ES3058216T3 - Adhesive composition for a glue stick - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a una composición adhesiva para una barra de pegamento que contiene al menos un polímero con actividad adhesiva, al menos una sal sódica de un ácido graso saturado y agua. Dicha composición contiene además al menos una sal de un ácido graso insaturado y/o al menos una sal potásica de un ácido graso saturado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Composición de pegamento para una barra de pegamento

[0003] La presente invención se refiere a una composición de pegamento para una barra de pegamento, según la reivindicación 1, que contiene al menos un polímero adhesivo, al menos una sal de sodio de un ácido graso saturado así como agua.

[0004] Tales barras de pegamento se emplean ampliamente desde hace muchos años en el sector de los pegamentos para papel y para manualidades. Esto se debe, no en última instancia, a las múltiples propiedades positivas tales como la capacidad de aplicación sencilla y en la mayoría de los casos en teoría precisa y sin pérdidas y la capacidad de girar hacia atrás limpia a un contenedor que puede volver a cerrarse, en la mayoría de los casos cilíndrico. En el caso de la composición de pegamento de barras de pegamento conocidas en general se trata por regla general de una preparación acuosa de polímeros adhesivos solubles en agua junto con un formador de andamiaje de conformación. Habitualmente se añaden también agentes humectantes y/o plastificantes para mejorar el desgaste, el tiempo abierto y la estabilidad en almacenamiento. Como polímeros adhesivos se usan sustancias sintéticas y naturales tales como polivinilpirrolidona, poliacrilatos acuosos, poli(alcoholes vinílicos) así como almidones y derivados de almidón nativos. Como formadores de andamiaje se emplean hoy en día predominantemente jabones de Na de ácidos grasos alifáticos saturados. Desde 1968 se describen tales geles a base de jabón en el documento DE-PS1811466 para el empleo en barras de pegamento. El sistema usado con mayor frecuencia en la práctica para la formación de andamiaje es la utilización de un gel a base de jabón de Na de ácidos grasos C14-C18 saturados, alifáticos, lo que se describe también en los documentos EP1102824, EP0596958 y EP3174927. Los ácidos grasos insaturados saponificados no se utilizan hasta la fecha como formadores de andamiaje, dado que estos no dan como resultado una forma estable y siguen siendo líquidos de manera duradera a temperatura ambiente.

[0005] Como agentes humectantes y plastificantes se usan alcoholes polivalentes tales como por ejemplo sorbitol, manitol, glicerina, propilenglicol, polietilenglicoles así como también sacarosa (documentos EP22675858, WO2014/110357). El documento US 2009/312472 A1 da a conocer una composición de pegamento para una barra de pegamento con un polímero adhesivo así como una mezcla de dos o más sales de sodio de ácidos grasos y agua. En el caso de los ácidos grasos se trata por ejemplo de estearato de sodio, palmitato de sodio, miristato de sodio o laurato de sodio. El documento WO 2010/103074 A1 describe que pueden usarse sales de potasio de ácidos grasos en composiciones de pegamento.

[0006] Todas las barras de pegamento conocidas tienen en común que el éxito de pegado está relacionado directamente con la cantidad de pegamento aplicado y con ello con la blandura de la barra de pegamento. Para obtener una aplicación de pegamento suficiente, es necesario ajustar un desgaste de la barra de pegamento suficientemente alto, que se consigue por un lado mediante un porcentaje elevado de polímero adhesivo y por otro lado mediante la utilización elevada de plastificantes y/o agentes humectantes. En contraposición con una buena aplicación de pegamento se encuentra la estabilidad dimensional, que puede conseguirse solo mediante formulaciones suficientemente duras y sólidas por medio de formadores de andamiaje sólidos y estables. Dicha discordancia técnica entre dureza y desgaste suficiente pone a las formulaciones de hoy en día ante un compromiso estrecho entre estabilidad y rendimiento de pegado óptimo.

[0007] La presente invención se basa en el objetivo de poner a disposición una composición de pegamento para barras de pegamento, con la que pueda mejorarse el comportamiento de deslizamiento sobre papel y aumentarse la eficiencia de pegado, sin empeorar la estabilidad dimensional de la barra.

[0008] Este objetivo se alcanza según la invención mediante una composición de pegamento con las características de la reivindicación 1, que está caracterizada porque contiene al menos una sal de un ácido graso insaturado y/o al menos una sal de potasio de un ácido graso saturado.

[0009] Se ha descubierto sorprendentemente que la utilización porcentual tanto de ácidos grasos insaturados, saponificados, como de jabones de potasio de ácidos grasos saturados en una composición de pegamento para barras de pegamento mejora su comportamiento de deslizamiento sobre papel, sin empeorar la estabilidad dimensional de la barra, y posibilita una aplicación de pegamento más homogénea y con menos pérdidas. Además se ha encontrado que mediante la utilización de los ácidos grasos mencionados anteriormente, debido al comportamiento de aplicación mejorado, se aumenta la eficiencia de pegado.

[0010] En una forma de realización preferida de la composición de pegamento según la invención, en el caso de la sal de un ácido graso insaturado se trata de la sal de un ácido graso mono- o poliinsaturado, en particular con una longitud de cadena de C14:x - C20:x, siendo x = 1-3, preferiblemente de la sal del ácido oleico y/o ácido linoleico. Con “x” se define en el presente documento el número de dobles enlaces. Estas sales de ácido graso han demostrado ser especialmente eficientes en cuanto a la eficiencia de pegado y al comportamiento de deslizamiento.

[0011] Ventajosamente, en el caso de la sal de sodio de un ácido graso saturado se trata de la sal de sodio de un ácido graso saturado con una longitud de cadena de desde C12 hasta C22, preferiblemente de C14 a C18. Estas sales han demostrado ser especialmente ventajosas en cuanto a la estabilidad dimensional.

[0012] Por regla general, el porcentaje de la al menos una sal de un ácido graso insaturado y/o de la al menos una sal de potasio de un ácido graso saturado asciende a de aproximadamente el 0,1% en peso a aproximadamente el 3% en peso, de manera preferible de aproximadamente el 0,3% en peso a aproximadamente el 1% en peso.

[0013] El porcentaje de la al menos una sal de un ácido graso insaturado y/o de la al menos una sal de potasio de un ácido graso saturado con respecto a la cantidad total de todos los ácidos grasos y/o las sales de ácido graso contenidos asciende a del 5 al 20% en peso

[0014] En el caso del polímero adhesivo se trata de almidón y/o derivado de almidón, ascendiendo el porcentaje de polímero adhesivo de manera preferible a de aproximadamente el 10% en peso a aproximadamente el 30% en peso, en particular de aproximadamente el 15% en peso a aproximadamente el 25% en peso.

[0015] Por regla general, el porcentaje de la sal de sodio de un ácido graso saturado asciende a de aproximadamente el 3% en peso a aproximadamente el 10% en peso, de manera preferible a de aproximadamente el 4% en peso a aproximadamente el 6% en peso. En estos intervalos puede producirse una barra especialmente estable a nivel dimensional.

[0016] Por regla general, el porcentaje de agua asciende a de aproximadamente el 40% en peso a aproximadamente el 70% en peso, de manera preferible de aproximadamente el 50% en peso a aproximadamente el 68% en peso.

[0017] Preferiblemente está contenido al menos un agente humectante y/o plastificante, seleccionado en particular del grupo de glicerina, sorbitol, propilenglicol, sacarosa y alcoholes polifuncionales, ascendiendo el porcentaje de agente humectante y/o plastificante de manera preferible a de aproximadamente el 2% en peso a aproximadamente el 25% en peso, en particular de aproximadamente el 6% en peso a aproximadamente el 15% en peso.

[0018] Preferiblemente, la composición de pegamento según la invención está sustancialmente libre de disolventes orgánicos, en particular libre de disolventes con un punto de ebullición de menos de 200ºC.

[0019] En la composición de pegamento según la invención puede estar presente al menos un indicador de pH, en particular un indicador de pH con un intervalo de cambio de pH 7 a pH 11, estando contenido el indicador de pH preferiblemente con un porcentaje de menos del 0,3% en peso.

[0020] En la composición de pegamento según la invención pueden estar contenidos aditivos adicionales del grupo de agentes conservantes, sustancias aromáticas, pigmentos, antioxidantes, agentes blanqueadores y antiespumantes. Estos aditivos están contenidos por regla general en cantidades de como máximo aproximadamente el 2% en peso en la composición de pegamento según la invención.

[0021] En el caso del almidón ya mencionado anteriormente puede tratarse por ejemplo de almidón de patata y/o de maíz y/o de guisantes y/o de tapioca y/o derivados de los mismos.

[0022] La presente invención se refiere además a una barra de pegamento, que contiene una composición de pegamento según una de las reivindicaciones 1 a 13.

[0023] Una composición de pegamento según la invención o una barra de pegamento según la invención puede producirse por ejemplo de modo que las sales de ácido graso (jabones) contenidas en la misma ya se añadan como tales. Sin embargo, los ácidos grasos deseados pueden mezclarse también con reactivos de saponificación correspondientes (por ejemplo, NaOH, KOH, etc.), de modo que se obtengan los jabones correspondientes mediante reacciones de los ácidos grasos con las bases correspondientes.

[0024] Ejemplos:

[0025] Producción de barras de pegamento según la invención:

[0026] Los componentes correspondientes a la tabla 1 se mezclan a 75-85ºC. Los ácidos grasos se saponifican mediante alcalinización. Para conseguir que la masa esté libre de burbujas de aire, esta se agita a vacío durante algunos minutos. Finalmente se vierte la mezcla caliente en piezas moldeadas de barra de pegamento. Tras el enfriamiento, la composición de pegamento así producida se solidifica para dar barras de pegamento.

[0027] Formulaciones:

[0030]

[0031]

[0033] <1)>La masa de la barra no se vuelve sólida

[0034] <2)>85% en peso de NaOH 15% en peso de KOH

[0035] Tabla 1

[0038]

[0040] Pruebas comparativas

[0041] Todas las pruebas comparativas se realizaron en condiciones de ensayo constantes. Las barras de pegamento y los materiales de ensayo se atemperaron para ello antes del inicio del ensayo durante 24 h a 20ºC/65% de humedad relativa.

[0042] Desgaste:

[0043] Se determina la pérdida de peso que tiene lugar mediante el paso a máquina de la masa de pegamento sobre una banda de papel de longitud definida bajo una carga constante.

[0044] La barra de pegamento se extrae antes de la medición aproximadamente 0,5 cm y se corta con una cuchilla para garantizar la comparabilidad. Si durante la medición se forman pequeños grumos de pegamento en el borde del casquillo o se rompen pequeños grumos sobre el papel, estos se tienen en cuenta solo como masa de pérdida. De ese modo se garantiza que solo se tenga en cuenta el pegamento aplicado realmente sobre el papel. El resultado se obtiene como valor de la media aritmética de cinco mediciones individuales.

[0045] Velocidad de ensayo: 0,5 m/s

[0046] Distancia de ensayo: 1 m

[0047] Peso total: 700 g

[0048] Resistencia a la compresión:

[0049] La resistencia a la compresión se define como la fuerza tolerada como máximo Fmáx. por la barra de pegamento en N bajo una carga por presión antes de romperse. La resistencia a la compresión se somete a ensayo por medio de una máquina Zwick, modelo Z2.5. La columna de barra (diámetro de 22 mm en el caso de 21 g, o de 16 mm en el caso de 8,2 g) se retiene para ello con una longitud mínima de 30 mm entre las mordazas de prensado. La velocidad de avance asciende a 70 mm/min. El valor con la máxima presión se determina por medio del máximo en el gráfico. El resultado se obtiene como valor de la media aritmética de cinco mediciones individuales.

[0050] Eficiencia de pegado:

[0051] La eficiencia de pegado se define a través del número de aplicaciones necesarias para un pegado exitoso y la cantidad de pegamento necesaria para ello para pegar una hoja de papel a lo largo del lado largo con el lado opuesto para dar un lazo. Para ello se aplica a máquina por medio del método de desgaste descrito anteriormente pegamento sobre el papel a lo largo del canto largo (29 cm). Después se pega a máquina bajo una presión de apriete constante (máquina de desplazamiento) y una desplazamiento constante directamente con el lado opuesto para dar un lazo.

[0052] Se pegan en total 30 hojas de papel (DIN A4) por cada formulación de pegamento. Hojas de papel DIN A4 de MAESTRO mondi color verde lima, 160 g/m<2>.

[0053] Si el lazo se abre de nuevo en el plazo de 5 segundos, entonces se repite el pegado hasta que se consigue un pegado exitoso. La cantidad de pegamento consumida en total es directamente proporcional a la eficiencia de pegado. El éxito de pegado corresponde al porcentaje de las 30 hojas que siguen unidas tras los como mínimo 5 segundos.

[0054] Valores de tracción de papel manual:

[0055] En la determinación de los valores de tracción de papel se determina el periodo de tiempo entre la aplicación de la masa de pegamento y el rasgado del papel. La masa de pegamento se extrae aproximadamente 0,5 cm y se corta con una cuchilla, para obtener una superficie lisa. Sobre una tira de ensayo definida se aplica masa de pegamento de manera centrada 1x de izquierda a derecha y se presiona una segunda tira de ensayo de manera coincidente haciendo presión con los dedos. Inmediatamente se acciona un cronómetro. Ahora se tira de las tiras de ensayo uniformemente separándolas hasta el rasgado del papel y se determina el tiempo. El resultado se obtiene como valor de la media aritmética de cinco mediciones individuales.

[0056] Resultados de prueba:

[0059]

[0061] Tabla 2

[0064]

[0066] Tabla 3

[0069]

[0070] Desgaste diferenciado:

[0071] Tabla 4

[0074]

[0076] Eficiencia de pegado:[g/30 hojas/5 s]

[0077] Tabla 5

[0080]

[0082] Resultado: Un desgaste uniforme y libre de pérdidas tiene un efecto positivo sobre el consumo total, dado que tiene que aplicarse poco posteriormente.

[0083] Tal como se desprende de la tabla 2, en el caso de la composición según el ejemplo 1 no era posible producir una barra de pegamento, dado que esta composición de pegamento no se volvió sólida. Debe considerarse que el motivo para ello era que no había presente ningún ácido graso saturado.

[0084] Tal como se desprende adicionalmente de las tablas 2 y 3, con las composiciones según la invención según los ejemplos 3, 5 y 7 pudieron conseguirse los mejores resultados en cuanto al desgaste/a la resistencia a la compresión. Tal como se desprende de la tabla 4, con la composición según la invención según el ejemplo 3 se consiguieron en comparación con los ejemplos 2 y la composición del estado de la técnica mejoras en cuanto al desgaste neto. Tal como se desprende de la tabla 5, también en cuanto a la eficiencia de pegado con la composición según la invención según el ejemplo 3 se consiguen los mejores resultados.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

1. Composición de pegamento para una barra de pegamento, que contiene al menos un polímero adhesivo en forma de almidón y/o derivado de almidón, al menos una sal de sodio de un ácido graso saturado así como agua, caracterizada porque contiene además al menos una sal de un ácido graso insaturado y/o al menos una sal de potasio de un ácido graso saturado, ascendiendo el porcentaje de la al menos una sal de un ácido graso insaturado y/o de la al menos una sal de potasio de un ácido graso saturado a del 5% en peso al 20% en peso con respecto a la cantidad total de todos los ácidos grasos y/o las sales de ácido graso contenidos.

2. Composición de pegamento según la reivindicación 1, caracterizada porque en el caso de la sal de un ácido graso insaturado se trata de la sal de un ácido graso mono- o poliinsaturado.

3. Composición de pegamento según la reivindicación 2, caracterizada porque en el caso de la sal de un ácido graso insaturado se trata de la sal de un ácido graso mono- o poliinsaturado con una longitud de cadena de C14: x - C20: x, siendo x = 1 - 3.

4. Composición de pegamento según la reivindicación 3, caracterizada porque en el caso de la sal de un ácido graso insaturado se trata de la sal de ácido oleico y/o de ácido linoleico.

5. Composición de pegamento según una de las reivindicaciones 3 o 4, caracterizada porque en el caso de la sal de sodio de un ácido graso saturado se trata de la sal de sodio de un ácido graso saturado con una longitud de cadena de C12 - C22.

6. Composición de pegamento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el porcentaje de la al menos una sal de un ácido graso insaturado y/o de la al menos una sal de potasio de un ácido graso saturado asciende a del 0,1% en peso al 3% en peso.

7. Composición de pegamento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque en el caso del polímero adhesivo se trata de almidón de patata y/o almidón de maíz y/o almidón de guisantes y/o almidón de tapioca y/o sus derivados, ascendiendo el porcentaje de polímero adhesivo en la composición de pegamento según la invención a del 10% en peso al 30% en peso.

8. Composición de pegamento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el porcentaje de la sal de sodio de un ácido graso saturado asciende a del 3% en peso al 10% en peso.

9. Composición de pegamento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el porcentaje de agua asciende a del 40% en peso al 70% en peso.

10. Composición de pegamento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está contenido al menos un agente humectante y/o plastificante, seleccionado del grupo de glicerina, sorbitol, propilenglicol, sacarosa y alcoholes polifuncionales, ascendiendo el porcentaje de agente humectante y/o plastificante a del 2% en peso al 25% en peso.

11. Composición de pegamento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está sustancialmente libre de disolventes orgánicos.

12. Composición de pegamento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque está contenido al menos un indicador de pH, con un porcentaje de menos del 0,3% en peso.

13. Composición de pegamento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque contiene aditivos adicionales del grupo de agentes conservantes, sustancias aromáticas, pigmentos, antioxidantes, agentes blanqueadores y antiespumantes, ascendiendo el porcentaje de estos aditivos a como máximo el 2% en peso.

14. Barra de pegamento, que contiene una composición de pegamento según una de las reivindicaciones 1 a 13.