ADITIVOS TÉCNICOS
En la formulación de la cola de almidón juegan un papel determinante en la eficiencia del proceso y en la calidad del producto final. Si bien el almidón constituye la base adhesiva principal, es común la incorporación de aditivos que optimizan su comportamiento. Entre ellos, las resinas representan una herramienta clave para mejorar propiedades como la adhesión, la resistencia mecánica y la durabilidad frente a condiciones ambientales adversas.
¿Qué aportan las resinas?
Las resinas actúan como modificadores funcionales de la cola. Su acción se traduce en beneficios tanto en el rendimiento en máquina como en las propiedades del cartón terminado. Dependiendo del tipo y concentración empleada, las resinas pueden:
- Incrementar la fuerza de pegado.
- Estabilizar la viscosidad y prevenir la retrogradación del almidón.
- Mejorar el comportamiento frente a la humedad.
- Reducir defectos de delaminación, micro fisuras y fragilidad del adhesivo.
- Aumentar la velocidad de secado o el rango operativo en condiciones críticas.
A continuación, se detallan los principales tipos de resinas utilizadas en la industria, clasificadas según su origen y función.
1. Resinas Naturales
Las resinas naturales son sustancias orgánicas que se obtienen de plantas, principalmente de árboles. Se caracterizan por ser viscosas y adherentes, y, en su estado puro, suelen ser ámbar, transparentes o translúcidas. Estas resinas se producen actuando como un mecanismo de defensa natural.
- Goma Arábiga
Polisacárido de origen vegetal, altamente compatible con sistemas acuosos y almidonosos. Su función principal es actuar como modificador reológico y estabilizador del adhesivo.
Propiedades técnicas:
- Puede integrarse fácilmente sin alterar sustancialmente la formulación base.
- Inhibe la retrogradación del almidón, reduciendo la formación de geles.
- Mejora la estabilidad coloidal del sistema, evitando la sedimentación.
- Incrementa la flexibilidad del adhesivo seco.
- Disminuye la absorción de agua en el adhesivo curado.
- Mejora la adherencia inicial (wet tack) sin comprometer la viscosidad.
- Resinas de Colofonia (Rosin)
Derivadas de la resina de pino, contienen ácidos resinólicos que interactúan con el almidón, mejorando su compatibilidad con las fibras de celulosa.
Ventajas técnicas:
- Aumentan la afinidad entre el adhesivo y el papel, promoviendo una mejor unión flauta–linner.
- Incrementan la tack inicial, facilitando el anclaje del papel en la etapa de pegado.
- Actúan como hidrofobizantes parciales, mejorando el desempeño en ambientes húmedos.
- Son eficaces modificadores de viscosidad, mejorando la fluidez y la aplicación uniforme del adhesivo.
2. Resinas Sintéticas
Las resinas sintéticas son polímeros que se producen a partir de reacciones químicas entre monómeros, generalmente derivados del petróleo. A diferencia de las resinas naturales, que se obtienen de fuentes biológicas como árboles o plantas, las resinas sintéticas son diseñadas específicamente para tener propiedades particulares que se adaptan a diversas aplicaciones industriales.
Los tipos más comunes de resinas sintéticas incluyen epoxi, poliéster, poliuretano y acrílicas. Cada una tiene sus propias características y aplicaciones específicas de durabilidad, versatilidad, propiedades mecánicas y/o resistencia química.
- Polivinil Acetato (PVA)
Polímero sintético altamente compatible con almidones. Suele utilizarse en formulaciones que requieren una mejora significativa en la resistencia mecánica y la elasticidad del adhesivo.
Beneficios técnicos:
- Aumenta la cohesión y flexibilidad del adhesivo seco.
- Mejora la resistencia al agrietamiento y la delaminación.
- Reduce la necesidad de almidón, optimizando el coste por metro cuadrado.
- Mejora la resistencia al agua por formación de redes parcialmente hidrofóbicas.
- Proporciona estabilidad reológica durante el almacenamiento y la aplicación.
- Resinas Acrílicas
Obtenidas por polimerización de monómeros acrílicos o metacrílicos. Son aditivos de alto valor tecnológico utilizados cuando se requiere una excelente distribución, adherencia y durabilidad.
Aplicaciones avanzadas:
- Alta compatibilidad con sistemas base almidón.
- Estabilidad térmica y resistencia al envejecimiento.
- Propiedades reológicas personalizables mediante copolimerización.
- Adecuadas para papeles reciclados o de baja porosidad.
- Resinas Epóxicas
Polímeros termoestables poco comunes en formulaciones estándar, pero útiles en aplicaciones de alta exigencia.
Contribuciones clave:
- Alta resistencia química y mecánica.
- Formación de enlaces covalentes con grupos hidroxilo del almidón, mejorando la adhesión molecular.
- Tolerancia superior a la humedad, a la intemperie y a agentes agresivos.
3. Resinas Modificadas
Las resinas modificadas son polímeros que han sido alterados o mejorados a partir de resinas base para obtener propiedades específicas que no se encuentran en la resina original. Este proceso de modificación puede realizarse mediante la adición de otros compuestos químicos, la mezcla con otros tipos de resinas o mediante procesos físicos y químicos que cambian la estructura del polímero.
En resumen, las resinas modificadas son herramientas versátiles en la ingeniería de materiales que permiten crear cartones más eficientes y adaptados a necesidades específicas.
- Resinas Fenol-Formaldehído
Polímeros termoestables ampliamente utilizados en ambientes extremos donde la durabilidad y la resistencia al calor son esenciales.
Aspectos técnicos destacados:
- Proporcionan excelente resistencia térmica y química.
- Reducen significativamente la absorción de agua.
- Aumentan la rigidez del adhesivo seco sin pérdida de adherencia.
- Ideales para líneas de producción de cartón para aplicaciones industriales, almacenamiento al aire libre o embalaje pesado.
- Resinas Urea-Formaldehído
Ofrecen dureza y rigidez en la unión, aunque con ciertas restricciones medioambientales debido a la emisión de formaldehído.
Características técnicas:
- Mejoran la velocidad de curado y reducen los tiempos de prensado.
- Proporcionan adhesivos duros y resistentes al colapso mecánico.
- Útiles en formulaciones donde se prioriza la estructura rígida y el comportamiento dimensional estable.
Consideraciones para su aplicación
La selección de una resina no debe hacerse de forma aislada, sino en función de múltiples variables:
- Tipo de papel (linner y flauta).
- Tipo de almidón utilizado (nativo, modificado, pregelatinizado).
- Condiciones operativas (temperatura, humedad, velocidad de la máquina).
- Requisitos de resistencia final del cartón (ECT, BCT, adhesión).
Una evaluación técnico-económica personalizada permitirá optimizar tanto el rendimiento de la línea como la calidad final del producto, con impacto directo en la productividad y los costes.
Conclusión
El uso estratégico de resinas en la formulación de adhesivos a base de almidón representa una solución avanzada para resolver desafíos comunes y potenciar las prestaciones del cartón ondulado. Incluso en procesos donde no se presentan fallos evidentes, la incorporación de estos aditivos puede traducirse en:
- Mejoras significativas en calidad.
- Reducción de consumo de adhesivo.
- Mayor velocidad de operación.
- Disminución de defectos y reclamaciones.
- Mayor durabilidad en condiciones exigentes.
Tip
Antes de implementar cualquier cambio en formulación, es imprescindible realizar un estudio técnico completo de los parámetros de producción, tipo de papeles, formulación de base, condiciones de máquina y objetivos de rendimiento.
