BR112019004246B1

BR112019004246B1 - Composição, método para derivatizar de maneira ajustável, um material à base de celulose para resistência à água ou resistência à água e ao lipídeo, e produto que resulta do processo

Info

Publication number: BR112019004246B1
Application number: BR112019004246-6A
Authority: BR
Inventors: Jonathan Spender; Michael Albert Bilodeau; Daryl Aubrey Basham; Nirmal Singh Basi
Original assignee: Hs Manufacturing Group Llc
Priority date: 2016-09-01
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2023-12-05
Also published as: BR112019004246A2; ZA201901564B; EP3507418A4; SG11201901751QA; EP3507418A1; JP2023138997A; CN109891025A; WO2018045248A1; CA3016695A1; AU2017318676B2; US11098134B2; KR102569504B1; SA519401209B1; IL265074B2; WO2018045248A8; CO2019002567A2; IL265074A; CL2019000539A1; MX2019002357A; PH12019500443A1

Abstract

COMPOSIÇÃO, MÉTODO PARA DERIVATIZAR DE MANEIRA AJUSTÁVEL, PRODUTO QUE RESULTA DO PROCESSO, MATERIAL À BASE DE CELULOSE, FORMULAÇÃO DE EMULSÃO, COMPOSIÇÃO DE CARREADOR, MATERIAL MACIO HIDROFÓBICO, MÉTODO PARA FABRICAR UM MATERIAL MACIO, MÉTODO PARA PRODUZIR UM MATERIAL À BASE DE CELULOSE, COMPOSIÇÃO DE RECOBRIMENTO SUPERFICIAL, E AGENTE DE RECOBRIMENTO SUPERFICIAL A presente invenção descreve métodos ajustáveis para tratar materiais celulósicos com uma composição que fornece hidrofobicidade e/ou lipofobicidade aumentada para tais materiais sem sacrificar a biodegradabilidade dos mesmos. Os métodos, conforme revelado, fornecem ligação de ésteres de ácido graxo de sacarídeo em materiais celulósicos, incluindo que a revelação fornece produtos produzidos por tais métodos. Os materiais assim tratados exibem maior hidrofobicidade, lipofobicidade, função de barreira e propriedades mecânicas, e podem ser usados em qualquer aplicação em que tais recursos são desejados.

Description

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se, de modo geral, ao tratamento de materiais que contêm composto celulósico e, mais especificamente, à produção de materiais à base de celulose mais hidrofóbicos/lipofóbicos que usam composições de base biológica que se ligam à celulose, em que tais composições e métodos são úteis em superfícies de modificação de materiais à base de celulose, incluindo, papel, papelão e produtos de embalagem.

INFORMAÇÕES ANTECEDENTES

[002] Os materiais celulósicos têm uma ampla gama de aplicações em indústria como agentes de volume, absorventes e componentes de impressão. Seu emprego é preferencial em relação ao de outras fontes de material para sua alta estabilidade térmica, boa função de barreira de oxigênio, e resiliência química/mecânica (consulte, por exemplo, Aulin et al., Cellulose (2010) 17:559-574; incorporado a título de referência em sua totalidade). Também é de grande relevância o fato de que esses materiais sejam totalmente biodegradáveis uma vez que dispersos no ambiente, e que sejam totalmente não tóxicos. A celulose e derivados da mesma são o material de escolha para soluções ambientalmente amigáveis em aplicações, tal como embalagem para produtos alimentícios e descartáveis.

[003] As muitas vantagens de celulose são, no entanto, refutadas pela hidrofilicidade/lipofilicidade do material (consulte, por exemplo, Aulin et al., Langmuir (2009) 25(13):7675-7685; incorporado ao presente documento a título de referência em sua totalidade). Embora isso seja um benefício para aplicações, tais como absorventes e tecidos, torna-se um problema quando a embalagem segura de materiais que contêm água/lipídios (por exemplo, produtos alimentícios) é necessária. O armazenamento a longo prazo de alimentos, especialmente refeições prontas que contêm uma quantidade significativa de água e/ou gordura, se torna problemático em bandejas de celulose, por exemplo, visto que as mesmas ficam encharcadas e, então, em última análise, falham. Além disso, múltiplos revestimentos podem ser necessários para compensar a baixa eficiência para manter revestimento suficiente na superfície celulósica devido à alta porosidade relativa do material, resultando em aumento de custos.

[004] Esse problema é geralmente abordado na indústria por revestimento da fibra de celulose com algum tipo de material orgânico hidrofóbico/fluorocarbonos, silicones, o que protegeria fisicamente a celulose hidrofílica subjacente da água/lipídios no conteúdo, incluindo a prevenção de absorção nos interstícios de fibra, graxa que flui para vincos ou permitindo a liberação de materiais fixados. Por exemplo, materiais, tais como PVC/PEI/PE são rotineiramente usados para esse propósito e são fisacamente fixados (isto é, revestidos por pulverização ou extrudados) nas superfícies a serem tratadas.

[005] Um problema similar é encontrado ao vedar produtos alimentícios em seu recipiente por meio de um filme. Esse filme requer mais propriedades ainda mais rigorosas do que o próprio recipiente. Além da resistência ao estresse mecânico, o filme deve ser fino o suficiente para ser destacado, dever ser de forma ideal transparente, resistente a lipídio/gordura, resistente ao calor e impermeabilizado a gases, tais como CO2, oxigênio, vapor de água, não tóxico e hidrofóbico. Novamente, plástico na forma de polímeros, fluorocarbonos e resina representam a presente solução da indústria.

[006] É desejável projetar um revestimento de base biológica "verde” que seja hidrofóbico e compostável, incluindo um papel/filme de base que permita manter revestimentos sobre a superfície do dito papel e impedir a absorção nos interstícios de fibra, ou reduzir a aderência de materiais à superfície celulósica, em custos reduzidos, sem sacrificar a biodegradabilidade e/ou a reciclabilidade.

BREVE DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[007] A presente revelação se refere a métodos para tratar materiais celulósicos, incluindo o tratamento de materiais que contêm celulose com uma composição que fornece hidrofobicidade e/ou lipofobicidade aumentadas ao mesmo tempo em que se mantém a biodegradabilidade/reciclabilidade dos componentes celulósicos. Os métodos, conforme revelado, fornecem a ligação de éster de ácido graxo de sacarídeos (SFAE) em celulose e não requerem o uso de carreadores orgânicos, bases ou catalisadores separados para ligar o dito éster de ácido graxo de sacarídeos. As reações de ligação podem ser aplicadas a fibras celulósicas ou materiais pré- formados.

[008] Nas modalidades, uma composição que compreende um material à base de celulose ligado a SFAE é revelada, em que o SFAE está presente em uma concentração suficiente para fazer com que o material à base de celulose ligado exiba um ângulo de contato de água igual ou maior que 90°, e em que o ângulo de contato de água é efetuado na ausência de qualquer hidrófobo secundário, ou em que o SFAE está presente em uma concentração suficiente para conferir resistência substancial a uma força de ruptura quando o material à base de celulose é umedecido, em que a resistência é efetuada na ausência de qualquer aditivo de resistência à umidade secundário. Em um aspecto relacionado, o éster de ácido graxo de sacarídeo contém pelo menos um sacarídeo e pelo menos um grupo alifático que compreende 8 a 30 carbonos, e o SFAE está presente em uma concentração suficiente para produzir o material à base de celulose ligado hidrofóbico em comparação com o mesmo material sem nenhum SFAE ligado. Em outro aspecto, o SFAE é ligado de modo liberável ou não liberável ao material à base de celulose.

[009] Em um aspecto adicional, o SFAE está presente em uma concentração suficiente para fazer com que o material à base de celulose ligado exiba um ângulo de contato de água igual ou maior que 90 °, em que o ângulo de contato de água é efetuado na ausência de qualquer hidrófobo secundário, e em que o SFAE está presente em uma concentração suficiente para conferir resistência substancial a uma força de ruptura quando o material à base de celulose é umedecido, em que a resistência é efetuada na ausência de qualquer aditivo de resistência à umidade secundário.

[0010] Em um aspecto, o SFAE é ligado como um revestimento ao material à base de celulose, em que o SFAE está presente em um peso de revestimento de pelo menos 0,1 g/m2 sobre uma superfície do material à base de celulose. Em outro aspecto, quando o material à base de celulose é uma solução que contém fibra de celulose, o SFAE está presente em uma concentração de pelo menos 0,025% (p/p) da fibra total presente.

[0011] Em um aspecto, o grupo alifático é obtido a partir de uma fonte natural. Em um aspecto relacionado, a fonte natural é uma semente oleaginosa, e o SFAE é a sacarose de soja. Em um aspecto adicional relacionado, o grupo alifático contém todas as ligações saturadas ou uma mistura de ligações saturadas e insaturadas.

[0012] Em outro aspecto, o material à base de celulose compreende adicionalmente celulose microfibrilada (MFC), celulose nanofibrilada ou nanocristais de celulose.

[0013] Em um aspecto adicional, a composição pode incluir álcool polivinílico (PvOH), ácido polilático, argila, talco, amido, glioxila, prolaminas e combinações dos mesmos.

[0014] Em um aspecto, o éster de ácido graxo de sacarídeo é um mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, octa-éster ou uma mistura dos mesmos e, opcionalmente, a composição compreende um ou mais ésteres de ácido graxo de sacarídeo que têm grupos alifáticos que são saturados ou têm combinações de ácidos graxos saturados e insaturados.

[0015] Em outro aspecto, a composição é biodegradável e/ou compostável. Em um aspecto relacionado, o material que contém celulose inclui papel, papelão, polpa de papel, uma caixa de papelão para armazenamento de alimentos, uma bolsa para armazenamento de alimentos, uma bolsa de remessa, um recipiente para café ou chá, um saco de chá, tabuleiro para bacon, fraldas, filme ou tecido de barreira/bloqueio de erva daninha, filme de cobertura de solo, vasos de planta, microesferas de embalagem, plástico bolha, material absorvente de óleo, laminados, envelopes, cartões-presente, cartões de crédito, luvas, capas de chuva, papel OGR, uma sacola de compras, um saco de adubo, papel removível, utensílios para comer, recipiente para reter bebidas frias ou quentes, xícara, papel toalha, prato, uma garrafa para armazenamento de líquido carbonatado, uma garrafa para material de isolamento para armazenamento de líquido não carbonatado, filme para embrulhar alimentos, um recipiente para descarte de lixo, um implemento de manuseio de alimentos, uma tampa para um copo, uma fibra de tecido, um implemento de transporte e armazenamento de água, um implemento de transporte e armazenamento para bebidas alcoólicas ou não alcoólicas, uma tela ou envoltório externo para mercadorias eletrônicas, uma peça interna ou externa de forno, uma cortina, estofamento, filme, caixa, folha, bandeja, tubo, conduto de água, embalagem para produtos farmacêuticos, roupas, dispositivo médico, contraceptivo, equipamento para acampamento, material celulósico que é moldado e combinações dos mesmos.

[0016] Em um aspecto, o éster de ácido graxo de sacarídeo contém um ou mais grupos funcionais de um éter, éster, tio, amino, fosfo ou combinações dos mesmos.

[0017] Em uma modalidade, um método para derivação de modo ajustável de um material à base de celulose de modo que a resistência hidrofóbica e/ou lipofóbica seja revelada, incluindo o contato do material à base de cellulose com um éster de ácido graxo de sacarídeo e exposição do material à base de celulose posto em contato a calor, radiação, um catalisador ou combinação dos mesmos por um tempo suficiente para ligar o éster de ácido graxo de sacarídeo ao material à base de celulose. Em um aspecto relacionado, o método pode incluir remover o excesso de éster de ácido graxo de sacarídeo.

[0018] Em um aspecto, o método pode incluir adicionar álcool polivinílico (PvOH), em que o PvOH e/ou éster de ácido graxo de sacarídeo é opcionalmente adicionado como uma emulsão, separadamente ou em combinação.

[0019] Em outro aspecto, o material de base celulósica compreende celulose microfibrilada (MFC), celulose nanofibrilada ou nanocristais de celulose.

[0020] Em um aspecto, o material que contém celulose sólido resultante está contido em um produto incluindo papel, papelão, polpa de papel, uma caixa de papelão para armazenamento de alimentos, um saco de adubo, uma bolsa para armazenamento de alimentos, papel removível, uma bolsa de remessa, uma bolsa de compras, filme ou tecido de barreira/bloqueio de erva daninha, filme de cobertura de solo, vasos de planta, microesferas de embalagem, plástico bolha, material absorvente de óleo, laminados, envelopes, cartões-presente, cartões de crédito, luvas, capas de chuva, papel OGR, um saco de chá, um recipiente para chá ou café, papel de bacon, material isolante, uma tampa, utensílios para comer, recipiente para reter bebidas frias ou quentes, xícara, prato, uma garrafa para armazenamento de líquido carbonatado, uma garrafa para armazenamento de líquido não carbonatado, filme para embrulhar alimentos, um recipiente para descarte de lixo, um implemento para manuseio de alimentos, uma fibra de tecido, um implemento de transporte e armazenamento de água, um implemento de armazenamento e transporte para bebidas alcoólicas ou não alcoólicas, um tela ou envoltório externo para mercadorias eletrônicas, uma peça interna ou externa de forno, uma cortina, estofamento, tecido, filme, caixa, folha, bandeja, cano, conduto de água, roupas, dispositivo médico, contraceptivo, equipamento para acampamento, embalagem para produtos farmacêuticos, materiais isolantes, material celulósico que é moldado, e combinações dos mesmos. Em um aspecto relacionado, o produto resultante é biodegradável e/ou compostável.

[0021] Nas modalidades, um material à base de celulose é revelado incluindo polpa que contém celulose microfibrilada (MFC) ou um revestimento de MFC e um éster de ácido graxo de sacarídeo. Em um aspecto relacionado, o material pode conter um composto incluindo álcool polivinílico (PvOH), ácido polilático (PLA), argila, talco, glioxila, prolaminas e combinações dos mesmos.

[0022] Em um aspecto, o material é papel ou filme. Em um aspecto relacionado, o material é hidrofóbico. Em aspecto adicional relacionado, o material é hidrofóbico e lipofóbico, e em que o material exibe valor de teste de KIT de graxa dentre 3 e 12.

[0023] Nas modalidades, uma formulação de emulsão é revelada que contém uma um éster de ácido graxo de sacarídeo e um segundo componente incluindo água, tampões, álcool polivinílico, carboximetilcelulose (CMC), proteínas do leite, glútens de trigo, gelatinas, prolaminas, isolados de proteína de soja, amidos, polissacarídeos acetilados, alginatos, carragenanas, quitosanos, inulinas, ácidos graxos de cadeia longa, ceras, ágar, alginatos, glicerol, gomas, lecitinas, poloxâmeros, mono-, di-gliceróis, fosfatos monossódicos, monoestearato, propilenoglicóis, detergentes, álcool cetílico e combinações dos mesmos, em que o éster de ácido graxo de sacarídeo contém pelo menos um sacarídeo e pelo menos um grupo alifático que compreende 8 a 30 carbonos.

[0024] Em um aspecto, o éster de sacarídeo é um mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, octa-éster ou uma mistura dos mesmos.

[0025] Em um aspecto relacionado, uma composição de carreador é revelada que contém a emulsão e um agente incluindo agalita, ésteres, diésteres, éteres, cetonas, amidas, nitrilas, aromáticos (por exemplo, xilenos, toluenos), haletos de ácido, anidridos, talco, dímero de alquil ceteno (AKD), alabastro, ácido algânico, alume, albarina, colas, carbonato de bário, sulfato de bário, dióxido de cloro, argilas, dolomita, dietileno triamina penta acetato, EDTA, enzimas, ácido formamidina sulfúrico, goma guar, gesso natural, cal, bissulfato de magnésio, leite de cal, leite de magnésio, álcool polivinílico (PvOH), rosinas, sabões de rosina, satinas, sabões/ácidos graxos, bissulfato de sódio, carbonato de sódio, óxido de titânio, tensoativos, amidos, amidos modificados, resinas hidrocarbônicas, polímeros, ceras, SFAEs, polissacarídeos, proteínas e combinações dos mesmos. Em um aspecto relacionado adicional, o agente é um derivado de ácido alcanoico que tem a Fórmula (II) ou (III):R-CO-X Fórmula (II) X-CO-R-CO-X1 Fórmula (III),

[0026] em que R é um radical de hidrocarboneto alifático de cadeia linear, cadeia ramificada ou cíclico que tem de 6 a 50 átomos de carbono, e em que X e X1 são, independentemente, Cl, Br, R-CO-O-R ou O(CO)OR. Em um aspecto relacionado, quando o derivado de ácido alcanoico compreende a Fórmula (III), pelo X ou X1 é igual ou diferente.

[0027] Nas modalidades, um material macio incluindo um éster de ácido graxo de sacarídeo e polpa de celulose é revelado.

[0028] Nas modalidades, um método para produzir um material macio é revelado incluindo mistura de éster de ácido graxo de sacarídeo, polpa de celulose e água; agitar até ficar homogêneo; drenar a água a partir da mistura para produzir um tapete de fibra; e secar o tapete de fibra com calor aplicado. Em um aspecto relacionado, as fibras resultantes podem ser reticuladas.

[0029] Nas modalidades, um método para produzir um material à base de celulose revestido com éster de ácido graxo de sacarídeo é revelado incluindo misturar um éster de ácido graxo de sacarídeo (SFAE), álcool polivinílico e, opcionalmente, um agente de reticulação, em que os ácidos graxos são saturados ou uma combinação de ácidos graxos saturados e insaturados; aquecer a mistura; e revestir a mistura aquecida na superfície de um material sólido à base de celulose, em que o material revestido resultante é hidrofóbico. Em um aspecto relacionado, o material revestido é hidrofóbico e/ou lipofóbico.

[0030] Em um aspecto, o SFAE é um éster mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, octa-substituído. Em um aspecto relacionado, o sacarídeo é um dissacarídeo incluindo rafinose, maltodextrose, galactose, sacarose, uma combinação que compreende glicose, uma combinação que compreende frutose, uma combinação que compreende maltose, lactose, uma combinação que compreende manose, uma combinação que compreende eritrose, isomaltose, isomaltulose, trealose, trealulose, celobiose, laminarribiose, quitobiose e combinações dos mesmos. Em um aspecto relacionado, o dissacarídeo é sacarose.

[0031] Em um aspecto, o agente de reticulação é um dialdeído. Em um aspecto relacionado, o dialdeído é glioxal. Em um aspecto relacionado adicional, um material à base de celulose produzido pelo método acima é revelado.

[0032] Nas modalidades, uma composição de recobrimento superficial é revelada, incluindo um éster de ácido graxo de sacarídeo, PvOH e, opcionalmente, um agente de reticulação. Em um aspecto relacionado, o éster de ácido graxo de sacarídeo é um éster de ácido graxo de sacarose e pelo agente de reticulação ser um dialdeído. Em um aspecto relacionado adicional, o dialdeído é glioxal.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0033] A Figura 1 mostra uma micrografia de elétrons por varredura (SEM) de Papel de Filtro Whatman de porosidade média e não tratado (58x ampliação).

[0034] A Figura 2 mostra um SEM de Papel de Filtro Whatman de porosidade média e não tratado (1070x ampliação).

[0035] A Figura 3 mostra uma configuração lado a lado de SEMs de papel produzido a partir de polpa reciclada antes (esquerda) e após (direita) o revestimento com celulose microfibrilada (MFC) (27x ampliação).

[0036] A Figura 4 mostra uma configuração lado a lado de SEMs de papel produzido a partir de polpa reciclada antes (esquerda) e após (direita) o revestimento com MFC (98x ampliação).

[0037] A Figura 5 mostra penetração de água em papel tratado com várias formulações de revestimento: álcool polivinílico (PvOH), diamantes; SEFOSE® + PvOH em 1:1 (v/v), quadrados; Ethylex (amido), triângulos; SEFOSE® + PvOH em 3:1 (v/v), cruzes.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0038] Antes da presente composição, métodos e metodologias são descritos, deve-se compreender que esta invenção não é limitada a composições, métodos e condições experimentais descritos específicos, tais como composições, métodos, e as condições podem variar. Além disso, entende-se que a terminologia usada no presente documento é para propósitos de descrição de modalidades específicas apenas, e não se destinam a serem limitantes, visto que o escopo da presente invenção será limitado somente nas reivindicações anexas.

[0039] Conforme usado neste relatório descritivo e nas reivindicações anexas, as formas singulares "um", "uma", e "o/a" incluem referências plurais a menos que o contexto dite claramente o contrário. Assim, por exemplo, referências a "um éster de ácido graxo de sacarídeo" incluem um ou mais ésteres de ácido graxo de sacarídeo, e/ou composições do tipo descrito no presente documento que se tornarão evidentes às pessoas versadas na técnica após a leitura dessa revelação e assim por diante.

[0040] A menos que definido de outro modo, todos os termos técnicos e científicos usados no presente documento têm o mesmo significado, conforme comumente entendidos por um indivíduo de habilidade comum na técnica à qual essa invenção pertence. Quaisquer métodos e materiais similares ou equivalentes aos descritos no presente documento podem ser usados na prática ou testes da invenção, conforme será compreendido essas modificações e alterações estão englobadas dentro do espírito e escopo da presente revelação.

[0041] Conforme usado no presente documento, "cerca de", "aproximadamente", "substancialmente" e "significativamente" serão entendidos por uma pessoa de habilidade comum na técnica e variarão em certa medida dependendo do contexto no qual são usados. Se houver usos do termo que não forem claros às pessoas de habilidade comum na técnica dado o contexto no qual é usado, "cerca de" e "aproximadamente" significarão mais ou menos <10% de termo específico e "substancialmente" e "significativamente" significarão mais ou menos >10% do termo específico. "Que compreende" e "que consiste essencialmente em" têm seu significado habitual na técnica.

[0042] Nas modalidades, a presente revelação mostra que tratando-se a superfície de fibras de celulose com ésteres de ácido graxo de sacarídeo, a superfície resultante é, inter alia, produzida fortemente hidrofóbica, visto que os grupos hidroxila celulósicos são mascarados por cadeias orgânicas volumosas. Esses ésteres de ácido graxo de sacarídeo, por exemplo, uma vez removidos por enzimas bacterianas, são facilmente digeridos. A superfície derivatizada apresenta uma grande resistência ao calor, sendo capaz de suportar temperaturas de até 250 °C e pode ser mais impermeabilizada para os gases do que o substrato de base abaixo. Portanto, o material é uma solução ideal para o problema de derivatização da superfície hidrofílica de celulose, em qualquer modalidade em que materiais de celulose podem ser empregados.

[0043] Vantagens dos produtos e métodos, conforme revelado no presente documento, incluem que a composição de revestimento é produzida a partir de recursos agrícolas renováveis - sacarídeos e óleos vegetais; é biodegradável; tem um perfil de baixa toxicidade e adequado para contato com alimentos; podem ser ajustadas para reduzir o coeficiente de atrito da superfície de papel/papelão (isto é, não torna o papel muito escorregadio para o processamento a jusante ou uso final), mesmo em altos níveis de resistência à água; podem ser usados ou não com equipamento de emulsificação especial ou agentes de emulsificação; e é compatível com programas de reciclagem de papel tradicional: isto é, não apresenta impacto adverso em operações de reciclagem, como polietileno, ácido polilático, ou papéis revestidos com cera.

[0044] Conforme usado no presente documento, "de base biológica" significa um material intencionalmente produzido a partir de substâncias derivadas de organismos vivos (ou que vivem uma vez). Em um aspecto relacionado, o material que contém pelo menos cerca de 50% de tais substâncias é considerado de base biológica.

[0045] Conforme usado no presente documento, "ligação", incluindo variações gramaticais dos mesmos, significa dar coerência ou fazer com que seja coerente essencialmente como uma massa única.

[0046] Conforme usado no presente documento, "celulósico" significa materiais naturais, sintéticos ou semissintéticos que podem ser moldados ou extrudados em objetos (por exemplo, bolsas, folhas) ou filmes ou filamentos, que podem ser usados para produzir tais objetos ou filmes ou filamentos, que sejam estruturalmente e funcionalmente similares à celulose, por exemplo, revestimentos e adesivos (por exemplo, carboximetilcelulose). Em outro exemplo, celulose, um carboidrato complexo (C6H10O5)n que é composto por unidades de glicose, que forma o constituinte principal da parede celular na maioria das plantas, é celulósico.

[0047] Conforme usado no presente documento, "peso de revestimento” é o peso de um material (seco ou molhado) aplicado a um substrato. O mesmo é expresso em libras por resma especificada ou gramas por metro quadrado.

[0048] Conforme usado no presente documento, "compostável" significa que esses produtos sólidos são biodegradáveis no solo.

[0049] Conforme usado no presente documento, "drenagem de borda" significa a sorção de água em uma estrutura de papel no limite externo da dita estrutura por um ou mais mecanismos, incluindo, mas sem limitação, penetração capilar nos poros entre fibras, difusão através de fibras e ligações, e difusão de superfície nas fibras. Em um aspecto relacionado, o revestimento que contém éster de ácido graxo de sacarídeo, conforme descrito no presente documento, impede a drenagem de borda em produtos tratados. Em um aspecto, existe um problema similar com graxa/óleo que entra em dobras que podem estar presentes em papel ou produtos de papel. Tal "efeito de dobra de graxa" pode ser definido como a sorção de graxa em uma estrutura de papel que é criada dobrando-se, pressionando-se ou amassando-se a dita estrutura de papel.

[0050] Conforme usado no presente documento, "efeito", incluindo variações gramaticais do mesmo, significa conferir uma propriedade particular a um material específico.

[0051] Conforme usado no presente documento, "hidrofóbico" significa uma substância que não atrai água. Por exemplo, ceras, rosinas, resinas, éster de ácido graxo de sacarídeos, dicetenos, goma-laca, acetatos de vinila, PLA, PEI, óleos, gorduras, lipídios, outros produtos químicos que repelem água ou combinações dos mesmos são hidrofóbicos.

[0052] Conforme usado no presente documento, "hidrofobicidade" significa a propriedade de ser repelente de água, que tende a repelir e não absorver água.

[0053] Conforme usado no presente documento, "resistência a lipídio" ou "lipofobicidade" significa a propriedade de ser repelente de lipídio, que tende a repelir e não absorver lipídios, graxa, gorduras e similares. Em um aspecto relacionado, a resistência à graxa pode ser medida por um reste de "KIT de 3M" ou um teste de Kit TAPPI T559.

[0054] Conforme usado no presente documento, "material que contém celulose" ou "material à base de celulose" significa uma composição que consiste essencialmente em celulose. Por exemplo, tal material pode incluir, mas sem limitação, papel, folhas de papel, papelão, polpa de papel, uma caixa de papelão para o armazenamento de alimentos, papel pergaminho, placa de bolo, papel de embrulho, papel removível/forro, uma bolsa para armazenamento de alimentos, uma bolsa de compras, uma bolsa de remessa, tabuleiro para bacon, material isolante, sacos de chá, recipientes para chá ou café, um saco de adubo, utensílios para comer, recipiente para reter bebidas frias ou quentes, xícara, uma tampa, prato, uma garrafa para o armazenamento de líquido carbonatado, cartões-presente, uma garrafa para armazenamento de líquido não carbonatado, filme para embrulhar alimentos, um recipiente para descarte de lixo, um implemento para manuseio de alimentos, uma fibra de tecido (por exemplo, algodão ou misturas de algodão), um implement de transporte e armazenamento de água, bebidas alcoólicas ou não alcoólicas, uma tela ou envoltório externo para mercadorias eletrônicas, uma peça interna ou externa de forno, uma cortina e estofamento.

[0055] Conforme usado no presente documento, "papel removível" significa uma folha de papel usada para impedir uma superfície pegajosa de aderência prematura a um adesivo ou um mastique. Em um aspecto, os revestimentos, conforme revelado no presente documento, podem ser usados para substituir ou reduzir o uso de silício ou outros revestimentos para produzir um material que tem uma baixa energia superficial. A determinação de energia superficial pode ser prontamente alcançada medindo-se ângulo de contato (por exemplo, Tensiômetro Óptico e/ou Câmara de Alta Pressão; Dyne Testing, Staffordshire, Reino Unido) ou por uso de Tintas ou Canetas de Teste de Energia Superficial (consulte, por exemplo, Dyne Testing, Staffordshire, Reino Unido).

[0056] Conforme usado no presente documento "removível" com referência ao SFAE significa que o revestimento de SFAE, uma vez aplicado, pode ser removido do material à base de celulose (por exemplo, removível manipulando-se as propriedades físicas). Conforme usado no presente documento "não removível" com referência ao SFAE significa que o revestimento de SFAE, uma vez aplicado, é substancialmente ligado de modo irreversível ao material à base de celulose (por exemplo, removível por meio químicos).

[0057] Conforme usado no presente documento, "macio" significa, um material sólido e arejado que tem a aparência de algodão bruto ou uma bolinha de isopor. Nas modalidades, o material macio pode ser produzido a partir de fibras de nanocelulose (por exemplo, MFC), nanocristais de celulose, e/ou filamentos de celulose e ésteres de ácido graxo de sacarídeo, em que as fibras ou filamentos ou cristais resultantes são hidrofóbicos (e dispersíveis), e pode ser usado em compósitos (por exemplo, concretos, plásticos e similares).

[0058] Conforme usado no presente documento,"fibras em solução" ou "polpa" significa um material fibroso lignocelulósico preparado por separação química ou mecânica de fibras de celulose de madeira, culturas de fibra ou papel residual. Em um aspecto relacionado, em que as fibras de celulose são tratadas pelos métodos, conforme revelado no presente documento, as fibras de celulose contêm ésteres de ácido graxo de sacarídeo, como entidades isoladas, e em que as fibras de celulose ligadas têm propriedades separadas e distintas de fibras livres (por exemplo, material ligado a éster de ácido graxo de sacarídeo de celulose microfibrilada ou nanocelulose ou fibra de celulose ou polpa não formará ligações de hidrogênio entre fibras tão prontamente quanto fibras não ligadas).

[0059] Conforme usado no presente documento, "repolpável" significa tornar um produto de papel ou papelão adequado para amassar em uma massa macia e sem formato para a reutilização na produção de papel ou papelão.

[0060] Conforme usado no presente documento, "ajustável", incluindo variações gramaticais do mesmo, significa ajustar ou adaptar um processo para alcançar um resultado específico.

[0061] Conforme usado no presente documento, "ângulo de contato de água" significa o ângulo medido através de um líquido, em que uma interface de líquido/vapor se encontra com uma superfície sólida. Isso quantifica a molhabilidade da superfície sólida pelo líquido. O ângulo de contato é um reflexo de quão fortemente as moléculas líquidas e sólidas interagem umas com as outras, em relação a quão fortemente cada uma interage com seu próprio tipo. Em superfícies muito altamente hidrofílicas, gotículas de água exibirão ângulos de contato de 0 ° a 30 °. Geralmente, se o ângulo de contato de água for maior do que 90 °, a superfície sólida é considerada hidrofóbica. O ângulo de contato de água pode ser prontamente obtido com o uso de um Tensiômetro Óptico (consulte, por exemplo, Dyne Testing, Staffordshire, Reino Unido).

[0062] Conforme usado no presente documento, "permeabilidade de vapor de água" significa respirabilidade ou uma capacidade de um têxtil transferir umidade. Há pelo menos dois métodos de medição diferentes. Um, o Teste de MVTR (Taxa de Transmissão de Vapor de Umidade) em conformidade com a norma ISO 15496, descreve a permeabilidade de vapor de água (WVP) de um tecido, e, portanto o grau de transporte de transpiração para o ar externo. As medições determinam como muitos gramas de umidade (vapor de água) atravessam um metro quadrado de tecido em 24 horas (quanto maior o nível, maior a respirabilidade).

[0063] Em um aspecto, o teste de dimensionamento TAPPI T 530 Hercules (isto é, teste de dimensionamento para papel por resistência à tinta) pode ser usado para determinar a resistência à água. A resistência à tinta pelo método Hércules é melhor classificada como um teste de medição direta para o grau de penetração. Outros classificam a mesma como uma taxa de teste de penetração. Não há um melhor teste para "dimensionamento de medição". A seleção de teste depende do uso final e das necessidades de controle de fábrica. Esse método é especialmente adequado para uso como um teste de dimensionamento de controle de fábrica para detectar de modo preciso alterações em nível de dimensionamento. O mesmo oferece a sensibilidade do teste de flutuação de tinta, fornecendo resultados reproduzíveis, tempos de teste mais curtos e determinação automática de ponto final.

[0064] O dimensionamento, conforme medido por resistência à permeação ou absorção em papel de líquidos aquosos, é uma característica importante de muitos papéis. Típicos dos mesmos são bolsa, cartão para embalagem, envoltório pardo, escrita e alguns graus de impressão.

[0065] Esse método pode ser usado para monitorar a produção de papel ou cartão para usos finais específicos, desde que uma correlação aceitável tenha sido estabelecida entre os valores de teste e o desempenho de uso final de papel. Devido à natureza do teste e ao penetrante, o mesmo não estará necessariamente correlacionado de modo suficiente para ser aplicável a todos os requisitos de uso final. Esse método mede a dimensão por meio de taxa de penetração. Outros métodos medem o dimensionamento por meio de contato superficial, penetração de superfície ou absorção. Os testes de dimensionamento são selecionados com base na capacidade para estimular os meios de contato com água ou absorção em uso final. Esse método também pode ser usado para otimizar a dimensão de custos de uso químico.

[0066] Conforme usado no presente documento, "permeabilidade ao oxigênio" significa o grau no qual um polímero permite a passagem de um gás ou fluido. A permeabilidade de oxigênio (Dk) de um material é uma função da difusividade (D) (isto é, a velocidade na qual as moléculas de oxigênio atravessam o material) e a solubilidade (k) (ou a quantidade de moléculas de oxigênio absorvidas, por volume, no material. Os valores de permeabilidade ao oxigênio (Dk) tipicamente estão dentro da faixa de 10 a 150 x 10-11 (cm2 ml O2)/(s ml mmHg). Uma relação semi-logarítmica foi demonstrada entre o teor de hidrogel e a permeabilidade ao oxigênio (Unidade: Unidade de Barreira). A Organização Internacional para Padronização (ISO) especificou a permeabilidade com o uso da unidade Si hectopascal (hPa) para pressão. Consequentemente, Dk = 10-11 (cm2 ml O2) /(s ml hPa). A unidade Barrer pode ser convertida em unidade hPa multiplicando-se o mesmo pela constante 0,75.

[0067] Conforme usado no presente documento "biodegradável", incluindo variações gramaticais do mesmo, significa ter capacidade para ser decomposto especialmente em produtos inócuos pela ação de coisas vivas (por exemplo, por micro-organismos).

[0068] Conforme usado no presente documento,"reciclável", incluindo variações gramaticais do mesmo, significa um material que é tratável ou que pode ser processado (com itens usados e/ou residuais) de modo a tornar o dito material adequado para reutilização.

[0069] Conforme usado no presente documento, "segundo Gurley" ou "número Gurley” é uma unidade que descreve o número de segundos necessários para 100 centímetros cúbicos (decilitro) de ar para atravessar 6,45 cm2 (1,0 polegada quadrada) de um dado material a uma pressão diferencial de 12,3 cm (4,88 polegadas) de água (0,0012 MPa (0,176 psi)) (ISO 5636-5:2003)(Porosidade). Além disso, para rigidez, "número Gurley" é uma unidade para um pedaço de material verticalmente retido que mede a força necessária para desviar o dito material uma quantidade determinada (1 miligrama de força). Tais valores podem ser medidos em um dispositivo Gurley Precision Instruments (Troy, New York).

[0070] HLB - O equilíbrio hidrofílico-lipofílico de um tensoativo é uma medição do grau ao qual o mesmo é hidrofílico ou lipofílico, determinado calculando-se valores para as diferentes regiões da molécula.

[0071] O método de Griffin para tensoativos não iônicos, conforme descrito em 1954, funciona da seguinte forma:

[0072] em que Mh é a massa molecular da porção hidrofílica da molécula, e M é a massa molecular de toda a molécula, proporcionando um resultado em uma escala de 0 a 20. Um valor de HLB de 0 corresponde a uma molécula completamente lipofílica/hidrofóbica, e um valor de 20 corresponde a uma molécula completamentehidrofílica/lipofóbica.

[0073] O valor de HLB pode ser usado para prever as propriedades de tensoativo de uma molécula: < 10 : Solúvel em lipídio (insolúvel em água) > 10 : Solúvel em água (insolúvel em lipídio) a 3: agente antiespumante 3 a 6: Emulsificante de W/O (água em óleo) 7 a 9: agente de dispersão e umectante 13 a 15: detergente 12 e 16: emulsificante de O/W (óleo em água) 15 a 18: solubilizante ou hidrótropo

[0074] Em algumas modalidades, os valores de HLB para os ésteres de ácido graxo de sacarídeo (ou composição que compreende o dito éster), conforme revelado no presente documento pode estar na gama mais baixa. Em outras modalidades, os valores de HLB para os ésteres de ácido graxo de sacarídeo (ou composição que compreende o dito éster), conforme revelado no presente documento pode estar nas gamas médias a mais altas.

[0075] Conforme usado no presente documento, "SEFOSE®" denota um éster de ácido graxo produzido a partir de óleo de soja (soyato) que está comercialmente disponível junto à Procter & Gamble Chemicals (Cincinnati, OH) sob o nome comercial SEFOSE 1618U (consulte polissoyato de sacarose abaixo), que contém um ou mais ácidos graxos que são insaturados. Conforme usado no presente documento, "OLEAN®" denota um éster de ácido graxo de sacarose que está disponível junto à Procter & Gamble Chemicals que tem a fórmula Cn+12H2n+22O13, em que todos os ácidos graxos são saturados.

[0076] Conforme usado no presente documento, "soyato" significa uma mistura de sais de ácidos graxos a partir de óleo de soja.

[0077] Conforme usado no presente documento, "ácidos graxos de semente oleaginosa" significa ácidos graxos de plantas, incluindo, sem limitação, soja, amendoim, colza, cevada, canola, sementes de gergelim, sementes de algodão, sementes de palmeira, sementes de uva, azeitonas, cártamo, girassóis, copra, milho, cocos, linhaça, avelãs, trigo, arroz, batatas, mandiocas, leguminosas, sementes de camelina, sementes de mostarda, e combinações dos mesmos.

[0078] Conforme usado no presente documento "resistência à umidade" significa a medida de quão bem a manta de fibras que mantém o papel em conjunto pode resistir a uma força de ruptura quando o papel está úmido. A resistência à umidade pode ser medida com o uso de um Dispositivo de Resistência à Unidade Finch da Thwing-Albert Instrument Company (West Berlin, NJ). Quando a resistência à umidade é tipicamente efetuada por aditivos de resistência à umidade, tais como cimeno, resinas glioxiladas catiônicas, resinas de poliamidoamina-epicloridrina, resinas de poliamina-epicloridrina, incluindo resinas de epóxido. Nas modalidades, material à base de celulose revestido com SFAE, conforme revelado no presente documento, afeta tal resistência à umidade na ausência de tais aditivos.

[0079] Conforme usado no presente documento “úmido" significa coberto ou saturado com água ou outro líquido.

[0080] Nas modalidades, um processo, conforme revelado no presente documento, inclui a ligação de um éster de ácido graxo de sacarídeo a uma superfície celulósica ou contato de uma superfície celulósica com uma emulsão que contém o dito éster graxo de sacarídeo como um carreador para um agente de revestimento que pode se ligar a uma superfície celulósica, em que o dito processo compreende o contato de um material à base de celulose com o éster de ácido graxo de sacarídeo, emulsão ou ambos e exposição do material à base de celulose contatado com o calor, radiação, um catalisador ou uma combinação dos mesmos por um tempo suficiente para ligar um éster de ácido graxo de sacarídeo ou agente de revestimento ao material à base de celulose. Em um aspecto relacionado, tal radiação pode incluir, mas sem limitação, UV, IR, luz visível, ou uma combinação dos mesmos. Em outro aspecto relacionado, a reação pode ser executada à temperatura ambiente (isto é, 25 °C) a cerca de 150 °C, cerca de 50 °C a cerca de 100 °C, ou cerca de 60 °C a cerca de 80 °C.

[0081] Além disso, a reação de ligação entre o SFAE e o material celulósico pode ser executada com éster de ácido graxo de sacarídeo substancialmente puro ou o dito éster de ácido graxo de sacarídeo pode ser parte de uma emulsão. Em um aspecto, a emulsão de éster de ácido graxo de sacarídeo pode conter uma mistura de mono-, di-, tri-, tetra, penta-, hexa-, hepta-, ou octaésteres. Em outro aspecto, a emulsão pode conter proteínas, polissacarídeos e lipídios, incluindo, mas sem limitação, proteínas do leite (por exemplo, caseína, proteína de soro de leite e similares), glútens de trigo, gelatinas, prolaminas (por exemplo, zeínas de milho), isolados de proteína, amidos, amidos modificados, polissacarídeos acetilados, alginatos, carragenanos, quitosanas, inulinas, ácidos graxos de cadeia longa, ceras, e combinações dos mesmos.

[0082] Nas modalidades, os ésteres de ácido graxo de sacarídeo ou emulsão podem ser misturados com derivados de epóxi dos ditos ésteres (consulte, por exemplo, Patente n° US 9.096.773, incorporada ao presente documento a título de referência em sua totalidade), em que tais derivados de epóxi podem funcionar, por exemplo, como adesivos.

[0083] Nas modalidades, o material celulósico pode se tornar lipofóbico pela adição de álcool polivinílico (PvOH) e/ou prolaminas. Em um aspecto, as prolaminas incluem zeína, gliadina, hordeína, secalina, catirina e avenina. Em um aspecto relacionado, a prolamina é zeína.

[0084] Nas modalidades, nenhum catalisador e nenhum carreador orgânico (por exemplo, compostos orgânicos voláteis) é necessário para executar a reação de ligação, incluindo que nenhum acúmulo de material é contemplado com o uso do método, conforme revelado. Em um aspecto relacionado, o tempo de reação é substancialmente intravenoso (isto é, menos de 1 segundo). Além disso, o material resultante exibe baixo bloqueio.

[0085] Conforme revelado no presente documento, ésteres de ácido graxo de todos os sacarídeos, incluindo mono-, dissacarídeos e trissacarídeos, são adaptáveis para uso em conexão com esse aspecto da presente invenção. Em um aspecto relacionado, o éster de ácido graxo de sacarídeo pode ser um mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, ou octaéster, e combinações dos mesmos, incluindo que as frações de ácido graxo podem ser saturadas, insaturadas ou uma combinação das mesmas.

[0086] Embora sem estar vinculado à teoria, a interação entre o éster de ácido graxo de sacarídeo e o material à base de celulose pode ser iônica, hidrofóbica, interação de van der Waals, ou ligação covalente ou uma combinação das mesmas. Em um aspecto relacionado, a ligação de éster de ácido graxo de sacarídeo ao material à base de celulose é substancialmente irreversível (por exemplo, com o uso de um SFAE que compreende uma combinação de ácidos graxos saturados e insaturados).

[0087] Além disso, em uma concentração suficiente, a ligação do éster de ácido graxo de sacarídeo isoladamente é suficiente para tornar o material à base de celulose hidrofóbico: isto é, a hidrofobicidade é alcançada na ausência da adição de ceras, rosinas, resinas, dicetenos, goma-laca, acetatos de vinila, PLA, PEI, óleos, outros produtos químicos que repelem a água ou combinações dos mesmos (isto é, hidrófobos secundários), incluindo que outras propriedades tais como, inter alia, reforço, endurecimento e volume do material à base de celulose, são alcançadas por meio de ligação de éster de ácido graxo de sacarídeo isoladamente.

[0088] Uma vantagem da invenção, conforme revelado, é que múltiplas cadeias de ácido graxo são reativas com a celulose, e com as duas moléculas de sacarídeo na estrutura, por exemplo, os ésteres de ácido graxo de sacarose, conforme revelado, dão origem a uma rede de reticulação rígida, levando a melhorias de resistência em mantas fibrosas, tais como papel, papelão, não tecidos produzidos por fluxo de ar e produzidos por via úmida e têxteis. Isso não é tipicamente constatado em outras químicas de dimensionamento ou tratamento hidrofóbico. O éster de ácido graxo de sacarídeos, conforme revelado no presente documento, também gera/aumenta a resistência à umidade, uma propriedade ausente ao usar muitas outras químicas resistentes à água.

[0089] Outra vantagem é que os ésteres de ácido graxo de sacarídeo, conforme revelado, amaciam as fibras, aumentando o espaço entre os mesmos, assim, aumentando o volume sem aumentar substancialmente o peso. Além disso, as fibras e o material à base de celulose modificado, conforme revelado no presente documento, podem ser repolpados. Além disso, por exemplo, a água não pode ser facilmente "empurrada" além da baixa barreira de energia superficial na folha.

[0090] Os SFAEs saturados são tipicamente sólidos em temperaturas de processamento nominais, considerando que SFAEs insaturados são tipicamente líquidos. Isso permite a formação de dispersões uniformes e estáveis de SFAE saturado em revestimentos aquosos sem interações significativas ou incompatibilidades com outros componentes de revestimento, que são tipicamente hidrofílicos. Além disso, essa dispersão permite que altas concentrações de SFAE saturado sejam preparadas sem afetar adversamente a reologia de revestimento, a aplicação de revestimento uniforme ou as características de desempenho de revestimento. A superfície de revestimento se tornará hidrofóbica quando as partículas de SFAE saturado fundirem e se espalharem após o aquecimento, secagem e consolidação da camada de revestimento. Nas modalidades, um método para produzir estruturas fibrosas e volumosas que retêm a resistência mesmo quando expostas à água é revelado. Geralmente, pastas fluidas fibrosas que são secas formam estruturas densas que são facilmente decompostas mediante exposição à água. Produtos de fibra formados produzidos com o uso do método, conforme revelado, podem incluir placas de papel, suportes de bebida (por exemplo, copos), tampas, bandejas para alimentos e embalagens que são leves, fortes e resistentes à exposição à água e outros líquidos.

[0091] Nas modalidades, ésteres de ácido graxo de sacarídeo são misturados com álcool polivinílico (PvOH) para produzir agentes de dimensionamento para revestimentos resistentes à água. Conforme revelado no presente documento, uma relação sinergística entre os ésteres de ácido graxo de sacarídeo e PvOH foi demonstrada. Embora seja conhecido na técnica que o próprio PvOH é um bom formador de filme e forma fortes ligações de hidrogênio com a celulose, não é muito resistente à água, particularmente à água quente. Nos aspectos, o uso de PvOH ajuda a emulsificar os ésteres de ácido graxo de sacarídeo em um revestimento não aquoso. Em um aspecto, PvOH fornece uma fonte rica de grupos OH para ésteres de ácido graxo de sacarídeo reticulares ao longo das fibras, o que aumenta a resistência de papel, por exemplo, particularmente, resistência à umidade, e resistência à água além do que é possível com PvOH isoladamente. Para ésteres de ácido graxo de sacarídeo com hidroxilas livres no sacarídeo, um agente de reticulação, tal como um dialdeído (por exemplo, glioxal, glutaraldeído, e similares), também pode ser usado.

[0092] Nas modalidades, os ésteres de ácido graxo de sacarídeo compreendem ou consistem essencialmente em ésteres de sacarose de ácidos graxos. Muitos métodos são conhecidos e disponíveis para produzir ou de outra forma fornecer os ésteres de ácido graxo de sacarídeo da presente invenção, e acredita-se que todos os tais métodos estejam disponíveis para uso dentro do amplo escopo da presente invenção. Por exemplo, em determinadas modalidades pode ser preferível que os ésteres de ácido graxo sejam sintetizados esterificando-se um sacarídeo com uma ou mais frações de ácido graxo obtidas de sementes de óleo, incluindo, mas sem limitação, óleo de soja, óleo de girassol, óleo de oliva, óleo de canola, óleo de amendoim e misturas dos mesmos.

[0093] Nas modalidades, os ésteres de ácido graxo de sacarídeo compreendem uma fração de sacarídeo, incluindo, sem limitação, uma fração de sacarose, que tenha sido substituída por uma fração de éster em um ou mais de seus hidrogênios de hidroxila. Em um aspecto relacionado, ésteres de dissacarídeo têm a estrutura de Fórmula I. Fórmula I

[0094] em que "A” é hidrogênio ou de Estrutura I abaixo:

[0095] em que "R” é uma fração alifática ou aromática, saturada ou insaturada, linear, ramificada ou cíclica de cerca de 8 a cerca de 40 átomos de carbono, e em que pelo menos um "A,” é pelo menos um, pelo menos dois, pelo menos três, pelo menos quatro, pelo menos cinco, pelo menos seis, pelo menos sete, e todas as oito frações "A" de Fórmula estão em conformidade com a Estrutura I. Em um aspecto relacionado, os ésteres de ácido graxo de sacarídeo, conforme descrito no presente documento podem ser mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, ou octa-ésteres, e combinações dos mesmos, em que os grupos alifáticos podem ser todos saturados ou podem conter grupo saturados e/ou insaturados ou combinações dos mesmos.

[0096] Grupos "R" adequados incluem qualquer forma de fração alifática, incluindo aqueles que contêm um ou mais substituintes, que podem ocorrer em qualquer carbono na fração. Também são incluídas frações alifáticas que incluem grupos funcionais dentro da fração, por exemplo, um éter, éster, tio, amino, fosfo ou similares. Também são incluídas frações alifáticas de oligômeros e polímeros, por exemplo, porções de sorbitano, polissorbitano e poliálcool. Exemplos de grupos funcionais que podem ser anexados à fração alifática (ou aromática) que compreende o grupo "R" incluem, mas sem limitação, grupos funcionais de halogênios, alcóxi, hidróxi, amino, éter e éster. Em um aspecto, as ditas frações podem ter funcionalidades de reticulação. Em outro aspecto, o SFAE pode ser reticulado para uma superfície (por exemplo, partículas de argila/pigmento ativadas). Em outro aspecto, ligações duplas presentes no SFAE podem ser usadas para facilitar as reações em outras superfícies.

[0097] Dissacarídeos adequados incluem rafinose, maltodextrose, galactose, sacarose, combinações de glicose, combinações de frutose, maltose, lactose, combinações de manose, combinações de eritrose, isomaltose, isomaltulose, trealose, trealulose, celobiose, laminarribiose, quitobiose e combinações dos mesmos.

[0098] Nas modalidades, o substrato para a adição de ácidos graxos pode incluir amidos, hemiceluloses, ligninas ou combinações dos mesmos.

[0099] Nas modalidades, uma composição compreende um éster de ácido graxo de amido, em que o amido pode ser derivado de qualquer fonte adequada, tais como amido de milho, amido de milho de cera, amido de batata, amido de trigo, amido de arroz, amido de sagu, amigo de tapioca, amido de sorgo, amido de batata-doce, e misturas dos mesmos.

[00100] Em mais detalhes, o amido pode ser uma amido não modificado, ou um amido que foi modificado por uma modificação química, física ou enzimática.

[00101] A modificação química inclui qualquer tratamento de um amido com um produto químico que resulte em um amido modificado (por exemplo, material plastificado). Dentro da modificação química são incluídos, mas sem limitação, despolimerização de um amido, oxidação de um amido, redução de um amido, eterificação de um amido, esterificação de um amido, nitrificação de um amido, desengorduramento de um amido, hidrofobização de um amido, e similares. Amidos quimicamente modificados também podem ser preparados utilizando-se uma combinação de qualquer um dos tratamentos químicos. Exemplos de amidos quimicamente modificados incluem a reação de anidrido succínico de alquinila, particularmente, particularmente anidrido succínico de octenila, com amido para produzir um amido esterificado hidrofóbico; a reação de cloreto de 2,3- epoxipropiltrimetilamônio com amido para produzir um amido catiônico; a reação de óxido de etileno com amido para produzir amido de hidroxietila; a reação de hipoclorito com amido para produzir um amido oxidado; a reação de um ácido com amido para produzir um amido despolimerizado de ácido; desengorduramento de um amido com um solvente, tais como metanol, etanol, propanol, cloreto de metileno, clorofórmio, tetracloreto de carbono, e similares, para produzir um amido desengordurado.

[00102] Amidos fisicamente modificados são quaisquer amidos que sejam fisicamente tratados de qualquer forma para fornecer amidos fisicamente modificados. Dentro da modificação física estão incluídos, mas sem limitação, tratamento térmico do amido na presença de água, tratamento térmico do amido na ausência de água, fraturamento do grânulo de amido por quaisquer meios mecânicos, tratamento de pressão de amido para fundir os grânulos de amido, e similares. Amidos fisicamente modificados também podem ser preparados utilizando-se uma combinação de qualquer um dos tratamentos físicos. Exemplos de amidos fisicamente modificados incluem o tratamento térmico de amido em um ambiente aquoso para fazer com que os grânulos de amido inchem sem ruptura de grânulo; o tratamento térmico de grânulos de amido anidros para provocar o rearranjo de polímero; fragmentação dos grânulos de amido por meio de desintegração mecânica; e tratamento de pressão de grânulos de amido por meio de uma extrusora para provocar a fusão dos grânulos de amido.

[00103] Amidos enzimaticamente modificados são quaisquer amidos que sejam enzimaticamente tratados de qualquer forma para fornecer amidos enzimaticamente modificados. Em modificação enzimática estão incluídas, mas sem limitação, a reação de uma alfa amilase com amido, a reação de uma protease com amido, a reação de uma lipase com amido, a reação de uma fosforilase com amido, uma reação de uma oxidase com amido, e similares. Amidos enzimaticamente modificados podem ser preparados utilizando-se uma combinação de qualquer um dos tratamentos enzimáticos. Exemplos de modificação enzimática de amido incluem a reação de enzima de alfa-amilase com amido para produzir um amido despolimerizado; uma reação de enzima de desramificação de alfa amilase com amido para produzir um amido desramificado; uma reação de uma enzima de protease com amido para produzir um amido com teor de proteína reduzido; uma reação de uma enzima de lipase com amido para produzir um amido com teor de lipídio reduzido; uma reação da enzima de fosforilase com amido para produzir um amido fosfatado modificado por enzima; e uma reação de uma enzima de oxidase com amido para produzir um amido oxidado com enzima.

[00104] Ésteres de ácido graxo de dissacarídeo podem ser ésteres de ácido graxo de sacarose em conformidade com a Fórmula I em que os grupos "R" são alifáticos e são lineares ou ramificados, saturados ou insaturados e têm entre cerca de 8 e cerca de 40 átomos de carbono.

[00105] Conforme usado no presente documento, os termos "ésteres de ácido graxo de sacarídeo" e “éster de ácido graxo de sacarose" incluem composições que possuem diferentes graus de pureza bem como misturas de compostos de qualquer nível de pureza. Por exemplo, o composto de éster de ácido graxo de sacarídeo pode ser um material substancialmente puro, isto é, o mesmo pode compreender um composto que tem um dado número dos grupos "A" substituídos por apenas uma espécie de fração de Estrutura I (isto é, todos os grupos "R" são iguais e todas as frações de sacarose são substituídas a um grau igual). O mesmo também inclui uma composição que compreende uma mistura de dois ou mais compostos de éster de ácido graxo de sacarídeo, que diferem em seus graus de substituição, mas em que todos os substituintes têm a mesma estrutura de grupo "R". O mesmo também inclui composições que são uma mistura de compostos que tem diferentes graus de substituição de grupo "A", e em que as frações de substituinte de grupo "R" são independentemente selecionadas a partir de dois ou mais grupos "R” de Estrutura I. Em um aspecto relacionado, os grupos "R" podem ser os mesmos ou podem ser diferentes, incluindo que os ditos ésteres de ácido graxo de sacarídeo em uma composição podem ser iguais ou podem ser diferentes (isto é, uma mistura de diferentes ésteres de ácido graxo de sacarídeo).

[00106] Para composições da presente invenção, a composição pode ser composta por compostos de éster de ácido graxo de sacarídeo que têm um grau elevado de substituição. Nas modalidades, o éster de ácido graxo de sacarídeo é um polissoyato de sacarose. Um éster de ácido graxo de sacarídeo de Polissoyao de Sacarose (SEFOSE® 1618U)

[00107] pode ser produzido por meio de esterificação com ácidos graxos substancialmente puros por processos de esterificação conhecidos. Os mesmos também podem ser preparados por meio de transesterificação com o uso de ésteres de ácido graxo e sacarídeo sob a forma de glicerídeos de ácido graxo derivados, por exemplo, de fontes naturais, por exemplo, os encontrados em óleo extraído a partir de sementes de óleo, por exemplo óleo de soja. As reações de transesterificação que fornecem ésteres de ácido graxo de sacarose com o uso de glicerídeos de ácido graxo são descritas, por exemplo, nas Patentes nos US 3.963.699; 4.517.360; 4.518.772; 4.611.055; 5.767.257; 6.504.003; 6.121.440; e 6.995.232 e WO1992004361 A1, incorporadas ao presente documento a título de referência em suas totalidades.

[00108] Além de produzir ésteres de sacarose hidrofóbicos através de transesterificação, propriedades hidrofóbicas similares podem ser alcançadas em artigos celulósicos, fibrosos reagindo-se diretamente cloretos de ácido com polióis que contêm estruturas de anel análogas à sacarose.

[00109] Conforme acima mencionado, os ésteres de ácido graxo de sacarose podem ser preparados por meio de transesterificação de sacarose a partir de matérias-primas de éster metílico que podem ser preparados a partir de glicerídeos derivados de fontes naturais (consulte, por exemplo, 6.995.232, incorporado ao presente documento a título de referência em sua totalidade). Como consequência da fonte dos ácidos graxos, a matéria-prima usada para preparar o éster de ácido graxo contém uma gama de ésteres metílicos de ácido graxo saturados ou insaturados que têm frações de ácido graxo que contêm entre 12 e 40 átomos de carbono. Isso será refletido no produto de ésteres de ácido graxo de sacarose produzido a partir de uma tal fonte em que as frações de sacarose compreendem o produto que conterá uma mistura de substituintes de fração de éster, em que, com referência à Estrutura I acima, os grupos "R" serão uma mistura que tem entre 12 e 26 átomos de carbono com uma razão que reflete a matéria-prima utilizada para preparar o éster de sacarose. Além disso, para ilustrar esse ponto, ésteres de sacarose derivados de óleo de soja serão uma mistura de espécies, que têm estruturas de grupo "R" que refletem que o óleo de soja compreende 26% em peso de triglicerídeos de ácido oleico (H3C-CH2]7-CH=CH-[CH2]7-C(O)OH), 49% em peso de triglicerídeos de ácido linoleico (H3C-[CH2]3-[-CH2—CH=CH]2-[- CH2-]7-C(O)OH), 11% em peso de triglicerídeos de ácido linolênico (H3C-[-CH2—CH=CH-]3-[-CH2-]7-C(O)OH), e, 14% em peso de triglicerídeos de vários ácidos graxos saturados, conforme descrito na Sétima Edição Do Merck Index, que é incorporado ao presente documento a título de referência. Todas essas frações de ácido graxo são representadas nos grupos "R" dos substituintes no éster de ácido graxo de sacarose de produto. Consequentemente, ao se referir a um éster de ácido graxo de sacarose no presente documento como o produto de uma reação que emprega uma matéria-prima de ácido graxo derivada de uma fonte natural, por exemplo, soyato de sacarose, o termo é destinado a incluir todos os vários constituintes que são tipicamente encontrados como uma consequência da fonte a partir da qual o éster de ácido graxo de sacarose é preparado. Em um aspecto relacionado, os ésteres de ácido graxo de sacarídeo, conforme revelado, podem exibir baixa viscosidade (por exemplo, entre cerca de 0,01 Pa.s a 2 Pa.s (10 a 2.000 centipoise) à temperatura ambiente ou sob pressão atmosférica padrão). Em outro aspecto, os ácidos graxos insaturados, podem ter uma, duas, três ou mais ligações duplas.

[00110] Nas modalidades da presente invenção, o éster de ácido graxo de sacarídeo, e em aspectos, o éster de dissacarídeo, é formado a partir de ácidos graxos que têm mais do que cerca de 6 átomos de carbono, de cerca de 8 a 16 átomos de carbono, de cerca de 8 a cerca de 18 átomos de carbono, de cerca de 14 a cerca de 18 átomos de carbono, de cerca de 16 a cerca de 18 átomos de carbono, de cerca de 16 a cerca de 20 átomos de carbono, de cerca de 20 a cerca de 40 átomos de carbono, em média.

[00111] Nas modalidades, o éster de ácido graxo de sacarídeo pode estar presente em diferentes concentrações para alcançar hidrofobicidade dependendo da forma do material à base de celulose. Em um aspecto, quando um éster de ácido graxo de sacarídeo (SFAE) é ligado como um revestimento no material à base de celulose, o SFAE está presente em um peso de revestimento de pelo menos cerca de 0,1g/m2a cerca de 1,0g/m2, cerca de 1,0g/m2 a cerca de 2,0g/m2, cerca de 2g/m2 a cerca de 3g/m2 em uma superfície do material à base de celulose. Em um aspecto relacionado, o mesmo pode estar presente a partir de 3g/m2 a cerca de 4g/m2, de cerca de 4g/m2 a cerca de 5g/m2, de cerca de 5g/m2 a cerca de 10g/m2, de cerca de 10g/m2 a cerca de 20g/m2. Em outro aspecto, quando o material à base de celulose é uma solução que contém fibra de celulose, o SFAE está presente em uma concentração de pelo menos cerca de 0,025% (p/p) da fibra total presente. Em um aspecto relacionado, o mesmo pode estar presente em cerca de 0,05% (p/p) a cerca de 0,1% (p/p), de cerca de 0,1% (p/p) a cerca de 0,5% (p/p), de cerca de 0,5% (p/p) a cerca de 1,0% (p/p), de cerca de 1,0% (p/p) a cerca de 2,0% (p/p), de cerca de 2,0% (p/p) a cerca de 3,0% (p/p), de cerca de 3,0% (p/p) a cerca de 4,0% (p/p), de cerca de 4,0% (p/p) a cerca de 5,0% (p/p), de cerca de 5,0%(p/p) a cerca de 10% (p/p), cerca de 10% (p/p) a cerca de 50% (p/p) da fibra total presente. Em um aspecto relacionado adicional, a quantidade de SFAE pode ser igual à quantidade de fibra presente. Em algumas modalidades, o SFAE pode revestir a superfície externa inteira de um material à base de celulose (por exemplo, revestir um artigo que contém celulose ou peça de papel inteira).

[00112] Em outras modalidades, um revestimento pode compreender entre cerca de 0,9% a cerca de 1,0%, de cerca de 1,0% a cerca de 5,0%, de cerca de 5,0 a cerca de 10%, de cerca de 10% a cerca de 20%, de cerca de 20% a cerca de 30%, de cerca de 40% a cerca de 50% de éster de ácido graxo de sacarídeo em peso do revestimento (p/p). Em um aspecto relacionado, o revestimento pode conter entre cerca de 25% a cerca de 35% de éster de ácido graxo de sacarídeo em peso do revestimento (p/p).

[00113] Nas modalidades, o material à base de celulose inclui, mas sem limitação, papel, papelão, folhas de papel, polpa de papel, xícaras, caixas, bandejas, tampas, papéis/forros removíveis, sacos de adubo, bolsas de compras, tabuleiro para bacon, sacos de chá, material isolante, recipientes para chá ou café, canos e condutos de água, talheres descartáveis de qualidade alimentar, pratos e garrafas, telas para TV e dispositivos móveis, roupas (por exemplo, de algodão e misturas de algodão), ataduras, rótulos sensíveis à pressão, fita sensível à pressão, produtos femininos, e dispositivos médicos a serem usados no corpo ou dentro dos mesmos, tais como contraceptivos, dispositivos de entrega de fármaco, recipiente para materiais farmacêuticos (por exemplo, pílulas, comprimidos, supositórios, géis, etc.), e similares. Além disso, a tecnologia de revestimento, conforme revelado no presente documento pode ser usada em móveis e estofamento, equipamento para acampamento ao ar livre e similares.

[00114] Em um aspecto, os revestimentos, conforme descrito no presente documento são resistentes ao pH na faixa entre cerca de 3 a cerca de 9. Em um aspecto relacionado, o pH pode ser de cerca de 3 a cerca de 4, de cerca de 4 a cerca de 5, de cerca de 5 a cerca de 7, de cerca de 7 a cerca de 9.

[00115] Nas modalidades, um método para tratar uma superfície de um material que contém celulose (ou celulósico) é revelado, incluindo aplicar à superfície uma composição que contém um derivado de ácido alcanoico que tem a fórmula (II) ou (III):R-CO-X Fórmula (II) X-CO-R-CO-X1 Fórmula (III),

[00116] em que R é uma cadeia linear, de cadeia ramificada, ou radical de hidrocarboneto alifático cíclico que tem de 6 a 50 átomos de carbono, e em que X e X1 são, independentemente, Cl, Br, R-CO-O-R, ou O(CO)OR, em que quando o derivado de ácido alcanoico compreende a fórmula (III) X ou X1 é igual ou é diferente, em que o SFAE, conforme revelado no presente documento, é um carreador, e em que o método não requer uma base orgânica, HCl gasoso, VOCs ou catalisador.

[00117] Nas modalidades, um derivado de ácido alcanoico é misturado com um éster de ácido graxo de sacarídeo para formar uma emulsão, em que a emulsão é usada para tratar o material à base de celulose.

[00118] Nas modalidades, o éster de ácido graxo de sacarídeo pode ser um agente emulsificante e pode compreender uma mistura de um ou mais mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, ou octaésteres. Em outro aspecto, a fração de ácido graxo do éster de ácido graxo de sacarídeo pode conter grupos saturados, grupos insaturados ou uma combinação dos mesmos. Em um aspecto, a emulsão que contém éster de ácido graxo de sacarídeo pode conter proteínas, polissacarídeos e lipídios, incluindo, mas sem limitação, proteínas do leite (por exemplo, caseína, proteína de soro de leite e similares), glútens de trigo, gelatinas, prolaminas (por exemplo, zeína de milho), isolados de proteína, amidos, polissacarídeos acetilados, alginatos, carragenanos, quitosanas, inulinas, ácidos graxos de cadeia longa, ceras, e combinações dos mesmos.

[00119] Nas modalidades, os emulsificantes de ácido graxo de sacarídeo, conforme revelado no presente documento, podem ser usados para transportar revestimentos ou outros produtos químicos usados para a fabricação de papel incluindo, mas sem limitação, agalita, ésteres, diésteres, éteres, cetonas, amidas, nitrilas, aromáticos (por exemplo, xilenos, toluenos), haletos de ácido, anidridos, talco, dímero de alquil ceteno (AKD), alabastro, ácido algânico, alume, albarina, colas, carbonato de bário, sulfato de bário, dióxido de cloro, argilas, dolomita, dietileno triamina penta acetato, EDTA, enzimas, ácido formamidina sulfúrico, goma guar, gesso natural, cal, bissulfato de magnésio, leite de cal, leite de magnésio, álcool polivinílico (PvOH), rosinas, sabões de rosina, satinas, sabões/ácidos graxos, bissulfato de sódio, carbonato de sódio, óxido de titânio, tensoativos, amidos, amidos modificados, resinas hidrocarbônicas, polímeros, ceras, polissacarídeos, proteínas e combinações dos mesmos.

[00120] Nas modalidades, o material que contém celulose gerado pelos métodos, conforme revelado no presente documento exibe maior hidrofobicidade ou resistência à água em relação ao material que contém celulose sem o tratamento. Em um aspecto relacionado, o material tratado que contém celulose exibe maior lipofobicidade ou resistência à graxa em relação ao material que contém celulose sem o tratamento. Em um aspecto relacionado adicional, o material que contém celulose tratado pode ser biodegradável, compostável, e/ou reciclável. Em um aspecto, o material que contém celulose tratado é hidrofóbico (resistente à água) e lipofóbico (resistente à graxa).

[00121] Nas modalidades, o material que contém celulose tratado pode ter propriedades mecânicas aprimoradas em comparação com o mesmo material não tratado. Por exemplo, sacos de papel tratados pelo processo, conforme revelado no presente documento mostram resistência à ruptura, Número de Gurley, Resistência à Tração e/ou Energia de Carga Máxima. Em um aspecto, a resistência à ruptura é aumentada por um fator entre cerca de 0,5 a 1,0 vez, entre cerca de 1,0 e 1,1 vez, entre cerca de 1,1 e 1,3 vez, entre cerca de 1,3 a 1,5 vez. Em outro aspecto, o Número de Gurley aumentado por um fator entre cerca de 3 a 4 vezes, entre cerca de 4 a 5 vezes, entre cerca de 5 a 6 vezes e cerca de 6 a 7 vezes. Em ainda outro aspecto, a Resistência à Tração aumentada por um fator entre cerca de 0,5 a 1,0 vez, entre cerca de 1,0 a 1,1 vez, entre cerca de 1,1 a 1,2 vez entre cerca de 1,2 a 1,3 vez. E, em outro aspecto, a Energia de Carga Máxima aumentada por um fator entre cerca de 1,0 a 1,1 vez, entre cerca de 1,1 a 1,2 vez, entre cerca de 1,2 a 1,3 vez, e entre cerca de 1,3 a 1,4 vez.

[00122] Nas modalidades, o material que contém celulose é um papel de base que compreende celulose microfibrilada (MFC) ou nanofibra de celulose (CNF), conforme descrito, por exemplo, na Publicação n° US 2015/0167243 (incorporada ao presente documento a título de referência em sua totalidade), em que o MFC ou CNF é adicionado durante o processo de formação e processo de produção de papel e/ou adicionado como um revestimento ou uma camada secundária para uma camada de formação anterior para diminuir a porosidade do dito papel de base. Em um aspecto relacionado, o papel de base é posto em contato com o éster de ácido graxo de sacarídeo, conforme descrito acima. Em um aspecto relacionado adicional, o papel de base contatado é adicionalmente posto em contato com um álcool polivinílico (PvOH). Nas modalidades, o papel de base contatado resultante é ajustável com água e resistente a lipídio. Em um aspecto relacionado, o papel de base resultante pode exibir um valor de Gurley de pelo menos cerca de 10 a 15 (isto é, Resistência ao Ar de Gurley (seg/100 cm3, 566,9 g (20 oz. cyl.))), ou pelo menos cerca de 100, pelo menos cerca de 200 a cerca de 350. Em um aspecto, o revestimento de éster de ácido graxo de sacarídeo pode ser um laminado para uma ou mais camadas ou pode fornecer uma ou mais camadas como um laminado ou pode reduzir a quantidade de revestimento de uma ou mais camadas para alcançar o mesmo efeito de desempenho (por exemplo, resistência à água, resistência à graxa, e similares). Em um aspecto relacionado, o laminado pode compreender um selo ou adesivo térmico biodegradável e/ou compostável.

[00123] Nas modalidades, os ésteres de ácido graxo de sacarídeo podem ser formulados como emulsões, em que a escolha do agente emulsificante e a quantidade empregada são ditadas pela natureza da composição e a capacidade do agente para facilitar a dispersão do éster de ácido graxo de sacarídeo. Em um aspecto, os agente emulsificantes podem incluir, mas sem limitação, água, tampões, álcool polivinílico (PvOH), carboximetil celulose (CMC), proteínas do leite, glútens de trigo, gelatinas, prolaminas, isolados de proteína de soja, amidos, polissacarídeos acetilados, alginatos, carragenanos, quitosanas, inulinas, ácidos graxos de cadeia longa, ceras, ágar, alginatos, glicerol, gomas, lecitinas, poloxâmeros, mono-, di-gliceróis, fosfatos monossódicos, moestearato, propileno glicóis, detergentes, álcool cetílico e combinações dos mesmos. Em outro aspecto, as razões entre o éster de sacarídeo:agente emulsificante podem ser de cerca de 0,1:99,9, de cerca de 1:99, de cerca de 10:90, de cerca de 20:80, de cerca de 35:65, de cerca de 40:60, e de cerca de 50:50. Será evidente para uma pessoa versada na técnica que razões podem ser variadas dependendo da propriedade (ou propriedades) desejada para o produto final.

[00124] Nas modalidades, os ésteres de ácido graxo de sacarídeo podem ser combinados com um ou mais componentes de revestimento para o dimensionamento interno e superficial (isoladamente ou em combinação), incluindo, mas sem limitação, pigmentos (por exemplo, argila, carbonato de cálcio, dióxido de titânio, pigmento de plástico), ligantes (por exemplo, amido, proteína de soja, emulsões de polímero, PvOH), podem ser combinadas com um ou mais componentes de revestimento para o dimensionamento interno e superficial (isoladamente ou em combinação), incluindo, mas sem limitação, pigmentos (por exemplo, argila, carbonato de cálcio, dióxido de titânio, pigmento de plástico), ligantes (por exemplo, amido, proteína de soja, emulsões de polímero, PvOH), e aditivos (por exemplo, glioxal, resinas glioxaladas, sais de zircônio, estearato de cálcio, oleato de lecitina, emulsão de polietileno, carboximetil celulose, polímeros acrílicos, alginatos, gomas de poliacrilato, poliacrilatos, microbiocidas, desespumantes à base de óleo, desespumantes à base de silicone, estilbenos, corantes diretos e corantes ácidos). Em um aspecto relacionado, tais componente podem fornecer uma ou mais propriedades, incluindo, mas sem limitação, constituição de uma estrutura porosa fina, fornecimento de superfície de difusão de luz, aprimoramento de receptividade de tinta, aprimoramento de brilho, ligação de partículas de pigmento, ligação de revestimentos ao papel, reforço de folha de base, preenchimento de poros em estrutura de pigmento, redução de sensibilidade à água, resistência à umidade em impressão offset, impedimento de arranhões, aprimoramento de brilho em supercalangragem, redução de sujeira, ajuste de viscosidade de revestimento, fornecimento de retenção de água, dispersão de pigmentos, manutenção de dispersão de revestimento, impedimento de deterioração de revestimento/cor de revestimento, controle de formação de espuma, redução do ar admitido e crateras de revestimento, aumento de brancura e brilho, e controle de cor e sombra. Será evidente para uma pessoa versada na técnica que combinações podem ser variadas dependendo da propriedade (ou propriedades) desejada para o produto final.

[00125] Nas modalidades, os métodos que empregam os ditos ésteres de ácido graxo de sacarídeo podem ser usados para diminuir o custo de aplicações de revestimento primário/secundário (por exemplo, camada à base de silicone, camada à base de amido, camada à base de argila, camada de PLA, camada de PEI e similares) fornecendo-se uma camada de material que exibe uma propriedade necessária (por exemplo, resistência à água, baixa energia superficial e similares), assim, reduzindo a quantidade de camada primária/secundária necessária para alcançar essa mesma propriedade. Em um aspecto, os materiais podem ser revestidos no topo de uma camada de SFAE (por exemplo, agentes termicamente vedáveis). Nas modalidades, a composição é fluorocarbono e livre de silicone.

[00126] Nas modalidades, as composições aumentam tanto a estabilidade mecânica quanto térmica do produto tratado. Em um aspecto, o tratamento de superfície é termoestável a temperaturas entre cerca de -100 °C a cerca de 300 °C. Em um aspecto relacionado adicional, a superfície do material à base de celulose exibe um ângulo de contato de água entre cerca de 60 ° a cerca de 120 °. Em outro aspecto relacionado, o tratamento de superfície é quimicamente estável a temperaturas entre cerca de 200 °C a cerca de 300 °C.

[00127] O substrato que pode ser seco antes da aplicação (por exemplo, a cerca de 80 a 150 °C), pode ser tratado com a composição modificadora por meio de imersão, por exemplo, e permitindo-se que a superfície seja exposta à composição por menos de 1 segundo. O substrato pode ser aquecido para secar a superfície, após o que o material modificado está pronto para uso. Em um aspecto, de acordo com o método, conforme revelado no presente documento, o substrato pode ser tratado por qualquer processo de revestimento/dimensionamento adequado tipicamente executado em uma fábrica de papel (consulte, por exemplo, Smook, G., Surface Treatments in Handbook for Pulp & Paper Technologists, (2016), 4a Edição, Cpt. 18, pp. 293-309, TAPPI Press, Peachtree Corners, GA USA, incorporado ao presente documento a título de referência em sua totalidade).

[00128] Nenhuma preparação especial do material é necessária na prática desta invenção, embora para algumas aplicações, o material possa ser seco antes do tratamento. Nas modalidades, os métodos, conforme revelado, podem ser usados em qualquer superfície à base de celulose, incluindo, mas sem limitação, um filme, um recipiente rígido, fibras, polpa, um tecido ou similares. Em um aspecto, os ésteres de ácido graxo de sacarídeo ou agentes de revestimento podem ser aplicados por prensa de tamanho convencional (vertical, inclinada, horizontal), prensa de tamanho de rolo de porta, prensa de tamanho de medição, aplicação de tamanho de calandra, dimensionamento de tubo, na máquina, revestimento de face única, revestimento de dupla face, curta permanência, revestimento bilaterais simultâneos, revestimento de lâmina ou haste, revestimento de gravura, impressão de gravura, impressão flexográfica, impressão a jato de tinta, impressão a laser, supercalandra e combinações dos mesmos.

[00129] Dependendo da fonte, a celulose pode ser papel, papelão, polpa, fibra de madeira macia, fibra de madeira dura, ou combinações dos mesmos, nanocelulose, nanofibras de celulose, bigodes ou microfibrila, microfibriladas, algodão ou misturas de algodão, nanocristais de celulose, ou celulose nanofibrilada.

[00130] Nas modalidades, a quantidade de revestimento de éster de ácido graxo de sacarídeo aplicada é suficiente para cobrir completamente pelo menos uma superfície de um material que contém celulose. Por exemplo, nas modalidades, o revestimento de éster de ácido graxo de sacarídeo pode ser aplicado à superfície externa completa de um recipiente, ou uma combinação dos mesmos, ou um ou ambos os lados de um papel de base. Em outras modalidades, a superfície superior completa de um filme pode ser coberta pelo revestimento de éster de ácido graxo de sacarídeo, ou a superfície inferior completa de um filme pode ser coberta pelo revestimento de éster de ácido graxo de sacarídeo, ou uma combinação dos mesmos. Em algumas modalidades, o lúmen de um dispositivo/instrumento pode ser coberto pelo revestimento ou a superfície externa do dispositivo/instrumento pode ser coberta pelo revestimento de éster de ácido graxo de sacarídeo, ou uma combinação dos mesmos. Na modalidade, a quantidade de revestimento de éster de ácido graxo de sacarídeo aplicada é suficiente para cobrir parcialmente pelo menos uma superfície de um material que contém celulose. Por exemplo, apenas aquelas superfícies expostas à atmosfera ambiente são cobertas pelo revestimento de éster de ácido graxo de sacarídeo, ou apenas as superfícies que não são expostas à atmosfera ambiente são cobertas pelo revestimento de éster de ácido graxo de sacarídeo (por exemplo, mascaramento). Conforme será evidente para uma pessoa versada na técnica, a quantidade de revestimento de éster de ácido graxo de sacarídeo aplicada pode depender do uso do material a ser coberto. Em um aspecto, uma superfície pode ser revestida com um éster de ácido graxo de sacarídeo e a superfície oposta pode ser revestida com um agente, incluindo, mas sem limitação, proteínas, glútens de trigo, gelatinas, prolaminas, isolados de proteína de soja, amidos, amidos modificados, polissacarídeos acetilados, alginatos, carragenanos, quitosanas, inulinas, ácidos graxos de cadeia longa, ceras e combinações dos mesmos. Em um aspecto relacionado, o SFAE pode ser adicionado a um móvel, e o material resultante na manta pode ser dotado de um revestimento adicional de SFAE.

[00131] Qualquer processo de revestimento adequado pode ser usado para entregar qualquer um dos vários revestimentos e/ou emulsões de éster de ácido graxo de sacarídeo aplicados no curso de praticante desse aspecto do método. Nas modalidades, os processos de revestimento de éster de ácido graxo de sacarídeo incluem imersão, pulverização, pintura, impressão, e qualquer combinação de qualquer um desses processos, isoladamente ou com outros processos de revestimento adaptados para praticar os métodos, conforme revelado.

[00132] Aumentando-se a concentração de éster de ácido graxo de sacarídeo, por exemplo, a composição, conforme revelado no presente documento pode reagir de forma mais extensiva com a celulose que é tratada com o resultado líquido de que novamente características de resistência a lipídio/repelentes à água aprimoradas são exibidas. No entanto, pesos de revestimento mais altos não se traduzem necessariamente em maior resistência à água. Em um aspecto, vários catalisadores podem permitir uma "cura" mais rápida para ajustar com precisão a quantidade de éster de ácido graxo sacarídeo para atender a aplicações específicas.

[00133] Será evidente para uma pessoa versada na técnica que a seleção de celulose a ser tratada, o éster de ácido graxo de sacarídeo, a temperatura de reação, e o tempo de exposição são parâmetros de processo que podem ser otimizados por meio de experimentação de rotina para adaptar qualquer aplicação específica ao produto final.

[00134] Os materiais derivados alteraram as propriedades físicas que podem ser definidas e medidas com o uso de testes apropriados conhecidos na técnica. Para hidrofobicidade, o protocolo analítico pode incluir, mas sem limitação, a medição de ângulo de contato e coleta de umidade. Outras propriedades incluem: rigidez, WVTR, porosidade, resistência à tração, falta de degradação do substrato, propriedades de ruptura e desgaste. Um protocolo padronizado específico a seguir é definido pela Sociedade Americana de Testes e Materiais (protocolo ASTM D7334-08).

[00135] A permeabilidade de uma superfície a vários gases, tal como vapor de água e oxigênio também pode ser alterada pelo processo de revestimento de éster de ácido graxo de sacarídeo na medida em que a função de barreira do material é intensificada. A unidade padrão que mede a permeabilidade é o Barrer e os protocolos para medir esses parâmetros também estão disponíveis no domínio público (ASTM std F2476-05 para vapor de água e ASTM std F2622-8 para oxigênio).

[00136] Nas modalidades, os materiais tratados de acordo com o procedimento atualmente revelado exibem uma biodegradabilidade completa, conforme medido pela degradação no ambiente sob o ataque de micro-organismos.

[00137] Vários métodos estão disponíveis para definir e testar a biodegradabilidade, incluindo o método de frasco agitado (ASTM E1279 - 89(2008)) e o teste de Zahn-Wellens (OECD TG 302 B).

[00138] Vários métodos estão disponíveis para definir e testar a compatibilidade incluindo, mas sem limitação, ASTM D6400.

[00139] Materiais adequados para o tratamento pelo processo dessa invenção incluem várias formas de celulose, tais como fibras de algodão, fibras vegetais tais como linho, fibras de madeira, celulose regenerada (raiom e celofane), celulose parcialmente alquilada (éteres de celulose), celulose parcialmente esterificada (acetato de raiom), e outros materiais de celulose modificados que têm uma parte substancial de suas superfícies disponível para reação/ligação. Conforme declarado, o termo "celulose" inclui todos esses materiais e outros de estrutura de polissacarídeo similares e que possuem propriedades similares. Dentre os mesmos, a celulose microfibrilada de material inovadora (nanofibra de celulose) (consulte, por exemplo, Patente US 4.374.702, Publicações nos US 2015/0167243 e 2009/0221812, incorporadas ao presente documento a título de referência em suas totalidades) é particularmente adequada para este pedido. Em outras modalidades, as celuloses podem incluir, mas sem limitação, triacetato de celulose, propionato de celulose, propionato de acetato de celulose, butirato de acetato de celulose, nitrocelulose (nitrato de celulose), sulfato de celulose, celuloide, metilcelulose, etilcelulose, etil metil celulose, hidroxietil celulose, hidroxipropil celulose, nanocristais de celulose, hidroxietil metil celulose, hidroxipropil metil celulose, etil hidroxietil celulose, carboximetil celulose, e combinações dos mesmos.

[00140] A modificação da celulose, conforme revelado no presente documento, além de aumentar a sua hidrofobicidade, também pode aumentar a sua resistência à tração, flexibilidade e rigidez, assim, ampliando ainda mais seu espectro de uso. Todos os produtos biodegradáveis e parcialmente biodegradáveis fabricados a partir de ou utilizando a celulose modificada descrita neste pedido estão dentro do escopo da revelação, incluindo produtos recicláveis e compostáveis.

[00141] Dentre as aplicações específicas da tecnologia de revestimento tais itens incluem, mas sem limitação, recipientes para todos os propósitos, tais como papel, papelão, polpa de papel, xícaras, tampas, caixas, bandejas, papéis/forros removíveis, sacos de adubo, bolsas de compras, canos e condutos de água, talheres descartáveis de qualidade alimentar, pratos e garrafas, telas para TV e dispositivos móveis, roupas (por exemplo, de algodão ou misturas de algodão), ataduras, rótulos sensíveis à pressão, fita sensível à pressão, produtos femininos, e dispositivos médicos a serem usados no corpo ou dentro do mesmo, tais como contraceptivos, dispositivos de entrega de fármaco, e similares. Além disso, a tecnologia de revestimento, conforme revelado no presente documento pode ser usada em móveis e estofamento, equipamento para acampamento ao ar livre e similares.

[00142] Os exemplos a seguir são destinados a ilustrar, mas não limitar a invenção.

EXEMPLOS EXEMPLO 1. FORMULAÇÕES DE ÉSTER DE ÁCIDO GRAXO DE SACARÍDEO

[00143] SEFOSE® é um líquido à temperatura ambiente e todos os revestimentos/emulsões que contêm este material foram aplicados à temperatura ambiente com o uso de um dispositivo de drenagem de bancada. O tipo e tamanho de hastes foram variados para criar uma gama de pesos de revestimento.

FORMULAÇÃO 1

[00144] 50 ml de SEFOSE® foram adicionados a uma solução que contém 195 ml de água e 5 gramas de carboximetilcelulose (FINNFIX® 10; CP Kelco, Atlanta, GA). Essa formulação foi misturada com o uso de um Homogeneizador Silverson ajustado para 5.000 rpm por 1 minuto. Esta emulsão foi revestida em uma folha de base de 50 gramas de polpa de madeira dura branqueada e em uma folha de 80 gramas composta por madeira macia não branqueada. Ambos os papéis foram colocados em um forno (105 °C) por 15 minutos para secar. Após a remoção do forno, as folhas foram colocadas na bancada de laboratório e 10 gotas de água (à temperatura ambiente) aplicadas por pipeta em cada folha. As folhas de base selecionadas para esses testes absorvem uma gotícula de água imediatamente, considerando que as folhas revestidas com quantidades variadas de SEFOSE® mostraram aumentar os níveis de resistência à água na medida em que o peso de revestimento aumentava (consulte Tabela 1). TABELA 1. RESULTADOS DE FOLHA DE BASE COM SEFOSE®

[00145] Observou-se que a resistência à água era menor na folha mais pesada e que a resistência à água não era alcançada a menos que a folha estivesse seca.

FORMULAÇÃO 2

[00146] Adição de SEFOSE® ao estoque de xícaras: (note que este é um estoque de camada única sem tratamento com MFC. Placa de 110 gramas feita de polpa de Eucalipto). 50 gramas de SEFOSE® foram adicionados a 200 gramas de amido etilado cozido a 5% (Ethylex 2025) e agitados com o uso de um moinho Kady de bancada por 30 segundos. As amostras de papel foram revestidas e colocadas no forno a 105 °C por 15 minutos. 10 a 15 gotículas de teste foram colocadas no lado revestido da placa e o tempo de presença de água foi medido e registrado na tabela abaixo. A penetração de água no controle da placa não tratada foi instantânea (consulte Tabela 2).TABELA 2. PENETRAÇÃO DE ÁGUA QUENTE PARA ESTOQUE DE XÍCARAS TRATADO COM SEFOSE®

FORMULAÇÃO 3

[00147] SEFOSE® puro foi aquecido a 45°C e colocado em uma garrafa de pulverização. Uma pulverização uniforme foi aplicada ao estoque de papel listado no exemplo anterior, bem como a um pedaço de placa de fibra e a uma quantidade de roupa de algodão. Quando as gotículas de água foram colocadas sobre as amostras, a penetração no substrato ocorreu dentro de 30 segundos, no entanto após secar no forno por 15 minutos a 105°C, as microesferas de água evaporaram antes de serem absorvidas no substrato.

[00148] A continuação da investigação foi direcionada ao facto de o SEFOSE® ser compatível com compostos utilizados para revestimentos resistentes ao óleo e à graxa. SEFOSE® é útil para resistência à água bem como aprimoramentos de rigidez. 240 gramas de papelão foram usados para realizar testes de rigidez. A Tabela 3 mostra os resultados. Esses dados foram obtidos a um peso de revestimento único: 5 gramas/metro quadrado com uma média de 5 amostras sendo relatadas. Os resultados estão em unidades de rigidez Taber registradas com o testador de rigidez V-5 Taber Modelo 150-E. TABELA 3. TESTE DE RIGIDEZ

EXEMPLO 2. LIGAÇÃO DE ÉSTER DE SACARÍDEO A SUBSTRATO CELULÓSICO

[00149] Em um esforço para determinar se o SEFOSE® estava reversivelmente ligado a um material celulósico, o SEFOSE® puro foi misturado com celulose pura na razão de 50:50. O SEFOSE® foi permitido reagir por 15 min a 148,8 °C (300°F) e a mistura foi extraída com cloreto de metileno (solvente não polar) ou água destilada. As amostras foram refluxadas por 6 horas, e a análise gravimétrica das amostras foi executada.TABELA 4. EXTRAÇÃO DE SEFOSE® A PARTIR DE MATERIAL CELULÓSICO

EXEMPLO 3. EXAME DE SUPERFÍCIES CELULÓSICAS

[00150] As imagens de microscopia eletrônica de varredura de papéis de base com e sem MFC ilustram como uma base menos porosa tem o potencial de exigir que muito menos agentes impermeabilizantes reajam com a superfície. As Figuras 1 e 2 mostram papel de filtro Whatman de porosidade média e não tratado. As Figuras 1 e 2 mostram a elevada área de superfície relativa exposta a um agente de derivação para reagir; no entanto, também se mostra uma folha altamente porosa com bastante espaço para a água escapar. As Figuras 3 e 4 mostram uma comparação lado a lado de papel produzido com polpa reciclada antes e após o revestimento com MFC. (As mesmas são duas ampliações das mesmas amostras, sem MCF obviamente no lado esquerdo da imagem). O teste mostra que a derivação de folha muito menos porosa é mais promissora para o desempenho de barreira de água/vapor a longo prazo. As duas últimas imagens são apenas aproximações tiradas de um "poro" médio em uma folha de papel de filtro, bem como uma ampliação similar de papel revestido com CNF para propósitos de contraste.

[00151] Os dados acima demonstram um ponto crítico: de que a adição de mais material resulta em um aumento correspondente no desempenho. Embora sem estar vinculado à teoria, a reação parece ser mais rápida com papéis não branqueados, sugerindo que a presença de lignina pode acelerar a reação.

[00152] Com base no fato de um produto como o SEFOSE® ser um líquido, o mesmo pode emulsificar prontamente, sugerindo que pode ser facilmente adaptado para trabalhar em equipamentos de revestimento normalmente utilizados em fábricas de papel.

EXEMPLO 4. "PHLUPHI"

[00153] O líquido SEFOSE® foi misturado e reagido com fibra de madeira branqueada para gerar uma variedade de formas para criar uma folha impermeabilizante. Quando o éster de sacarose foi misturado com a polpa antes da formação de folha, verificou-se que a maior parte é retida com a fibra. Com aquecimento e secagem suficientes, uma amostra de papel brilhosa, macia, mas muito hidrofóbica foi formada. Nesse exemplo, 0,25 grama de SEFOSE® foi misturado com 4,0 gramas de fibra de madeira dura branqueada em 6 litros de água. Essa mistura foi agitada à mão e a água drenada em um molde de amostra de papel padrão. O tapete de fibras resultante foi removido e seco por 15 minutos a 162,7°C (325°F). A folha produzida exibiu hidrofobicidade significativa bem como ligação de hidrogênio consideravelmente reduzida entre as próprias fibras. (ângulo de contato de água foi considerado ser maior do que 100 graus). Um emulsificante pode ser adicionado. O SEFOSE® para fibra pode ser de cerca de 1:100 a 2:1.

[00154] O teste subsequente mostra que o talco é apenas um espectador nisso e ficou de fora dos testes adicionais.

EXEMPLO 5. EFEITOS AMBIENTAIS SOBRE PROPRIEDADES DE REVESTIMENTO DE SEFOSE®

[00155] Em um esforço para compreender melhor o mecanismo de reação de ésteres de sacarose com fibra, revestimentos da baixa viscosidade foram aplicados a uma folha do tipo Kraft branqueada que tivesse a resina de força úmida adicionada, mas nenhuma resistência à água (nenhum dimensionamento). Os revestimentos foram todos inferiores a 0,25 Pa.s (250 cps), medidos com o uso de um Viscosímetro Brookfield a 100 rpm.

[00156] O SEFOSE® foi emulsificado com Ethylex 2025 (amido) e aplicado ao papel através de um rolo de gravura. Para comparação, SEFOSE® também foi emulsificado com Westcote 9050 PvOH. Conforme mostrado na Figura 5, a oxidação das ligações duplas em SEFOSE® é reforçada pela presença de calor e ambientes químicos adicionais que aumentam a química oxidativa (consulte também Tabela 5). TABELA 5. EFEITOS AMBIENTAIS SOBRE SEFOSE® (MINUTOS DE FALHA) SEFOSE® -

EXEMPLO 6. EFEITO DE CADEIAS DE ÁCIDOS GRAXOS INSATURADOS VS. SATURADOS

[00157] SEFOSE® foi reagido com polpa de madeira macia branqueada e seco para formar uma folha. Subsequentemente, extrações foram executadas com CH2Cl2, tolueno e água para determinar a extensão da reação com polpa. As extrações foram realizadas por pelo menos 6 horas, utilizando-se material de vidro de extração Soxhlet. Os resultados das extrações são mostrados na Tabela 6.TABELA 6. EXTRAÇÃO DE POLPA LIGADA A SEFOSE®

[00158] Os dados indicam que essencialmente todo o SEFOSE® permanece na folha. Os dados indicam que essencialmente todo o SEFOSE® permanece na folha. Embora sem estar vinculado à teoria, isso pode ser facilmente contabilizado como produtos químicos de polpa residual ou mais provavelmente extrativos que não tinham sido completamente removidos.

[00159] Fibras de celulose puras (por exemplo, α- celulose de Sigma Aldrich, St. Louis, MO) foram usadas, e o experimento repetido. Enquanto os níveis de carga de SEFOSE® permaneceram abaixo de cerca de 20% da massa das fibras, mais de 95% da massa de SEFOSE® foi mantida com as fibras e não extraível com solventes polares ou não polares. Embora sem estar vinculado à teoria, a otimização do tempo de cozimento e da temperatura pode intensificar ainda mais os ésteres de sacarose remanescentes com as fibras.

[00160] Conforme mostrado, os dados demonstram uma incapacidade geral para extrair SEFOSE® do material após a secagem. Por outro lado, quando os ácidos graxos que contêm todas as cadeias de ácido graxo saturadas são usados em vez de SEFOSE® (por exemplo, OLEAN®, disponível a partir de Procter & Gamble Chemicals (Cincinnati, OH)), quase 100% do material podem ser extraídos com o uso de água quente (a ou acima de 70 °C). O OLEAN® é idêntico a SEFOSE®, em que a única alteração são os ácidos graxos saturados ligados (OLEAN®) em vez de ácidos graxos insaturados (SEFOSE®).

[00161] Outro aspecto importante é que múltiplas cadeias de ácido graxo são reativas com a celulose, e com as duas moléculas de sacarídeo na estrutura, o SEFOSE® dá origem a uma rede de reticulação rígida, levando a melhorias de resistência em mantas fibrosas, tais como papel, papelão, não tecidos produzidos por fluxo de ar e produzidos por via úmida e têxteis.

EXEMPLO 7. ADIÇÕES DE SEFOSE® PARA ALCANÇAR RESISTÊNCIA À ÁGUA

[00162] Folhas de 2 e 3 gramas foram produzidas com o uso de polpa kraft de madeira dura e macia. Quando SEFOSE® foi adicionado à polpa de polpa a 1% em um nível de 0,1% ou maior e a água foi drenada para formar a amostra de papel, o SEFOSE® foi retido com as fibras, em que conferiu-se resistência à água. De 0,1% a 0,4% de SEFOSE®, a água é perfurada na superfície por alguns segundos ou menos. Após o carregamento de SEFOSE® chegar acima de 0,4%, o tempo de resistência à água aumentou rapidamente para minutos e depois para horas, para níveis de carga superiores a 1,5%.

EXEMPLO 8. PRODUÇÃO DE MATERIAL FIBROSO VOLUMOSO

[00163] A adição de SEFOSE® à polpa atua de modo a suavizar as fibras, aumentar o espaço entre as mesmas aumentando o volume. Por exemplo, uma pasta fluida de 3% de polpa de madeira dura que contém 125g (seca) de polpa foi drenada, seca e considerada ocupar 18,2 centímetros cúbicos de volume. 12,5 g de SEFOSE® foram adicionados à mesma pasta fluida de polpa de madeira dura a 3% que continha um equivalente a 125 g de fibra seca. Mediante drenagem da água e secagem, o tapete resultante ocupou 45,2 centímetros cúbicos.

[00164] 30 g de uma polpa kraft de madeira dura branqueada (produzida por Old Town Fuel and Fiber, LLC, Old Town, ME) foram pulverizados com SEFOSE® que foi aquecido a 60 °C. Este 4,3 cm3 foi colocado em um desintegrador por 10.000 rpm e essencialmente repolpado. A mistura foi vertida em um molde de amostra de papel e seca a 105 °C. A polpa hidrofóbica resultante ocupou um volume de 8,1 cm3. Um quadrado de 2 polegadas desse material foi cortado e colocado em uma prensa hidráulica com 50 toneladas de pressão aplicada por 30 segundos. O volume do quadrado foi reduzido significativamente, mas ainda ocupou 50% mais volume do que o mesmo corte quadrado de 5,8 cm (2 polegadas) para o controle sem pressão aplicado.

[00165] Isso significa que não apenas um aumento de massa e maciez é observado, mas que um tapete de repolpado à força quando a água foi drenada resultou em um tapete de fibra em que toda a hidrofobicidade foi retida. Essa qualidade, além das observações de que água não pode ser facilmente "passada" através da barreira de baixa energia superficial para a folha, é valiosa. A fixação de cadeias únicas hidrofóbicas de ácidos graxos não exibem essa propriedade.

[00166] Embora sem estar vinculado à teoria, isso representa evidência adicional de que o SEFOSE® está reagindo com a celulose e que os grupos OH na superfície das fibras de celulose não estão mais disponíveis para participar da subsequente ligação ao hidrogênio. Outros materiais hidrofóbicos interferem na ligação de hidrogênio iniciais, mas após a repolpação, esse efeito é revertido e os grupos OH na celulose ficam livres para participar da ligação ao hidrogênio após a ressecagem.

EXEMPLO 9. DADOS DE TESTES DE BOLSA DE PAPEL

[00167] A tabela a seguir (Tabela 7) ilustra propriedades transmitidas revestindo-se 5 a 7 g/m2 com uma mistura de SEFOSE® e álcool polivinílico (PvOH) em um estoque de bolsas kraft não branqueadas(controle). Bolsas comerciais também são incluídas para referência.TABELA 7. TESTES DE BOLSA DE PAPEL

[00168] Como pode ser visto na Tabela, a tração e a ruptura aumentam com o revestimento do papel de base de controle com SEFOSE® e PvOH.

EXEMPLO 10. RESISTÊNCIA À TRAÇÃO ÚMIDA/SECA

[00169] Amostras de papel de 3 gramas foram produzidas a partir de polpa branqueada. A seguir compara-se a resistência à tração úmida e seca em diferentes níveis de adição de SEFOSE®. Verifica-se que com essas amostras de papel, o SEFOSE® não foi emulsificado em nenhum revestimento, foi simplesmente misturado na polpa e drenado sem nenhuma outra química adicionada (consulte Tabela 8).TABELA 8. RESISTÊNCIA À TRAÇÃO ÚMIDA/SECA

[00170] Verifica-se também, que a adição de 5% para a resistência úmida não está muito abaixo da resistência seca do controle.

EXEMPLO 11. USO DE ÉSTER QUE CONTÊM MENOS DO QUE 8 ÁCIDOS GRAXOS SATURADOS

[00171] Uma série de experimentos foi executada com ésteres de sacarose produzidos que têm menos de 8 ácidos graxos fixados à fração de sacarose. Amostras de SP50, SP10, SP01 e F20W (de Sisterna, Países Baixos) que contêm 50, 10, 1 e essencialmente 0% de monoéster, respectivamente. Embora esses produtos comercialmente disponíveis sejam produzidos pela reação de sacarose com ácidos graxos saturados, relegando-os menos úteis reticulação adicional ou químicas similares, os mesmos têm sido úteis na análise de emulsificação e propriedades de repelência de água.

[00172] Por exemplo, 10 g de SP01 foram misturados com 10 g de glioxal em uma solução de PvOH cozida a 10%. A mistura foi "cozida" a 93,3 °C (200 °F) por 5 minutos e aplicada através de drenagem de um papel de base poroso produzido a partir de kraft de madeira dura branqueada. O resultado foi um revestimento de cera reticulada na superfície do papel que exibiu boa hidrofobicidade. Quando um mínimo de 3 g/m2 foi aplicado, o ângulo de contato resultante foi maior do que 100°. Uma vez que o glioxal é um cristalizador bem-conhecido usado em compostos que possuem grupos OH, esse método é um meio potencial para fixar ésteres de sacarose relativamente não reativos a uma superfície ligando-se grupos de álcool remanescentes no anel de sacarose a um grupo de álcool disponibilizado no substrato ou outros materiais de revestimento.

EXEMPLO 12. DADOS DE HST E ABSORÇÃO DE UMIDADE

[00173] Para demonstrar que SEFOSE® isoladamente fornece a as propriedades impermeabilizantes observadas, o papel de base poroso Twins River (Matawaska, ME) foi tratado com várias quantidades de SEFOSE (e PvOH ou Ethylex 2025 para emulsificar, aplicados por drenagem) e testado por meio de Teste de Dimensionamento de Hercules. Os resultados são mostrados na Tabela 9.TABELA 9. DADOS DE HST COM SEFOSE®.

[00174] Como pode ser visto na Tabela 9, o aumento de SEFOSE® aplicado à superfície do papel leva ao aumento de resistência de água (conforme mostrado pelo aumento de HST em segundos).

[00175] Isso pode ser visto com o uso de revestimentos de um produto de éster de sacarose saturado. Para este exemplo específico, o produto, F20W (disponível junto à Sisterna, Países Baixos) é descrito como um monoéster com teor % muito baixo com a maior parte de moléculas na escala da substituição 4 a 8. Verifica-se que a coleta de produto F20W é de apenas 50% do revestimento total, pois foi emulsificado com PvOH utilizando partes iguais de cada um para formar uma emulsão estável. Então, onde a captação é rotulada com "0,5 g/m2", há também a mesma captação de PvOH, proporcionando uma captação total de 1,0 g/m2. Os resultados são mostrados na Tabela 10.TABELA 10. DADOS DE HST F20W.

[00176] Como poder ser visto a partir da Tabela 10, novamente, aumentar F20W aumenta a resistência à água da folha porosa. Assim, o próprio éster de ácido graxo de sacarose aplicado se torna a resistência à água de papel.

[00177] Como a resistência à água não é simplesmente devido à presença de um ácido graxo que forma uma ligação de éster à celulose, folhas de madeira macia (branqueada (Softwood Kraft) foram carregadas com SEFOSE® e ácido oleico foi diretamente adicionado à polpa, onde o ácido oleico forma uma ligação de éster com celulose na polpa. A massa no tempo zero representa a massa “óssea seca” das amostras de papel retiradas do forno a 105 °C. As amostras foram colocadas em um ambiente de umidade controlada mantido a 50% de RH. A alteração em massa é observada ao longo do tempo (em minutos). Os resultados são mostrados nas Tabelas 11 e 12.TABELA 11. ABSORÇÃO DE UMIDADE DE SEFOSE®.TABELA 12. ABSORÇÃO DE UMIDADE ÁCIDO OLEICO.

[00178] Verifica-se que a diferença aqui em que o ácido oleico é adicionado diretamente à polpa, formando uma ligação de éster que diminui consideravelmente a absorção de umidade. Em contraste, apenas 2% de SEFOSE® retarda a absorção de umidade, em concentrações mais elevadas, a SEFOSE® não. Sendo assim, embora sem estar vinculado à teoria, a estrutura do material ligado a SEFOSE® não pode ser simplesmente explicada pela estrutura formada por simples ésteres de ácidos graxos e celulose.

EXEMPLO 13. SFAES SATURADOS

[00179] A classe saturada de ésteres são sólidos de cera à temperatura ambiente que, devido à saturação, são menos reativos com a matriz de amostra ou com os mesmos. Utilizar temperaturas elevadas (por exemplo, pelo menos 40 °C e para todos os testados acima de 65°C), esses materiais fundem e podem ser aplicados como um líquido que então resfria e solidifica formando um revestimento hidrofóbico. Alternativamente, esses materiais podem ser emulsificados na forma sólida e aplicados como um revestimento aquoso para conferir características hidrofóbicas.

[00180] Os dados mostrados aqui representam leituras de HST (Teste de Dimensionamento de Hercules) obtidas de papéis revestidos com quantidades variáveis de SFAEs saturados.

[00181] Uma folha kraft de madeira dura n° 45, branqueada, obtida a partir do papel de Turner Falls, foi usada para revestimentos de teste. A porosidade de Gurley mediu aproximadamente 300 segundos, representando uma folha de base bastante apertada. O S-370 obtido da Mitsubishi Foods (Japão) foi emulsificado com goma xantana (até 1% da massa de formulação de SFAE saturado) antes do revestimento.

[00182] Peso do revestimento de HST de formulação de SFAE saturado (libras por tonelada) (média de 4 medições por amostra).TABELA 13

[00183] Os dados de laboratório gerados também confirmam que quantidades limitadas de SFAE saturado podem aumentar a resistência à água de revestimentos que são projetados para outros fins/aplicações. Por exemplo, o SFAE saturado foi misturado com amido de Ethylex e revestimentos baseados em álcool polivinílico e resistência à água aumentada foi observada em cada caso.

[00184] Os exemplos abaixo foram revestidos em uma base reciclada branqueada n° 50 com uma porosidade Gurley de 18 segundos.

[00185] 100 gramas de Ethylex 2025 foram cozidos a 10% de sólidos (1 litro de volume) e 10 gramas de S-370 foram adicionados a quente e misturados com o uso de um homogeneizador Silverson. O revestimento resultante foi aplicado com o uso de um dispositivo de drenagem de bancada comum e os papéis foram secos sob lâmpadas de calor.

[00186] Com um peso de revestimento de 300 #/tonelada, o amido isoladamente teve um HST médio de 480 segundos. Com o mesmo peso de revestimento do amido e mistura de SFAE saturado, o HST aumentou para 710 segundos.

[00187] Álcool polivinílico suficiente (Selvol 205S) foi dissolvido em água quente para alcançar uma solução a 10%. Essa solução foi revestida no mesmo papel n°50 descrito acima e tinha um HST médio de 225 em 150 libras/tonelada de peso de revestimento. Usando essa mesma solução, S-370 foi adicionado para alcançar uma mistura em que continha 90% de PVOH/10% de S-370 em uma base seca (isto é, 90 ml de água, 9 gramas de PvOH, 1 grama de S-370): HST médio aumentou para 380 segundos.

[00188] Os SFAEs saturados são compatíveis com prolaminas (especificamente, zeína; consulte Patente n° 7.737.200, incorporado ao presente documento a título de referência em sua totalidade). Uma vez que uma das principais barreiras para a produção comercial da matéria da dita patente é que a formulação seja solúvel em água: a adição de SFAEs saturados auxilia dessa maneira.

EXEMPLO 14. OUTROS SFAES SATURADOS

[00189] As avaliações de prensa de tamanho de revestimentos à base de SFAE saturado foram feitas em uma folha leve branqueada (aproximadamente n° 35) que não tinha dimensionamento e formação relativamente pobre. Todas as avaliações foram feitas utilizando Exceval HR 3010 PvOH preparado para emulsificar o SFAE saturado. SFAE saturado suficiente foi adicionado para representar 20% do total de sólidos. O foco estava na avaliação do S-370 vs as amostras de C-1800 (disponível a partir Mitsubishi Foods, Japão). Ambos os ésteres tiveram melhor desempenho do que o controle, alguns dos principais dados são mostrados na Tabela 14:TABELA 14

[00190] Verifica-se que os compostos saturados parecem proporcionar um aumento no kit, em que o S-370 e o C1800 geram um aumento de ~ 100% em HST.

EXEMPLO 15. ADITIVO DE FORÇA ÚMIDA

[00191] Os testes de laboratório mostraram que a química dos ésteres de sacarose pode ser ajustada para alcançar uma variedade de propriedades, incluindo o uso como um aditivo de força úmida. Quando os ésteres de sacarose são produzidos fixando-se grupos saturados a cada funcionalidade de álcool na sacarose (ou outro poliol), o resultado é uma substância hidrofóbica cerosa com baixa miscibilidade/solubilidade em água. Esses compostos podem ser adicionados a materiais celulósicos para conferir resistência à água tanto internamente quanto como um revestimento; uma vez que não reagem quimicamente entre si ou com qualquer parte da matriz de amostra, são susceptíveis à remoção por solventes, calor e pressão.

[00192] Quando são necessários impermeabilização e níveis mais elevados de resistência à água, os ésteres de sacarose que contêm grupos funcionais insaturados podem ser produzidos e adicionados ao material celulósico com o objetivo de obter oxidação e/ou reticulação que ajuda a fixar o éster de sacarose na matriz e torná-lo altamente resistente para remoção por meios físicos. Ajustando-se o número de grupos insaturados, bem como o tamanho dos ésteres de sacarose, obtém-se um meio de reticulação para conferir resistência, mas com uma molécula que não é a ideal para conferir resistência à água.

[00193] Os dados mostrados aqui são obtidos adicionando-se o SEFOSE® a uma folha do tipo kraft branqueada em níveis variados e obtendo dados de tração úmida. As porcentagens mostradas na tabela representam o percentual de éster de sacarose do papel branqueado n° 70 tratado (consulte Tabela 15).TABELA 15

[00194] Os dados ilustram uma tendência em que a de sacarose insaturados a papéis aumenta a resistência à umidade à medida que o nível de carga aumenta. A tração a seco mostra a resistência máxima da folha como um ponto de referência.

EXEMPLO 16. MÉTODO PARA PRODUZIR ÉSTERES DE SACAROSE COM O USO DE CLORETOS DE ÁCIDO.

[00195] Além de produzir ésteres de sacarose hidrofóbicos através de transesterificação, propriedades hidrofóbicas similares podem ser alcançadas em artigos fibrosos reagindo-se diretamente cloretos de ácido com polióis que contêm estruturas de anel análogas à sacarose.

[00196] Por exemplo, 200 gramas de cloreto de palmitoíla (CAS 112-67-4) foram misturados com 50 gramas de sacarose e misturados à temperatura ambiente. Após a mistura, a mistura foi levada a 37,7 °C (100 °F) e mantida a essa temperatura durante a noite (pressão ambiente). O material resultante foi lavado com acetona e água desionizada para remover quaisquer materiais não reagidos ou hidrofílicos. A análise do material restante com o uso de RMN de C-13 mostrou que uma quantidade significativa de éster de sacarose hidrofóbico tinha sido produzida.

[00197] Embora tenha sido demonstrado (por BT3 e outros) que a adição de cloretos de ácidos graxos a materiais celulósicos pode conferir propriedades hidrofóbicas, a reação em si é indesejável no local como o subproduto proporcionado, HCl gasoso, cria uma série de problemas incluindo a corrosão de materiais circundantes e é perigoso para os trabalhadores e ambiente circundante. Um problema adicional criado pelas produções de ácido clorídrico é que, quanto mais é formado, isto é, mais sítios de poliol são reagidos, mais fraca se torna a composição fibrosa. O cloreto de palmitoíla foi reagido em quantidades crescentes com celulose e materiais de algodão e na medida em que a hidrofobicidade aumentou, a resistência do artigo diminuiu.

[00198] A reação acima foi repetida várias vezes com o uso de 200 gramas de R-CO-cloreto reagido com 50 gramas de cada um de outros polióis similares, incluindo amido de milho, xilana de bétula, carboximetilcelulose, glicose e hemiceluloses extraídas.

EXEMPLO 17. TESTE PELICULAR

[00199] O teste pelicular utiliza uma roda entre as duas mandíbulas do testador elástico para medir a força necessária remover a fita de uma superfície dos papéis como um ângulo reprodutível (ASTM D1876; por exemplo, Testador de Casca Modular de Série 100 (100 Series Modular Peel Tester),TestResources, Shakopee, MN).

[00200] Para esse trabalho, papel kraft branqueado com alto Gurley (600 segundos) de papel Turner Falls (Turner's Falls, MA) foi usado. Essa folha de 22,6 kg (50 libras) representa uma folha bem justa, mas bastante absorvente.

[00201] Quando o papel de 22,6 kg (50 libras) foi revestido com 15% de amido de Ethylex como um controle, a força média (mais de 5 amostras) que era necessária era de 0,24 kg (0,55 libra)/cm(polegada). Quando tratado com o mesmo revestimento, mas com SEFOSE® substituído para 25% de amido de Ethylex (então o captador de 25% é SEFOSE®, 75% ainda é Ethylex) a força média diminuiu para 0,036 kg (0,081 libra)/cm(polegada). Com uma substituição de 50% de SEFOSE® para o Ethylex, a força necessária diminuiu para menos de 0,013 kg (0,03 libra) por centímetro (polegada).

[00202] A preparação desse papel é em conformidade com o método padrão TAPPI 404 para determinar a força de tração de papéis.

[00203] Por fim, o mesmo papel foi usado com S- 370 a uma taxa de carregamento de 340 kg (750 libras) por tonelada - que preenche de modo eficaz todos os poros na folha que cria uma barreira física completa. Isso realmente passa um kit TAPPI 12 no plano. Esse breve experimento mostra que é possível obter resistência à graxa com o uso de variedades saturadas de SFAE.

OUTRO USOS

[00204] O estoque de base de xícara foi considerado ser tratado de forma pesada com a resina para aumentar a resistência à água. No entanto, o Gurley nessa placa foi considerado ser de 50 segundos, indicando uma placa bastante porosa. Este material é repolpável e o vapor penetra rapidamente para amolecer o mesmo. O SEFOSE® puro foi aplicado nessa placa e seco em um forno a 100 °C durante a noite. O material resultante tinha uma sensação semelhante a plástico e era completamente impermeabilizante. Por massa, era 50% (p/p) de celulose/50% (p/p) de SEFOSE®. O Gurley era muito alto para medir. Submergir uma amostra em água durante 7 dias não suavizou significativamente o material, no entanto, a partir de dados de efeito estufa parece biodegradar em aproximadamente 150 dias. Fitas e colas comuns não aderem a este material compósito.

[00205] Experimentos com SFAE saturado e zeína foram realizados, pois a zeína mostrou conferir resistência à graxa ao papel. Dispersões aquosas estáveis de zeína (até 25% em água) às quais foi adicionado SFAE saturado de 2 a 5% foram geradas. As observações demonstraram que o SFAE saturado "bloqueia" a zeína no papel ao conferir resistência à água (além da resistência à graxa) à formulação.

[00206] Embora a invenção tenha sido descrita com referência aos exemplos acima, será entendido que modificações e variações são englobadas dentro do espírito e escopo da invenção. Consequentemente, a invenção é limitada apenas pelas reivindicações a seguir. Todas as referências reveladas no presente documento são incorporadas ao presente documento a título de referência em sua totalidade.

Claims

1. COMPOSIÇÃO, caracterizada por compreender um éster de ácido graxo de sacarídeo (SFAE) e um ligante ligado a um material à base de celulose, em que o dito SFAE está presente na superfície do material à base de celulose em uma concentração suficiente para fazer com que o material à base de celulose ligado exiba ambos um ângulo de contato de água maior que 90° e um valor de teste de Kit TAPPI T559 de 3 a 12, em que o dito ângulo de contato de água é efetuado na ausência de qualquer hidrófobo secundário, e em que quando o dito SFAE é ligado como um revestimento sobre o material à base de celulose, o SFAE está presente em um peso de revestimento de pelo menos 0,1 g/m2 sobre uma superfície do material à base de celulose ou quando o material à base de celulose é uma solução que contém fibra de celulose, o SFAE está presente em uma concentração de pelo menos 0,025% (peso/peso) da fibra total presente.

2. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo SFAE ser ligado de modo liberável ou não liberável ao material à base de celulose.

3. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo dito SFAE estar presente em uma concentração suficiente para conferir resistência substancial a uma força de ruptura quando o material à base de celulose é umedecido, em que a dita resistência é efetuada na ausência de qualquer aditivo de resistência à umidade secundário.

4. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo éster de ácido graxo de sacarídeo conter pelo menos um sacarídeo e pelo menos um grupo alifático que compreende 6 a 30 carbonos, e em que o dito sacarídeo é um dissacarídeo selecionado do grupo que consiste em rafinose, maltodextrose, um dissacarídeo que compreende galactose, sacarose, um dissacarídeo que compreende glicose, um dissacarídeo que compreende frutose, maltose, lactose, um dissacarídeo que compreende manose, um dissacarídeo que compreende eritrose, isomaltose, isomaltulose, trealose, trealulose, celobiose, laminaribiose, quitobiose e combinações dos mesmos.

5. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo grupo alifático ser obtido a partir de uma fonte natural.

6. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pela fonte natural ser uma semente oleaginosa, e em que o dito SFAE é uma sacarose soiato, em que as cadeias de ácido graxo são selecionadas do grupo que consiste em ácido oleico, ácido linoleico, ácido linolênico e combinações dos mesmos.

7. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo grupo alifático conter todas as ligações insaturadas ou uma mistura de ligações insaturadas e saturadas.

8. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo material à base de celulose compreender adicionalmente celulose microfibrilada (MFC), celulose nanofibrilada ou nanocristais de celulose.

9. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo ligante ser selecionado do grupo que consiste em álcool polivinílico (PvOH), ácido polilático, argila, talco, amido, glioxila, prolamina e combinações dos mesmos.

10. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo éster de ácido graxo de sacarídeo ser um mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, octaéster ou uma mistura dos mesmos.

11. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por ser biodegradável e/ou compostável.

12. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo material que contém celulose ser selecionado do grupo que consiste em papel, papelão, polpa de papel, uma caixa de papelão para armazenamento de alimentos, uma tampa, uma bolsa para armazenamento de alimentos, filme ou tecido de barreira/bloqueio de erva daninha, filme de cobertura de solo, vasos de planta, microesferas de embalagem, plástico bolha, material absorvente de óleo, laminados, envelopes, cartões-presente, cartões de crédito, luvas, capas de chuva, papel OGR, uma sacola de compras, uma bolsa de remessa, material isolante, membrana, tabuleiro para bacon, fraldas, um saco de chá, um recipiente para chá ou café, um saco de adubo, papel removível, utensílios para comer, recipiente para reter bebidas frias ou quentes, xícara, prato, uma garrafa para armazenamento de líquido carbonatado, uma garrafa para armazenamento de líquido não carbonatado, filme para embrulhar alimentos, um recipiente para descarte de lixo, um implemento de manuseio de alimentos, uma fibra de tecido, um implemento de transporte e armazenamento de água, um implemento de transporte e armazenamento para bebidas alcoólicas ou não alcoólicas, uma tela ou envoltório externo para mercadorias eletrônicas, uma peça interna ou externa de forno, uma cortina, estofamento, filme, caixa, folha, bandeja, tubo, conduto de água, roupas, dispositivo médico, contraceptivo, embalagem farmacêutica, equipamento para acampamento, material celulósico que é moldado e combinações dos mesmos.

13. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo éster de ácido graxo de sacarídeo conter um ou mais grupos funcionais selecionados a partir de um éter, éster, tio, amino, fosfo ou combinações dos mesmos.

14. MÉTODO PARA DERIVATIZAR DE MANEIRA AJUSTÁVEL, UM MATERIAL À BASE DE CELULOSE PARA RESISTÊNCIA À ÁGUA OU RESISTÊNCIA À ÁGUA E AO LIPÍDEO, conforme definido na reivindicação 1, caracterizado por compreender: a) colocar o material à base de celulose em contato com uma formulação para transmitir a água ou a resistência à água e lipídeos, a formulação compreendendo um éster de ácido graxo de sacarídeo e um ligante; e b) ligar o éster de ácido graxo de sacarídeo e um ligante a uma superfície do material à base de celulose material para obter um material à base de celulose ligado tendo a resistência à água ou a resistência à água e lipídeos, em que, no material à base de celulose ligado, o SFAE está presente em um peso de pelo menos 0,1 g/m2 na superfície do material à base de celulose, em que a resistência à água corresponde ao material à base de celulose ligado exibindo um ângulo de contato com a água maior do que 90°, e em que a resistência à água e lipídeos corresponde ao material à base de celulose ligado exibindo um ângulo de contato com a água maior que 90° e um valor de teste de Kit TAPPI T559 de 3 a 12.

15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por compreender adicionalmente remover éster de ácido graxo de sacarídeo em excesso.

16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por compreender adicionalmente adicionar álcool polivinílico (PvOH), em que o PvOH e/ou éster de ácido graxo de sacarídeo é opcionalmente adicionado como uma emulsão, separadamente ou em combinação.

17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo material com base celulósica compreender celulose microfibrilada (MFC), celulose nanofibrilada ou nanocristais de celulose.

18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo material que contém celulose sólido resultante ser um produto selecionado do grupo que consiste em papel, tabuleiro para bacon, material isolante, polpa de papel, uma caixa de papelão para armazenamento de alimentos, um saco de adubo, uma bolsa para armazenamento de alimentos, papel removível, uma bolsa de remessa, filme ou tecido de barreira/bloqueio de erva daninha, filme de cobertura de solo, vasos de planta, microesferas de embalagem, plástico bolha, material absorvente de óleo, laminados, envelopes, cartões- presente, cartões de crédito, luvas, capas de chuva, papel OGR, uma sacola de compras, fraldas, membranas, utensílios para comer, um saco de chá, um recipiente para chá ou café, recipiente para reter bebidas frias ou quentes, xícara, prato, uma garrafa para armazenamento de líquido carbonatado, uma garrafa para armazenamento de líquido não carbonatado, uma tampa, filme para embrulhar alimentos, um recipiente para descarte de lixo, um implemento de manuseio de alimentos, uma fibra de tecido, um implemento de transporte e armazenamento de água, um implemento de transporte e armazenamento para bebidas alcoólicas ou não alcoólicas, uma tela ou envoltório externo para mercadorias eletrônicas, uma peça interna ou externa de forno, uma cortina, estofamento, tecido, filme, caixa, folha, bandeja, tubo, conduto de água, roupas, dispositivo médico, embalagem farmacêutica, contraceptivo, equipamento para acampamento, material celulósico que é moldado e combinações dos mesmos.

19. PRODUTO QUE RESULTA DO PROCESSO, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo dito produto ser biodegradável e/ou compostável.

20. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo material à base de celulose incluir uma celulose microfibrilada (MFC) que contém polpa ou um revestimento de MFC.

21. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo material ser papel ou filme.

22. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo material à base de celulose ligado ser hidrofóbico e lipofóbico.

23. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pela formulação compreender ainda um derivado de ácido alcanóico em que o derivado de ácido alcanóico com a fórmula (II) ou (III): R-CO-X Fórmula (II) X-CO-R-CO-X1 Fórmula (III), em que R é um radical de hidrocarboneto alifático de cadeia linear, cadeia ramificada ou cíclico que tem de 6 a 50 átomos de carbono, e em que X e X1 são, independentemente, Cl, Br, R-CO-O-R ou O(CO)OR.

24. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 23, caracterizada pelo éster de sacarídeo ser um mono-, di-, tri, tetra-, penta-, hexa-, hepta-, octaéster ou uma mistura dos mesmos.

25. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado por, quando o derivado de ácido alcanóico compreender a Fórmula (III), o X ou X1 ser igual ou diferente.

26. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pela formulação incluir álcool polivinílico como o ligante,em que os ácidos graxos do SFAE são saturados ou compreendem ligações insaturadas e saturadas; e em que glioxal não está incluído na formulação.

27. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo SFAE ser um mono-, di-, tri-, tetra-, penta, hexa-, hepta-, octaéster substituído.

28. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo sacarídeo ser um dissacarídeo selecionado do grupo que consiste em rafinose, maltodextrose, um dissacarídeo que compreende galactose, sacarose, um dissacarídeo que compreende glicose, um dissacarídeo que compreende frutose, maltose, lactose, um dissacarídeo que compreende manose, um dissacarídeo que compreende eritrose, isomaltose, isomaltulose, trealose, trealulose, celobiose, laminaribiose, quitobiose e combinações dos mesmos.

29. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo dissacarídeo ser sacarose.

30. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo dito SFAE ser um soiato de sacarose, e em que as cadeias de ácido graxo são selecionadas do grupo que consiste em ácido oleico, ácido linoleico, ácido linolênico e combinações dos mesmos.

31. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pela formulação compreender ainda PvOH e um agente de reticulação,em que o éster graxo de sacarídeo é uma mistura de dois ou mais compostos de éster de ácido graxo dissacarídeo que diferem em seus graus de substituição e têm uma ou mais hidroxilas livres no dissacarídeo.

32. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado pelo éster de ácido graxo de sacarídeo ser um éster de ácido graxo de sacarose e pelo agente de reticulação ser um dialdeído.

33. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 32, caracterizado pelo dialdeído ser glioxal.

34. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo ligante ser selecionados do grupo que consiste em amido, álcool polivinílico (PvOH), proteína, prolamina e uma combinação dos mesmos.