BR112018011438B1 - Produto de papel que compreende pelo menos uma camada de revestimento de barreiraus2016065369 - Google Patents

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Abstract

REVESTIMENTOS DE BARREIRA. Uma composição de revestimento de barreira compreendendo um material de amido caracterizada em que o material de amido tem um peso molecular ponderal médio de 50.000 a 1.000.000 Daltons e uma temperatura de transição vítrea (Tg) de não mais que 120°C.

Description

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO
[0001] A presente invenção refere-se a revestimentos de barreira de amido, a produtos de papel revestidos com os mesmos e a métodos de aplicação dos revestimentos aos produtos de papel.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[0002] Produtos de papel à base de celulose são frequentemente usados como materiais de embalagem, ou na fabricação dos mesmos. Estes podem ser usados para o armazenamento, transporte e/ou venda de uma variedade de produtos, incluindo produtos alimentícios e de bebida. Materiais de embalagem usados para produtos alimentícios e de bebida têm que ter certas propriedades específicas que podem não ser essenciais em outras aplicações. Por exemplo, os materiais de embalagem não devem conter toxinas, as quais poderiam ser transferidas para os produtos alimentícios ou de bebida fazendo uso dos mesmos. eles podem precisar ajudar a prolongar a vida útil do produto, serem rígidos o bastante para impedir dano ao produto e impedir que certos gases alcance os produtos alimentícios e transmitir aromas ou cheiros indesejáveis. Mais recentemente, os fabricantes quiseram poder oferecer materiais de embalagem que fossem resistentes à migração de óleo mineral.
[0003] Os óleos minerais são derivados de óleo bruto e de carvão. Eles são indigeríveis e, em alguns casos (óleo mineral hidrocarbonetos aromáticos), carcinogênicos. Eles são usados na produção de tintas e certos revestimentos que são frequentemente usados em produto de papel, incluindo materiais de embalagem. Eles ficam voláteis (evaporam-se) à temperatura ambiente e podem depois migrar da embalagem para os conteúdos de embalagem. Portanto, há um risco de con- taminação de óleo mineral ao utilizar materiais de embalagem impressos para produtos alimentícios e de bebida. Este risco aumenta com o uso de materiais de embalagem reciclados ou em parte reciclados, visto que os óleos minerais tendem a acumular-se em produtos de papel reciclados. Mas o risco não precisa vir da embalagem de alimentos primária e secundária em si. Os óleos minerais podem também migrar- se de outros bens empacotados próximos ou simplesmente do ambiente.
[0004] Um modo para impedir - ou pelo menos limitar - a migração de óleos minerais é através do uso de uma barreira funcional. Sacos plásticos de polietileno ou polipropileno foram usados para este propósito, mas isto resulta em embalagem adicional indesejável e custo extra. Foi proposto, portanto, barreiras funcionais que podem ser aplicadas diretamente aos materiais de embalagem de papel na forma de revestimentos.
[0005] EP2532706A1 (Mayr-Melnhof), por exemplo, revela um mé todo de produção de um material de embalagem revestido em que o revestimento age como uma barreira contra os compostos hidrofóbicos como óleos minerais. O método inclui a etapa de "revestir o interior do substrato com pelo menos uma camada de uma composição aquosa incluindo pelo menos polo(álcool vinílico) e um agente reticulante e tendo um teor de sólidos de no máximo 25% em peso.". Porém, o uso de PVOH é caro. Além do mais, por causa de sua viscosidade alta, será limitada substância seca potencial para revestir composições com no mesmo (assim aumentando o tempo e energia necessários para secagem).
[0006] EP2714990A1 (BASF) refere-se a camadas de barreira pa ra papel reciclado ou papelão com contaminação de óleo mineral, a camada sendo produzida com a aplicação de uma dispersão poliméri- ca aquosa que compreende pelo menos um copolímero, o que é obte- nível através de polimerização de emulsão de um ou mais monômeros principais selecionados de (met)acrilatos de C1-C4 alquila, um ou mais monômeros de ácido, acrilonitrila e outros monômeros. Porém, estes copolímeros são relativamente caros e podem ser pegajosos, requerendo que pigmento adicional seja adicionado.
[0007] EP2773707A1 (Billerud) é direcionado a uma composição de revestimento de barreira contra gás revestível por cortina que compreende um polissacarídeo e um tensoativo, em que o tensoativo é um álcool etoxilado não iônico solúvel em água, caracterizado em que o teor de sólidos da composição é 4-15% e o tensoativo tem a fórmula RO(CH2CH2O)XH, em que: R=iso-C13H27 e X é 8 ou mais alto; ou R=iso-C10 e X é 5, 6, 7, 8 ou 11. As limitações no teor de sólidos da composição podem, porém, se tornar caras uma vez que tempo e energia significativos são requeridos para a secagem do revestimento.
[0008] WO2014/193779 também descreve composições com base em amidos que são adequadas como adesivos. Adesivos à base de amido típicos são compostos de um ou mais amidos (que podem ser nativos e/ou modificados) e água, junto com aditivos como bórax e soda cáustica. Bórax é um sal de ácido bórico. É usado para aumentar a viscosidade do adesivo e conferir ao mesmo sua estrutura requerida. Ele aumenta a pegajosidade a úmido do adesivo e melhora suas propriedades de formação de filme e de retenção de água. Por estas razões, foi considerado, por muito tempo, um componente essencial dos adesivos à base de amido. Porém, desde 2008, vários compostos à base de boro, incluindo ácido bórico, foram classificados como tóxicos para reprodução. Em junho de 2010, estes compostos foram colocados na lista de candidatos de Substances of Very High Concern (SVHC). A lista de candidatos SVHC faz parte das Regulações EU sobre Registration, Evalutation, Authorization and Restriction of Chemicals (REACH). Sob estas regulações, a presença de compostos classi- ficados na SVHC em composições a níveis de 0,1% em peso, ou acima, deve ser comunicada (por exemplo, fazendo-se uso das Material Safety Data Sheets). Além do mais, há um risco que o uso destes compostos em certas aplicações (como para a preparação de adesivos) pode, um dia, precisar de uma autorização especial.
[0009] É o objetivo da presente invenção fornecer uma composi ção de revestimento simples e barata que pode ser aplicada com o uso das técnicas existentes e a substância seca relativamente alta, para produzir materiais de embalagem que têm funcionalidade de revestimento efetiva de barreira contra gás. Há também uma necessidade evidente de desenvolver revestimentos que sejam especialmente isentos de bórax, sendo estes revestimentos destinados para uso com materiais de embalagem de alimentos. A presente invenção fornece tais revestimentos.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[00010] De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção, é fornecido uma composição de revestimento de barreira que compreende um material de amido, caracterizada em que: o material de amido tem um peso molecular ponderal médio de 25.000 a 1.000.000 Daltons, preferivelmente de 50.000 a 1.000.000 Daltons e uma temperatura de transição vítrea (Tg) de não mais que 120°C.
[00011] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é fornecido um produto de papel que compreende pelo menos uma camada de revestimento de barreira, a dita camada de revestimento de barreira compreendendo um material de amido, caracterizada em que: a camada de revestimento de barreira tem um peso médio de revestimento de 5 a 20 g/m2; o material de amido tem um peso molecular ponderal médio de 25.000 a 1.000.000 Daltons, preferivelmente de 50.000 a 1.000.000 Daltons e uma temperatura de transição vítrea (Tg) de não mais que 120°C.
[00012] De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, é fornecido um processo para a produção de um produto de papel que compreende pelo menos uma camada de revestimento de barreira, compreendendo revestir um substrato à base de celulose com a com-posição de revestimento de barreira acima.
[00013] De acordo com ainda outro aspecto da presente invenção, é fornecido o uso da composição de revestimento de barreira acima para impedir a migração de óleos minerais através de substratos à base de celulose.
DESCRIÇÃO
[00014] Desse modo, a presente invenção fornece uma composição de revestimento de barreira que compreende um material de amido, caracterizada em que o material de amido tem um peso molecular ponderal médio de 25.000 a 1.000.000 Daltons, preferivelmente de 50.000 a 1.000.000 Daltons, e uma temperatura de transição vítrea (Tg) de não mais que 120°C.
[00015] O material de amido terá um peso molecular ponderal médio, determinado de acordo com o Método 3, de 25.000 a 1.000.000 Daltons. Preferivelmente, o dito peso molecular ponderal médio é pelo menos 28.000 Daltons, mais preferivelmente pelo menos 30.000 Daltons, o mais preferivelmente pelo menos 33.000 Daltons. Preferivelmente, o dito peso molecular ponderal médio é no máximo 500.000 Daltons, mais preferivelmente no máximo 350.000 Daltons, o mais preferivelmente no máximo 200.000 Daltons. Preferivelmente, o dito peso molecular ponderal médio é entre 50.000 a 500.000 Daltons, mais preferivelmente de 100.000 a 300.000 Daltons; e uma temperatura de transição vítrea (Tg) de não mais que 120°C, preferivelmente de 25 a 100°C, mais preferivelmente de 50 a 80°C, mais preferivelmente de 60 a 70°C. A temperatura de transição vítrea de um material amorfo é a temperatura na qual reversivelmente realiza a transição de um material duro, vítreo (e relativamente frágil) para um fundido, macio e borra- chento em consistência. A temperatura de transição vítrea do material de amido, usada de acordo com a presente invenção, é medida como se encontra (isto é, com 10-15% de teor de umidade de equilíbrio), de acordo com o Método 1.
[00016] Em uma modalidade preferida, a presente invenção fornece uma composição de revestimento de barreira que compreende um material de amido, caracterizada em que o material de amido tem um peso molecular ponderal médio de entre 25.000 e 500.000, mais preferivelmente entre 28.000 e 300.000, o mais preferivelmente entre 33.000 e 200.000 e uma temperatura de transição vítrea (Tg) de não mais que 120°C, preferivelmente de 25 a 100°C, mais preferivelmente de 50 a 80°C, mais preferivelmente de 60 a 70°C. Preferivelmente, a composição desta modalidade é isenta de compostos contendo boro.
[00017] Preferivelmente, o pH da composição de acordo com a invenção é pelo menos 2,0, mais preferivelmente pelo menos 2,3, o mais preferivelmente pelo menos 2,6. Preferivelmente, o dito pH é no máximo 10,5, mais preferivelmente no máximo 10,0, o mais preferivelmente no máximo 9,5. Preferivelmente, o dito pH é entre 2,0 e 10,5, mais preferivelmente entre 2,3 e 10,0, o mais preferivelmente entre 2,6 e 9,5.
[00018] Em uma modalidade preferida, a presente invenção fornece uma composição de revestimento de barreira que compreende um material de amido, caracterizada em que o material de amido tem um peso molecular ponderal médio de entre 25.000 e 500.000, mais preferivelmente entre 28.000 e 300.000, o mais preferivelmente entre 33.000 e 200.000 e uma temperatura de transição vítrea (Tg) de não mais que 120°C, preferivelmente de 25 a 100°C, mais preferivelmente de 50 a 80°C, mais preferivelmente de 60 a 70°C. Preferivelmente, a composição desta modalidade é isenta de compostos contendo boro. Preferi- velmente, o pH da composição desta modalidade é entre 2,0 e 10,5, mais preferivelmente entre 2,3 e 10,0, o mais preferivelmente entre 2,6 e 9,5. Composições de Revestimento de Barreira
[00019] Como aqui usado, o termo "composição de revestimento de barreira" se referirá a uma composição, na forma seca ou líquida, destinada a ser usada no revestimento de um substrato, tipicamente um substrato à base de celulose, e que, em uso, tem alguma forma de funcionalidade de barreira. Uma vez aplicada ao substrato, a composição de revestimento será referida como uma "camada de revestimento de barreira".
[00020] Uma composição de revestimento com funcionalidade de barreira será capaz de impedir certas substâncias (por exemplo umidade, graxa, óleos, oxigênio) de penetrar através do substrato revestido. A composição de revestimento de barreira da presente invenção (e a camada de revestimento de barreira correspondente) será preferivelmente capaz de impedir - ou pelo menos limitar - a migração de óleo mineral através do substrato revestido. Eles também surpreendentemente descobriram fornecer boa resistência à graxa.
[00021] Material de amido: o material de amido usado de acordo com a presente invenção pode ser qualquer amido, derivado de amido ou mistura do mesmo. Derivados de amido incluem, por exemplo, amigos quimicamente modificados, termicamente modificados e enzimati- camente modificados como amidos fluidificados, estereficados, eterefi- cados (por exemplo, hidroxipropilados) ou acetilados. Eles também incluem moléculas de amido despolimerizado como dextrinas, malto- dextrinas e pirodextrinas e amidos reticulados. O material de amido pode ser de qualquer fonte incluindo, por exemplo, milho ceroso ou maduro, trigo, tapioca, batata ou batata cerosa, arroz, cevada ou ervilha. Vantajosamente, o material de amido será selecionado de um amido termicamente modificado (TMS), uma dextrina, um amido cero- so e misturas dos mesmos. Por exemplo, o material de amido pode simplesmente consistir em uma dextrina ou um TMS, ou pode ser uma mistura de TMS e amido ceroso ou de dextrina e amido ceroso. Se uma tal mistura for usada, o TMS ou dextrina e amido ceroso estarão preferivelmente presentes em uma razão de peso seco de 50:50 a 20:1, preferivelmente de 70:30 a 95:5, mais preferivelmente de 3:1 a 90:5. O mais preferivelmente, o material de amido usado de acordo com a invenção é uma dextrina que tem o peso molecular ponderal médio e a temperatura de transição vítrea conforme especificados acima. As composições da presente invenção preferivelmente compreenderão pelo menos 10%, mais preferivelmente 10-90%, mais preferivelmente 25-80% do material de amido em peso, com base no peso seco total.
[00022] A composição da presente invenção preferivelmente terá um teor de sólidos de pelo menos 10 % p, mais preferivelmente pelo menos 15% p, o mais preferivelmente pelo menos 20 % p. Preferivelmente, o dito teor de sólidos é no máximo 75 % p, mais preferivelmente no máximo 65 % p, o mais preferivelmente no máximo 60 % p. O dito teor de sólidos é preferivelmente entre 10 % p e 70 % p, mais preferivelmente entre 15 % p e 60 % p, o mais preferivelmente entre 15 e 55 % p.
[00023] A composição da invenção ou, de fato, a camada de revestimento de barreira produzida com a mesma, pode adicionalmente compreender um ou mais pigmentos.
[00024] Pigmento: Exemplos de pigmentos adequados para uso na presente invenção incluem argila como argila estruturada e calcinada, silicatos de alumínio hidratado (como argila de caulim), bentonita, carbonato de cálcio natural e sintético, sulfato de cálcio (gesso), sílicas, sílicas precipitadas, dióxido de titânio, alumina, tri-hidrato de alumínio, pigmentos de plástico (poliestireno), branco cetinoso, talco, sulfato de bário, óxido de zinco e misturas de dois ou mais destes. O pigmento apropriado será selecionado com facilidade pelo versado, dependendo do tipo de composição de revestimento a ser produzida.
[00025] Os pigmentos são tipicamente inclusos nas composições de revestimento em maiores quantidades bem maiores que qualquer outro ingrediente sozinho (de modo que, por exemplo, o teor de amido seria expresso por "100 partes de pigmento"). Porém, foi surpreendentemente descoberto que as composições de revestimento de barreira da presente invenção não necessitam incluir qualquer pigmento. Desse modo, as composições da presente invenção podem incluir de 0% em peso de pigmento. Preferivelmente, se usar pigmento, a composição compreenderá até 50% em peso de pigmento, com base no peso seco total. Mais preferivelmente, compreenderá de 10-30%, mais preferivelmente 10-20% em peso de pigmento. A composição preferivelmente compreenderá o material de amido e o pigmento em uma razão de peso seco de 1:1 a 5:1.
[00026] Ingredientes adicionais: A composição de revestimento de barreira da presente invenção, ou de fato a camada de revestimento de barreira produzida com a mesma, pode também compreender um ou mais aditivos. Exemplos de possíveis aditivos, se usados, podem incluir: espessantes (como éteres de celulose, alginatos, gomas como goma xantana, amidos nativos ou modificados e polímeros sintéticos), aglutinantes sintéticos (como estireno butadieno, acrilato de es- tireno, látex bom base em polímero vinílico e poli(álcool vinílico), ten- soativos (como tensoativos catiônicos, tensoativos aniônicos, tensoati- vos não iônicos, tensoativos anfotéricos e tensoativos fluorados), enri- jecedores (como compostos de halogênio ativo, compostos de vinilsul- fona e compostos epóxi), agentes dispersantes (como poliacrilatos, polifosfatos e policarboxilatos), melhoradores de fluxabilidade, lubrifi- cantes (como cálcio, amônio e estearato de zinco, cera ou emulsões de cera, dímero de alquil ceteno e glicóis), antiformadores de espuma (como álcool octílico e antiformadores de espuma à base de silicone), agentes de liberação, agentes espumantes, penetrantes, abrilhantado- res ópticos (como branqueadores fluorescentes), conservantes (como compostos de benzisotiazolona e de isotiazolona), biocidas (como me- taborato, tiocianato e benzoato de sódio), inibidores de amarelamento (como hidroximetil sulfonato de sódio, e p-toluenossulfonato de sódio), absorventes ultravioletas (como compostos de benzotriazol tendo um grupo hidróxi-dialquilfenila na posição 2), antioxidantes (como compostos estericamente impedidos de fenol), insolubilizantes, agentes anti- estáticos, reguladores de pH (como hidróxido de sódio, ácido sulfúrico e ácido clorídrico), agentes resistentes à água (como resina de cetona, látex aniônico e glioxal), plasticizantes, agentes de resistência a úmido e/ou a seco (como resinas à base de glioxal, polietilenos oxidados, resinas de melamina, formaldeído de ureia), agentes reticulantes (como glioxal, gluteraldeídos e carbonato de zircônio de amônio), aditivos de aderência de tinta com brilho e aditivos de resistência à graxa ou a óleo, auxiliares de nivelamento e uniformidade (como emulsões de po- lietileno e álcool/óxido de etileno), e misturas de dois ou mais dos mesmos. A quantidade de cada um destes compostos a serem adicionados, se houver, será determinada de acordo com prática padrão e com as propriedades desejadas da composição de revestimento particular a ser produzida. Preferivelmente, a composição de revestimento de barreira compreenderá um plasticizante.
[00027] Em uma modalidade preferida, a composição de revestimento de barreira da presente invenção, ou de fato a camada de revestimento de barreira produzida com a mesma, compreende um aglutinante sintético. Preferivelmente, o dito aglutinante está presente em uma quantidade de pelo menos 1 % p (base seca), mais preferivel- mente pelo menos 5 % p (dbs), o mais preferivelmente pelo menos 10 % p (dbs). Preferivelmente, a dita quantidade é no máximo 95 % p (base seca), mais preferivelmente no máximo 50 % p (dbs), o mais preferivelmente no máximo 20 % p (dbs). Preferivelmente, o dito aglutinante é escolhido do grupo que consiste em poliamina, poliacrilatos, poliacrilamidas, poliamidas, estireno butadieno, estireno acrilato, látex, látex com base em polímero vinílico e poli(álcool vinílico). Mais preferivelmente, o dito aglutinante é escolhido do grupo que consiste em álcool de poliamina e de polivinila. O mais preferivelmente, o dito aglutinante é poli(álcool vinílico).
[00028] Em uma modalidade preferida, a presente invenção fornece uma composição de revestimento de barreira que compreende um material de amido e um aglutinante sintético, caracterizada em que o material de amido tem um peso molecular ponderal médio de entre 25.000 e 500.000, mais preferivelmente entre 28.000 e 300.000, o mais preferivelmente entre 33.000 e 200.000 e uma temperatura de transição vítrea (Tg) de não mais que 120°C, preferivelmente de 25 a 100°C, mais preferivelmente de 50 a 80°C, mais preferivelmente de 60 a 70°C. Preferivelmente, a composição desta modalidade é isenta de compostos contendo boro. Preferivelmente, o pH da composição desta modalidade é entre 2,0 e 10,5, mais preferivelmente entre 2,3 e 10,0, o mais preferivelmente entre 2,6 e 9,5. Preferivelmente, o dito aglutinante está presente em uma quantidade de pelo menos 1 % p (base se-ca), mais preferivelmente pelo menos 5 % p (dbs), o mais preferivelmente pelo menos 10 % p (dbs). Preferivelmente, a dita quantidade é no máximo 95% p (base seca), mais preferivelmente no máximo 50 % p (dbs), o mais preferivelmente no máximo 20 % p (dbs). Preferivelmente, o dito aglutinante é escolhido do grupo que consiste em polia- mina, poliacrilatos, poliacrilamidas, poliamidas, estireno butadieno, es- tireno acrilato, látex, látex com base em polímero vinílico e poli(álcool vinílico). Mais preferivelmente, o dito aglutinante é escolhido do grupo que consiste em poliamina e poli(álcool vinílico). O mais preferivelmente, o dito aglutinante é poli(álcool vinílico).
[00029] Plasticizante: O termo "plasticizante", como aqui usado, se referirá a qualquer composto ou composição capaz de conferir plasticidade à composição da invenção - e flexibilidade à camada de revestimento de barreira em uso.
[00030] O plasticizante vantajosamente será solúvel em água e, mais vantajosamente, solúvel em água fria. Este será preferivelmente selecionado do grupo que consiste em carboidratos, polióis, polímeros e/ou oligômeros sintéticos, e misturas de dois ou mais dos mesmos.
[00031] Carboidratos adequados para o uso como plasticizantes preferivelmente terão um DE de 10 a 100, mais preferivelmente de 30 a 100, mais preferivelmente de 40 a 90. Vantajosamente, estes serão selecionados de maltodextrina, mono, di, tri ou tetra-sacarídeos, misturas dos mesmos e/ou xaropes dos mesmos. Por exemplo, o plastici- zante pode ser um monossacarídeo como glicose, um xarope de glicose, um açúcar (como sacarose), dextrose ou um hidrolisado de amido. Preferivelmente, este compreenderá ou consistirá em glicose (por exemplo, mono-hidrato de glicose) ou um xarope de glicose.
[00032] Um poliol é um álcool que contém múltiplos grupos hidroxi- la. Exemplos de polióis adequados para uso como um plasticizante incluem glicol, glicerol, sorbitol, maltitol e misturas dos mesmos. Preferivelmente, o plasticizante compreenderá ou consistirá em glicerol (no caso de composições aglutinantes líquidas) ou sorbitol (no caso de composições aglutinantes secas), por exemplo sorbitol anidro.
[00033] Por exemplo, plasticizantes adequados exemplares incluem uma mistura de sorbitol e glicose (ou um xarope de glicose), uma mistura de sorbitol e dextrose, uma mistura de sorbitol, dextrose e glicose (ou um xarope de glicose) -todos preferivelmente usados em composi- ções de aglutinante secas -ou uma mistura de glicerol e glicose (ou um xarope de glicose) - para composições de aglutinante aquosas.
[00034] Polímeros sintéticos e/ou oligômeros adequados para uso como um plasticizante podem incluir, por exemplo, poliéteres e poliés- teres. Preferivelmente, o plasticizante compreenderá ou consistirá em polietileno glicol (PEG).
[00035] Preferivelmente, os plasticizantes da presente invenção serão selecionados de glicerol, sorbitol e misturas dos mesmos. Mais preferivelmente, o plasticizante consistirá em glicerol. Uma possível composição da invenção poderia compreender, portanto, por via de exemplo apenas, dextrina, glicerol e glicose.
[00036] Preferivelmente, os plasticizantes são usados em uma quantidade de pelo menos 1 % p (base seca), mais preferivelmente pelo menos 3 % p (dbs), o mais preferivelmente pelo menos 5 % p (dbs). Preferivelmente, a dita quantidade é no máximo 60 % p (base seca), mais preferivelmente no máximo 40 % p (dbs), o mais preferivelmente no máximo 25 % p (dbs). Preferivelmente, o dito plasticizante é escolhido do grupo que consiste em maltodextrina, mono, di, tri ou tetra-sacarídeos, misturas dos mesmos e/ou xaropes dos mesmos; monossacarídeos como glicose, um xarope de glicose, um açúcar (como sacarose), dextrose ou um hidrolisado de amido; polióis como glicol, glicerol, sorbitol, maltitol e misturas dos mesmos; e combinações dos mesmos. Mais preferivelmente, o plasticizante é um poliol, o mais preferivelmente um poliol selecionado do grupo que consiste em glicol, glicerol, sorbitol, maltitol e misturas dos mesmos.
[00037] Em uma modalidade preferida, a presente invenção fornece uma composição de revestimento de barreira que compreende um material de amido, um plasticizante e preferivelmente um aglutinante sintético, caracterizada em que o material de amido tem um peso molecular ponderal médio de entre 25.000 e 500.000, mais preferivelmente entre 28.000 e 300.000, o mais preferivelmente entre 33.000 e 200.000 e uma temperatura de transição vítrea (Tg) de não mais que 120°C, preferivelmente de 25 a 100°C, mais preferivelmente de 50 a 80°C, mais preferivelmente de 60 a 70°C. Preferivelmente, a composição desta modalidade é isenta de compostos contendo boro. Preferivelmente, o pH da composição desta modalidade é entre 2,0 e 10,5, mais preferivelmente entre 2,3 e 10,0, o mais preferivelmente entre 2,6 e 9,5. Quando usado, o dito aglutinante está preferivelmente presente em uma quantidade de pelo menos 1 % p (base seca), mais preferivelmente pelo menos 5 % p (dbs), o mais preferivelmente pelo menos 10 % p (dbs). Preferivelmente a quantidade de dito aglutinante é no máximo 95 % p (base seca), mais preferivelmente no máximo 50 % p (dbs), o mais preferivelmente no máximo 20 % p (dbs). Preferivelmente, o dito aglutinante é escolhido do grupo que consiste em poliamina, poliacrilatos, poliacrilamidas, poliamidas, estireno butadieno, estireno acrilato, látex, látex com base em polímero vinílico e poli(álcool viní- lico). Mais preferivelmente, o dito aglutinante é escolhido do grupo que consiste em poliamina e poli(álcool vinílico). O mais preferivelmente, o dito aglutinante é poli(álcool vinílico). Preferivelmente, o plasticizante é usado em uma quantidade de pelo menos 1 % p (base seca), mais preferivelmente pelo menos 3 % p (dbs), o mais preferivelmente pelo menos 5 % p (dbs). Preferivelmente, a quantidade de dito plasticizante é no máximo 60 % p (base seca), mais preferivelmente no máximo 40 % p (dbs), o mais preferivelmente no máximo 25 % p (dbs). Preferivelmente, o dito plasticizante é escolhido do grupo que consiste em maltodextrina, mono, di, tri ou tetra-sacarídeos, misturas dos mesmos e/ou xaropes dos mesmos; monossacarídeos como glicose, um xarope de glicose, um açúcar (como sacarose), dextrose, ou um hidrolisado de amido; polióis como glicol, glicerol, sorbitol, maltitol e misturas dos mesmos; e combinações dos mesmos. Mais preferivelmente, o plasti- cizante é um poliol, o mais preferivelmente um poliol selecionado do grupo que consiste em glicol, glicerol, sorbitol, maltitol e misturas dos mesmos.
[00038] As composições de revestimento de barreira da presente invenção preferivelmente compreenderão de 15 a 75% em peso de sólidos secos, mais preferivelmente 20-60%, mais preferivelmente 2540% em peso. É, de fato uma vantagem da presente invenção, que a composição de revestimento de barreira pode compreender mais de 25% em peso de sólidos secos. Isto é significativamente mais alto que as composições comparáveis na técnica e permitirá os fabricantes a acelerar a produção e reduzir os custos limitando a quantidade de tempo e de energia requeridos para a secagem do revestimento, uma vez aplicado a seu substrato.
[00039] De acordo com outra vantagem da invenção, as composições de revestimento de barreira da presente invenção podem ser usadas para substituir, ao todo ou em parte, o uso de composições de barreira com base em polímeros sintéticos como poliamina, poli(álcool vinílico), poliacrilatos, poliacrilamidas e poliamidas (referidas aqui como "composições de barreira sintéticas"). Desse modo, as composições de revestimento de barreira da invenção podem ser usadas para substituir 10% ou mais, preferivelmente 20% ou mais, preferivelmente 30% ou mais, preferivelmente 40% ou mais, preferivelmente 50% ou mais, preferivelmente 60% ou mais, preferivelmente 70% ou mais de uma composição de barreira sintética em peso, em uma base de peso seco. Porém, isto também significa que as composições de revesti-mento de barreira (e camada de revestimento de barreiras) da presente invenção podem compreender um ou mais polímeros sintéticos (também referidos aqui acima como aglutinantes sintéticos) como poli- amina e/ou poli(álcool vinílico). Se inclusos, o material de amido e polímero sintético preferivelmente serão incluídos em uma razão de peso seco de 1:10 a 10:1, a 1:2 a 2:1.
Produtos de Papel
[00040] A composições de revestimento de barreira da presente invenção são usadas para revestir um substrato em uma camada substancialmente contínua (referida aqui como uma "camada de revestimento de barreira"). O substrato preferivelmente será um substrato à base de celulose como papel ou papelão. Desse modo, a presente invenção fornece um produto revestido que compreende um substrato e uma camada aplicada ao dito substrato, a dita camada compreendendo um material de amido que tem um peso molecular ponderal médio de 25.000 a 1.000.000 Daltons, preferivelmente de 50.000 a 1.000.000 Daltons, e uma temperatura de transição vítrea (Tg) de não mais que 120°C. Os valores preferidos dados acima para o peso molecular pon- deral médio e para a temperatura de transição vítrea são igualmente aplicáveis para o produto revestido da invenção e não serão repetidos aqui. Preferivelmente, a dita camada ainda compreende um plasticizante e/ou um aglutinante sintético. Preferivelmente, o material de amido tem um peso molecular ponderal médio de entre 25.000 e 500.000, mais preferivelmente entre 28.000 e 300.000, o mais preferivelmente entre 33.000 e 200.000 e uma temperatura de transição vítrea (Tg) de não mais que 120°C, preferivelmente de 25 a 100°C, mais preferivelmente de 50 a 80°C, mais preferivelmente de 60 a 70°C. Preferivelmente, a camada é isenta de compostos contendo boro. Quando usado, o dito aglutinante está preferivelmente presente em uma quantidade de pelo menos 1 % p (base seca), mais preferivelmente pelo menos 5 % p (dbs), o mais preferivelmente pelo menos 10 % p (dbs). Preferivelmente, a quantidade do dito aglutinante é no máximo 95 % p (base seca), mais preferivelmente no máximo 50 % p (dbs), o mais preferivelmente no máximo 20 % p (dbs). Preferivelmente, o dito aglutinante é escolhido do grupo que consiste em poliamina, poliacrilatos, poliacrilamidas, poliamidas, estireno butadieno, estireno acrilato, látex, látex com base em polímero vinílico e poli(álcool vinílico). Mais preferivelmente, o dito aglutinante é escolhido do grupo que consiste em poliamina e poli (álcool vinílico). O mais preferivelmente, o dito aglutinante é poli(álcool vinílico). Quando usado, o dito plasticizante está preferivelmente presente em uma quantidade de pelo menos 1 % p (base seca), mais preferivelmente pelo menos 3 % p (dbs), o mais preferivelmente pelo menos 5 % p (dbs). Preferivelmente, a quantidade do dito plasticizante é no máximo 60 % p (base seca), mais preferivelmente no máximo 40 % p (dbs), o mais preferivelmente no máximo 25 % p (dbs). Preferivelmente, o dito plasticizante é escolhido do grupo que consiste em mal- todextrina, mono, di, tri ou tetra-sacarídeos, misturas dos mesmos e/ou xaropes dos mesmos; monossacarídeos como glicose, um xarope de glicose, um açúcar (como sacarose), dextrose ou um hidrolisado de amido; polióis como glicol, glicerol, sorbitol, maltitol e misturas dos mesmos; e combinações dos mesmos. Mais preferivelmente, o plasti- cizante é um poliol, o mais preferivelmente um poliol selecionado do grupo que consiste em glicol, glicerol, sorbitol, maltitol e misturas dos mesmos. Preferivelmente, o dito substrato é papel ou papelão, o mais preferivelmente papel (em cujo caso o produto revestido é também referido como produto de papel).
[00041] Preferivelmente, a dita camada tem uma densidade média (ou "peso de revestimento") de pelo menos 1 g/m2, mais preferivelmente de pelo menos 3 g/m2, até mesmo mais preferivelmente de pelo menos 5 g/m2, o mais preferivelmente de pelo menos 7 g/m2. Preferivelmente, a densidade média da dita camada é no máximo 50 g/m2, mais preferivelmente no máximo 40 g/m2, até mesmo mais preferivelmente no máximo 30 g/m2, ainda até mesmo mais preferivelmente no máximo 20 g/m2, o mais preferivelmente no máximo 15 g/m2. Preferivelmente, a densidade média da dita camada é de 5 a 20 g/m2, mais preferivelmente de 5- 15 g/m2, mais preferivelmente de 7-15 g/m2 ou 7-13 g/m2.
[00042] Preferivelmente, a dita camada tem uma permeabilidade de hexano (medida de acordo com o Método 2) de não mais que 100 g/m2d, mais preferivelmente de não mais que 50 g/m2d, mais preferivelmente de não mais que 20 g/m2d. Preferivelmente, a dita permeabilidade de hexano é tão baixa quanto possível, porém, por razões práticas, é preferivelmente pelo menos 0,1 g/m2d, mais preferível pelo menos 0,5 g/m2d, até mesmo mais preferivelmente pelo menos 1,0 g/m2d, o mais preferivelmente pelo menos 3,0 g/m2d.
[00043] Preferivelmente, a dita camada tem uma resistência à graxa de pelo menos 1, mais preferivelmente de pelo menos 3, mais preferivelmente de pelo menos 5. Preferivelmente, a dita resistência à graxa é tão alta quanto possível, porém, por razões práticas, é preferivelmente no máximo 30, mais preferivelmente no máximo 20, o mais preferivelmente no máximo 15.
[00044] Preferivelmente, a dita camada tem uma permeabilidade de hexano de não mais que 50 g/m2d e uma resistência à graxa de pelo menos 1, mais preferivelmente de pelo menos 3, mais preferivelmente de pelo menos 5. Preferivelmente, a dita camada tem uma permeabilidade de hexano de não mais que 20 g/m2d e uma resistência à graxa de pelo menos 1, mais preferivelmente de pelo menos 3, mais preferivelmente de pelo menos 5.
[00045] Em uma modalidade preferida, a densidade média da dita camada é de 5 a 20 g/m2, a permeabilidade de hexano da dita camada é entre 0,1 e 100 g/m2d e a resistência à graxa é entre 1 e 30. Faixas preferidas da densidade média, permeabilidade de hexano e resistência à graxa são dadas acima e são igualmente aplicáveis a esta modalidade também.
[00046] A presente invenção também fornece um produto de papel que compreende pelo menos uma camada de revestimento de barreira de acordo com a invenção.
[00047] A presente invenção também fornece um produto de papel que compreende pelo menos uma camada de revestimento de barreira, a dita camada de revestimento de barreira compreendendo um material de amido e um pigmento, caracterizada em que a camada de revestimento de barreira tem uma espessura média de pelo menos 3 μm e uma densidade média de 5 a 20 g/m2.
[00048] Produto de papel: o produto de papel da presente invenção pode ser qualquer tipo produto à base de papel - ou de papelão, preferivelmente produzido a partir de um substrato à base de celulose. O substrato preferivelmente será material tipo folha produzido, por exemplo, a partir de fibras à base de madeira virgem, fibras recicladas ou de misturas das mesmas. Pode ser de qualquer tipo, espessura, peso e qualidade e compreenderá pelo menos uma camada revestindo, de acordo com a presente invenção, em pelo menos um lado. Essa camada pode ser um pré-revestimento, revestimento mediano ou revestimento de cobertura. A uma ou mais outras camadas, se usadas, podem ser de acordo com a invenção ou elas podem ser produzidas a partir de composições de barreira sintéticas. Desse modo, por exemplo, o produto de papel pode compreender um pré-revestimento, de acordo com a invenção, e um revestimento de cobertura produzido a partir de uma composição de barreira sintética. Alternativamente, pode compreender uma camada de pré-revestimento de barreira sintética e uma camada de revestimento de cobertura de acordo com a invenção. Alternativamente, pode compreender pelo menos duas camadas de acordo com a invenção. Preferivelmente, o produto de papel incluirá pelo menos uma camada de pré-revestimento.
[00049] O produto de papel será preferivelmente usado como um material de embalagem, mais preferivelmente como um material de embalagem para composições alimentícias e/ou de bebida. Pode ser usado como um material de embalagem primário ou secundário, e para fins de ilustração apenas, para a produção de caixas, bandejas, tampas, caixas de papelão ou qualquer outra forma de material de embalagem.
[00050] Vantajosamente, os produtos de papel da presente invenção serão pelo menos parcialmente impermeáveis à migração de óleo mineral. Preferivelmente, eles terão uma permeabilidade de hexano (medida de acordo com o Método 2) de não mais que 100 g/m2d, mais preferivelmente de não mais que 50 g/m2d, mais preferivelmente de não mais que 20 g/m2d. Desse modo, a presente invenção também fornece o uso de uma composição de revestimento de barreira, conforme definido aqui, para impedir a migração de óleos minerais através dos substratos à base de celulose.
[00051] Camada de revestimento de barreira: a camada de revestimento de barreira compreende pelo menos um material de amido e um pigmento, junto com um ou mais ingredientes opcionais adicionais, todos conforme definidos acima em relação à composição de revestimento de barreira. Esta preferivelmente terá uma densidade média (ou "peso de revestimento") de pelo menos 1 g/m2, mais preferivelmente de pelo menos 3 g/m2, até mesmo mais preferivelmente de pelo menos 5 g/m2, o mais preferivelmente de pelo menos 7 g/m2. Preferivelmente, a densidade média da dita camada é no máximo 50 g/m2, mais preferivelmente no máximo 40 g/m2, até mesmo mais preferivelmente no máximo 30 g/m2, ainda até mesmo mais preferivelmente no máximo 20 g/m2, o mais preferivelmente no máximo 15 g/m2. Preferivelmente, a densidade média da dita camada é de 5 a 20 g/m2, mais preferivelmente de 5-15 g/m2, mais preferivelmente de 7-15 g/m2 ou 7-13 g/m2. Esta preferivelmente terá uma espessura média de pelo menos 3 μm. Processo
[00052] Além das composições de revestimento de barreira e dos produtos de papel revestidos com à mesmas, a presente invenção fornece um processo para a produção de tais produtos de papel, compreendendo revestir um substrato à base de celulose com uma composição de revestimento de barreira, conforme definido acima.
[00053] A composição de revestimento de barreira preferivelmente será aplicada na forma de uma composição aquosa. Portanto, esta preferivelmente será preparada dispersando o material de amido, pigmento e qualquer ingrediente opcional adicional, em água. Estes ingredientes secos podem ser adicionados em qualquer ordem ou simultaneamente. Se necessário, a composição pode ser aquecida para assegurar solubilização apropriada dos ingredientes. Água pode ser acrescentada, ainda, à composição aquosa assim preparada para alcançar o teor desejado de sólidos secos da composição de revestimento de barreira final.
[00054] A composição de revestimento de barreira pode ser, então, aplicada ao substrato usando qualquer método conhecido na técnica. Estes incluem, por exemplo, revestimento por faca de ar, revestimento por haste, revestimento por barra, revestimento por fio-barra, revestimento por pulverização, revestimento por pincel, revestimento por fundição, revestimento com lâmina flexível, revestimento por gravura, revestimento com aplicador de jato, revestimento de curta permanência, revestimento por funil deslizante, revestimento por cortina, revestimento flexográfico, revestimento por prensa de colagem, revestimento por rolo reverso e revestimento por rolo de transferência (revestimento por prensa de colagem dosada ou por rolo distribuidor). Preferivelmente, a composição de revestimento de barreira da presente invenção será aplicada a seu substrato através de revestimento por cortina. Desse modo, a presente invenção preferivelmente fornece uma composição de revestimento de barreira, como definido acima, adequada para o revestimento por cortina de um substrato à base de celulose.
[00055] O revestimento pode ocorrer na máquina formadora de folha ou em uma máquina de revestimento separada. Após a composição de revestimento ser aplicada, qualquer excesso será preferivelmente removido. O papel pode ser depois secado e opcionalmente calandrado para melhorar a suavidade da superfície e o brilho e reduzir o volume.
[00056] A presente invenção será agora descrita em mais detalhes por via dos exemplos não limitativos a seguir.
EXEMPLOS Método de preparação da composição de revestimento (ordem e equipamento utilizados)
[00057] PVOH - O PVOH foi dissolvido em água (20 minutos em cozimento por batelada a 96°C sob agitação) a 20% em peso de substância seca. A solução foi esfriada até temperatura ambiente antes de determinar sua substância seca.
[00058] Pigmento - Argila (Capim RG) foi dispersa em água com um dissolvedor piloto antes de determinar sua substância seca.
[00059] Amido - As amostras de amido (amostras de C*iFilm da Cargill) foram cozidas em um fogão de jato piloto (5 min a 130°C) na substância seca mais alta possível. O amido cozido foi esfriado até temperatura ambiente antes de determinar sua substância seca.
[00060] Composição - Os componentes foram misturados em um vaso com agitação. As quantidades foram calculadas de acordo com as receitas fornecidas na tabela.
[00061] A sequência era: Pasta de amido -> Solução de PVOH -> Plasticizante (sorbitol vendido como Sorbidex por Cargill) -> Pigmento.
[00062] O teor de substância seca da composição foi, então, determinado. Se preciso for, a composição foi diluída com água para ajustar a viscosidade, e o teor de substância seca repetido.
[00063] Para o propósito de desgasificação, a composição foi ar- mazenada durante um dia sob agitação suave.
[00064] Parâmetros de revestimento: folhas de papel-cartão de fibras recicladas foram usadas como um substrato para os revestimentos de barreira. As folhas foram revestidas com os revestimentos de amostra no lado não-(pré)revestido. O revestimento foi feito em uma única etapa de revestimento com um dispositivo de revestimento por cortina de laboratório. Os parâmetros do dispositivo, significando a velocidade da folha de papel e o volume de fluxo, foram ajustados de acordo com o peso de revestimento visado e a estabilidade da cortina, como segue:
Figure img0001
[00065] Então, as amostras revestidas foram secadas durante 1 minuto a 120°C em um forno. Composições:
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1C*Film e sorbitol em uma razão de peso de 85:15 Resultados (permeabilidade)
[00066] A funcionalidade da barreira contra gás foi avaliada medindo a permeabilidade de gás, de acordo com ambos os Métodos 4 e 2, respectivamente. Os resultados são mostrados na acima tabela e demonstram que as composições de acordo com a presente invenção fornecem boas barreiras contra migração de óleo mineral, comparável com os revestimentos à base de PVOH.
[00067] Composições, continuadas - os experimentos acima foram repetidos com a diferença que vários amidos ou composições de amido, conforme indicado abaixo, foram usados. As propriedades das várias composições que compreendem os mesmos são também relacionadas:
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MÉTODOS MÉTODO 1 - temperatura de transição vítrea do material de amido
[00068] A temperatura de transição vítrea de uma amostra é analisada usando-se um Calorímetro de Varredura de Diferencial, com uma temperatura de partida de -60°C, uma temperatura final de 200°C e uma taxa de aquecimento de 5°C/min. As amostras analisadas tinham um teor de sólidos secos de cerca de 89 % p (umidade cerca de 11 % p) com relação ao peso total da amostra.
MÉTODO 2 - permeabilidade de hexano dos produtos de papel revestidos
[00069] Este teste é executado a 23°C a 50% umidade relativa. Uma esponja é colocada em um jarro. São vertidos 9ml de hexano sobre a esponja. O jarro é, então, vedado com uma tampa que tem uma abertura e um anel de vedação (diâmetro interno de 63 mm). A abertura é firmemente fechada com o material de barreira de teste. O material de barreira não entra em contato com a esponja intumescida com hexano. A perda de peso do vaso é medida. A perda de peso reflete a perda de hexano gasoso através do material de barreira e é, desse modo, uma medida da permeabilidade da barreira contra componentes de óleo minerais gasosos. A perda de peso, em gramas, é dada em termos de 1 m2 da área do papel e, então, como g/m2/dia.
MÉTODO 3 - peso molecular ponderal médio
[00070] Preparação da amostra: A amostra é dissolvida em DMSO-água 90-10 v:v a cerca de 2% de substância seca para amido e dextrinas.
[00071] Para determinação de Mw: O sistema de GPC: controlador Waters 600 com autoamostrador Waters 717puls.
[00072] Detector: detector Waters 2414 RI (índice refrativo).
[00073] O sistema de detector RI é calibrado com um conjunto de pululanas de peso molecular conhecido. Também, um amido de refe- rência tendo um peso molecular de pico de 20,106 (medido por Difra- ção de Luz Estática), e uma cinco unidades de polímero linear de dextrose (DP 5) são injetados. Para cada calibrante, o logaritmo do peso molecular é representado em gráfico versus o tempo de retenção. Após conclusão de uma corrida, o sistema de processamento de dados ajustou a linha base e cortou a área compreendida entre a linha base e o cromatograma em um número grande de fatias pequenas. A área de cada fatia é registrada, e o peso molecular que corresponde a cada fatia é derivado da curva de calibração. Usando aqueles dados, o sistema de processamento de dados calcula os pesos moleculares.
[00074] Coluna: Shodex KS-806+ Shodex KS-804+ Shodex KS-802 (toda a forma de sódio) em série, a 75°C.
[00075] Eluente: NaOH 0,05 M em agua do tipo HPLC, filtrada através de filtro de 0,45 um, desgasificada e mantida a cerca de 70°C.
[00076] Fluxo: 1,0 ml/min
[00077] Injeção: 20 ul
[00078] Detecção: índice refrativo de diferencial
[00079] Aquisição de dados: Atlas da Thermo
[00080] Processamento de dados; Calibre (pacote GPC de Polymer Labs)
MÉTODO 4 - teste de permeabilidade Tenax
[00081] A migração de óleo mineral no simulador alimentício Te- nax® foi determinada com base em DIN EN 14338 e com o uso de uma célula de migração. As condições de migração a seguir foram aplicadas:
[00082] Tempo de migração: 5 dias
[00083] Temperatura de migração: 40°C
[00084] Frações C: MOSH < C20, C20-C35
[00085] MOAH < C16, C16-C35
[00086] Determinação dos carboidratos do óleo mineral (MOSH e MOAH) nos materiais de embalagem e no simulador alimentício Te- nax® foi realizada por uma extração de fase sólida e GC-FID, com base no método recomendado do BfR (Bestimmung von Kohlenwassers- toffen aus Mineralol (MOSH und MOAH) oder Kunststoffen (POSH, PAO) em Verpackungsmaterialien und trockenen Lebensmitteln mittels Festphasenextraktion und GC-FID).
[00087] As amostras foram inseridas na célula de migração e cobertas com Tenax®. As amostras foram presas com a face de revestimento de barreira voltada para cima na célula. Então, a célula foi firmemente vedada e a investigação foi realizada de acordo com as condições mencionadas antes. Após o tempo de migração, o Tenax® das células foi transferido em garrafas de amostra e misturado com um padrão interno do PTS e hexano e extraído. Após as duas horas de extração, o Tenax® era removido. A fase de hexano foi analisada. MÉTODO 5 - Teste de kit de Resistência à Graxa (Tappi T559)
[00088] O teste de Kit mede o grau de repelência ou antidrenagem do papel e papelões que foram tratados com agentes de colagem fluo- roquímico usado para impedir o umedecimento das fibras de celulose do material. São usadas soluções de teste com resistências variadas de óleo de rícino, tolueno, heptano e aguarrás. A solução com número mais ato (a mais agressiva) que permaneceu na superfície do papel sem causar falha é reportada como a 'avaliação de kit' (máximo 12).
[00089] O teste de Kit é usado para quantificar ou comparar o de-sempenho dos papeis e papelões, usados para o contato com alimentos e outras aplicações de embalagem onde a resistência ao tingimen- to de graxa é importante.
[00090] Os resultados mostram que os revestimentos das composições descritas podem alcançar propriedades de barreira adequadas contra substâncias unipolares, na fase de vapor (por exemplo, migração de óleo mineral) e na fase líquida (por exemplo, óleo e graxa) que os torna ótimos para aplicações de embalagem à base de fibra. Estas características juntamente com as propriedades reológicas vantajosas podem acrescentar valor aos conceitos de barreira de papel/papelão existentes, os quais são, hoje em dia, principalmente com base em polímeros sintéticos.

Claims (7)

1. Produto de papel que compreende pelo menos uma ca-mada de revestimento de barreira, sendo que a dita camada de reves-timento de barreira compreende um material de amido e um polímero sintético, caracterizado pelo fato de que: a) a camada de revestimento de barreira tem uma espessura média de pelo menos 3 μm e um peso médio de revestimento de 5 a 15 g/m2; b) o material de amido tem um peso molecular ponderal médio de 25.000 a 1.000.000 Daltons e uma temperatura de transição vítrea (Tg) de não mais que 120°C; e c) o polímero sintético é selecionado do grupo consistindo em: poli(álcool vinílico), poliamina, poliacrilatos, poliacrilamidas, polia- midas e misturas dos mesmos, em que o material de amido e o polímero sintético estão presentes na camada de revestimento de barreira em uma razão de peso seco de 1:10 a 2:1.
2. Produto de papel, de acordo com a reivindicação 1, ca-racterizado pelo fato de que a camada de revestimento de barreira é uma camada de revestimento de barreira contra migração de óleo mineral.
3. Produto de papel, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que tem uma permeabilidade de hexano de não mais que 100 g/m2d.
4. Produto de papel, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o material de amido é uma dextrina.
5. Produto de papel, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o material de amido é uma mistura de uma dextrina e um amido ceroso.
6. Produto de papel, de acordo com a reivindicação 5, ca- racterizado pelo fato de que a dextrina e o amido ceroso estão presentes em uma razão de peso de 50:50 a 20:1.
7. Produto de papel, de acordo com qualquer uma das rei-vindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que a dextrina é um amido termicamente modificado.
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3178648A1 (en) 2015-12-09 2017-06-14 Cargill, Incorporated Barrier coatings
EP3260597B1 (de) 2016-06-22 2019-06-05 Buchmann Gesellschaft mit beschränkter Haftung Mehrlagiges faserstofferzeugnis mit einer inhibierten migrationsrate von aromatischen oder gesättigten kohlenwasserstoffen und verfahren zu dessen herstellung
SE541012C2 (en) * 2016-12-22 2019-02-26 Stora Enso Oyj Method for manufacturing a heat-sealable packaging material and a heat-sealable packaging material made by the method
WO2018156685A1 (en) 2017-02-27 2018-08-30 Westrock Mwv, Llc Heat sealable barrier paperboard
MX2020007502A (es) 2018-02-19 2020-09-14 Westrock Mwv Llc Estructura de carton con por lo menos una capa de recubrimiento de barrera.
CN109577098B (zh) * 2018-12-24 2021-06-04 亚太森博（山东）浆纸有限公司 涂料、白卡纸
EP3825368A1 (en) 2019-11-20 2021-05-26 Coöperatie Koninklijke Avebe U.A. Plasticiser free barrier composition
US20230175206A1 (en) * 2020-03-20 2023-06-08 Westrock Mwv, Llc Barrier recycled paperboard and method for manufacturing thereof
GB2598919A (en) * 2020-09-18 2022-03-23 Pa Knowledge Ltd Method
WO2023051954A1 (fr) 2021-09-29 2023-04-06 Roquette Freres Revetement barriere flexible resistant au rainurage et au pliage a base d'amidon fluidifie et de polyol
CN114606800A (zh) * 2022-02-10 2022-06-10 广东冠豪新材料研发有限公司 一种纸基环保涂料及其制备方法与应用
AT526258A1 (de) * 2022-06-24 2024-01-15 Mondi Ag Fettabweisendes papier
WO2024015739A1 (en) * 2022-07-12 2024-01-18 Cargill, Incorporated Water based barrier coating comprising n-osa modified starch
CN116289304A (zh) * 2023-03-08 2023-06-23 广东冠豪新材料研发有限公司 一种涂料及其制备方法和应用

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6495223B1 (en) 1995-12-21 2002-12-17 Tetra Laval Holdings & Finance, Sa Laminated packaging material, a method of producing the same, as well as packaging containers
US6007614A (en) * 1997-12-30 1999-12-28 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Starch esters as moisture vapor barrier coatings
US6231970B1 (en) * 2000-01-11 2001-05-15 E. Khashoggi Industries, Llc Thermoplastic starch compositions incorporating a particulate filler component
US20020015854A1 (en) * 2000-05-10 2002-02-07 Billmers Robert L. Paper coating composition comprising a blend of modified high amylose starch and polyvinyl alcohol
US6528088B1 (en) * 2000-06-01 2003-03-04 A. E. Staley Manufacturing Co. Highly flexible starch-based films
AU2001261318A1 (en) 2000-06-01 2001-12-11 A.E. Staley Manufacturing Co. Highly flexible starch-based films
US6372361B1 (en) * 2000-07-07 2002-04-16 National Starch And Chemical Investment Holding Corporation Coating for paper products
US20030207038A1 (en) * 2002-05-03 2003-11-06 Inkwan Han Coatings for food service articles
US7320825B2 (en) * 2003-05-27 2008-01-22 International Paper Company Barrier coatings for oil and grease resistance
KR101097123B1 (ko) * 2003-08-11 2011-12-22 도쿠슈 도카이 세이시 가부시키가이샤 내유성 시트형물
WO2006111981A2 (en) * 2005-04-20 2006-10-26 Ideal Cures Pvt. Ltd Film coating compositions and methods providing moisture barrier
JP5030501B2 (ja) * 2006-07-31 2012-09-19 関西ペイント株式会社 澱粉系塗料組成物
US8877321B2 (en) * 2009-08-10 2014-11-04 Cargill, Incorporated Sizing-adhesive composition
US9034444B2 (en) * 2011-05-30 2015-05-19 Basf Se Paper and cardboard packaging with barrier coating of a polymer mixture
BR112013030513A2 (pt) 2011-05-30 2017-10-17 Basf Se acondicionamento de papelão ou de papel, processo para produzir acondicionamento, e, uso de uma dispersão aquosa polimérica.
SI2532706T1 (sl) 2011-06-10 2021-11-30 Mayr-Melnhof Karton Ag Postopek za izdelavo obloženega embalažnega materiala in embalažni material z vsaj enim zapornim slojem za hidrofobne spojine
SE1250261A1 (sv) 2011-10-31 2013-05-01 Billerudkorsnaes Gaevle Froevi Ab Bestrykningskomposition, ett förfarande för bestrykning av ett substrat, ettbestruket substrat, ett förpackningsmaterial och vätskeförpackning
EP2788549B1 (en) 2011-12-06 2017-11-08 Basf Se Paper and cardboard packaging with barrier coating
EP2855609B1 (en) * 2012-05-31 2018-05-02 Lantmännen ek för A fiber-based substrate provided with a coating based on biopolymer material and a method of producing it
CN105263966B (zh) * 2013-05-21 2020-03-17 卡吉尔公司 水性组合物
US20160222592A1 (en) 2013-09-10 2016-08-04 Innogel Ag Packaging material having a barrier coating based on starch, and coating mass, method, and device for producing such a barrier coating
EP3178648A1 (en) 2015-12-09 2017-06-14 Cargill, Incorporated Barrier coatings

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