MX2008009681A - Aglutinantes sensibles a la sal para redes no tejidas y metodo para hacer las mismas - Google Patents

Abstract

Una solución con un aglutinante polimérico sensible a la sal para utilizarse en redes fibrosas, en donde el aglutinante contiene un copolímero de unidades de un monómero deácido carboxílico y unidades de un monómero etilénicamente no saturado;la solución de aglutinante se prepara polimerizando en emulsión un copolímero y a continuación neutralizando el copolímero con una base para hacerlo soluble en agua;los aglutinantes proporcionan una resistencia en húmedo más alta en soluciones salinas concentradas que en agua desionizada, y son particularmente adecuados para reforzar redes fibrosas no tejidas en artículos desechables tales como toallitas húmedas, productos para el cuidado personal, pañales y lo similar.

Description

AGLUTINANTES SENSIBLES A LA SAL PARA REDES NO TEJIDAS Y METODO PARA HACER LAS MISMAS CAMPO TECNICO La presente invención se relaciona generalmente con aglutinantes sensibles a la sal para redes no tejidas, y más particularmente con composiciones de aglutinante solubles en agua que se convierten de polímeros en emulsión. Los terpolímeros de ácido metacrílico/acrilato de alquilo/monómero hidrofóbico se prefieren.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION La resistencia en húmedo es un atributo deseable para muchos productos de papel desechables que requieren mantener su integridad en húmedo durante un periodo de tiempo extendido antes y durante su uso pretendido. Tales productos incluyen papel higiénico, pañales, productos para el cuidado personal y artículos prehumedecidos tales como toallitas para bebé y toallas de limpieza domésticas. La resistencia en húmedo sin embargo, es con frecuencia una característica innecesaria e indeseable en los productos de papel. Muchos productos de papel se desechan después de breves periodos de uso en rellenos sanitarios, incineradores, etc., lo cual es inconveniente y puede plantear una carga significativa en la corriente de residuos sólidos. Por lo tanto, se prefiere en muchos casos, dirigir los productos de papel utilizados a las instalaciones de tratamiento del alcantarillado municipales o a sistemas sépticos privados. Desafortunadamente, este procedimiento con frecuencia no está disponible si el producto "no se limpia con una descarga de agua". Puede resultar la obstrucción de los sistemas de alcantarillado y sépticos si el producto mantiene de manera permanente las propiedades de fuerza resistente a la hidrólisis. Para tratar este problema, se han realizado esfuerzos para hacer aglutinantes que proporcionarán productos de papel con suficiente integridad en húmedo "temporal" en la presencia de soluciones salinas, pero una integridad mínima cuando se expone a grandes cantidades de agua residual, de manera que atraviesan la plomería y se desintegran en los sistemas de alcantarillado y/o sépticos. De manera específica, se ha intentado producir productos fibrosos desechables que mantienen una resistencia en húmedo relativamente alta en la presencia de soluciones con concentraciones elevadas de iones, pero se vuelven más dispersables cuando entran en contacto con soluciones que tienen una concentración de iones más baja. Estas formulaciones de polímeros dispersables en agua, sensibles a los iones, son bien conocidas en la técnica. Se describen, por ejemplo en la Patente de los Estados Unidos No. 6,429,261 , de Lang et al., una formulación de polímero que comprende un copolímero activable de ácido acrilico, NaAMPS, acrilato de butilo y acrilato de 2-etilhexilo, asi como un polímero en emulsión del coaglutinante no reticulable que comprende poli(etileno-acetato de vinilo), en donde la formulación del polímero es insoluble en una solución de sal neutra que contiene al menos aproximadamente 1 por ciento en peso de sal, y en donde el copolimero activable es soluble en agua, que contiene hasta aproximadamente 200 ppm de uno o más iones multivalentes. Los polímeros en Lang se preparan típicamente medíante polimerización en solución. La Patente de los Estados Unidos No. 6,683,129, de Eknoian describe aglutinantes sensibles a la sal en emulsiones acuosas que comprenden ácido metacrílico y monómeros de acrilato, tales como acrilato de butilo y acrilato de 2-etilhexilo. Los aglutinantes sensibles a los iones se aplican como composiciones en emulsión. La Patente de los Estados Unidos No. 6,291 ,372, de Mumick et al., describe aglutinantes sensibles a los iones para un material fibroso. Se describe un aglutinante de un polímero soluble en agua, que incluye aproximadamente 25 a aproximadamente 85 por ciento en peso de un terpolímero de éster de ácido carboxílico no saturado; así como de aproximadamente 5 por ciento en peso a aproximadamente 35 por ciento en peso de un inhibidor del ion divalente, y de aproximadamente 10 por ciento en peso a aproximadamente 60 por ciento en peso de un polímero en emulsión reticulable hidrofilico. El aglutinante polimérico es útil para unir redes absorbentes de la clase utilizada en los productos de cuidado personal, tales como toallitas prehumedecidas.

La Patente de los Estados Unidos No. 5,631 ,317, de Komatsu et al., describe un procedimiento para producir un polímero autodispersable y sensible a la sal. Las formulaciones incluyen a) de aproximadamente 35 a aproximadamente 65 por ciento en peso de ácido acrílico; b) de aproximadamente 10 a aproximadamente 45 por ciento en peso de un éster acrílico, tal como (met)acrilato de 2-etilhexilo o (met)acrilato de laurilo; y c) de aproximadamente 20 a aproximadamente 45 por ciento en peso de un segundo éster acrílico, tal como (met)acrilato de etilo, (met)acrilato de isopropilo o (met)acrilato de n-butilo. Los polímeros en Komatsu son polimerizados en una mezcla de agua y un solvente orgánico, y el solvente se evapora posteriormente, de manera que el aglutinante se proporciona en una dispersión acuosa. Aún otras referencias de interés con respecto a los aglutinantes sensibles a la sal incluyen lo siguiente: la Patente de los Estados Unidos No. 5,312,883 y la Patente de los Estados Unidos No. 5,31 7,063, ambas de Komatsu et al., que describen polímeros sensibles a la sal solubles en agua; y las Patentes de los Estados Unidos Nos. 6, 127,593 y 6,433,245, ambas de Bjorkquist et al., que describen estructuras fibrosas que se limpian con una descarga de agua. Muchas de las referencias discutidas anteriormente, tales como Lang y Komatsu, producen aglutinantes sensibles a los iones mediante polimerización en solución. Otros, tales como Eknoian, emplean la polimerización en emulsión y proporcionan los aglutinantes como composiciones en emulsión. Estos procedimientos son típicos en las aplicaciones de aglutinantes sensibles a la sal. En contraste con los procedimientos anteriores, los polímeros en emulsión convertidos en polímeros solubles en agua, por lo que el polímero en emulsión se pone en solución incrementando el pH, hasta ahora, no se han utilizado como aglutinantes sensibles a la sal. Los polímeros solubilizados en un álcali, polimerizados en emulsión, se han empleado principalmente en aplicaciones tales como espesantes. Los espesantes se agregan a los sistemas acuosos para incrementar la viscosidad de un nivel deseado y se agregan con frecuencia a los materiales tales como pinturas, composiciones de pulido y limpieza, productos farmacéuticos, entre otros. La Patente de los Estados Unidos No. 5,073,591 , de Tsaur describe un método para producir un polímero en emulsión soluble en un álcali para utilizarse como un espesante. El método comprende polimerizar en emulsión en un medio acuoso un polímero que tiene una porción ácida y una porción amino. La polimerización en emulsión ocurre en un medio ácido y a continuación el pH de la emulsión se eleva para disolver el polímero. Tsaur indica que cuando el pH de la emulsión se incrementa, la composición dispersa se disuelve, y la viscosidad se incrementa rápidamente. La Patente de los Estados Unidos No. 4,384,096, de Sonnabend describe un copolímero en emulsión líquida que contiene un monómero de ácido carboxilico, un monómero de éster monovinilico y un monómero de un éster de un agente tensoactivo de vinilo no iónico. Las emulsiones son estables como dispersiones en soluciones con un pH por debajo de 5.0, pero se disuelven conforme el pH se incrementa. Se dice que las emulsiones disueltas son útiles como espesantes en aplicaciones tales como pinturas de látex. Otras referencias de interés incluyen la Patente de los Estados Unidos No. 6,063,857, de Greenblatt et al., que describe un polímero en emulsión soluble en un álcali modificado hidrofóbicamente que está neutralizado al menos 60% de sus grupos ácidos. El polímero contiene como el monómero hidrofóbico, un éster de un agente tensoactivo. Los polímeros en Greenblatt, pueden utilizarse como agentes espesantes en pinturas, adhesivos, materiales no tejidos, textiles, etc. De igual manera, la Publicación de la Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. 2004/0151886, de Bobsein et al., describe una composición para recubrimientos de papel que contienen 1 ) un copolímero del aglutinante y 2) un polímero en emulsión soluble en un álcali modificado hidrofóbicamente. La Patente de los Estados Unidos No. 4,801 ,671 , de Shay et al., describe un copolímero soluble en un álcali que contiene un monómero con características de un agente tensoactivo y un monómero con una funcionalidad carboxilo. Aquí nuevamente, los copolímeros se utilizan como espesantes. Aunque el incremento sustancial en la viscosidad asociada con los polímeros en emulsión solubles en agua es benéfico en aplicaciones de espesantes, es una propiedad indeseable en el campo de los aglutinantes no tejidos debido a que la viscosidad debe mantenerse dentro de los límites procesables.

La polimerización en emulsión ofrece varias ventajas en la producción de aglutinantes no tejidos. Por ejemplo, la polimerización en emulsión es efectiva en costo y ambientalmente segura, permite la producción de una composición con alto contenido de sólidos sin la necesidad de eliminar el solvente indeseado. Sin embargo, las presentes Solicitantes han observado que los aglutinantes en emulsión pueden no "activarse" tan bien como los aglutinantes en solución. La "activación" es un mecanismo critico en las aplicaciones sensibles a la sal, por lo que el polímero se vuelve insoluble en soluciones concentradas de sales, aunque permanece dispersable cuando entra en contacto con soluciones que contienen una concentración de iones más baja. También, el mecanismo que forma una película en los polímeros en emulsión es diferente y menos predecible que en los polímeros en solución. Por otra parte, la polimerización en solución es desventajosa desde un punto de vista del procesamiento debido a que el solvente debe eliminarse, y las composiciones resultantes típicamente no alcanzan un contenido de sólidos tan alto como los que pueden producirse con la polimerización en emulsión. Asi, a pesar de las contribuciones en los aglutinantes sensibles a la sal y los productos que los incorporan, existe todavía una necesidad de aglutinantes sensibles a la sal, de alta calidad, que puedan producirse de manera segura y eficiente.

BREVE DESCRIPCION DE LA INVENCION Se ha descubierto de acuerdo con la presente invención que pueden prepararse soluciones de aglutinante superiores que tienen resinas poliméricas sensibles a la sal mediante la polimerización en emulsión del copolímero deseado, y a continuación neutralizar la composición en emulsión para producir un polímero soluble en agua. Se prefieren especialmente los terpolímeros de ácido metacrílico (MAA), tales como los polímeros de ácido metacrílico/acrilato de butilo/metacrilato de isobornilo descritos en los ejemplos siguientes. Se proporciona en un aspecto de la presente invención, un método para producir una solución que tiene un aglutinante sensible a la sal para un artículo no tejido, que incluye los pasos de: i) preparar una composición en emulsión polimerizando en emulsión en un medio acuoso una resina de copolímero que tiene de aproximadamente 5 a aproximadamente 80 por ciento en peso de unidades de un monómero de ácido carboxílico, y de aproximadamente 10 a aproximadamente 95 por ciento en peso de unidades de un monómero etilénicamente no saturado; i¡) convertir la composición en emulsión en una solución neutralizando la resina con la base hasta que es soluble en agua; y iii) controlar la viscosidad de la solución para que sea menor que aproximadamente 2,000 cps a 23°C.

El procedimiento también puede incluir el paso de diluir la composición en emulsión a un nivel de sólidos de 10 a 35 por ciento antes de la neutralización, y de manera preferida a un nivel de 1 5 a 25 por ciento. De manera deseable, la viscosidad de la solución debe controlarse para que sea menor que 1 ,000 cps, y de manera más preferida menor que 500 cps, o menor que 200 cps. En otro aspecto de la presente invención, se proporciona un método para hacer una red no tejida con un aglutinante polimérico, el método comprende los pasos de i) preparar una composición en emulsión polimerizando en emulsión en un medio acuoso una resina de copolimero que tiene de aproximadamente 5-80 por ciento en peso de unidades de ácido carboxílico y de aproximadamente 10-95 por ciento de unidades de un comonómero etilénicamente no saturado; ii) convertir la composición en emulsión a una solución de aglutinante neutralizando la resina con una base hasta que sea soluble en agua; iii) proporcionar una red fibrosa; y iv) aplicar la solución de aglutinante a la red, en donde el aglutinante proporciona un índice de resistencia en húmedo característico de menos de 25 en agua desionizada, y una elevación del índice de resistencia en húmedo de al menos 15 puntos en una solución de NaCI al 10 por ciento. Típicamente, el método inventivo también incluye el paso de secar la red fibrosa. En aún otro aspecto de la invención, se proporciona un polímero de aglutinante sensible a la sal que comprende de aproximadamente 10-70 por ciento en peso de unidades de ácido metacrílico, aproximadamente 0-90 por ciento de unidades de acrilato de alquilo que tienen de 2 a 4 átomos de carbono en la porción alquilo, y de aproximadamente 2-55 por ciento en peso de unidades de un monómero hidrofóbico seleccionado del grupo de alquil (met)acrilamidas que tienen de 4 a 12 átomos de carbono en la porción alquilo, unidades de metacrilato de alquilo de cadena lineal o ramificada, que tienen de 4 a 6 átomos de carbono en la porción alquilo; (met)acrilatos de bicicloalquilo con de 4 a 20 átomos de carbono en la porción cicloalquilo; y combinaciones de los mismos, en donde el polímero del aglutinante se neutraliza de manera que es soluble en agua. Las unidades de acrilato de alquilo comprenden de manera adecuada acrilato de butilo. En algunas modalidades, las unidades del monómero hidrofóbico incluyen un (met)acrilato de bicicloalquilo sustituido o no sustituido con 6-14 átomos de carbono en la porción cicloalquilo, por ejemplo, metacrilato de isobornilo. Otras unidades del monómero hidrofóbico adecuadas incluyen metacrilato de n-butilo y alquil (met)acrilamidas con 6-10 átomos de carbono en la porción alquilo, tales como octil acrilamida N terciaria. También, el polímero contiene de manera deseable menos de 5 por ciento en peso de unidades de acrilato de alquilo de cadena lineal o ramificada, es decir, no cíclica, con 8-12 átomos de carbono en la porción alquilo; la presencia de menos de 5% en peso (o de manera más preferida la ausencia) de acrilatos de alquilo de (C8-Ci2) puede ser benéfica debido a consideraciones de costo y procesamiento.

En aún otra modalidad de la presente invención, se proporciona una solución de aglutinante acuosa, sensible a la sal, para una red no tejida que comprende agua, y una composición de resina solubilizada en agua que se convierte de un polímero en emulsión, en donde la composición incluye i) un copolímero con de aproximadamente 5-80 por ciento en peso de unidades de ácido carboxilico y de 10-95 por ciento en peso de unidades de un comonómero etilénicamente no saturado, y ii) una cantidad de emulsificante efectiva para mantener una emulsión estable durante la polimerización del polímero. El aglutinante proporciona un índice de resistencia en húmedo característico de menos de 25 en agua desionizada y una elevación en el índice de resistencia en húmedo característico de al menos 15 puntos en NaCI al 10%. El emulsificante está presente en la solución del aglutinante en cantidades adecuadas de 0.05 a 10 por ciento en peso, o de 0.2 a 5 por ciento del peso de sólidos totales. De manera preferida, el emulsificante incluye uno o más agentes tensoactivos polimerizables que son polimerizados en la cadena principal de la resina sensible a la sal. De manera más preferida, el agente emulsificante consiste de agentes tensoactivos polimerizables. La resina de copolímero puede tener de aproximadamente 20 a aproximadamente 65 por ciento en peso de unidades de ácido carboxilico. Las unidades de ácido carboxilico son de manera más preferida ácido metacrilico; sin embargo, otras unidades de ácido carboxilico pueden incluir acrilato de beta-carboxietilo o un éster monoalquílico de ácido maleico tal como maleato de monoetilo. El copolímero de manera deseable tiene de aproximadamente 30 a aproximadamente 70 por ciento en peso de unidades del comonómero edénicamente no saturado. Las unidades del comonómero ejemplares incluyen acrilatos de alquilo con 1 -4 átomos de carbono en la porción alquilo, tal como acrilato de butilo. Las unidades del monómero etilénicamente no saturado pueden incluir unidades de un monómero hidrofobico que se seleccionan del grupo que consiste de alquil (met)acrilamidas que tienen de 2 a 15 átomos de carbono en la porción alquilo, unidades de metacrilato de alquilo de cadena lineal o ramificada que tienen de 4 a 12 átomos de carbono en la porción alquilo; acrilatos de alquilo de cadena lineal o ramificada que tienen de 5 a 12 átomos de carbono en la porción alquilo; (met)acrilatos de bicicloalquilo sustituidos o no sustituidos; y combinaciones de los mismos. Las unidades del monómero hidrofobico pueden estar presentes en el copolímero en cantidades adecuadas de 2 a 55 por ciento en peso, y de manera preferida de 3 a 20 por ciento en peso. Las unidades del monómero etilénicamente no saturado también pueden incluir unidades de un monómero endurecedor en cantidades preferidas de 2 a 55 por ciento en peso, o de 10 a 50 por ciento en peso. El monómero endurecedor generalmente tiene una temperatura de transición vitrea en el intervalo de 40°C a 140°C, y de manera preferida de 80°C a 120°C. El monómero endurecedor utilizado en la invención es usualmente metacrilato de metilo. La resina sensible a la sal de manera preferida tiene menos de 0.25 por ciento de monómeros reticulables, la presencia de los cuales puede afectar de manera adversa las propiedades de dispersabilidad del aglutinante. El copolimero empleado en la invención generalmente tiene un peso molecular de 40,000 a 400,000 g/mol, y más típicamente de 60,000 a 250,000 g/mol. El copolimero en la solución de aglutinante inventiva se solubiliza de manera preferida al menos al punto en donde alcanza su máxima transparencia óptica en agua. Típicamente, la resina se solubiliza neutralizándola con una base que es estequiométricamente equivalente a 5-55 por ciento en mol de las unidades de ácido carboxilico en la emulsión. De manera preferida, los cationes en la base deben ser cationes monovalentes, tales como sales de sodio o potasio. La solución de aglutinante generalmente tiene un pH de aproximadamente 4 a aproximadamente 9, con valores de pH más preferidos siendo de aproximadamente 6 a 8, o de aproximadamente 6 a 7. El aglutinante de la invención generalmente tiene propiedades sensibles a la sal, de manera que proporciona un índice de resistencia en húmedo característico de menos de 25 en agua desionizada y una elevación en el índice de resistencia en húmedo característico de al menos 35 puntos en una solución de NaCI al 10%. De manera preferida, el aglutinante proporciona un índice de resistencia en húmedo de menos de 10 en agua desionizada con una elevación del índice de al menos 50 puntos en una solución de NaCI al 10%. El aglutinante tiene valores típicos del índice de resistencia en húmedo característico en una solución de NaCI al 10% de al menos aproximadamente 40, y un valor del índice de resistencia en húmedo característico de menos de aproximadamente 10 en agua DI. De manera preferida, el aglutinante proporciona un índice de resistencia en húmedo característico de al menos aproximadamente 80 en NaCI al 10%, y menos de aproximadamente 5 en agua DI, y de manera más preferida, proporciona un índice de al menos aproximadamente 100 en NaCI al 10%, y menos de aproximadamente 5 en agua DI. La presente invención también proporciona un articulo desechable que tiene una red no tejida que se proporciona con un aglutinante polimérico sensible a la sal que comprende una composición de resina solubilizada en agua polimerizada en emulsión, que tiene: (i) un copolímero con de aproximadamente 5 a aproximadamente 80 por ciento en peso de unidades de ácido carboxílico, y de aproximadamente 10 a aproximadamente 95 por ciento en peso de unidades del comonómero edénicamente no saturado; y (ii) una cantidad de emulsificante efectiva para mantener una emulsión acuosa estable con el polímero conforme éste se polimeriza, en donde el aglutinante proporciona un índice de resistencia en húmedo característico de menos de 25 en agua desionizada y una elevación en el índice de resistencia en húmedo característico de al menos 20 puntos en una solución acuosa de NaCI al 0%. El artículo desechable está de manera preferida en contacto con una composición humectante que incluye al menos aproximadamente 0.1 por ciento en peso de una sal inorgánica. El artículo desechable puede ser una toallita húmeda, una toallita doméstica, un pañal, una prenda interior para la incontinencia o un producto para el cuidado femenino. Las características y ventajas adicionales de la presente invención se volverán evidentes a partir de la discusión que sigue.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La invención se describe con detalle a continuación con referencia a los siguientes dibujos: La Figura 1 es una gráfica que compara las propiedades sensibles a la sal de un terpolimero de ácido metacrílico con un terpolimero de ácido acrílico correspondiente. La Figura 2 es una gráfica de los índices de resistencia en húmedo de los Ejemplos 1 -9, graficados contra el grado de neutralización. La Figura 3 es una gráfica de los índices de resistencia en húmedo de los Ejemplos 10-15, graficados contra la cantidad de agente de transferencia de cadena utilizado durante la polimerización.

La Figura 4 es una gráfica de los índices de resistencia en húmedo de los Ejemplos 22-25, graficados contra la cantidad del monómero ácido en el polímero aglutinante.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION La presente invención se describe con detalle a continuación con referencia a los varios ejemplos. Las modificaciones a los ejemplos particulares dentro del espíritu y alcance de la presente invención, expuestos en las reivindicaciones anexas, serán fácilmente evidentes para aquellos con experiencia en la técnica. A menos que se indique de otra manera, los términos deben considerarse de acuerdo con su significado ordinario. Por ciento, por ejemplo, se refiere al por ciento en peso, a menos que el contexto lo indique de otra manera. A continuación están algunas definiciones ejemplares de los términos utilizados en esta especificación y las reivindicaciones anexas. La frase "una cantidad de emulsificante efectiva para mantener una emulsión acuosa estable" conforme el aglutinante se polimeriza, se refiere a una cantidad de agente emulsificante necesaria para evitar que el polímero y el agua se separen en fases no emulsificadas durante al menos el tiempo de polimerización. Como una persona con experiencia en la técnica reconocerá, las cantidades efectivas de emulsificante necesarias para mantener una emulsión acuosa estable variarán dependiendo de la composición del polímero y otros factores. "No tejido", "red no tejida" y la terminología similar, se refieren a materiales formados de fibras montadas de manera suelta, que están unidas, en parte, mediante un aglutinante polimérico. El aglutinante juega un papel importante en las propiedades del material, tales como la resistencia del material no tejido. La frase, "solución de aglutinante", y la terminología similar, se refiere a una composición acuosa que contiene un aglutinante polimerizado en emulsión, en donde el polímero se neutraliza con una base al menos hasta el punto en donde la composición ya no es opaca. Las emulsiones poliméricas acuosas (también referidas en la presente como "látex"), son típicamente líquidos opacos blanco lechosos. Cuando el copolímero en emulsión empleado en la presente invención se neutraliza, empieza a solubilizarse y el líquido se vuelve más transparente. Para los propósitos de la presente invención, el copolímero en emulsión se neutraliza de manera preferida a un punto óptimo, por lo que la composición acuosa se vuelve tan transparente como sea posible. De manera similar, las frases "solubilizado en agua" y "soluble en agua", cuando se utilizan con referencia a un aglutinante polimerizado en emulsión, significan que el polímero se ha neutralizado con una base al menos al punto en donde sería ópticamente translúcido como una composición acuosa al 20 por ciento en peso.

"Resistencia a la tracción en húmedo" es la resistencia a la tracción de una red cuando se humedece. La resistencia a la tracción en húmedo como se utiliza en la presente, se mide de acuerdo con el procedimiento TAPPI UM 656 y se reporta en gf/pulgada, consistente con las pruebas en los Ejemplos ilustrados a continuación. "Indice de resistencia en húmedo" como se utiliza en la presente, se define como la resistencia a la tracción en húmedo transversal a la máquina normalizada en gf/pulgada (ajustado para la base en peso; véanse los Ejemplos siguientes) de una red dividida entre la cantidad de complemento del aglutinante. "Indice de resistencia en húmedo característico", se refiere al Índice de resistencia en húmedo que un aglutinante o una solución de aglutinante proporciona a una red estándar cuando se somete a condiciones estándar, y se remoja en una solución específica. Para los propósitos de esta invención, el índice de resistencia en húmedo característico es una propiedad del aglutinante que se mide como se expone en los Ejemplos siguientes. En consecuencia, el índice de resistencia en húmedo característico de un aglutinante, se determina encontrando la resistencia a la tracción en húmedo transversal a la máquina promedio de las muestras que se han cortado de un papel filtro Whatman No. 4, provistas con una cantidad de solución de aglutinante equivalente a un complemento de 10-16 por ciento, secadas, y a continuación remojadas durante 60 minutos en la solución prescrita. La resistencia a la tracción resultante se normaliza a un peso base de 1 12.5 gsm, que es un peso base promedio representativo para los propósitos de prueba. El índice de resistencia en húmedo característico se calcula a continuación dividiendo la resistencia a la tracción en húmedo normalizada (en unidades de gf/pulgada) entre el por ciento del complemento del aglutinante. "Sensible a la sal", cuando se utiliza con referencia a un aglutinante, se refiere a la característica de un aglutinante para proporcionar un índice de resistencia en húmedo más alto en soluciones salinas concentradas en comparación con su índice de resistencia en húmedo en agua desionizada. Las composiciones de la presente invención exhiben típicamente un índice de resistencia en húmedo en agua desionizada de menos de 25 y un índice de resistencia en húmedo característico en una solución acuosa de NaCI al 10% que es al menos 15 puntos más alto que el que exhibe en agua desionizada, es decir, el aglutinante exhibe al menos una elevación del índice de 15 puntos en soluciones con sal al 10%. En las modalidades preferidas, el aglutinante exhibe una elevación del índice de resistencia en húmedo en una solución acuosa de NaCI al 10% de al menos 20 puntos, 35 puntos o aún de manera más preferida al menos 50 puntos. Así, los aglutinantes empleados en la presente invención son dispersables en agua desionizada y no dispersables en soluciones que contienen altas concentraciones de iones. Aunque las soluciones de NaCI al 10% se utilizan como una referencia para las soluciones salinas concentradas, deberá entenderse que los aglutinantes de la presente invención típicamente serán no dispersables en soluciones acuosas que tienen un contenido de sal de al menos aproximadamente 0.5 por ciento en peso o, tal vez incluso menos. Las redes fibrosas exhiben un comportamiento de dispersabilidad sensible a la sal similar cuando se proporcionan con el aglutinante. La dispersabilidad de una red es inversamente proporcional a la resistencia a la tracción en húmedo, es decir, altas resistencias en húmedo corresponden a una baja dispersabilidad. Las composiciones de aglutinante sensibles a la sal proporcionadas en la presente invención comprenden agua y una composición de aglutinante solubilizada en agua, polimerizada en emulsión, que incluye un copolímero que comprende de aproximadamente 5 a aproximadamente 80 por ciento en peso de unidades de un monómero de ácido carboxílico y de aproximadamente 10 a aproximadamente 95 por ciento en peso de unidades de un comonómero etilénicamente no saturado. Los monómeros de ácido carboxílico utilizados en las composiciones de aglutinante inventivas comprenden típicamente ácido metacrílico. Aunque el ácido acrílico puede utilizarse en ciertas modalidades, se ha descubierto de manera sorprendente que los polímeros de la invención que incluyen ácido metacrílico, generalmente tienen propiedades sensibles a la sal superiores en comparación con aquéllos hechos con un ácido acrílico. Sin pretender apegarse a alguna teoría, se cree que el ácido metacrílico exhibe resultados sustancialmente mejorados en comparación con el ácido acrílico, debido a que el procedimiento de polimerización en emulsión/neutralización de la invención, es menos compatible que con monómeros más hidrofilicos, tales como el ácido acrílico. Se observa, por ejemplo, en la Figura 1 , que el terpolimero de ácido acrílico del Ejemplo 18 no exhibe suficiente resistencia en soluciones salinas en comparación con el terpolimero de ácido metacrilico correspondiente del Ejemplo 17. Los monómeros de ácido carboxílico adicionales que pueden ser adecuados, incluyen uno o más de los siguientes monómeros de ácido carboxílico de C3-C8 etilénicamente no saturados: ácido maleico, ácido crotónico, ácido itacónico, ácido fumárico, ácido aconítico, ácidos vinilsulfónicos y ácidos vinilfosfónicos, ácido acriloxipropiónico, ácido metacriloxipropiónico, acrilato de beta-carboxietilo, maleato de monometilo, maleato de monoetilo, fumarato de monometilo, itaconato de monometilo y lo similar, ácidos grasos tales como ácido lauroleico, ácido miristoleico, ácido palmitoleico, ácido oleico, ácido ricinoleico, ácido linoleico, ácido linolénico, ácido eleosteárico, ácido lacónico, ácido gadoleico, ácido araquidónico, ácido erúcico, ácido clupanodónico, ácido nisínico, y combinaciones de los mismos. El ácido carboxílico puede estar presente en el copolímero en una cantidad de 5 a 80 por ciento en peso, o de aproximadamente 20 a aproximadamente 55 por ciento en peso. Las unidades de los monómeros etilénicamente no saturados son bien conocidas en la técnica. Estos monómeros pueden comprender (met)acrilatos, maleatos, (met)acrilamidas, itaconatos, ésteres de vinilo, estirénicos, acrilonitrilo, monómeros funcionales de nitrógeno, monómeros funcionales de alcohol e hidrocarbonos no saturados. En algunas modalidades, las unidades de un monómero etilénicamente no saturado también comprenden monómeros hidrofobicos y/o monómeros endurecedores, como se discute con detalle a continuación. De manera preferida, las unidades del comonómero etilénicamente no saturado comprenden monómeros de acrilato de alquilo. Los monómeros de acrilato de alquilo utilizados en la composición polimérica pueden incluir ésteres de alquilo y de hidroxialquilo de ácido acrílico, en donde la porción alquilo tiene de 1 a 4 átomos de carbono. Los acrilatos de alquilo tienen de manera adecuada de 2 a 4 átomos de carbono en la porción alquilo. Los monómeros de acrilato de alquilo ejemplares incluyen acrilato de metilo, acrilato de etilo, acrilato de butilo, acrilato de 2-hidroxietilo, acrilato de 2-hidroxibutilo y lo similar. El monómero de acrilato de butilo es especialmente preferido. El copolimero comprende generalmente de aproximadamente 30 a 70 por ciento en peso de monómeros de acrilato de alquilo. En algunas modalidades, el copolimero consiste esencialmente de monómeros de acrilato de alquilo y monómeros de ácido carboxilico, de manera que otros componentes no están presentes en cantidades que afectan las características básicas y novedosas de los aglutinantes inventivos, a saber, su sensibilidad a la sal. También, aunque se reconoce que el acrilato de butilo y los acrilatos de alquilo inferiores similares pueden ser algo hidrofobicos, no se consideran un "monómero hidrofóbico" para los propósitos de esta invención. Como se indicó anteriormente, los monómeros etilénicamente no saturados pueden comprender monómeros hidrofobicos en cantidades tales que el copolimero sensible a la sal incluye de 2 a 55 por ciento en peso de unidades del monómero hidrofóbico. La presencia de un monómero hidrofóbico puede mejorar las propiedades de activación del aglutinante, particularmente en aplicaciones en donde se desea dispersabilidad en agua dura. El monómero hidrofóbico se selecciona de alquil (met)acrilamidas que tienen de 2 a 15 átomos de carbono en la porción alquilo, metacrilatos de alquilo de de cadena lineal o ramificada que tienen de 4 a 12 átomos de carbono en la porción alquilo, acrilatos de alquilo de cadena lineal o ramificada que tienen de 5 a 12 átomos de carbono en la porción alquilo, (met)acrilato de cicloalquilo sustituido o no sustituido y combinaciones de los mismos. El componente de alquil (met)acrilamida incluye alquil carbonilalquil (met)acrilamidas y que tienen de 2 a 15 átomos de carbono en la porción alquilo, y de manera preferida de 4-12 ó 6-10 átomos de carbono en la porción alquilo. Los monómeros ejemplares incluyen aquéllos tales como butil acrilamida terciaria, octil acrilamida N terciaria, isopropil acrilamida, y N-(1 ,1 -dimetil-3-oxobutil)acrilamida. Una alquil acrilamida preferida es la octil acrilamida N terciaria (8 átomos de carbono en la porción alquilo), que puede tener las siguientes estructuras.

Octil acrilamida N terciaria Las unidades de un monómero hidrofóbico pueden comprender además un metacrilato de alquilo que generalmente debe tener de 4 a 12 átomos de carbono en la porción alquilo, de manera preferida de 4 a 6 átomos de carbono en la porción alquilo. Los monómeros de metacrilato de alquilo adecuados incluyen metacrilato de n-butilo. Las unidades del monómero hidrofóbico también pueden incluir acrilatos de alquilo de cadena lineal o ramificada que tienen de 5 a 12 átomos de carbono en la porción alquilo. Los acrilatos de alquilo de ejemplares de este tipo incluyen acrilato de hexilo y acrilato de 2-etilhexilo. Sin embargo, aunque los monómeros de metacrilato de alquilo o de acrilato de alquilo hidrofóbicos pueden ser adecuados en muchas modalidades, el copolímero sensible a la sal utilizado en la invención, de manera preferida tiene menos de 5 por ciento en peso de (met)acrilatos de alquilo de cadena lineal o ramificada, que tienen de 8 a 12 átomos de carbono en la porción alquilo, por ejemplo, acrilato de 2-etilhexilo. En realidad, típicamente el copolímero está sustancialmente libre de monómeros hidrofóbicos tales como acrilato de 2-etilhexilo. las unidades del monómero hidrofóbico comprenden un (met)acrilato de cicloalquilo, (incluyendo (met)acrilatos de bicicloalquilo), deberán contener de 4 a 20 átomos de carbono en la porción cicloalquilo. Los monómeros de (met)acrilato de cicloalquilo adecuados incluyen acrilato de isobornilo, metacrilato de isobornilo, (met)acrilato de ciciohexilo, (met)acrilato de 3,5,5-trimetilciclohexilo, (met)acrilato de 4-ter-butilciclohexilo y mezclas de los mismos. De manera preferida, el monómero es un (met)acrilato de bicicloalquilo con de 6 a 12 átomos de carbono en la porción cicloalquilo; el metacrilato de isobornilo que tiene la siguiente estructura, se prefiere especialmente: Metacrilato de isobornilo Los monómeros etilénicamente no saturados utilizados en el copolimero sensible a la sal también pueden incluir monómeros endurecedores en cantidades tales que el copolimero incluye de 2 a 55 por ciento en peso de las unidades del monómero endurecedor. De manera más preferida, las unidades del monómero endurecedor están presentes en los intervalos de 10 a 50 por ciento en peso, o de 1 5 a 45 por ciento en peso.

Como se utiliza en la presente, "monómeros endurecedores" se refieren a monómeros que tienen una temperatura de transición vitrea (basándose en un homopolímero de ese monómero) de al menos -40°C. De manera preferida, el monómero endurecedor tiene una temperatura de transición vitrea de más de 0°C, y de manera adecuada en los intervalos de 40°C-140°C u 80°C-1 20°C. Deberá entenderse, por supuesto, que muchos monómeros utilizados en la invención pueden caracterizarse como un monómero endurecedor y un monómero hidrofóbico. De manera más preferida, el monómero endurecedor comprende metacrilato de metilo que tiene una temperatura de transición vitrea de aproximadamente 05°C. Se cree que la adición de monómeros que elevan la temperatura de transición vitrea del polímero sensible a la sal pueden también afectar de manera favorable las propiedades de activación del aglutinante. Los monómeros con características de reticulación irreversible sustanciales generalmente no deben utilizarse con los polímeros de la presente invención, debido a que una cantidad significativa de reticulación afectará de manera adversa la dispersabilidad del copolímero en agua. El copolímero debe contener generalmente menos de aproximadamente 1 .0 por ciento en peso, de manera adecuada menos del 0.25 por ciento en peso de los monómeros prerreticulables. De manera deseable, el copolímero también debe contener menos de 0.25% en peso de monómeros postreticulables, y de manera preferida deben contener ningún monómero postreticulable. Los monómeros prerreticulables se reticulan con ellos mismos durante la polimerización para construir el peso molecular del polímero, y deben incluir monómeros que contienen al menos dos grupos de extremo de vinilo tales como divinilbenceno, entre otros. Los monómeros postreticulables se reticulan con ellos mismos después de que el polímero se ha formado. Los monómeros postreticulables generalmente requieren una inducción catalítica o térmica para reticularse, y con frecuencia también pueden reticularse con sustratos celulósicos. Los ejemplos de monómeros postreticulables incluyen metilol, que contiene monómeros tales como metilol acrilamida. En la mayoría de las modalidades, el copolimero empleado en la presente invención contiene menos de 0.1 %, y de manera preferida ningún monómero que exhiba una capacidad reticulante significativa. Los copolímeros empleados en la presente invención se producen mediante polimerización en emulsión. Un método general para la polimerización en emulsión se describe en la Publicación de la Solicitud de Patente de los Estados Unidos No. 2003/0164476, de Guo et al. La polimerización en emulsión se lleva a cabo típicamente en un medio acuoso a un pH de menos de aproximadamente 5.0, de manera preferida a aproximadamente 2.0 y a temperaturas de menos de 100°C, y de manera preferida en el intervalo de 40°C a 80°C. Típicamente, se utiliza un procedimiento sembrado o sin sembrar para copolimerizar los monómeros en agua con un agente tensoactivo. La polimerización ocurre una vez que el monómero y el iniciador se agregan a la carga. La polimerización puede llevarse a cabo en lotes, en pasos o de manera continua con la adición en lotes y/o continua del monómero en la manera convencional. De manera adecuada, al menos un emulsificante está presente en la polimerización. El emulsificante está presente en una cantidad que es efectiva para mantener una emulsión acuosa estable del copolímero conforme se polimeriza. Los agentes emulsificantes pueden incluir agentes tensoactivos y/o coloides protectores. Los emulsificantes realizan muchas funciones en los sistemas en emulsión, incluyendo solubilizar los monómeros hidrofóbicos, determinar el tamaño de las partículas de látex (típicamente, más emulsificante resulta en partículas de látex más pequeñas), disminuir la sensibilidad del látex a los electrolitos y proporcionar estabilidad a la emulsión tanto durante como después de la polimerización. La cantidad de agente emulsificante es típicamente de aproximadamente 0.05 por ciento en peso a aproximadamente 10 por ciento en peso, de manera preferida de 0.1 a 5 por ciento, basándose en el peso total de los sólidos totales. Para los aglutinantes sensibles a la sal, el emulsificante debe estar presente generalmente en cantidades suficientemente bajas, de manera que las propiedades sensibles a la sal del aglutinante no son afectadas materialmente por el agente emulsificante; se sabe, por ejemplo, que un exceso de agente tensoactivo puede impedir el mecanismo de activación de la resina. Los emulsificantes utilizados en la invención son de manera preferida agentes tensoactivos aniónicos, no iónicos o catiónicos, Los agentes tensoactivos aniónicos adecuados incluyen jabones de ácido graso, ácidos grasos sulfonados, carboxilatos de alquilo, sulfatos de alquilo, sulfonatos de alquilo, sulfonatos de alquil arilo de metal alcalino, sulfatos de alquilo de metal alcalino, ésteres de alquilo sulfonados, disulfonatos de alquilarilo, sulfatos de hidroxilalcanoles, sulfatos y fosfatos de alcandés y alquilfenoles polietoxilados, así como ésteres de ácido sulfosuccínico; los ejemplos específicos incluyen sulfonato de dodecilbenceno sódico, sulfonato de butilnaftaleno disecundario sódico, sulfato de laurilo sódico, disulfonato de éter dodecilfenílico disódico, n-octadecilsulfosuccinato disódico, sulfosuccinato de dioctilo disódico, entre otros. Los agentes tensoactivos no iónicos incluyen los productos de adición de 5 a 50 moles de óxido de etileno en aducto con alcanoles de cadena lineal o de cadena ramificada con 6 a 22 átomos de carbono, o alquilfenoles de ácidos grasos superiores, o alquilaminas primarias y secundarias superiores; así como copolímeros de bloque de óxido de propileno con óxido de etileno y mezclas de los mismos. El poli(alcohol vinilico) también puede utilizarse como un estabilizante no iónico. Los agentes tensoactivos cationicos pueden incluir sales de amonio cuaternario de alquilo y sales de fosfonio cuaternario de alquilo, tales como: cloruro de alquil trimetil amonio, cloruro de dieicosildimetil amonio, cloruro de didocosildimetil amonio, cloruro de dioctadecildimetil amonio; metosulfato de dioctadecildimetil amonio, cloruro de ditetradecildimetil amonio, y las mezclas naturales de los grupos grasos anteriores, por ejemplo, cloruro de di(sebo hidrogenado)dimetil amonio; metosulfato de di(sebo hidrogenado)dimetil amonio, cloruro de disebo dimetil amonio y cloruro de dioleildimetil amonio. El alcohol polivinílíco modificado catiónicamente y el almidón modificado catiónicamente también pueden utilizarse como agente emulsificantes. De manera preferida, los agentes tensoactivos utilizados en la presente invención son principalmente agentes tensoactivos aniónicos de sulfato de éter. Los agentes tensoactivos preferidos son Disponil FES 993 o Standapol ES-40, disponibles comercialmente de Cognis Corporation. En las modalidades preferidas, el agente emulsificante es un monómero de un agente tensoactivo que está polimerizado en la cadena principal del polímero. El uso de un agente tensoactivo polimerizable es ventajoso debido a que el agente emulsificante se polimeriza en la cadena principal, esencialmente no hay agente tensoactivo libre en la fase acuosa de la emulsión; esto es deseable debido a que la presencia de agentes tensoactivos libres puede afectar de manera negativa el mecanismo de activación del aglutinante inventivo. Los monómeros del agente tensoactivo polimerizable son típicamente composiciones que tienen tanto grupos funcionales hidrofilicos como hidrofóbicos, y un grupo polimerizable. Los grupos polimerizables incluyen grupos alilo, acrílo, metalilo o metacrilo. Los monómeros del agente tensoactivo polimerizable adecuados, pueden incluir agentes tensoactivos aniónicos tales como sulfatos, fosfatos, semiésteres de sulfosuccinato y diésteres de sulfosuccinato que portan grupos reactivos copolimerizables y monómeros de un agente tensoactivo no iónico, tales como alcoholes de nonilfenoxi propenilo polietoxilados. Además, las sales de amonio o de metal de ácidos orgánicos no saturados de C6 a C30 pueden ser adecuados; éstos también pueden utilizarse solos o en combinación con los agentes tensoactivos anteriores. Los agentes tensoactivos polimerizables adecuados se describen en la Patente de los Estados Unidos No. 5,332,854, de Yokota et al., y la Patente Europea No. 1479699, las totalidades de las cuales se incorporan en la presente como referencia. Los agentes tensoactivos polimerizables preferidos incluyen Hitenol BC 1025 (Montello Incorporated), Trem LF-40 (un agente tensoactivo de sulfosuccinato de dodecil alilo sódico disponible de Henkel Corporation), y los Agentes Tensoactivos de la Serie Adeka Reasoap tales como SR-10 (Asahi Denka Co., Ltd.). Se cree que Hitenol BC y SR-10 tienen las siguientes estructuras respectivas: Hitenol BC SR-10 -CHO(CH2CH20)nS03NH4 Las estructuras generales de los agentes tensoactivos polimerizables ejemplares se ilustran en el Cuadro 1 siguiente: CUADRO 1 Agentes tensoactivos polimerizables CUADRO 1 (Continuación) Agentes tensoactivos polimerizables CUADRO 1 (Continuación) Agentes tensoactivos polimerizables CUADRO 1 (Continuación) Agentes tensoactivos polimerizables Los agentes tensoactivos tienen una tendencia a disminuir la tensión superficial en agua, la cual normalmente tiene una tensión superficial de aproximadamente 73 dinas/cm. Típicamente, los agentes tensoactivos utilizados en la presente invención reducen la tensión superficial del agua por al menos 30 por ciento cuando se miden como 10% de sólidos en agua. De manera preferida, los agentes tensoactivos reducen la tensión superficial del agua por al menos 40, o incluso 50 por ciento cuando se mide en soluciones acuosas al 10%. Las tensiones superficiales del agua y las soluciones acuosas de sodio al 10%, AMPS, Hitenol BC 1025 y Hitenol BC 05, se listan en el Cuadro 2, siguiente.

CUADRO 2 Actividad de la tensión superficial Como puede observarse del Cuadro 2, el NaAMPS redujo la tensión superficial en el agua por sólo aproximadamente 19%; asi, los compuestos de AMPS de manera preferida no se utilizan como el agente emulsificante primario. Los coloides protectores también pueden utilizarse como un agente estabilizante. Los ejemplos de coloides protectores adecuados son alcoholes polivinílicos, derivados de almidón y celulosa y copolímeros de vinilpirrolidona. Los coloides protectores también pueden utilizarse en conjunto con otros agentes emulsificantes.

Los iniciadores se agregan típicamente al medio acuoso para estimular la polimerización. Los iniciadores son comúnmente solubles en agua y pueden descomponerse a alta temperatura o a través de reacciones rédox. La referencia de Guo indicada anteriormente, describe iniciadores térmicos adecuados y sistemas iniciadores rédox adecuados. Los iniciadores ejemplares incluyen compuestos de peroxígeno tales como persulfato de amonio, persulfato de potasio, persulfato de sodio; peróxidos tales como peróxido de hidrógeno; hidroperóxidos orgánicos, tales como hidroperóxido de eumeno, hidroperóxido de t-butilo; peróxidos orgánicos, tales como peróxido de benzoilo, peróxido de acetilo, peróxido de lauroilo, ácido peracético y ácido perbenzoico; y compuestos del tipo azo tales como azodiisobutil nitrilo, azobisdimetil valeronitrilo, azobisisobutil nitrilo, azodiisobutil amida, azobis(alfa-etilbutil nitrilo) y azobis(alfa, gamma-dimetilcarponitrilo). Un agente de transferencia de la cadena también puede agregarse para controlar el peso molecular del polímero. El agente de transferencia de la cadena puede estar presente en cantidades que varían de 0% a aproximadamente 5% basándose en el peso total de los monómeros, y es de manera preferida de aproximadamente 0.2% a aproximadamente 1 .2%. La cantidad del agente de transferencia de la cadena en la polimerización es inversamente proporcional al peso molecular; así, si más agente de transferencia de la cadena se agrega, el peso molecular será menor. El agente de transferencia de la cadena puede incluir cualquier compuesto que sea capaz de transformar los radicales libres. Los agentes de transferencia de la cadena adecuados incluyen tetracloruro de carbono, bromoformo, bromotriclorometano, trifenil metano, ácido mercaptopropiónico, alquil mercaptanos y tioésteres tales como n-dodecil mercaptano, t-dodecil mercaptano, octil mercaptano, tetradecil mercaptano, hexadecil mercaptano, tioglicolato de butilo, tioglicolato de isooctilo y tioglicolato de dodecilo. Otros ingredientes pueden utilizarse en la polimerización en emulsión que son bien conocidos en la técnica, incluyendo agentes quelantes, agentes amortiguadores, sales inorgánicas y agentes que ajustan el pH. Las emulsiones preparadas de esta manera, generalmente tendrán un contenido de sólidos de aproximadamente 20 a aproximadamente 60%, y de manera preferida aproximadamente 40%. Antes de la neutralización, la emulsión puede diluirse con agua hasta que tiene un contenido de sólidos que varía de aproximadamente 10 a aproximadamente 35%, de manera preferida de 1 5 y 25%. De manera alterna, la composición puede neutralizarse en solución y a continuación diluirse al contenido de sólidos deseado, o tal vez no diluirse. Generalmente, los copolímeros sensibles a la sal deben comprender de aproximadamente 25 a 100 por ciento en peso, de manera preferida 50 a 99.9 por ciento en peso de los sólidos totaies en la composición del aglutinante. El agua debe ser el medio primario en la composición del aglutinante, aunque pueden estar presentes solventes orgánicos en cantidades menores, es decir, menos que aproximadamente 20%.

El peso molecular de los copolimeros no está limitado particularmente, aunque afecta las propiedades de sensibilidad a la sal del polímero. El intervalo del peso molecular deseado dependerá de los componentes del monómero específico y de la aplicación deseada del aglutinante. Típicamente, sin embargo, el peso molecular del polímero debe ser de aproximadamente 40,000 g/mol a aproximadamente 500,000 g/mol, y de manera preferida aproximadamente 60,000 g/mol a aproximadamente 250,000 g/mol. En general, los copolimeros hechos de acuerdo con la presente invención, exhiben una disminución en la solubilidad conforme el peso molecular aumenta, como se ilustra más completamente en los ejemplos que siguen. El polímero en emulsión típicamente tiene un tamaño de partícula de 10 a 1000 nm, de manera preferida aproximadamente 50 a 300 nm. La morfología del polímero puede variar de esferas a estructuras de núcleo-cubierta, huecos, medias lunas y lo similar. Cuando se polimerizan monómeros de una solubilidad o hidrofobicidad drásticamente diferente en un procedimiento en emulsión, puede resultar una amplia variedad de morfologías. Como se indicó anteriormente, el copolímero debe neutralizarse en solución con el fin de preparar el aglutinante de látex solubilizado con agua. Para neutralizar el copolímero, la base se agrega a la emulsión hasta que la composición se vuelve ópticamente transparente; el pH se registra en este punto. De manera preferida, se agrega suficiente base justo hasta el punto en donde la emulsión se vuelve tan traslúcida como sea posible. Típicamente, aproximadamente 5 a aproximadamente 55% en mol de las unidades del ácido carboxilico en la emulsión se neutralizan. Las bases adecuadas incluyen NaOH, KOH, Na2C03, NaHC03 y lo similar. De manera preferida, la base debe ser no volátil y contener sólo iones monovalentes. Las emulsiones típicamente se vuelven solubilizadas en agua cuando la solución alcanza un pH de 4.0 a 9.0, de manera preferida de aproximadamente 6.0 a 8.0, y aún de manera más preferida de aproximadamente 6.0 a 7.0. El control de la neutralización y el pH de la solución final es una parte importante del procedimiento. Los polímeros que son sobreneutralizados pueden experimentar problemas con la viscosidad o pueden exhibir una lixiviación de la base en exceso en las soluciones humectantes. El uso de un valor de pH relativamente suave en las composiciones inventivas es de gran ventaja en las aplicaciones desechables del consumidor. Tales pH son deseables debido a que son compatibles con al piel del usuario y probablemente no causarán irritaciones con el contacto. Sin embargo, es posible utilizar polímeros solubilizados sensibles a la sal con valores de pH fuera del intervalo deseado. Para hacer una red fibrosa más compatible con la piel de los usuarios en tales circunstancias, el polímero puede aplicarse a la red fibrosa y la red puede tratarse con agentes ácidos, amortiguadores o lo similar. Deberá entenderse que el grado de neutralización requerido para que las soluciones de aglutinante exhiban las propiedades deseadas (por ejemplo, solubilidad, viscosidad, sensibilidad a la sal), variarán dependiendo de la composición y propiedades del polímero. Tales factores incluirán cosas tales como la cantidad del monómero ácido en la cadena del polímero y el peso molecular del polímero. La viscosidad de la solución de aglutinante también dependerá de muchos factores, por ejemplo, el contenido de monómero del polímero. Sin embargo, sin importar la constitución de la solución, la viscosidad puede controlarse generalmente regulando uno o más de los siguientes aspectos: 1 ) la cantidad de contenido de sólidos en la emulsión; 2) el peso molecular del polímero; 3) el grado en que la composición está diluida ya sea antes o después de la neutralización; y 4) el grado de neutralización. La viscosidad de la composición debe controlarse de manera que pueda aplicarse a una red fibrosa por medios normales, y también de manera que la composición impregne de manera adecuada la red, por lo que se unen al menos parcialmente las fibras. Así, la viscosidad de la composición de aglutinante debe estar por debajo de aproximadamente 2,000 cps a temperatura ambiente (23°C). De manera preferida, debe estar por debajo de 1000 cps, 500 cps, 200 cps y aún de manera más preferida por debajo de 150 cps a temperatura ambiente. Otros adyuvantes también pueden incorporarse en la solución de aglutinante como se dicta por la naturaleza de la composición deseada, como es bien conocido por aquellos con experiencia ordinaria en la técnica. Los ejemplos de aditivos utilizados tradicionalmente incluyen plastificantes, agentes tensoactivos, adhesivos, espesantes, rellenos, humectantes, fragancias, pigmentos, dióxido de titanio u otros opacificantes, colorantes, antiespumantes, bactericidas, bacterióstatos y componentes encapsulados que pueden emplearse en cantidades convencionales. Las redes fibrosas empleadas en la presente invención son redes no tejidas. Las estructuras no tejidas de la presente invención comprende el aglutinante polimérico en combinación con las fibras. La red no tejida se forma mediante cualquier procedimiento conocido en la técnica, tal como, de manera no exclusiva, colocación con aire, colocación en húmedo, colocación en seco o fibras cardadas. La red de fibra típicamente tiene un peso base de 20-200 gramos por metro cuadrado (gsm). Las fibras en el material no tejido pueden estar orientadas isotrópicamente, o pueden alinearse con respecto a una dirección de procesamiento. Las redes no tejidas más gruesas pueden, además, tener las fibras orientadas en la dirección z del artículo, es decir, perpendicular al plano de la tela. Además de un material aglutinante, las fibras en los materiales no tejidos pueden entrelazarse mecánicamente para proporcionar resistencia y cohesión. En la fabricación de redes no tejidas, las fibras se dispersan típicamente en un medio (aire para la colocación con aire y líquido para la colocación en húmedo), y se depositan en forma de lámina en una base de soporte. En los procedimientos de colocación con aire, las fibras y otros materiales opcionales se suspenden típicamente en aire dentro de un sistema de formación y se depositan como una estructura similar a una hoja en una malla de formación móvil o un cilindro giratorio, antes de la aplicación del aglutinante. Los procedimientos de colocación en húmedo incluyen proporcionar una pasta aguada acuosa y secar la pasta aguada para formar la red. Las fibras de cualquier fuente de cualquier longitud adecuada pueden utilizarse en la presente invención. Las fibras incluyen aquéllas conocidas en la técnica, incluyendo fibras celulósicas de plantas leñosas, tales como árboles caducifolios o coniferas; plantas no leñosas tales como algodón, lino, pasto de esparto, algodónenlo, paja, yute y bagazo; y fibras sintéticas, tales como aquéllas derivadas de poliéster, polipropileno, polietileno, poliamidas, poliacrilicos y rayón. Otros materiales fibrosos utilizados en la técnica y mezclas de cualquier fibra, pueden utilizarse en la presente invención. Las fibras preferidas son aquéllas utilizadas típicamente en materiales no tejidos, especialmente fibras de pulpa de madera que tienen una longitud de menos de 0.5 cm, tales como fibras kraft. Para las redes colocadas en húmedo, las fibras deben generalmente ser de menos de un máximo de 5 cm de largo y de manera más preferida de menos de 2 cm de largo. Para las redes colocadas con aire, las fibras deben ser de menos de 8 mm de largo, de manera preferida de menos de 6 mm de largo. Tales fibras proporcionan buenas características de descomposición biodegradable y de dispersión. Las fibras están presentes en la red de 50 a 98 por ciento en peso, dependiendo del uso final del articulo desechable. Para muchos usos, las fibras constituyen hasta aproximadamente 70 a 85 por ciento en peso de la red.

Generalmente, la red de fibra se forma o se forma al menos parcialmente antes de la aplicación del aglutinante. La solución del aglutinante se combina con las fibras poniendo en contacto las fibras con la composición por medios conocidos en la técnica, tales como impresión, rociado con o sin aire, saturación, cresponamiento y aplicación de espuma. El polímero puede combinarse con las fibras en el extremo húmedo del procedimiento para fabricar papel (por ejemplo, mediante la adición a la provisión de papel) o, de manera preferida, después de que el producto de papel se forma sustancialmente (por ejemplo, vía la adición en el extremo seco). Después de la aplicación, la red fibrosa se somete típicamente a un paso de secado para eliminar el agua y/u otro líquido. El secado puede lograrse sometiendo el producto de papel a temperaturas elevadas, por ejemplo, en el intervalo de aproximadamente 85°C a aproximadamente 125°C durante un tiempo suficiente para lograr el nivel deseado de sequedad, típicamente un peso constante.

La cantidad de la composición de aglutinante que permanece en las fibras se refiere como "complemento". El por ciento del complemento puede calcularse como sigue: n , , „ , Peso combinado del aglutinante/fibra - peso dé la fibra , nnn, % de Complemento = ° — x ] 00% Peso combinado del aglutinante/fibra El peso de la fibra es el peso de las fibras antes de que se aplique cualquier composición de aglutinante. El peso de la fibra/aglutinante es el peso del producto seco (seco al tacto). Las redes fibrosas tendrán generalmente un valor del complemento de 2 a 50 por ciento en peso, de manera preferida de 10 a 30 por ciento en peso. El aglutinante tiene una resistencia en húmedo temporal en la presencia de sal. Dependiendo de la aplicación, puede ser deseable aplicar la sal a la red fibrosa durante la producción. En tales casos, la sal puede aplicarse al artículo durante la fabricación por medios convencionales tales como rociado, recubrimiento, inmersión, etc. Generalmente, la composición de aglutinante solubilizada en agua y la sal no deben mezclarse antes de que se agreguen a las fibras. La razón para esto es que la sal tiene la tendencia a precipitar el polímero si los dos se combinan antes de la adición de las fibras. Así, el artículo desechable que está siendo tratado con el aglutinante polimérico se somete de manera preferida al paso de secado para eliminar el agua y/o cualquier otro líquido antes de la adición de la sal. Tras el secado, el componente de la sal puede agregarse al sustrato de fibra/aglutinante para desarrollar la resistencia en uso. La sal se aplica típicamente a la red en una solución que contiene al menos aproximadamente 0.5 por ciento en peso de sal para asegurar que la red mantiene su resistencia en húmedo temporal. Se prefiere emplear sales con cationes monovalentes tales como NaCI, en oposición a sales que tiene cationes multivalentes que tienden a afectar las características de dispersabilidad del aglutinante.

Los productos prehumedecidos producidos de acuerdo con la presente invención, tales como toallitas húmedas, pueden contener una composición humectante. La composición humectante de manera deseable debe contener al menos 0.5 por ciento en peso de una sal inorgánica. La composición humectante puede contener uno o más aditivos, que incluyen, de manera no exclusiva, una solución de cloruro de sodio o de sulfato de sodio, conservadores, ácido bórico, bicarbonatos, hidratantes, emolientes, agentes tensoactivos, humectantes, alcoholes, agua y fragancias. La composición humectante puede estar presente hasta 500 por ciento en peso basándose en el peso del material no tejido, y de manera preferida hasta 350 por ciento. La composición humectante se agrega generalmente como un tratamiento secundario de la red no tejida. Este tratamiento de la solución humectante puede ocurrir justo antes del empacado o después de que la red no tejida se ha colocado en el recipiente final. Preparados de esta manera, los productos de uso en húmedo tendrán una resistencia en húmedo estable de un valor e integridad a la tracción mensurable, aunque se disperse cuando se coloque en agua del grifo, permitiendo que el producto sea limpiado con una descarga de agua en los sistemas de alcantarillado sépticos sin bloqueo. La fibra típicamente empieza a dispersarse inmediatamente en agua. La velocidad de dispersión puede diseñarse para diferentes aplicaciones, variando los factores tales como la composición del polímero, el peso molecular, el grado de neutralización, el pH de la solución o el tipo de la red fibrosa.

Los aglutinantes inventivos son particularmente adecuados para aplicaciones que involucran artículos prehumedecidos, debido a que los artículos pueden almacenarse en una solución que contiene aproximadamente 0.5 por ciento en peso o más de una sal, por lo que los artículos mantienen una alta resistencia en húmedo hasta que se desechan. Los artículos prehumedecidos incluyen aquéllos tales como toallitas húmedas, toallitas domésticas, toallitas para bebé prehumedecidas, papel higiénico prehumedecido y toallitas domésticas prehumedecidas. Las soluciones de aglutinante inventivas también pueden ser adecuadas para otras aplicaciones desechables que emplean aglutinantes sensibles a la sal, tales como pañales, ropa interior para incontinentes, productos para el cuidado femenino y lo similar. Las redes fibrosas de la presente invención deben ser no dispersables en soluciones que contienen más del 0.5% de sal, aunque fácilmente dispersables en agua residuales típicas. Las redes fibrosas utilizadas en los artículos desechables de la presente invención, tienen aglutinantes que proporcionan típicamente un índice de resistencia en húmedo característico de al menos aproximadamente 40 en una solución acuosa de NaCI al 10%, y de manera preferida al menos aproximadamente 80, y de manera más preferida al menos aproximadamente 100. Algunas composiciones de aglutinante pueden proporcionar índices de resistencia en húmedo de más de 120 en soluciones de NaCI al 10 por ciento en peso. Además, los aglutinantes generalmente proporcionan un índice de resistencia en húmedo característico en agua desionizada de menos de 25, y de manera preferida menos de 10, y aún de manera más preferida menos de 5. Los siguientes ejemplos se presentan para ilustrar además y explicar la presente invención y no deben tomarse como limitantes en ningún aspecto.

EJEMPLOS Las soluciones de aglutinante ejemplares se prepararon polimerizando en emulsión los monómeros para obtener una composición de látex que tiene aproximadamente 30-55% de sólidos. El procedimiento de polimerización en emulsión que se utilizó para polimerizar los Ejemplos 1 -4 de la presente invención, se resume a continuación para propósitos ilustrativos. Una cantidad de 560 gramos de agua desionizada se agregó a un reactor de vidrio de 4 L equipado con un condensador, termómetro y un agitador de acero inoxidable. A continuación, una solución de 121 gramos de agua y 27 gramos de Disponil FES 993, un emulsificante, se mezclaron. Los siguientes componentes se agregaron a continuación a la mezcla de agua/agente tensoactivo: 200 gramos de ácido metacrilico, 300 gramos de acrilato de butilo y 2.5 gramos de dodecil mercaptano. La mezcla se agitó para proporcionar una preemulsión del monómero estable. A la carga del reactor se le agregaron 33 gramos de la preemulsión del monómero. A continuación, se agregaron 0.3 gramos de persulfato de amonio en 5 gramos de agua a la carga del reactor. La mezcla de reacción se calentó a 80°C. Después de 10 minutos, la preemulsión del monómero restante se agregó durante un periodo de 4 horas al reactor. También, se agregaron 2.4 gramos de persulfato de amonio en 45 gramos de agua al reactor durante aproximadamente 4.5 horas. Después de la terminación de la adición lenta del monómero y el iniciador, la mezcla de reacción se enfrió a 60°C. La dosificación del componente reductor, que está compuesto de 10 gramos de agua y 0.7 gramos de ácido Eritórbico, se inició a una temperatura interna del reactor de 60°C. La mezcla de reacción se mantuvo entre 55-60°C durante 10 minutos. Después de terminar la adición del reductor, la mezcla de reacción se enfrió a 30°C. El producto tenía 40 por ciento en peso de sólidos, un pH de 2.3, una viscosidad de 18 centipoise, y un tamaño medio de partícula de 131 nm. Después de la polimerización, los ejemplos se diluyeron al contenido de sólidos deseado, que a menos que se especifique de otra manera, es de aproximadamente 20%. La solución de aglutinante se preparó a continuación a temperatura ambiente neutralizando el polímero de acuerdo el siguiente procedimiento: la composición en emulsión se agitó y se agregó una solución acuosa de hidróxido de sodio al 15% de sólidos hasta que se alcanza el grado de neutralización deseado. A menos que el contexto lo indique de otra manera, las composiciones de los ejemplos siguientes se neutralizaron al menos al punto en donde son tan translúcidas como sea posible. Las composiciones resultantes tienen una amplia variedad de valores de pH, como puede observarse del Cuadro 7 siguiente. Como se describe con detalle a continuación, las soluciones de aglutinante se aplicaron a sustratos de pulpa y se probaron para la resistencia a la tracción después de humedecerse con tres soluciones acuosas que tienen concentraciones de iones variables. El procedimiento para preparar el sustrato de pulpas saturado es como sigue: un sustrato de pulpa se satura con pasada por inmersión con la solución de aglutinante y a continuación se seca térmicamente y se postrata para simular las condiciones de temperatura en la fabricación de pulpa comercial. Hojas de Papel Filtro Whatman #4, comercialmente disponible de Whatman, Inc., son la reserva a base de pulpa y se almacenan bajo condiciones de temperatura (23°C) y humedad (50%) controladas antes del uso. La pulpa se corta a aproximadamente tiras de 1 .5 x 57 cm y se pesan a 0.01 gramos. La pulpa Whatman se satura por pasada por inmersión, pasando la pulpa a través de un baño de aglutinante y a continuación pasando las hojas saturadas a través de rodillos de sujeción presurizados de un saturador de rodillo doble (Werner Mathis VFM o un saturador similar) para exprimir el exceso de solución del polímero. La hoja saturada se coloca a continuación en un secador de tambor calentado (Adirondack o un secador similar), ajustado a 100°C hasta que está seco al tacto (usualmente aproximadamente 2-3 pasadas). Después del secado inicial, la pulpa se coloca en un horno ajustado a 130°C durante dos minutos. La hoja secada saturada se reacondiciona a condiciones de temperatura y humedad controladas durante un mínimo de una hora. La hoja se vuelve a pesar a 0.01 gramos y a continuación se calcula para el % del complemento. Los ejemplos siguientes tienen valores del complemento que varían de aproximadamente 10% a aproximadamente 16%. El procedimiento para la preparación de las tiras para la tracción y las soluciones de remojo es como sigue: La pulpa saturada se corta en tiras de tracción en la dirección transversal a la máquina de 2.54 x 10.16 centímetros (1 x 4 pulgadas), utilizando un cortador de papel de precisión (Test Machines, Inc. o un cortador similar). Las tiras de tracción se pesan y el peso se utiliza para calcular el peso base en gramos/metro cuadrado. Las soluciones de prueba se preparan como sigue: a) Soluciones de cloruro de sodio (NaCI) al 10% en peso en agua desionizada. b) Una solución de agua dura de 200 ppm utilizando 134 ppm de Ca++ de cloruro de calcio (CaCI2) y 66 ppm de Mg++ de cloruro de magnesio (MgCI2) en agua desionizada. c) Agua desionizada estándar. La prueba de la tracción y la normalización se realiza como sigue: Las tiras de prueba se remojan en las varias soluciones, y a continuación se mide la resistencia en húmedo. Las soluciones representan el tipo de medios en los cuales la pulpa puede estar expuesta, por ejemplo, condiciones de sal concentrada para almacenamiento en uso (10%) y varias condiciones de agua para el desecho (200 ppm para el desecho en agua dura y agua desionizada para el desecho en agua más blanda). Para determinar la resistencia a la tracción en húmedo, un probador de la tracción (Instron 5542 o un probador similar), se ajusta a los siguientes parámetros: a) sujetadores neumáticos utilizando cubiertas de 2.54 x 2.54 centímetros ( x 1 pulgadas); b) un hueco o 5.08 centímetros (2 pulgadas) entre las cubiertas superior e inferior; c) una velocidad transversal del cabezal de 2.54 centímetros/minuto (1 pulgada/minuto); y d) una celda de carga capaz de medir hasta 20,000 gm/2.54 centímetros (20,000 gm/pulgada). Las tiras de tracción se remojaron (4-6 tiras por solución de remojo) durante 60 minutos en la solución de remojo especificada, poniendo énfasis en asegurarse que ocurre la humectación total de las tiras. El nivel de la solución de remojo utilizada es como sigue: a) 125 gramos de una solución de sal de NaCI al 10% por grupo de tracción (4-6 tiras); y b) 45 gramos de agua dura o agua desionizada por tira de tracción remojada. Tras el retiro de la solución de remojo, la tira de tracción se coloca en una toalla de papel absorbente para eliminar la solución en exceso, y a continuación se prueba inmediatamente para la resistencia a la tracción. La resistencia a la tracción promedio (gf/2.54 centímetros) ((gf/pulgada)) se normaliza a continuación a un peso base de la red de 1 12.5 gsm (peso base representativo), utilizando la siguiente fórmula: . . . , , . , Resistencia a la tracción promedio (gf/pulgada) x 1 12.5 gsm Resistenci a a la tracción normalizada = Peso base real (gsm) La resistencia a la tracción sin tratar se normaliza a un peso base de la tela estándar (1 12.5 gsm), con el fin de compensar los ligeros efectos de las variaciones en el peso de la tela. El índice de resistencia en húmedo se calcula a continuación para cada ejemplo con el fin de reducir al minimo las diferencias en la resistencia en húmedo debido a los niveles variables de complemento del aglutinante. Se calcula de acuerdo con la siguiente fórmula: , .. , , . f Resistencia a la tracción en húmedo normalizada Indice de resistencia en húmedo = El índice de resistencia en húmedo de cada ejemplo se calculó en agua desionizada y en una solución de NaCI al 10% (el índice en agua dura también se calculó para los ejemplos 28- 31 ). Las siguientes abreviaturas de las composiciones se utilizan en los ejemplos: AA Monómero de ácido acrílíco BA Monómero de acrilato de butilo BC 025 Hitenol BC 1025, agente tensoactivo de sulfato de amonio de éter de polioxietilen alquilfenilo polimerizable bCEA Monómero de acrilato de beta-carboxi etilo ES-40 Agente tensoactivo de Standopol ES-40 (sal de sodio de etoxilato de sulfatos de alcohol alquílico) ibMA Monómero de metacrilato de isobornilo MAA Monómero de ácido metacrílico MEM Monómero de maleato de monoetilo MMA Metacrilato de metilo nBMA Monómero de metacrilato de n-butilo tOA Monómero de octil acrilamida terciaria Trem LF-40 Agente tensoactivo de sulfosuccinato de dodecil alilo sódico polimerizable. Los aglutinantes en los Ejemplos 1 -4 contienen acrilato de butilo y ácido metacrílico y los aglutinantes en los Ejemplos 5-9 contienen además tOA. Estos ejemplos son neutralizados a grados variables y los resultados de la tracción ilustran el efecto que la cantidad de neutralización tiene en las propiedades sensibles a la sal del aglutinante. En estos ejemplos, el por ciento de hidróxido de sodio utilizado para neutralizar el polímero se basa en el por ciento en peso del polímero seco, es decir (sólidos/sólidos). Los Ejemplos 1 y 5 no están neutralizados, y por lo tanto no están cubiertos por la presente invención. Se incluyen para propósitos comparativos.

CUADRO 3 Composición de los Ejemplos 1 -9 CUADRO 4 Valores de la resistencia a la tracción para los Ejemplos 1-9 Los índices de resistencia en húmedo del Cuadro 4 se grafican contra la cantidad de base utilizada para neutralizar la emulsión y se muestran en la Figura 2. Como puede observarse del Cuadro 4 y la Figura 2, conforme el grado de neutralización se incrementa, el aglutinante en emulsión solubilizado en agua se vuelve más dispersable en la solución de NaCI al 10% y en agua desionizada. Los Ejemplos 1 y 5 también ilustran que cuando el polímero no se neutraliza, tiene propiedades de sensibilidad a la sal muy limitadas puesto que la diferencia entre la resistencia en húmedo en NaCI al 10% y la resistencia en húmedo de DI es pequeña. Las composiciones y las propiedades de tracción de los Ejemplos 10-16 se muestran a continuación en los Cuadros 5 y 6. Estos ejemplos ilustran el efecto del agente de transferencia de la cadena y el peso molecular en el índice de resistencia en húmedo. La cantidad del agente de transferencia de la cadena presente durante la reacción de polimerización se reporta como el por ciento en peso del contenido total del monómero. El peso molecular se mide mediante análisis de GPC utilizando estándares de poliestireno como el peso molecular de referencia.

CUADRO 5 Composición de los Ejemplos 10-16 CUADRO 6 Efecto del peso molecular en la resistencia en húmedo Los índices de resistencia en húmedo que se reportan en los Ejemplos 10-15 para NaCI al 10% y agua DI, se ilustran en la Figura 3, y se grafican contra la cantidad de agente de transferencia de la cadena. Como se muestra en la Figura 3, el uso de cantidades más altas de agentes de transferencia de la cadena, generalmente causa que el polímero se vuelva más dispersable en soluciones de sal concentradas y agua DI. Los polímeros en los Ejemplos 10A-15B siguientes, tienen las mismas composiciones y pesos moleculares correspondientes que aquéllos en los Ejemplos 10-15; esto es, las composiciones del polímero de los Ejemplos 10A y 10B se correlacionan con la composición en el Ejemplo 10, y así sucesivamente. Los polímeros en los Ejemplos siguientes se diluyen a un contenido de sólidos objetivo de aproximadamente 20% en los ejemplos "A" y aproximadamente 25 en los ejemplos "B". Los valores reales de sólidos se indican en el Cuadro 7 siguiente. Las emulsiones se neutralizaron a continuación con NaOH al 7% en una base de sólidos/sólidos, y se probaron para las propiedades físicas que también se reportan en el Cuadro 7.

CUADRO 7 Propiedades físicas de los Ejemplos 10A-15B Como se muestra en el Cuadro 7, la viscosidad de la emulsión solubilizada en agua, típicamente se incrementa con el peso molecular del polímero. También puede observarse que la viscosidad se incrementa rápidamente conforme el contenido de sólidos se eleva. Las composiciones para los Ejemplos 17-23 se muestran a continuación en el Cuadro 8. Estos ejemplos se polimerizaron con varios monómeros de ácido carboxílico para determinar los efectos de cada monómero y las propiedades sensibles a la sal del aglutinante. Las resistencias a la tracción en húmedo y los índices de resistencia en húmedo proporcionados por cada composición de aglutinante se reportan en el Cuadro 9.

CUADRO 8 Composición de los Ejemplos 17-23 CUADRO 9 Desempeño del ácido carboxílico Los resultados en el Cuadro 9 ¡lustran que para estos ejemplos, la elección del monómero de ácido carboxílico afecta las características de sensibilidad a la sal del aglutinante. Por ejemplo, una comparación de los Ejemplos 17 y 18 muestra que un aglutinante en emulsión solubilizado de BA/MMA/MAA proporciona una resistencia en húmedo más alta en soluciones salinas concentradas que un monómero de BA/MMA/AA, mientras que todavía tiene una buena dispersabilidad en agua desionizada (véase la Figura 1 ). De igual manera, se observa en los Ejemplos 22 y 23 que un aglutinante de BA/MAA proporciona casi 8 veces la resistencia en húmedo de un aglutinante de BA/bCEA en NaCI al 10%. Deberá entenderse que aunque el MAA parece proporcionar el mejor desempeño de sensibilidad a la sal en estos ejemplos, cualquier monómero de ácido carboxílico puede utilizarse; en realidad, el ácido acrílico o bCEA puede ser adecuado en otros sistemas poliméricos. Las propiedades de sensibilidad a la sal también son afectadas por la cantidad del monómero de ácido carboxílico, como puede observarse de los Ejemplos 24-27 en los Cuadros 10 y 1 , siguientes.

CUADRO 10 Composición de los Ejemplos 24-27 CUADRO 11 Comparación con niveles variables de MAA El efecto de la cantidad del ácido metacrílico en el índice de resistencia en húmedo se ilustra en la Figura 4. La Figura 4 muestra que conforme la cantidad de ácido metacrílico se incrementa, los polímeros generalmente proporcionan una cantidad mayor de resistencia a la tracción en húmedo tanto en soluciones salinas concentradas como en agua DI. Como se discutió anteriormente, en las modalidades preferidas de la presente invención, las composiciones de aglutinante contienen un monomero hidrofobico además del ácido carboxílico y los monómeros de acrilato. Los Ejemplos 28-31 ilustran el efecto de variar la cantidad y el tipo de monomero hidrofobico en un aglutinante que tiene BA como el componente de acrilato de alquilo y MAA como el componente de ácido carboxílico.

CUADRO 12 Composición de los Ejemplos 28-31 CUADRO 13 Comparación del monómero hidrofobico variable Los valores de la resistencia en húmedo en el Cuadro 13 ilustran que la presencia de un monómero hidrofobico puede mejorar las propiedades de sensibilidad a la sal del polímero para ciertas aplicaciones. Por ejemplo, se ha observado que todos los aglutinantes en los Ejemplos 28-31 proporcionan valores de resistencia en húmedo aceptables en NaCI al 10% y agua DI. Además, se ha observado que en los Ejemplos 29-31 , las redes tienen resistencias en húmedo relativamente bajas en soluciones que tienen 200 ppm de cationes divalentes; la elevación del índice en la solución de 200 ppm no es más que aproximadamente 10.5 de aquélla de agua DI. Las propiedades de sensibilidad a la sal de este tipo son particularmente deseables para los mercados o aplicaciones en donde se requiere dispersabilidad en agua dura. Los aglutinantes en los Ejemplos 32-36, mostrados a continuación, se polimerizan en una emulsión estable utilizando un agente tensoactivo de sulfato de éter no polimerizable (ES-40) o un monómero de un agente tensoactivo polimerizable (BC 1025 o Trem LF-40). La cantidad de agente tensoactivo y el agente de transferencia de cadena se reporta como el por ciento en peso del contenido total del monómero que no es del agente tensoactivo.

CUADRO 14 Composición de los Ejemplos 32-36 CUADRO 15 Valores de la resistencia de los Ejemplos 32-36 Como puede observarse en el Cuadro 15, el empleo de emulsificantes polimerizables produce aglutinantes con características de sensibilidad a la sal, que son equivalentes a, si no es que superiores a los agentes tensoactivos no polimerizables. Los ejemplos anteriores pretenden explicar más completamente la invención como se define por las reivindicaciones siguientes. Muchas modificaciones y variaciones de esta invención pueden hacerse sin apartarse de su espíritu y alcance, como será evidente para aquellos con experiencia en la técnica. Por ejemplo, el incrementar o disminuir las varias relaciones del monómero, puede influenciar el desempeño para la tracción de una red, así como cambiar el nivel de neutralización. Otros factores también afectan la dispersabilidad de una red, tal como el tipo de fibras, la estructura del sustrato y la cantidad de aglutinante utilizado. Por supuesto, se entenderá también que las propiedades de resistencia en húmedo específicas variarán dependiendo de la aplicación deseada. Las modalidades especificas descritas en la presente, se ofrecen a manera de ejemplo únicamente, y la invención está limitada únicamente por los términos de las reivindicaciones anexas, junto con el alcance completo de los equivalentes a los cuales tales reivindicaciones tienen derecho. En vista de la discusión anterior, el conocimiento relevante en la técnica y las referencias discutidas anteriormente con relación a los Antecedentes y la Descripción Detallada, las descripciones de los cuales se incorporan en la presente como referencia, se considera que una descripción adicional es innecesaria.

Claims (2)

1. NOVEDAD DE LA INVENCION REIVINDICACIONES 1 .- Un método para producir una solución de aglutinante polimérico sensible a la sal, activable por los iones, para un articulo no tejido, el método comprende los pasos de: i) preparar una composición en emulsión polimerizando en emulsión en un medio acuoso una resina de un copolímero que contiene de aproximadamente 5 a aproximadamente 80 por ciento en peso de unidades de un monómero de ácido carboxílico y de aproximadamente 10 a aproximadamente 95 por ciento en peso de unidades de un comonómero etilénicamente no saturado; ii) convertir la composición en emulsión en una solución neutralizando la resina del copolímero con una base hasta que la resina es soluble en agua; y ¡ii) controlar la viscosidad de la solución para que sea menos de aproximadamente 2,000 cps a 23°C, en donde el aglutinante sensible a la sal, activado por los iones, proporciona un índice de resistencia en húmedo característicos de menos de 25 en agua desionizada y una elevación del índice de la resistencia en húmedo característico de al menos 15 puntos en una solución acuosa de NaCI al 10%. 2.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende el paso de diluir la composición en emulsión a un nivel de sólidos de 10% a 35% antes de neutralizar la resina de copolímero. 3.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque comprende el paso de diluir la composición en emulsión a un nivel de sólidos de 15% a 25% de sólidos antes de neutralizar la resina de copolímero. 4.- El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la viscosidad de la solución se controla para que sea menos de aproximadamente 1 ,000 cps a 23°C. 5. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la viscosidad de la solución se controla para que sea menos de aproximadamente 500 cps a 23°C. 6. - El método de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la viscosidad de la solución se controla para que sea menos de aproximadamente 200 cps a 23°C. 7. - Un método para hacer una red no tejida con un aglutinante polimérico, el método comprende los pasos de: i) preparar una composición en emulsión polimerizando en emulsión en un medio acuoso una resina de copolímero que contiene de aproximadamente 5 a aproximadamente 80 por ciento en peso de unidades de ácido carboxílico y de aproximadamente 10 a aproximadamente 95 por ciento en peso de unidades de un comonómero etilénicamente no saturado; ii) convertir la composición en emulsión a una solución de aglutinante neutralizando la resina de copolímero con una base, al menos hasta que es soluble en agua; iii) proporcionar una red fibrosa; y iv) aplicar la solución de aglutinante a la red fibrosa, en donde el aglutinante es activable por los iones de manera que proporciona un índice de resistencia en húmedo característico de menos de 25 en agua desionizada y una elevación en el índice de resistencia en húmedo característico de al menos 15 puntos en una solución acuosa de NaCI al 10%. 8.- El método de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado además porque comprende el paso de secar la red. 9.- Un polímero de un aglutinante sensible a la sal, activable por los iones, que comprende: i) de aproximadamente 10 a aproximadamente 70 por ciento en peso de unidades de ácido metacrílico; ii) de aproximadamente 10 a aproximadamente 90 por ciento en peso de unidades de acrilato de alquilo que tienen de 2 a 4 átomos de carbono en la porción alquilo; y iii) de aproximadamente 2 a 55 por ciento en peso de unidades de un monómero hidrofóbico seleccionadas del grupo de alquil (met)acrilamidas que tienen de 4 a 12 átomos de carbono en la porción alquilo, unidades de metacrilato de alquilo de cadena lineal o ramificada que tienen de 4 a 6 átomos de carbono en la porción alquilo; (met)acrilatos de bicicloalquilo con de 4 a 20 átomos de carbono en la porción cicloalquilo; y combinaciones de los mismos, en donde el polímero del aglutinante sensible a la sal, activado por los iones, se prepara mediante la polimerización en emulsión en un medio acuoso y se neutraliza de manera que es soluble en agua, y en donde el aglutinante proporciona un índice de resistencia en húmedo característico de menos de 25 en agua desionizada y una elevación en el índice de resistencia en húmedo característico de al menos 15 puntos en una solución acuosa de NaCI al 10%. 10. - El polímero de aglutinante sensible a la sal de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque las unidades de acrilato de alquilo comprenden acrilato de butilo. 1 1 . - El polímero de aglutinante sensible a la sal de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque las unidades del monómero hidrofóbico comprenden un (met)acrilato de bicicloalquilo sustituido o no sustituido que tiene de 6 a 14 átomos de carbono en la porción cicloalquilo. 12. - El polímero de aglutinante sensible a la sal de conformidad con la reivindicación 1 1 , caracterizado además porque las unidades del monómero hidrofóbico comprenden metacrilato de isobornilo. 13. - El polímero de aglutinante sensible a la sal de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque las unidades del monómero hidrofóbico comprenden metacrilato de n-butilo. 14.- El polímero de aglutinante sensible a la sal de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque las unidades del monómero hidrofóbico comprenden una (met)acrilamida de alquilo que tiene de 6 a 10 átomos de carbono en la porción alquilo. 15. - El polímero de aglutinante sensible a la sal de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado además porque las unidades del monómero hidrofóbico comprenden octil acrilamida N terciaria. 16. - El polímero de aglutinante sensible a la sal de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque el polímero comprende menos de 5 por ciento en peso de (met)acrilatos de alquilo de cadena lineal o ramificada que tienen de 8 a 12 átomos de carbono en la porción alquilo. 1 7. - El polímero de aglutinante sensible a la sal de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado además porque el aglutinante proporciona un índice de resistencia en húmedo característico de menos de 25 en agua desionizada y una elevación en el índice de resistencia en húmedo característico de no más de 15 puntos en una solución acuosa que contiene 200 ppm de cationes divalentes. 18. - Una solución de un aglutinante sensible a la sal, activable por iones, acuoso, para una red no tejida, que comprende: a) agua; y b) una composición de resina solubílizada en agua convertida de un copolimero en emulsión, en donde la composición de resina incluye (i) un copolimero con de aproximadamente 5 a aproximadamente 80 por ciento en peso de unidades de ácido carboxilico, y de aproximadamente 10 a aproximadamente 95 por ciento en peso de unidades de un comonomero etilénicamente no saturado; y (ii) una cantidad de emulsificante efectiva para mantener una emulsión estable durante la polimerización del polímero, en donde el aglutinante sensible a la sal, activable por los iones, proporciona un índice de resistencia en húmedo característico de menos de 25 en agua desionízada y una elevación en el índice de resistencia en húmedo característico de al menos 15 puntos en una solución acuosa de NaCI al 10%. 19. - La composición de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el emulsificante está presente en una cantidad de aproximadamente 0.05 a aproximadamente 10 por ciento en peso, basándose en el peso total de los sólidos. 20.- La composición de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el emulsificante está presente en una cantidad de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 5 por ciento en peso, basándose en el peso total de los sólidos. 21 - La composición de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el emulsificante incluye uno o más agentes tensoactivos polimerizables que son polimerizados en la cadena principal del copolímero. 22.- La composición de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el emulsificante consiste de uno o más agentes tensoactivos polimerizables que son polimerizados en la cadena principal del copolímero. 23.- La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el copolímero comprende de aproximadamente 20 a aproximadamente 65 por ciento en peso de unidades de ácido carboxílico. 24.- La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque las unidades de ácido carboxílico comprenden ácido metacrílico. 25. - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque las unidades de ácido carboxílico comprenden un éster monoalquílico de ácido maleico. 26. - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 25, caracterizada además porque el éster monoalquílico de ácido maleico es maleato de monoetilo. 27. - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque las unidades del comonómero etilénicamente no saturado comprenden un acrilato de alquilo que tiene de 1 a 4 átomos de carbono en la porción alquilo. 28. - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 27, caracterizada además porque las unidades de acrilato de alquilo comprenden acrilato de butilo. 29. - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque las unidades del monómero etilénicamente no saturado comprenden unidades del monómero hidrofóbico que se seleccionan del grupo que consiste de alquil (met)acrilamidas que tienen de 2 a 15 átomos de carbono en la porción alquilo; metacrilatos de alquilo de cadena lineal o ramificada que tienen de 4 a 12 átomos de carbono en la porción alquilo; acrilatos de alquilo de cadena lineal o ramificada que tienen de 5 a 12 átomos de carbono en la porción alquilo; un (met)acrilato de bicicloalquilo sustituido o no sustituido; y combinaciones de los mismos. 30.- La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 29, caracterizada además porque el copolímero incluye de 2 a aproximadamente 55 por ciento en peso de las unidades del monómero hidrofóbico. 31 .- La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 29, caracterizada además porque el copolímero comprende de aproximadamente 3 a aproximadamente 20 por ciento en peso de las unidades del monómero hidrofóbico. 32. - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque las unidades del monómero etilénicamente no saturado comprenden unidades de un monómero endurecedor. 33. - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 32, caracterizada además porque el copolímero incluye de 2 a 55 por ciento en peso de las unidades del monómero endurecedor. 34. - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 32, caracterizada además porque el copolímero incluye de 10 a 50 por ciento en peso de las unidades del monómero endurecedor. 35. - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 32, caracterizada además porque las unidades del monómero endurecedor tienen una temperatura de transición vitrea en el intervalo de 40°C a 140°C. 36. - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 32, caracterizada además porque las unidades del monómero endurecedor tienen una temperatura de transición vitrea en el intervalo de 80°C a 120°C. 37. - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 32, caracterizada además porque las unidades del monómero endurecedor comprenden metacrilato de metilo. 38. - La composición de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el copolímero contiene menos de 0.25 por ciento en peso de monómeros reticulables basándose en el peso total de los sólidos. 39. - La composición de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el copolímero tiene un peso molecular de aproximadamente 40,000 a aproximadamente 500,000 g/mol. 40. - La composición de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el copolímero tiene un peso molecular de aproximadamente 60,000 y 250,000 g/mol. 41 . - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque la resina del copolímero se solubiliza al menos al punto en donde la solución alcanza su máxima transparencia óptica en agua. 42. - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque la resina del copolímero se solubiliza en agua neutralizándola con una cantidad de base estequiométricamente equivalente a 5% y 55% de las unidades de ácido carboxílico presentes en la emulsión. 43 - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 42, caracterizada además porque la base contiene cationes que son monovalentes. 44 - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque la solución de aglutinante tiene un pH de aproximadamente 4 a aproximadamente 9. 45 - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque la solución de aglutinante tiene un pH de aproximadamente 6 a aproximadamente 8. 46. - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque la solución de aglutinante tiene un pH de aproximadamente 6 a aproximadamente 7. 47. - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el aglutinante proporciona un índice de resistencia en húmedo característico de menos de 25 en agua desionízada y una elevación en el índice de resistencia en húmedo característico de al menos 35 puntos en una solución acuosa de NaCI al 0%. 48. - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el aglutinante proporciona un índice de resistencia en húmedo característico de menos de 10 en agua desionizada y una elevación en el índice de resistencia en húmedo característico de al menos 50 puntos en una solución acuosa de NaCI al 10%. 49. - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el aglutinante proporciona un índice de resistencia en húmedo característico de al menos aproximadamente 40 en una solución acuosa de NaCI al 10%, y un índice de resistencia en húmedo característico de menos de aproximadamente 10 en agua desionizada. 50. - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el aglutinante proporciona un índice de resistencia en húmedo característico de al menos aproximadamente 80 en una solución acuosa de NaCI al 10%, y un índice de resistencia en húmedo característico de menos de aproximadamente 5 en agua desionizada. 51 . - La solución de aglutinante de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada además porque el aglutinante proporciona un índice de resistencia en húmedo característico de al menos aproximadamente 00 en una solución acuosa de NaCI al 10%, y un índice de resistencia en húmedo característico de menos de aproximadamente 5 en agua desionizada. 52. - Una red no tejida que incluye un aglutinante polimérico sensible a la sal, activable por los iones, la mejora en la cual el aglutinante comprende: a) una composición de resina polimerizada en emulsión, solubilizada en agua, que tiene: (i) un copolímero con de aproximadamente 5 a aproximadamente 80 por ciento en peso de unidades de ácido carboxilico, y de aproximadamente 10 a aproximadamente 95 por ciento en peso de unidades de un comonómero edénicamente no saturado; y (ii) una cantidad de emulsificante efectiva para mantener una emulsión acuosa estable con el polímero conforme este se polimeriza, en donde el aglutinante es activable por los iones, de manera que proporciona un índice de resistencia en húmedo característico de menos de 25 en agua desionizada y una elevación en el índice de resistencia en húmedo característico de al menos 20 puntos en una solución acuosa de NaCI al 0%. 53. - La mejora de conformidad con la reivindicación 52, caracterizada además porque la red no tejida está en contacto con una composición humectante que contiene al menos aproximadamente 0.1 % en peso de una sal inorgánica. 54. - La mejora de conformidad con la reivindicación 52, caracterizada además porque el artículo se selecciona del grupo que consiste de una toallita húmeda, una toallita doméstica, un pañal, una prenda interior para la incontinencia y un producto para el cuidado femenino.