación en peso de almidón de guisante/almidón de patata igual a 70/30 según el procedimiento “ STEIN-HALL” .
Los parámetros útiles para producir esta composición se presentan en la siguiente tabla:
Figure imgf000009_0001
El almidón de guisante tiene una riqueza en almidón superior al 95 %, un contenido de proteína del 0,30 % y un contenido de sustancias coloidales inferior al 1 %.
La riqueza en amilosa de dicho almidón es del 35,7 %.
La composición así producida se usa para el montaje de un cartón corrugado de doble cara, y el desempeño de la unión adhesiva se evalúa según el procedimiento descrito en el Ejemplo 2.
La unión adhesiva del cartón corrugado se produce de manera extremadamente rápida y de una manera extremadamente satisfactoria.
Ejemplos y ejemplos comparativos
Diferentes composiciones adhesivas al 25 % de materia seca se producen según el procedimiento STEIN-HALL.
Estas composiciones comprenden o no una combinación según la invención.
Se analizan diferentes contenidos de bórax. Cuando el bórax está presente, se introduce en las composiciones adhesivas en dos porciones. Por ejemplo, para las pruebas llevadas a cabo a 1,12 % de bórax en peso con respecto al peso total de almidón, se introdujeron 4 g de bórax en polvo antes y después de la adición del almidón secundario, respectivamente. Los mismos almidones constituyen la porción primaria y la porción secundaria, que son almidones de la misma naturaleza y que tienen las mismas relaciones en peso cuando se combinan. El desempeño de la unión adhesiva se evalúa usando un aparato STROHLEIN, según un procedimiento desarrollado por el solicitante, con el fin de simular la unión adhesiva de doble cara.
Principio
Se deposita una cantidad conocida de adhesivo en una muestra de prueba de cartón de un solo lado. Este espécimen de prueba se inmoviliza en una zapata y luego se pone en contacto con un papel de cubierta. Una fuente de calor, a temperatura controlada, simulará la temperatura de las tablas de calentamiento antes de activar la medición de la energía para separar la cara única de la cubierta liberando la zapata.
La fuente de calor es una plancha eléctrica con una suela no perforada.
Para simular la producción de cartón de doble cara, doble-doble o de triple acanaladura, la medición se lleva a cabo a diferentes temperaturas.
Procedimiento
Colocar el pegamento en circulación sobre la máquina de encolado. Ajustar la temperatura cerca de la temperatura inal de la preparación del pegamento (35 0C) usando el baño de agua.
Calentar la plancha hasta alcanzar la temperatura deseada (75 °C - 95 0C - 110 °C ± 0,2 °C).
Aplicar pegamento a una muestra de prueba de un solo lado para obtener un depósito de 0,23 g ± 0,01 g (o = 35 g de adhesivo por m2).
Ajustar el tiempo de calentamiento y el tiempo de curado.
Fijar una muestra de prueba de cubierta con el lado de fieltro orientado hacia abajo en la bandeja del Strohlein Fijar la muestra de prueba recubierta con adhesivo en la zapata con la cara recubierta con adhesivo orientada lacia arriba.
Doblar la porción recta de la cubierta.
Colocar suavemente la plancha sobre el conjunto mientras se presiona el botón START para activar el temporizador de calentamiento.
Retirar la plancha al final del tiempo de calentamiento. Luego se libera la zapata, tiene lugar el despegado. La deflexión máxima del péndulo indica la resistencia al despegado. El resultado se expresa en mJ.
Determinar CTO y CT5
■ Dibujar la curva: la energía necesaria para el despegado en función del tiempo de calentamiento.
■ El CTO es el tiempo que tarda en obtener una energía de despegado de 245 mJ, valor en el que el papel comienza a desfibrarse. Más allá de este valor, se prueba la unión del pegamento y el papel.
■ El CT5 es el tiempo que tarda en obtener una energía de despegado de 245 mJ después del curado durante 5 segundos.
Los valores de CTO y CT5 así obtenidos tienen un valor informativo significativo, la relevancia de este procedimiento ha sido confirmada por múltiples pruebas industriales.
Resultados:
Los resultados se presentan en la Tabla 1. La primera columna proporciona la naturaleza de los almidones que componen las composiciones adhesivas probadas así como las relaciones de los almidones cuando se combinan (por ejemplo, “Guisante / Almidón (25/75)” deben entenderse como una composición adhesiva en la que los almidones de las porciones primaria y secundaria son una mezcla de almidón de guisante/almidón de patata que tiene una relación en peso igual a 25/75). La segunda columna proporciona su contenido de bórax en peso con respecto al peso total del almidón de la composición adhesiva. La tercera columna presenta el desempeño de la unión adhesiva, en particular el tiempo que tarda en obtener una energía de despegado de 245 mJ después del curado durante 5 segundos a 75 °C (CT5 a 75 °C). La cuarta columna proporciona la diferencia en valores de CT5 a 75 °C entre una composición que contiene bórax y esta misma composición que no contiene bórax (A CT5 a 75 0C).
Tabla 1: Evaluación del comportamiento de la unión adhesiva de diferentes composiciones adhesivas, con o sin bórax.
Figure imgf000011_0001
Cuando el bórax se retira de una composición adhesiva que comprende una combinación según la invención, en particular, una combinación de almidón de guisante/almidón de patata, se observan valores más bajos o iguales de CT5 a 75 °C, en comparación con la misma composición que contiene bórax.
Cuando el bórax se elimina de una composición adhesiva que no comprende una combinación según la invención, se observan valores más altos de CT5 a 75 °C, en comparación con la misma composición que contiene bórax.
Por lo tanto, para una composición adhesiva que comprende una combinación según la invención, se obtienen valores positivos de A CT5 a 75 °C, mientras que se obtienen valores negativos de CT5 a 75 °C para composiciones que no comprenden una combinación según la invención.
Por lo tanto, la combinación según la invención hace posible reducir el contenido de compuesto portador de boro e incluso suprimir los compuestos que contienen boro de una composición adhesiva, al tiempo que se mantienen, o incluso mejoran, los niveles de desempeño de la unión adhesiva de esta composición.
Para composiciones adhesivas que comprenden una combinación según la invención, en particular, una combinación de almidón de guisante/almidón de patata, que tiene una relación comprendida entre 50/50 y 70/30, se observan valores inferiores de CT5 a 75 °C, en comparación con la misma composición que contiene bórax.
Por lo tanto, la combinación según la invención, para una relación de peso de almidón de leguminosa/almidón de tubérculo, comprendida entre 50/50 y 70/30, se hace posible reducir el contenido de compuesto portador de boro e incluso suprimir los compuestos que contienen boro de una composición adhesiva, al tiempo que se mejora el desempeño de la unión adhesiva de esta composición.
Los mejores resultados se obtienen para una composición adhesiva que comprende una combinación según la invención en una relación de 70/30, para la cual se observa una reducción excepcional en el valor de los valores de CT5 a 75 °C. De este modo se obtiene un valor de A CT5 A 75 °C superior a 8.
Ejemplo 3 - preparación de una composición según la invención
Se produce una composición adhesiva que contiene maíz que comprende una combinación de almidón de guisante/almidón de patata según la invención que tiene una relación en peso de almidón seco/almidón de patata igual a 70/30 según el procedimiento “ STEIN-HALL” .
Los parámetros útiles para producir esta composición se presentan en la siguiente tabla:
Figure imgf000012_0001
El desempeño de la unión adhesiva de esta composición se evaluó y comparó con composiciones que comprenden diferentes tipos de adyuvantes de unión adhesiva (Ejemplo 4 a continuación).
Ejemplo 4 - evaluación del desempeño de la unión adhesiva
Se produjeron diferentes composiciones que contienen maíz con 25 % de materia seca según el procedimiento descrito en el Ejemplo 2.
Resultados:
Los resultados se presentan en la Tabla 2. El valor “ CT575 °C” corresponde al tiempo que tarda en obtener una energía de despegado de 245 mJ después del curado durante 5 segundos a 75 °C.
Tabla 2: Evaluación del desempeño de la unión adhesiva de diferentes composiciones adhesivas
Figure imgf000012_0002
Figure imgf000013_0001
*Porcentaje expresado por peso seco en relación con el peso seco de la porción secundaria.
La composición I según la invención corresponde a la descrita en el Ejemplo 3.
El bórax permite aumentar el desempeño de la unión adhesiva en un 6 % en comparación con una composición adhesiva que no contiene adyuvante (composición A).
La composición I según la invención, que incluye una combinación de almidón de guisante/almidón de patata como un adyuvante de unión adhesiva, hace posible aumentar el desempeño de la unión adhesiva de una composición que contiene maíz en un 31 %.
Por lo tanto, la combinación de almidón de guisante/almidón de patata según la invención es un mejor adyuvante de unión adhesiva que el bórax y el aluminato de sodio. El almidón de guisante, por un lado, y almidón de patata, por otro lado, si no están presentes simultáneamente en la composición adhesiva, no se hace posible mejorar el desempeño de la unión adhesiva de la composición. Por lo tanto, se produce un efecto sinérgico cuando se combinan, en particular con una composición adhesiva a base de maíz.
A continuación, se evaluaron varias composiciones según la invención según la cantidad de la combinación de almidón de guisante/almidón de patata introducida en la porción secundaria. Para estas pruebas, se usó una combinación de almidón de guisante/almidón de patata que tenía una relación de 70/30 según la invención.

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un uso de una combinación de almidón de leguminosa / almidón de tubérculo para suprimir el contenido de un compuesto que contiene boro en una composición adhesiva para cartón corrugado, la combinación de almidón de leguminosa/almidón de tubérculo es una combinación de almidón de guisante/almidón de patata.
  2. 2. El uso según la reivindicación 1, en donde el almidón de leguminosa es un almidón de guisante liso.
  3. 3. El uso según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la relación peso de almidón de leguminosa/almidón de tubérculo de dicha combinación está comprendida entre 5/95 y 95/5, preferentemente entre 20/80 y 90/10, preferentemente entre 25/75 y 80/20, preferentemente entre 30/70 y 80/20, más preferentemente entre 40/60 y 75/25, o en que está cerca de aproximadamente 70/30, típicamente mayor de 65/35 y menor de 75/25, o cerca de aproximadamente 50/50, típicamente comprendida entre 45/55 y 55/45.
  4. 4. Una composición adhesiva, caracterizada por que incluye al menos una combinación de almidón de guisante/almidón de patata, agua, y en que está libre de compuestos portadores de boro.
  5. 5. La composición adhesiva según la reivindicación 4, caracterizada por que la relación en peso de almidón de guisante/almidón de patata de dicha combinación está comprendida entre 5/95 y 95/5, preferentemente entre 20/80 y 90/10, preferentemente entre 25/75 y 80/20, preferentemente entre 30/70 y 80/20, más preferentemente entre 40/60 y 75/25, o en que está cerca de aproximadamente 70/30, típicamente mayor de 65/35 y menor de 75/25, o cerca de aproximadamente 50/50, típicamente comprendida entre 45/55 y 55/45.
  6. 6. La composición adhesiva según la reivindicación 4 o 5, caracterizada por que incluye una porción primaria y una porción secundaria, y en que dicha combinación está comprendida en la porción primaria y/o en la porción secundaria de dicha composición adhesiva, preferentemente al menos en la porción secundaria, más preferentemente tanto en la porción primaria como en la porción secundaria de la composición adhesiva.
  7. 7. La composición adhesiva según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada por que comprende una porción secundaria que consiste en:
    de 5 a 50 % en peso seco de una combinación de almidón de guisante/almidón de patata como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, más preferentemente entre 10 y 30 %, lo más preferentemente entre 15 y 25 %, en particular cerca de aproximadamente 20 %;
    el resto de la masa seca de dicha porción secundaria está constituido por uno o más de otros almidones.
  8. 8. La composición adhesiva según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizada por que tiene un contenido de materia seca superior al 20 % en peso, preferiblemente comprendido entre el 20 y el 35 % en peso.
  9. 9. Un procedimiento para fabricar una composición adhesiva, caracterizado por que comprende una etapa de mezclar al menos una combinación de almidón de leguminosa / almidón de tubérculo como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, agua y opcionalmente compuestos que contienen boro en una cantidad inferior al 0,01 %, con respecto al peso total del almidón de dicha composición adhesiva.
  10. 10. El procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado por que no implementa compuestos portadores de boro.
  11. 11. Un cartón corrugado que comprende al menos una acanaladura y al menos una cubierta, caracterizado por que las juntas de pegamento de dicha acanaladura en la cubierta comprenden una combinación de almidón de leguminosa/almidón de tubérculo como se define en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, preferentemente libre de átomos de boro.
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