BR112017002040B1

BR112017002040B1 - Método e dispositivo para o revestimento contínuo de uma rede de substrato fibroso à base de celulose com cloreto de ácido graxo e uso de uma rede de substrato fibroso à base de celulose

Info

Publication number: BR112017002040B1
Application number: BR112017002040-8A
Authority: BR
Inventors: Christian Eichholz; Hubertus Kroner; Benjamin Schmidt-Hansberg; Lukas Wengeler; Jochen Gattermayer; Nils Lawrenz
Original assignee: Delfortgroup Ag
Priority date: 2014-08-06
Filing date: 2015-08-06
Publication date: 2022-04-05
Also published as: PT3177408T; BR112017002040A2; ES2808674T3; PH12017500194B1; KR20170039179A; US20170241080A1; EP3177408A4; PH12017500194A1; MX2017001636A; JP2017530855A; WO2016020866A1; EP3177408B1; KR102193503B1; CN106573268A; PL3177408T3; JP6636501B2; CN106573268B; EP3177408A1

Abstract

A presente invenção refere-se a um processo para revestir continuamente uma rede de substrato fibroso à base de celulose com um cloreto de ácido graxo, o qual compreende as etapas de a) pré-secagem de uma rede de substrato fibroso à base de celulose até um teor de matéria seca de acordo com a norma EN ISO 638:2008 de menos de 10%; b) revestimento da rede de substrato fibroso à base de celulose pré-secada na etapa a) com uma composição líquida de cloreto de ácido graxo a uma umidade relativa de acordo com a norma DIN EN 20187 de menos de 20% de rh e uma temperatura abaixo da temperatura de ebulição da composição líquida de cloreto de ácido graxo; c) tratamento térmico da rede de substrato fibroso à base de celulose revestida obtida a partir da etapa b).

Description

[001] A presente invenção refere-se a um método para revestir continuamente uma rede de substrato fibroso à base de celulose com cloreto de ácido graxo e a um dispositivo de revestimento para o revestimento contínuo da rede de substrato fibroso com uma composição líquida de cloreto de ácido graxo.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] O tratamento de redes de substrato fibroso à base de celu lose tais como papel, placa de papel ou papelão com substâncias hi- drofobilizantes é conhecido e é uma opção para reduzir a penetração da umidade em substratos fibrosos. Desta maneira, a estabilidade de substratos fibrosos à base de celulose pode ser mantida pelo menos parcialmente mesmo se eles forem expostos à umidade.

[003] Na técnica anterior é conhecido o revestimento de subs tratos fibrosos à base de celulose com ceras. Tais revestimentos propiciam boas propriedades hidrofóbicas, mas têm a desvantagem que os substratos fibrosos encerados não podem ser reciclados, ou pelo menos somente com dificuldade. Isso também se aplica a muitas outras substâncias hidrofobilizantes conhecidas na técnica anterior. Desse modo, de modo geral, tais substratos fibrosos revestidos não podem ser retornados ao processo de reciclagem de papel normal.

[004] Além disso, a fim de hidrofobilizar substratos fibrosos à ba se de celulose, é conhecido o tratamento dos mesmos com cloretos de ácidos graxos. Entre os métodos para o tratamento de substratos fibrosos à base de celulose, são conhecidos métodos à base de solven- te e livres de solvente.

[005] Nos métodos à base de solvente, o cloreto de ácido graxo é dissolvido em um solvente orgânico antes da aplicação a uma rede de substrato fibroso. Enquanto o solvente é evaporado em um secador térmico, o cloreto de ácido graxo aplicado reage com os grupos hidro- xila do substrato de papel fibroso para formar ácido graxo ligado cova- lentemente com a geração de cloreto de hidrogênio. Para os métodos à base de solvente, a manipulação segura do solvente não se dá sem problemas e há um risco de explosão devido ao teor geralmente elevado do solvente. Desse modo, em um processo para a produção de uma rede de substrato fibroso, esses métodos só podem ser usados se medidas de segurança estritas forem empregadas. Os métodos livres de solvente para revestimento com cloretos de ácido graxo, por outro lado, têm a desvantagem de propiciar propriedades hidrofóbicas mais pobres e em que uma proporção elevada de ácidos graxos não é ligada à rede de substrato fibroso, o que acarreta uma carga para o ciclo de produção. Uma desvantagem adicional de métodos conhecidos é que quantidades muito grandes têm que ser aplicadas a fim de obter boas propriedades hidrofóbicas.

[006] O documento de patente WO 99/08784 descreve um méto do para o tratamento de um material hidrofílico sólido, por exemplo, papel ou vidro, com uma composição que compreende um reagente hidrofobilizante reativo, em particular um cloreto de ácido graxo, o qual reage com o material hidrofílico com a formação de ligações covalentes, de modo que uma impregnação hidrofóbica é obtida. Para essa finalidade, uma solução do reagente hidrofobilizante reativo em um solvente orgânico é aplicada ao material de uma maneira tal que o reagente hidrofobilizante é depositado em uma forma finamente distribuída, isto é, na forma de uma microdispersão. Em seguida, um fluxo de ar é aplicado ao material tratado, em que o reagente hidrofobilizante reage com o substrato com a formação de uma ligação covalente e as substâncias voláteis, em particular cloreto de hidrogênio, as quais são liberadas durante a reação do reagente hidrofobilizante com o substrato, são removidas. O método requer o uso de grandes quantidades de solvente orgânico.

[007] O documento de patente U.S. 2013/0236647A1 descreve um método para o tratamento de substratos fibrosos à base de celulose, por exemplo, papel, placa de papel ou papelão, com cloreto de ácido graxo por meio de revestimento com gravura. Após o revestimento com gravura, o substrato fibroso à base de celulose com cloreto de ácido graxo, a rede de substrato fibroso à base de celulose é guiada sobre um cilindro de secagem para a secagem e secada por meio de secagem de contato. As grandes proporções de ácido graxo, que não são limitadas ao substrato fibroso à base de celulose, são desvantajosas e acarretam uma carga para o ciclo de produção.

[008] Um método similar é conhecido a partir do documento de patente U.S. 2014/0113080 em que, no início, um substrato fibroso à base de celulose, por exemplo papel, é revestido com álcool poliviní- lico e em seguida um ácido graxo ativado é depositado sobre a superfície revestida com o álcool polivinílico, em que o substrato fibroso é aquecido até uma temperatura acima do ponto de fusão do ácido gra- xo ativado.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[009] O objetivo da presente invenção consiste na provisão de um método aperfeiçoado para o revestimento contínuo de uma rede de substrato fibroso com cloreto de ácido graxo, que evita tanto quanto possível as desvantagens acima mencionadas. Em particular, o método irá resultar em produtos que são comparáveis com os revestimentos de cera no que diz respeito à hidrofobilização obtida e à durabilidade e, desse modo, provê uma substituição para a cera. Além disso, os produtos produzidos de acordo com o método de acordo com a invenção irão satisfazer os requisitos de reciclagem de papel e serão recicláveis.

[0010] Surpreendentemente, foi verificado que o objetivo pode ser atingido por um método para o revestimento contínuo de uma rede de substrato fibroso à base de celulose com cloreto de ácido graxo, o qual compreende as etapas de a) pré-secagem de uma rede de substrato fibroso à base de celulose até um teor de umidade de acordo com a norma EM ISO 638:2008 de menos de 5%, em particular de menos de 4%, e particularmente de preferência no máximo de 3% ou no máximo de 2%; b) revestimento da rede de substrato fibroso à base de celulose pré-secada da etapa a) com uma composição líquida de cloreto de ácido graxo a uma umidade relativa de acordo com a norma DIN EN 20187 do de menos de 20% de Rh e uma temperatura abaixo da temperatura de ebulição da composição líquida de cloreto de ácido graxo; c) tratamento térmico sem contato ou livre de contato da rede de substrato fibroso à base de celulose revestida obtida da etapa b).

[0011] As redes de substrato fibroso produzidas com o método de acordo com a invenção satisfazem o requisito de capacidade de reciclar na reciclagem de papel convencional ou melhoram a sua capacidade de reciclar, devido ao tipo de reagente hidrofobilizante. Os produtos produzidos pelo método de acordo com a invenção também têm boas propriedades de hidrofobilização para quantidades pequenas de cloretos de ácido graxo aplicados e também exibem também boas, em particular suficientes, propriedades de resistência, e também satisfazem os requisitos de padrões de teste com e/ou após a exposição à umidade, por exemplo, com a exposição à umidade por 30 minutos. Os exemplos para padrões de teste são a resistência a rasgos de acordo com a norma EM ISO 1924-05:2009, o teste Short-Crush-Test de acordo com a norma DIN 54518-03:2004, o teste de penetração de borda (http://www.istgrafika.com/preuzimanja/files/Important- Parameters-for-Paper-and-Papelão_Technical_Notes.pdf) e o teste de Cobb de acordo com a norma DIN EN 20535-10:1981. Em particular, outros produtos processados, em particular caixas, embalagens, pacotes, engradados e outros do gênero, que também são processados a partir dos produtos produzidos pelo método de acordo com a invenção, ainda têm uma estabilidade suficiente ou melhorada após a exposição à umidade.

[0012] Desse modo, o objeto da invenção é um método para o re vestimento contínuo de uma rede de substrato fibroso à base de celulose com cloreto de ácido graxo, o qual compreende as etapas a) a c) tal como definido acima e tal como segue.

[0013] Um outro objeto da invenção é um dispositivo de revesti mento, o qual é apropriado para o revestimento contínuo de uma rede de substrato fibroso à base de celulose com uma composição líquida de cloreto de ácido graxo de acordo com o método da invenção e que compreende os seguintes componentes: 1. um módulo de pré-secagem; 2. um módulo de revestimento; 3. um módulo para o pós-tratamento térmico.

[0014] A este respeito, pelo menos um dos módulos do dispositivo de revestimento é encerrado e tem uma atmosfera de ar seco com uma umidade relativa de acordo com a norma DIN EN 20187 de menos de 20% de rh, de preferência menos de 10% de rh, particularmente de preferência menos de 5% de rh. Os módulos 1 a 3 são arranjados naturalmente de maneira tal que a rede de substrato fibroso à base de celulose pode ser guiada continuamente através dos módulos na ordem especificada. A etapa a) é realizada no módulo de pré- secagem, a etapa de revestimento b) é realizada no módulo de revestimento, e o pós-tratamento térmico livre de contato é realizado no módulo para pós-tratamento térmico.

[0015] Um outro objetivo da invenção é o uso de uma rede de substrato fibroso à base de celulose, que pode ser obtida pelo método de acordo com a invenção, para a produção de papel base para placa corrugada, papel de embalagem, papelão, placa de papelão, papel higiênico, toalha de papel, papel de impressão, papel de escrita e as combinações dos mesmos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0016] No contexto da presente invenção, uma rede de substrato fibroso à base de celulose é compreendida como um substrato à base de celulose, a qual é processada como uma rede e contém pelo menos um material fibroso à base de celulose como componente principal. Os exemplos dos materiais fibrosos à base de celulose incluem fibras da celulose, polpa, polpa químico-mecânica (CTMP), polpa ter- momecânica (TMP), polpa sem tinta (DIP), polpa de madeira mecânica, polpa de madeira triturada, polpa de fibra com propriedades hidrofí- licas, e uma combinação destas. As redes de substrato fibroso típicas são de papel, papelão e caixa de papelão. O componente principal das redes de substrato fibroso é o material fibroso à base de celulose. Outros componentes das redes de substrato fibroso podem ser cargas tais como, por exemplo, pigmentos minerais e/ou orgânicos, finos, em particular hemiceluloses, corantes (escurecedores), aditivos químicos, em particular auxiliares de retenção, agentes de fixação, agentes de ligação de impurezas, intensificadores da resistência (secos), agentes de colagem, agentes supressores de espuma e outros auxiliares de processo.

[0017] As redes de substrato fibroso à base de celulose podem ser revestidas ou não revestidas. Tipicamente, os revestimentos podem ser revestimentos com composições de revestimento de papel contendo amido convencionais.

[0018] Em uma modalidade da invenção, nenhuma rede de subs trato fibroso à base de celulose é usada, a qual foi pré-tratada com álcool polivinílico. Aqui e mais adiante a seguir, o álcool polivinílico também será compreendido como se referindo a acetatos de polivinila parcialmente hidrolisados, em particular aqueles com um grau de hidrólise > 80%.

[0019] No contexto da presente invenção, os cloretos de ácidos graxos serão compreendidos como se referindo a cloretos de ácidos monocarboxílicos alifáticos, que têm em geral pelo menos 6, em particular pelo menos 8 átomos de carbono. Em particular, os ácidos mo- nocarboxílicos têm 12 a 26 átomos de carbono. Os ácidos graxos podem ser saturados ou insaturados. Em particular, eles são cloretos de ácidos graxos de ácidos monocarboxílicos alifáticos saturados, em particular os cloretos de ácidos graxos com 12 a 26 átomos de C, tais como os cloretos de ácidos graxos de ácido mirístico, ácido palmítico, ácido margárico, ácido esteárico, ácido araquídico ou ácido behênico, e as misturas dos mesmos.

[0020] No contexto da presente invenção, uma composição líquida de cloreto de ácido graxo será compreendida como uma composição de cloreto de ácido graxo que pode fluir à temperatura de processamento e pode ser aplicada a um substrato com a composição de cloreto ácido graxo por métodos de aplicação convencionais. As viscosidades típicas de composições de líquida de cloreto de ácido graxo ficam na faixa de 0,1 a 5.000 mPa.s, e em particular na faixa de 0,2 a 50 mPa.s. A determinação das viscosidades pode ser realizada de acordo com a norma DIN 53019-09:2008.

[0021] A pré-secagem da rede de substrato fibroso à base de celu- lose na etapa a) é realizada de acordo com os métodos de secagem comuns, por exemplo, a secagem por convecção, em particular com secadores de colisão. Um outro método de secagem é a secagem por contato, por exemplo, com cilindros de secagem, sobre os quais a rede de substrato fibroso à base de celulose é guiada. Além disso, a secagem por radiação tal como, por exemplo, com secadores infravermelhos, é uma opção adicional para a secagem. A secagem por convecção é a preferida. Durante a pré-secagem de acordo com a invenção (etapa a), a rede de substrato fibroso à base de celulose é secada até um teor de umidade de acordo com a norma EN ISO 638:2008 de menos de 5%, em particular de menos de 4%, particularmente de preferência no máximo de 3% ou no máximo de 2%, isto é, um teor seco > 95%, em particular > 96%, particularmente de preferência de pelo menos 97% ou de pelo menos 98%.

[0022] Durante a secagem por convecção, o ar seco, de preferên cia com uma umidade relativa de acordo com a norma DIN EN 20187 de menos de 20% de rh, em particular, flui através do módulo do pré- secagem, e desta maneira a rede de substrato fibroso à base de celulose é secada até um teor de umidade de acordo com a norma EN ISO 638:2008 de menos de 5%, em particular de menos de 4%, particularmente de preferência no máximo de 3% ou no máximo de 2%, isto é, um teor seco > 95%, em particular > 95%, particularmente de preferência de pelo menos 97% ou de pelo menos 98%.

[0023] De acordo com a invenção, a rede de substrato fibroso à base de celulose na etapa a) é pré-secada até um teor de umidade de acordo com a norma EN ISO 638:2008 de menos de 5%, em particular de menos de 4%, particularmente de preferência no máximo de 3% ou no máximo de 2%. Tipicamente, após a etapa, a) a rede de substrato fibroso à base de celulose tem um teor de umidade de pelo menos 0,1%, ou pelo menos 0,2%, ou pelo menos 0,5%.

[0024] De preferência, a etapa a) é realizada em uma atmosfera encerrada em um fluxo de ar seco com uma umidade relativa de acordo com a norma DIN EN 20187 de menos de 20% de rh, de preferência de menos de 10% de rh, particularmente de preferência de menos de 5% de rh. Uma atmosfera encerrada será compreendida como uma atmosfera que é isolada da atmosfera circunvizinha, isto é, encerada e, desse modo, pode ter condições atmosféricas diferentes.A atmosfera encerrada é de modo geral provida na forma de um invólucro e um fluxo de ar flui através da mesma. O fluxo de ar tem uma umidade que fica abaixo da umidade relativa acima mencionada e fica tipicamente na faixa de 0 a 20% de rh. O fluxo de ar utilizado tem uma temperatura na faixa de 20 a 150°C a um volume de 0,1 a 100 m3 por 1 m2 de papel, ou de 0,1 a 100 m3/h por 1 m2/h da velocidade de produção, respectivamente, de preferência a um volume de 1 a 10 m3 por 1 m2 de papel.

[0025] De preferência, o revestimento na etapa b) é realizado de maneira tal que resulta uma quantidade total aplicada que fica na faixa de 0,1 a 10% em peso, em particular de 0,1 a 5% em peso, com respeito ao peso base do cloreto de ácido graxo em g/m2 da rede de substrato fibroso à base de celulose. Em outras palavras, a quantidade aplicada de cloreto de ácido graxo é definida de maneira tal que o teor de cloreto de ácido graxo fica na faixa de 0,1 a 10% em peso, em particular na faixa de 0,1 a 5% em peso, com respeito à massa seca da rede de substrato fibroso à base de celulose. De preferência, a composição líquida de cloreto de ácido graxo é aplicada em uma quantidade tal que a quantidade aplicada de cloreto de ácido graxo fica na faixa de 0,1 a 10 g/m2, e em particular na faixa de 0,1 a 5 g/m2.

[0026] Na etapa b), o revestimento da rede de substrato fibroso à base de celulose pré-secada na etapa a), com uma composição líquida de cloreto de ácido graxo, é realizado mediante a aplicação de uma camada da composição líquida de cloreto de ácido graxo à rede de substrato fibroso à base de celulose. Os métodos de aplicação comuns incluem em particular a aplicação com rolo, a aplicação com cilindro, a aplicação com cortina, a aplicação por aspersão, a aplicação por revestimento e as combinações destas. Por conseguinte, o módulo de revestimento tem pelo menos um dispositivo para a aplicação da composição de cloreto de ácido graxo à rede de substrato fibroso à base de celulose, por exemplo, um dispositivo para a aplicação com rolo, a aplicação com cilindro, a aplicação com cortina, a aplicação por aspersão ou a aplicação por revestimento, em particular um dispositivo para a aplicação com cilindro. As modalidades a seguir referem-se à etapa b) bem como ao módulo de revestimento.

[0027] A etapa b) é realizada de preferência por um método de aplicação com cilindro, em particular pela aplicação de gravura em offset. Em um método de aplicação com cilindro, a composição líquida de ácido graxo é tomada por um rolo de introdução que gira em um depósito que contém a composição líquida de cloreto de ácido graxo e é transferida a um rolo de transferência que entra em contato com o rolo de introdução. Do rolo de transferência, a composição líquida de cloreto de ácido graxo é transferida à rede de substrato fibroso à base de celulose pré-secada que é guiada entre o rolo de transferência e um rolo condutor do substrato fibroso. Como um exemplo, outros rolos podem ser arranjados antes do rolo de transferência, os quais regulam a equalização da película aplicada.

[0028] De preferência, a superfície do rolo de introdução tem uma pluralidade de rebaixos, em particular células nas quais a composição líquida de ácido graxo pode ser absorvida. O número e o volume das células determinam qual a quantidade da composição líquida de ácido graxo que é absorvida pelo rolo de introdução e pode então ser transferida ao rolo de transferência. A quantidade que é transferida do rolo de introdução ao rolo de transferência determina a espessura da camada da composição líquida de ácido graxo no rolo de transferência. A espessura da camada da composição líquida de ácido graxo determina a quantidade que é transferida do rolo de transferência à rede de substrato fibroso à base de celulose. Outros parâmetros que determinam transferência da composição líquida de ácido graxo são o diâmetro, a velocidade circunferencial, as distâncias e as forças de contato entre o rolo de introdução e/ou o rolo de transferência.

[0029] Em uma modalidade preferida do método de acordo com a invenção, o revestimento na etapa b) é realizado com um método de aplicação com cilindro, em particular um método de gravura em offset.

[0030] De preferência, o revestimento na etapa b) da rede de substrato fibroso à base de celulose pré-secada na etapa a) com a composição líquida de cloreto de ácido graxo é realizado a uma umidade relativa de acordo com a norma DIN EN 20187 de menos de 10 % de rh, em particular de menos de 5% de rh.

[0031] Em uma modalidade preferida do método de acordo com a invenção, a composição líquida de cloreto de ácido graxo contém um cloreto de ácido graxo como componente principal, o qual é selecionado de ácidos monocarboxílicos alifáticos com 6 a 26 átomos de carbono, de preferência com 16 a 20 átomos de carbono, e as misturas dos mesmos.

[0032] Em uma modalidade preferida do método de acordo com a invenção, o cloreto de ácido graxo é selecionado de cloretos de ácidos graxos saturados alifáticos com 6 a 26 átomos de carbono, de preferência com 16 a 20 átomos de carbono, e as misturas dos mesmos.

[0033] De modo geral, a composição líquida de cloreto de ácido graxo contém pelo menos 5% em peso de cloreto de ácido graxo, de preferência 50% em peso de cloreto de ácido graxo, em particular pelo menos 90% em peso de cloreto de ácido graxo, cada um com respeito ao peso total da composição de cloreto de ácido graxo.

[0034] Em uma modalidade preferida do método de acordo com a invenção, a composição líquida de cloreto de ácido graxo contém mais de 95% em peso de cloreto de ácido graxo, com respeito ao peso total da composição de cloreto de ácido graxo.

[0035] Em particular, a composição líquida de cloreto de ácido graxo contém menos de 10% em peso, em particular menos de 5% em peso de um solvente orgânico com um ponto de ebulição abaixo de 150°C.

[0036] De preferência, a etapa b) é realizada em uma atmosfera encerrada com um fluxo de ar seco com uma umidade relativa de acordo com a norma DIN EN 20187 de menos de 20% de rh, de preferência de menos de 10% de rh, particularmente de preferência de menos de 5% de rh. A atmosfera encerrada é em particular obtida por um invólucro com um fluxo de ar fluindo através do mesmo. A umidade relativa do fluxo de ar não irá exceder os valores acima mencionados e também pode ser mais baixa. O fluxo de ar utilizado tem frequentemente uma temperatura na faixa de 10 a 80°C.

[0037] De preferência, a etapa b) é realizada a temperaturas na faixa de 10 a 150°C, e em particular na faixa de 20 a 120°C. De preferência, a rede de substrato fibroso à base de celulose é temperada, por exemplo, até temperaturas na faixa de 40 a 120°C, e em particular na faixa de 50 a 100°C.

[0038] O tratamento térmico na etapa c) da rede de substrato fibro so à base de celulose revestida com a composição líquida de cloreto de ácido graxo na etapa b) pode ser realizado com dispositivos de secagem sem contato ou livre de contatos convencionais tais como, por exemplo, secadores de radiação e/ou secadores de convecção. De preferência, o tratamento térmico é realizado com secadores de radiação, em particular secadores de radiação infravermelha. Por conseguinte, o módulo para pós-tratamento térmico tem pelo menos um dispositivo para a secagem sem contato ou livre de contato, respectivamente, em particular pelo menos um secador de radiação e especialmente pelo menos um secador de radiação infravermelha. As discussões a seguir referem- se à etapa c), bem como ao módulo para pós-tratamento.

[0039] Em particular, um pós-tratamento térmico é realizado com secadores de radiação infravermelha a números baixos de ventilação na faixa de 0 a 20 mudanças do ar por hora ou em uma faixa de 0 a 20 m3/h de fluxo volumétrico de ar por 1 m3 do volume do secador, respectivamente. Durante a secagem com radiação infravermelha, a radiação com comprimentos de onda na faixa de 780 a 5.000 nm é tipicamente utilizada. Tipicamente, radiadores aquecidos eletricamente e/ou com gás com uma potência na faixa de 5 a 50 W/m2 podem ser utilizados como radiadores para a secagem por radiação. A secagem por radiação causa uma redução da viscosidade da composição líquida de cloreto de ácido graxo aplicada, em que uma perda de massa da composição de cloreto de ácido graxo por evaporação acontece somente até uma pequena extensão, se ocorrer de fato, devido aos números baixos de ventilação. Com a viscosidade reduzida, a composição líquida de cloreto de ácido graxo pode penetrar melhor na rede de substrato fibroso à base de celulose.

[0040] De preferência, a etapa c) é realizada em uma atmosfera encerrada em um fluxo de ar seco com uma umidade relativa de acordo coma norma DIN EN 20187 de menos de 20% rh, de preferência de menos de 10% de rh, e particularmente de preferência de menos de 5% de rh. A atmosfera encerrada é obtida em particular por meio de um invólucro. De modo geral, a umidade relativa do fluxo de ar não irá exceder os valores acima mencionados e também pode ser mais baixa. O fluxo de ar flui sobre a rede de substrato à base de celulose. A números da ventilação na faixa de 0 a 20, a rede de substrato à base de celulose tem uma temperatura na faixa de 20 a 120°C.

[0041] Em uma modalidade preferida do método de acordo com a invenção, em uma etapa d) adicional, a rede de substrato fibroso à base de celulose revestida e pós-termicamente tratada obtida da etapa c) é pós-tratada com uma atmosfera de ar seco com uma umidade relativa de acordo com a norma DIN EN 20187 de menos de 20% de rh.

[0042] As redes de substrato fibroso à base de celulose revestidas de acordo com o método de acordo com a invenção, por exemplo, são usadas na produção de placa corrugada e incluem em particular processadas como engradados de frutas/legumes, caixas a serem empilhadas, caixas de embalagem repelentes à água/resistentes à água. Para o papel base, a ser revestido com a composição de cloreto de ácido graxo, podem ser usados todos os graus de papel, de preferência papel de embalagem, em particular forros, forros de papel kraft, forros de teste, meio de corrugação e papel falso. De acordo com a invenção, também podem ser utilizados papéis de tecido, em particular com um peso base na faixa de 10 a 100 g/m2, papéis para impressão e de escrita com um peso base na faixa de 30 a 300 g/m2 que compreendem fibras virgens e/ou recicladas. De acordo com a invenção, os papéis podem ser revestidos ou não revestidos. Contanto que o papel seja revestido, os revestimentos incluem em particular de materiais que contêm grupos hidroxila, por exemplo, um revestimento de papel contendo amido.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS E EXEMPLOS

[0043] A invenção será explicada agora a seguir ao usar as Figu ras 1 a 3 e o Exemplo 1 a seguir, sem ficar limitada a essas modalidades.

[0044] A Figura 1 mostra um detalhe ampliado da Figura 2 com os módulos utilizados do método de acordo com a invenção,

[0045] a Figura 2 mostra esquematicamente um arranjo modular do método de acordo com a invenção,

[0046] a Figura 3 mostra esquematicamente uma modalidade do módulo de revestimento de acordo com a invenção como um dispositivo de aplicação de três rolos.

[0047] Nas Figuras 1 a 3, são usados os numerais de referência a seguir: A módulo de desenrolamento B módulo de pré-secagem C módulo de revestimento D primeiro módulo de pós-tratamento térmico E segundo módulo de pós-tratamento térmico F módulo de enrolamento G entrada de ar seco H módulo de lavagem I entrada de ar ambiente J saída de ar 1 rolo de introdução 2 rolo de transferência 3 rolo condutor do substrato fibroso 4 banho de impregnação 5 tanque de armazenagem 6 película de aplicação 7 rede de substrato fibroso 8 tanque de coleta 9 tanque de resíduos

[0048] A Figura 1 mostra um detalhe ampliado da Figura 2 com os módulos utilizados do método de acordo com a invenção. A rede de substrato fibroso à base de celulose é pré-secada em um módulo de pré-secagem B, em particular até um teor seco de menos de 10% de acordo com a norma EN ISO 538:2008. Em um módulo de revestimen- to C, a rede de substrato fibroso à base de celulose pré-secada é revestida com uma composição líquida de cloreto de ácido graxo; em particular, é usado o dispositivo de aplicação de três rolos que usa o método de gravura. Um primeiro módulo de pós-tratamento térmico D é formado em particular por um secador de radiação e aquece a rede de substrato fibroso à base de celulose revestida com a composição líquida de cloreto de ácido graxo, em particular com radiação infravermelha.

[0049] A Figura 2 mostra esquematicamente um arranjo modular do método de acordo com a invenção. A rede de substrato fibroso à base de celulose segue através dos módulos arranjados subsequentemente. Com um módulo de desenrolamento A, a rede de substrato fibroso à base de celulose é desenrolada em particular de um carretel (papel). A seguir, a rede de substrato fibroso à base de celulose é pré-secada no módulo de pré-secagem B. No módulo de revestimento C, a rede de substrato fibroso à base de celulose pré-secada é revestida com uma composição líquida de cloreto de ácido graxo e temperada em um primeiro módulo de pós-tratamento térmico D. Em um segundo módulo de pós-tratamento térmico E, a rede de substrato fibroso à base de celulose revestida é ajustada às condições da temperatura desejadas para processamento adicional. Além disso, o segundo módulo de pós-tratamento térmico E serve como um tipo de porta para separar uma atmosfera seca nos módulos B a E, por exemplo, de uma atmosfera de ar ambiente mais úmida. A provisão do segundo módulo de pós-tratamento térmico E é opcional. Proveniente do segundo módulo de pós-tratamento térmico E, a rede de substrato fibroso à base de celulose revestida é enrolada em um módulo de enrolamento F. De acordo com a invenção, os módulos B a E são providos com uma entrada de ar seco G. Depois que o ar seco fluiu da entrada de ar seco G através dos módulos B a E, ele é guia- do sobre um ou mais módulos de lavagem H, em que o ácido clorídrico residual é removido por lavagem e liberado na atmosfera através da saída de ar J. O módulo de enrolamento F é purgado com ar atmosférico da entrada de ar ambiente I, e guiado então sobre um ou mais módulos de lavagem H e então liberado na atmosfera através da saída de ar J.

[0050] A Figura 3 mostra esquematicamente uma modalidade do módulo de revestimento C de acordo com a invenção como um dispositivo de aplicação de três rolos. A este respeito, o revestimento de uma rede de substrato fibroso à base de celulose 7, em particular uma rede de papel, placa de papel ou papelão, é realizado em uma operação de contato que emprega o método de gravura em offset. Uma composição líquida de cloreto de ácido graxo é transferida de um recipiente de armazenagem 5 a um banho de impregnação 4. Um rolo de introdução 1 está rodando no banho de impregnação 4. O rolo de introdução 1 é, por exemplo, um rolo revestido com cerâmica e causticado a laser com um baixo volume específico de célula na faixa de 1 a 10 μm de profundidade da célula. O rolo de introdução 1 transporta uma determinada quantidade da composição de cloreto de ácido graxo do banho de impregnação 4, dependendo dos parâmetros selecionados, por exemplo, o volume da célula e a velocidade de rotação, e transfere a mesma a um rolo de transferência 2, em que uma camada da composição de cloreto de ácido graxo é formada no rolo de transferência 2 com uma certa espessura da camada. Essa camada de composição de cloreto de ácido graxo é transferida do rolo de transferência 2 como uma película de aplicação 6 a uma rede de substrato fibroso à base de celulose 7, em que a rede de substrato fibroso à base de celulose 7 é guiada em torno de um rolo condutor do substrato fibroso 3. O excesso da composição de cloreto de ácido graxo é coletado em um tanque de coleta 8 e flui para um tanque de resíduos 9.

Exemplos

[0051] Nos exemplos a seguir, foi usado o cloreto de sebo e ácido graxo 50/50 da BASF SE. Essa composição de cloreto de ácido graxo consiste em 50% em peso de cloreto de palmitoila (CAS número 11267-4) e 50% em peso de cloreto de estearoila (CAS número 112-76-5).

[0052] O papel base usado nos exemplos era um forro de teste marrom não dimensionado da Thurpapier - Model Management AG em Weinfelden, e tinha um peso base de 130 g/m2 e um valor Cobb60 de 159 g/m2.

[0053] Nos exemplos a seguir, foi usado o cloreto de palmitoila (CAS número 112-67-4) da BASF SE. Em vez deste, uma composição de cloreto de ácido graxo também pode ser usada, a qual consiste em 50% em peso de cloreto de palmitoila e 50% em peso de cloreto de estearoila (CAS número 112-76-5).

[0054] O papel base usado nos exemplos era um forro de teste marrom não dimensionado da Thurpapier - Model Management AG em Weinfelden, e tinha um peso base de 130 g/m2 e um valor Cobb60 de 159 g/m2.

[0055] A configuração experimental 1 para os Exemplos 1 a 4 era tal como segue. O papel base foi pré-secado com secagem por contato a 60°C e a uma rH de 5% até um teor seco > 96% (de acordo com a norma EN ISO 638:2008). Às mesmas temperatura e umidade, o papel base secado foi revestido com cloreto de ácido graxo com um dispositivo de aplicação com rolo (ZIL2140 Zehntner-Ink-Lox) ao empregar um método de gravura em offset com uma velocidade de 5 m/min. O rolo de gravura tinha uma grade de 180 por cm a um ângulo de 45° e um volume específico de célula de 3,8 cmW. A força de compressão entre o rolo de gravura e o rolo de transferência era de 56 N/m. O rolo de transferência, feito de borracha, tinha uma dureza Shore-A de 40 e foi pressionado contra o substrato de papel com uma carga de linha de 152 N/m. A quantidade aplicada era de 1 a 3 g/m2. O substrato de papel revestido foi tratado então com dois radiadores Krelus IR (G7-50- 2.5) por 12 segundos a 42 kW/m2.

Exemplo 1

[0056] O tratamento do papel base foi realizado analogamente à configuração experimental 1, com a diferença que o papel base foi pré- secado com secagem de contato a 110°C e a uma rh de cerca de 5% até um teor de umidade de 1,7% (de acordo com a norma EN ISO 638:2008). O papel tratado dessa maneira tinha um valor Cobb60 de 19 g/m2 no lado anterior revestido e um valor Cobb60 de 72 g/m2 na parte posterior.

Exemplo 2 (exemplo comparativo)

[0057] O tratamento do papel base com o cloreto de ácido graxo foi realizado analogamente à configuração experimental 1, com a diferença que o papel base não foi secado e tinha um teor de umidade de 5,9%. O papel tratado dessa maneira tinha um valor Cobb60 de 20 g/m2 no lado dianteiro revestido e um valor Cobb60 de 86 g/m2 na parte posterior.

[0058] Obviamente, o teor de umidade mais elevado no papel ba se resultou em uma penetração mais pobre de cloreto de ácido graxo no papel e, desse modo, em uma qualidade mais pobre do produto.

Exemplo 3

[0059] O tratamento do papel base com o cloreto de ácido graxo foi realizado analogamente à configuração experimental 1, com a diferença que o papel foi pré-secado em um forno de secagem com circulação de ar por 1 minuto a 105°C. O papel tratado dessa maneira tinha um valor Cobb60 de 18 g/m2 no lado dianteiro revestido e um valor Cobb60 de 18 g/m2 na parte posterior.

Exemplo 4

[0060] O papel baixo foi revestido em uma única camada de 5 g/m2 com uma solução aquosa de álcool polivinílico a 20% (Mowiol 498, grau de hidrólise > 98%) em uma tabela de revestimento da empresa Erichsen GmbH com uma lâmina de aplicação n°. 2 e uma velocidade de revestimento de nível 5 a 25°C. O papel obtido desse modo foi secado por 24 horas a 105°C. O tratamento do papel base revestido com o cloreto de ácido graxo foi realizado no lado revestido com álcool polivinílico analogamente ao Exemplo 3. O papel tratado dessa maneira tinha um valor Cobb60 de 4 g/m2 no lado dianteiro revestido e um valor Cobb60 de 58 g/m2 na parte posterior.

[0061] Obviamente, o revestimento do papel com álcool polivinílico conduz a uma reação de superfície do cloreto de ácido graxo com os grupos hidroxila do álcool polivinílico e desse modo a uma penetração menor do cloreto de ácido graxo no papel. Isso conduz a um valor Cobb60 mais pobre na parte posterior não tratada.

[0062] Em resumo, os Exemplos 1 a 4 provam que a pré-secagem da rede de papel melhora de maneira significativa o resultado da hidro- fobilização, em particular na parte posterior não tratada.

Claims

1. Método para o revestimento contínuo de uma rede de substrato fibroso à base de celulose com cloreto de ácido graxo, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de (a) pré-secagem de uma rede de substrato fibroso à base de celulose até um teor de umidade de acordo com a norma EN ISO 638:2008 de no máximo 2%; (b) revestimento da rede de substrato fibroso à base de celulose pré-secada da etapa (a) com uma composição líquida de cloreto de ácido graxo até uma umidade relativa de acordo com a norma DIN EN 20187 de menos de 20% de rh e uma temperatura abaixo da temperatura de ebulição da composição líquida de cloreto de ácido graxo; (c) tratamento térmico sem contato da rede de substrato fibroso à base de celulose revestida da etapa (b).

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição líquida de cloreto de ácido graxo contém um cloreto de ácido graxo como componente principal, o qual é selecionado de cloretos de ácidos monocarboxílicos alifáticos com 6 a 26 átomos de carbono, de preferência com 16 a 20 átomos de carbono, e as misturas dos mesmos.

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o cloreto de ácido graxo é selecionado de cloretos de ácidos graxos saturados alifáticos com 6 a 26 átomos de carbono, de preferência com 16 a 20 átomos de carbono, e as misturas dos mesmos.

4. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a composição líquida de cloreto de ácido graxo contém pelo menos 5% em peso de cloreto de ácido graxo, com respeito ao peso total da composição de cloreto de ácido graxo.

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que a composição líquida de cloreto de ácido graxo contém mais de 95% em peso de cloreto de ácido gra- xo, com respeito ao peso total da composição de cloreto de ácido gra- xo.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das etapas (a) a (c) é realizada em uma atmosfera encerrada com um fluxo de ar seco com uma umidade relativa de acordo com a norma DIN EN 20187 de menos de 20% de rh.

7. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o revestimento na etapa (b) é realizado com um método de aplicação com rolo, em particular um método de gravura em offset.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o revestimento na etapa (b) é realizado com uma aplicação total na faixa de 0,1 a 10% em peso, com respeito ao cloreto de ácido graxo por peso base em g/m2 da rede de substrato fibroso à base de celulose.

9. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o tratamento térmico da rede de substrato fibroso à base de celulose revestida na etapa (c) é realizado pelo tratamento com radiação, em particular pela secagem com radiação infravermelha.

10. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a rede de substrato fibroso à base de celulose revestida e termicamente tratada obtida na etapa (c) é pós-tratada em uma etapa (d) adicional em uma atmosfera de ar seco com uma umidade relativa de acordo com a norma DIN EN 20187 de menos de 20% de rh.

11. Dispositivo de revestimento para o revestimento contí- nuo de uma rede de substrato fibroso à base de celulose com uma composição líquida de cloreto de ácido graxo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que compreende: - um módulo de pré-secagem; - um módulo de revestimento; e - um módulo de pós-tratamento térmico, em que pelo menos um dos módulos do dispositivo de re-vestimento é encerrado e tem uma atmosfera de ar seco com uma umidade relativa de acordo com a norma DIN EN 20187 de menos de 20% de rh.

12. Uso de uma rede de substrato fibroso à base de celulose, que pode ser obtida por um método como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de ser para a produção do papel base de placa corrugada, papel de embalagem, caixa de papelão, placa de papel, papel higiênico, tecido, papel para impressão, papel de escrita e as combinações dos mesmos.