BR112019025451B1

BR112019025451B1 - Estrutura de revestimento, produto do tipo folha e seu uso

Info

Publication number: BR112019025451B1
Application number: BR112019025451-0A
Authority: BR
Inventors: Tarja Turkki; Eija Anneli Lepo
Original assignee: Kemira Oyj
Priority date: 2017-06-15
Filing date: 2018-06-14
Publication date: 2023-04-25
Also published as: RU2019144009A; AU2018284047B2; US20200190741A1; FI20175560A1; SI3638847T1; US11242654B2; FI3638847T3; RU2752400C2; KR102612680B1; CA3061849A1; WO2018229344A1; KR20200019124A; BR112019025451A8; JP2020523495A; FI127819B; EP3638847A1; PL3638847T3; RS63884B1; RU2019144009A3; EP3638847B1

Abstract

A presente invenção refere-se a uma estrutura de revestimento para um substrato em forma de folha compreendendo fibras lignocelulósicas. A estrutura compreende pelo menos uma camada de pré-revestimento, que compreende (a) pelo menos 70% em peso de um primeiro copolímero de estireno (met)acrilato que é polimerizado na presença de um estabilizador, e que tem uma temperatura de transição vítrea Tg = 20°C, de preferência de = 10°C, (b) = 30% em peso de partículas minerais inorgânicas de metal platy, como caulim ou talco, e (c) 0,01 - 2% em peso de pelo menos um primeiro espessante. A estrutura de revestimento compreende, ainda, uma camada de revestimento superior, que compreende (a) pelo menos 50% em peso de um segundo copolímero de estireno (met)acrilato que é polimerizado na presença de um estabilizador e que tem uma temperatura de transição vítrea Tg = 20°C, de preferência = 10°C, (b) = 30% em peso de partículas minerais inorgânicas, (c) 0,01 - 5% em peso de pelo menos um segundo espessante; e (d) 0,5 - 30% em peso de um agente antibloqueio. A presente invenção refere-se, ainda, a um produto do tipo folha compreendendo estar revestido com uma estrutura de revestimento.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a uma estrutura de revestimento, um produto do tipo folha e seu uso de acordo com os preâmbulos das reivindicações independentes anexas.

[0002] Vários revestimentos podem ser aplicados sobre a superfície do papel ou cartão com a finalidade de melhorar suas propriedades. As propriedades de barreira à gordura e de barreira ao vapor de água são particularmente importantes para o papel e o cartão que são usados para produtos para finalidades de embalagem. O revestimento aplicado na superfície do papel ou do cartão deve proporcionar uma barreira eficaz com relação a vazamentos das mercadorias dentro da embalagem e/ou protegerem os produtos embalados da contaminação e/ou do contato com a atmosfera circundante. Para materiais de embalagem usados para alimentos e líquidos consumíveis, as exigências de barreira são especialmente rigorosas.

[0003] Os revestimentos para finalidades de embalagem também devem ter boa resistência com relação a vincos e dobras. O revestimento não deve se romper quando o papel ou o cartão for dobrado em uma caixa ou enrolado em torno do produto. Rachaduras podem diminuir ou até destruir completamente as propriedades de barreira do revestimento.

[0004] Além disso, os revestimentos de papel e cartão devem ser resistentes ao bloqueio durante os processos de fabricação e conversão do produto. Se a camada de revestimento amolecer sob alta pressão e alta temperatura, ela pode aderir depois de rebobinar para a próxima camada no rolo e bloquear todo o rolo quando resfriado. Durante o processo de conversão, o revestimento deve ter propriedades de atrito adequadas, com a finalidade de funcionar sem problemas no processo. O revestimento também deve ter propriedades de aderência adequadas, que determinam a velocidade e a resistência de uma ligação gerada através da aplicação de um adesivo na superfície do revestimento, com a finalidade de serem usadas em linhas de embalagem de alta velocidade.

[0005] Outro aspecto que deve ser satisfeito é a capacidade da embalagem de ser reciclada. Isso significa que as embalagens de papel e cartão são, depois do consumo dos produtos embalados, idealmente coletadas para reciclagem, ou seja, novamente transformadas em polpa. Nesse caso, o revestimento também deve atender às exigências de reciclagem e, por exemplo, não deve atrapalhar o processo de transformação em polpa. As películas plásticas tradicionais laminadas na superfície do papel ou do cartão não são necessariamente facilmente transformadas em polpa. Dessa forma, os produtos laminados de papel e de cartão quase sempre acabam sendo desperdícios de energia, o que não é econômico em vista dos recursos.

[0006] Um objetivo desta invenção é o de minimizar ou possivelmente eliminar as desvantagens existentes na técnica anterior.

[0007] Outro objetivo da presente invenção é de fornecer uma estrutura de revestimento e um produto tipo folha que forneça boas propriedades de barreira à gordura e ao vapor de água.

[0008] Um objetivo da presente invenção é fornecer uma estrutura de revestimento que resista a fissuras quando vincada e/ou dobrada

[0009] Um outro objetivo da presente invenção é o de fornecer uma estrutura de revestimento adequada para o revestimento em altas velocidades de revestimento e com boa capacidade de execução.

[0010] Estes objetivos são alcançados com a invenção tendo as características apresentadas abaixo nas partes que os caracterizam das reivindicações independentes. Algumas modalidades de preferência da invenção são apresentadas nas reivindicações dependentes.

[0011] As modalidades mencionadas neste texto se referem, quando aplicáveis, a todos os aspectos da invenção, mesmo que isso nem sempre seja mencionado separadamente.

[0012] A estrutura de revestimento típica de acordo com a presente invenção, com relação a um substrato do tipo de folha que compreende fibras de lignocelulose, compreende: - pelo menos uma camada pré-revestida, que compreende: (a) pelo menos 70% em peso de um primeiro copolímero de met (acrilato) de estireno que é polimerizado na presença de um estabilizador, e que tem uma temperatura de transição para vidro Tg de £ 20°C, de preferência de £ 10/C, (b) < 30% em peso de partículas de mineral "plati" inorgânico, tal como caulim ou talco, e, (c) de 0,01 - 2% em peso de pelo menos um primeiro espessante; e, - uma camada de revestimento superior que compreende: (a) pelo menos 50% em peso de um segundo copolímero de (met)acrilato de estireno que é polimerizado na presença de um estabilizador e que tem uma temperatura de transição para vidro Tg < 20°C, de preferência < 10 ° C, (b) < 30% em peso de partículas minerais inorgânicas, (c) 0,01 - 5% em peso de pelo menos um segundo espessante, e, (d) 0,5 - 30% em peso de agente antibloqueio.

[0013] O produto típico em forma de folha de acordo com a presente invenção compreende - um substrato que compreende fibras de lignocelulose e com uma primeira e segunda superfícies grandes paralelas, e, - uma estrutura de revestimento, de acordo com a presente invenção,aplicada em pelo menos uma das grandes superfícies do substrato.

[0014] Foi agora descoberto, de forma surpreendente, que a estrutura de revestimento, de acordo com a invenção, que compreende uma camada de pré-revestimento bem definida e uma camada de revestimento superior bem definida, fornece boa resistência a rachaduras, mesmo quando o substrato revestido com a estrutura de revestimento é submetido a dobras durante a fabricação da embalagem. A estrutura de revestimento também fornece boas barreiras contra gordura e/ou umidade. Além disso, a superfície da estrutura de revestimento não adere às superfícies adjacentes da estrutura de revestimento quando o produto é enrolado em um rolo ou empilhado como folhas. A estrutura de revestimento de acordo com a presente invenção fornece assim, inter alia, propriedades ótimas para embalagem e outras finalidades semelhantes.

[0015] No presente contexto, todos os valores em % em peso dados para os vários componentes nas camadas de revestimento e composição de revestimento são calculados a partir do teor total de sólidos secos da camada ou composição de revestimento.

[0016] A estrutura de revestimento de acordo com a presente invenção compreende pelo menos uma camada de pré-revestimento e uma camada de revestimento superior. A camada de pré-revestimento é aplicada na superfície de um substrato em forma de folha compreendendo fibras de lignocelulose. Em algumas modalidades, a superfície da estrutura em forma de folha pode ser engomada, como por exemplo, com engomação de superfície hidrofóbica, antes da aplicação da camada de pré-revestimento, mas de preferência a camada de pré-revestimento é aplicada diretamente na superfície de um substrato em forma de folha que esteja livre de quaisquer camadas de tratamento pré-existentes. O substrato pode compreender uma engomação interna.

[0017] De acordo com uma modalidade da invenção, a estrutura de revestimento pode compreender duas ou mais camadas de pré- revestimento e uma camada de revestimento superior, que é aplicada na camada de pré-revestimento mais externa. As camadas individuais de pré-revestimento podem ser diferentes umas das outras ou idênticas umas às outras. Utilizando-se uma pluralidade de camadas de pré-revestimento, é possível adaptar as propriedades de barreira da estrutura de revestimento com a utilização de diferentes camadas de pré-revestimento e/ou usar camadas individuais mais leves de pré- revestimento.

[0018] De acordo com uma modalidade, a estrutura de revestimento consiste em uma ou mais camadas de pré-revestimento e pelo menos uma camada de revestimento superior, de preferência uma camada de revestimento superior, em que a camada de pré- revestimento ou a camada de pré-revestimento mais externa e a camada de revestimento superior estão em contato imediato uma com a outra. Isso significa que não existem outras camadas entre a camada de pré-revestimento e a camada de revestimento superior. A camada de pré-revestimento mais externa denota a camada de pré- revestimento que está mais afastada do substrato, quando a estrutura de revestimento compreende mais de uma camada de pré- revestimento

[0019] A camada de pré-revestimento compreende pelo menos 70% em peso de um primeiro copolímero de estireno e (met)acrilato que é polimerizado na presença de um estabilizador e que tem uma temperatura de transição para vidro Tg < 20°C, de preferência de < 10°C. De acordo com uma modalidade da invenção, a camada de pré- revestimento pode compreender de 70 a 99% em peso, de preferência de 70 - 95% em peso, de mais preferência de 73 - 90% em peso, do primeiro copolímero de estireno e (met)acrilato. A camada de revestimento superior compreende pelo menos 50% em peso de um segundo copolímero de estireno e (met)acrilato que é polimerizado na presença de um estabilizador e que tem uma temperatura de transição para o vidro de Tg < 20°C, de preferência de < 10°C. De acordo com uma modalidade da invenção, a camada de revestimento superior pode compreender 50 a 99 % em peso, de preferência 60 - 95% em peso, de mais preferência 63 - 85% em peso, do segundo copolímero de estireno e (met)acrilato.

[0020] O primeiro e/ou o segundo copolímero de estireno e (met)acrilato pode ser obtido através de copolimerização em emulsão de radicais livres de pelo menos monômero (a), monômero (b) e um monômero opcional (c) na presença de um estabilizador, em que o monômero (a) é pelo menos um estireno opcionalmente substituído e o monômero (b) é pelo menos um (met)acrilato de alquila C1-C4.

[0021] De acordo com uma modalidade de preferência, o monômero (a) do primeiro e/ou segundo copolímeros de (met)acrilato de estireno é selecionado a partir do grupo que compreende estireno, estirenos substituídos, como α-metilestireno, viniltolueno, etilviniltolueno, clorometilestireno e quaisquer misturas dos mesmos. A quantidade de monômero (a) pode ser 0,1 a 75% em peso, de preferência de 5 - 60% em peso, de mais preferência de 10 - 55% em peso, calculada a partir da quantidade total de sólidos secos dos monômeros (a), (b) e opcional (c).

[0022] O monômero adequado (b) do primeiro e/ou segundo copolímeros de (met)acrilato de estireno pode ser selecionado a partir do grupo que compreende acrilatos de alquila C1-C4; meta-acrilatos de alquila C1-C4; ou suas misturas, por exemplo, acrilato de n-butila, iso-butila, terc-butila ou 2-butila e os metacrilatos de butila correspondentes; acrilato de metila; metacrilato de metila, acrilato de etila, metacrilato de etila, acrilato de propila ou metracrilato de propila.De acordo com uma modalidade preferida da presente invenção, o monômero (b) é selecionado a partir dos (met)acrilatos de butila. Este pode compreender, por exemplo, a mistura de pelo menos dois acrilatos de butila isomérico. De mais preferência, o componente de monômero (b) é acrilato de n-butila, acrilato de terc-butila ou uma mistura de acrilato de n-butila e acrilato de terc-butila. A quantidade de monômero (b) pode ser de 25 a 99% em peso, de preferência de 30 a 95% em peso, de mais preferência de 35 a 90% em peso, calculada a partir da quantidade total de sólidos secos dos monômeros (a), (b) e opcional (c).

[0023] De acordo com uma modalidade, o primeiro e/ou o segundo copolímeros de (met)acrilato de estireno se originam também de pelo menos um monômero (c), que é etilenicamente não saturado e diferente dos monômeros (a) e (b). De preferência, o primeiro e/ou o segundo copolímeros de (met)acrilato de estireno são copolímeros carboxilados, obtidos de preferência através da polimerização dos monômeros acima descritos (a) e (b) com o monômero (c), que é selecionado a partir de ácido carboxílico, como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacônico, ácido maleico ou ácido estireno sulfônico. São preferidos o ácido acrílico e o ácido estireno sulfônico. A quantidade do monômero opcional (c) pode ser de 0,1 a 15% em peso, de preferência 0,1 a 10% em peso, de mais preferência de 1 a 5% em peso, calculada a partir do quantidade total de sólidos secos dos monômeros (a), ( b) e (c). De mais preferência, o primeiro e/ou o segundo copolímeros de (met)acrilato de estireno são copolímeros carboxilados, obtidos de preferência através de polimerização de mistura de monômeros compreendendo 1 a 5% em peso de ácido carboxílico.

[0024] De acordo com uma modalidade da invenção, o primeiro e o segundo copolímeros de (met)acrilato de estireno são polimerizados na presença de um estabilizador, que é selecionado a partir do grupo que compreende amido degradado e álcool de polivinila, de preferência amido degradado com peso molecular médio Mn de 500 a 10 000. O amido degradado pode ser obtido submetendo o amido à degradação oxidante, térmica, ácida, hidrolítica ou enzimática. A degradação oxidante está sendo preferida atualmente. Hipoclorito, peroxodissulfato, peróxido de hidrogênio ou as misturas dos mesmos podem ser utilizados como agentes oxidantes. O amido degradado, que é usado na presente invenção, pode ser qualquer amido natural degradado adequado, como batata, arroz, milho, milho ceroso, trigo, cevada ou amido de tapioca. Amidos com um teor de amilopectina > 80%, de preferência > 95%, são vantajosos.

[0025] A polimerização do primeiro e do segundo copolímero de estireno e (met)acrilato pode ser realizada através da adição dos monômeros acima definidos, individualmente ou em mistura, e os iniciadores de radicais livres adequados para iniciar a polimerização, à solução aquosa de estabilizador. O processo de polimerização é tipicamente realizado na ausência de oxigênio, de preferência em uma atmosfera de gás inerte, por exemplo, sob nitrogênio. De acordo com uma modalidade da invenção, a quantidade total de monômeros na mistura de reação é de 10 - 92% em peso, de preferência de 20 - 90% em peso, de mais preferência de 35 - 88% em peso, calculada a partir do peso total de sólidos secos da mistura de reação. A quantidade de monômeros se refere, neste pedido de patente, à quantidade total de monômeros (a), (b) e opcional (c), que são adicionados à mistura de reação durante o processo de polimerização.

[0026] De acordo com uma modalidade preferida da invenção, o primeiro copolímero de estireno e (met)acrilato usado na camada de pré-revestimento e o segundo copolímero de estireno e (met)acrilato usado na camada de revestimento superior são idênticos um ao outro.

[0027] O primeiro e/ou o segundo copolímero de estireno e (met)acrilato podem ter uma temperatura de transição para vidro na faixa de -40 - +20°C, de preferência de -20 - +10°C, de mais preferência de -10 - +10°C. As faixas de temperatura de transição para vidro fornecem copolímeros que mostram as propriedades de barreira necessárias, mas são suaves o suficiente para suportar rachaduras quando o substrato é vincado ou dobrado em uma embalagem.

[0028] A camada de pré-revestimento compreende, de preferência partículas minerais inorgânicas de platy. No presente contexto, o mineral "platy" é de preferência entendido como um mineral inorgânico, cujas partículas têm um fator de forma > 10. Os exemplos típicos de partículas minerais inorgânicas de platy são caulim, talco e qualquer uma das misturas dos mesmos. As partículas minerais de platy na camada de pré-revestimento e a camada de revestimento de topo podem ser iguais ou diferentes, de preferência as partículas de mineral de platy na camada de pré-revestimento e na camada de revestimento de topo são as mesmas. As partículas minerais de platy são as preferidas, pois fornecem melhores propriedades de barreira para a estrutura de revestimento. Tipicamente, a camada de pré- revestimento compreende < 30% em peso de partículas minerais inorgânicas de platy. De acordo com uma modalidade, a camada de pré-revestimento pode compreender de 0,1 - 30% em peso, de preferência de 5 - 25% em peso, de mais preferência de 10 - 20% em peso de partículas minerais inorgânicas de platy. De preferência, a quantidade de partículas minerais inorgânicas é a mais alta possível, pois fornece não apenas excelentes propriedades de barreira, mas também economia de custos.

[0029] A camada de revestimento superior compreende partículas minerais inorgânicas, tais como partículas de mineral platy, partículas de sílica porosa, partículas de caulim, partículas de carbonato de cálcio moídas, partículas de carbonato de cálcio precipitadas ou qualquer mistura das mesmas. A camada de revestimento superior compreende de preferência partículas minerais inorgânicas que melhoram as propriedades antibloqueio da camada de revestimento superior. De preferência, as partículas minerais inorgânicas na camada de revestimento superior são selecionadas a partir de partículas minerais de platy, como descrito acima, ou de partículas de sílica porosa ou caulim. Tipicamente, a camada de revestimento superior compreende < 30% em peso, de preferência 20% em peso de partículas minerais inorgânicas. A camada de revestimento superior pode compreender de 0,1 - 30% em peso, de preferência 5 - 25% em peso, de mais preferência 5 - 20% em peso de partículas minerais inorgânicas, de preferência partículas minerais inorgânicas de platy.

[0030] As partículas minerais inorgânicas na (s) camada (s) de pré-revestimento e na camada de revestimento superior podem ser iguais ou diferentes.

[0031] A camada de pré-revestimento compreende pelo menos um primeiro espessante e a camada de revestimento superior compreende pelo menos um segundo espessante. O primeiro e/ou o segundo espessante podem ser selecionados a partir do grupo que compreende espessantes sintéticos acionados por pH, como espessantes de emulsão alcalina solúvel/dilatável (ASE), espessantes de emulsão alcalina solúvel em hidrogênio (HASE) modificados por hidrofobia, álcoois polivinílicos, álcoois de polivinila etilados, carboximetilcelulose, goma xantana, goma guar ou goma arábica. Os espessantes melhoram a capacidade de execução da cor do revestimento, especialmente em altas velocidades de revestimento.

[0032] De acordo com uma modalidade da invenção, o primeiro espessante e o segundo espessante podem ser diferentes um do outro, em que o primeiro espessante é de preferência selecionado a partir de espessantes sintéticos, de preferência a partir de espessantes sintéticos desencadeados por pH e o segundo espessante é de preferência carboximetilcelulose.

[0033] A quantidade do (s) primeiro (s) espessante (s) na camada de pré-revestimento é tipicamente de 0,01 a 2% em peso. No caso de vários espessantes iniciais, esse valor inclui todos eles. De acordo com uma modalidade de preferência, a camada de pré-revestimento compreende 0,1 - 2% em peso, de preferência de 0,1 a 1,5% em peso, de mais preferência de 0,2 a 1% em peso do pelo menos um primeiro espessante.

[0034] A quantidade do segundo espessante na camada de revestimento superior é tipicamente de 0,01 a 5% em peso. No caso de vários espessantes iniciais, esse valor inclui todos eles. De acordo com uma modalidade de preferência, a camada de revestimento superior compreende de 0,1 - 5% em peso, de preferência de 0,1 - 3% em peso, de mais preferência de 0,1 - 2% em peso do pelo menos um segundo espessante.

[0035] A camada de revestimento superior pode compreender de 0,5 - 30% em peso, de preferência de 1 - 30% em peso, de mais preferência de 1 - 20% em peso ou 2 - 20% em peso, ainda de mais preferência de 1 - 15 ou de 5 - 15% em peso de um agente antibloqueio. De acordo com uma modalidade, o agente antibloqueio na camada de revestimento superior pode ser selecionado a partir de dímeros aniônicos C16-C18 alquenil ceteno, cera de parafina, cera de carnaúba, estearato de cálcio, poliglicerídeos ou polietileno de alta densidade.

[0036] De preferência, a camada de revestimento superior compreende 0,5 - 30% em peso de dímero C16-C18 alquenilceteno como agente antibloqueio. A quantidade de dímero aniônico de C16C18 alquenilceteno na camada de camada superior pode ser 1 a 30% em peso, de preferência de 2 a 20% em peso, de mais preferência de 5 a 15% em peso.

[0037] A camada de pré-revestimento e/ou camada de revestimento superior pode compreender um reticulante, que reage com os grupos -OH ou -COOH. Os exemplos de reticulantes adequados são, INTER ALIA, ácido cítrico, carbonatos de zircônio, glioxal, formaldeído de ureia e formaldeído de melamina. Os reticulantes tornam a camada de revestimento menos sensível à água, como por exemplo pela redução do número de grupos finais disponíveis para reações com a água. O reticulante também pode melhorar as propriedades de repolpação da estrutura de revestimento.

[0038] De acordo com uma modalidade da invenção, a estrutura de revestimento pode compreender uma película de polietileno, a qual é aplicada na camada de revestimento superior. A película de polietileno proporciona propriedades de barreira aprimoradas, especialmente quando a estrutura de revestimento é aplicada em um substrato destinado a embalagens líquidas.

[0039] De acordo com outra modalidade da presente invenção, a estrutura de revestimento está livre de quaisquer camadas de películas de polímero laminado. Isso melhora a capacidade de repolpação da estrutura de revestimento.

[0040] A estrutura de revestimento permite a fabricação de vários revestimentos, com diferentes combinações de camada(s) de pré- revestimento e camada de revestimento superior. Os pesos do revestimento na camada de pré-revestimento e na camada superior podem ser escolhidos livremente, dependendo do uso final desejado. De acordo com uma modalidade da invenção, a (s) camada (s) de pré- revestimento pode(m) ter um peso de revestimento de 2 a 30 g/m2, de preferência de 3 a 20 g/m2, de mais preferência de 5 a 15 g/m2 e a camada de revestimento superior pode ter um peso de revestimento de 0,5 - 20 g/m2, de preferência de 0,5 - 15 g/m2, de mais preferência de 0,5 - 10 g/m2. No caso da estrutura de revestimento compreender uma pluralidade de camadas de pré-revestimento, o peso aproximado dado indica o peso total do revestimento de todas as camadas de pré- revestimento.

[0041] O substrato que é revestido com estrutura de revestimento é preferencialmente um substrato que compreende fibras lignocelulósicas. As fibras lignocelulósicas podem ter sido obtidas por qualquer processo de polpação convencional, incluindo processos de polpação química, mecânica, mecânico-química. As fibras lignocelulósicas podem também ser fibras recicladas. O substrato tem uma primeira e segunda superfícies paralelas largas, e está usualmente em formato de uma rede fibrosa sem fim. O substrato pode ter um peso de 25 a 800 g/m2, de preferência de 30 a 700 g/m2, de mais preferência de 40 a 500 g/m2.

[0042] A estrutura de revestimento é aplicada sobre pelo menos uma das grandes superfícies do substrato com a utilização de qualquer técnica de revestimento convencional, como revestimento de haste, revestimento de lâmina, revestimento por spray ou revestimento de cortina.

[0043] De acordo com uma modalidade de preferência, o produto revestido obtido possui um valor de teste TAPPI 559 KIT de pelo menos 8, de preferência de pelo menos 10, de mais preferência de pelo menos 12. O valor do teste KIT mede a repelência do revestimento com relação a óleo e gordura e as medições são realizadas de acordo com o método TAPPI padrão T-559 pm-96.

[0044] De acordo com uma modalidade de preferência, o produto revestido obtido tem um valor de HVTR de barreira de óleo mineral < 100 g/m2/d. O valor usado da Taxa de Transmissão de Vapor Hexano (HVTR) é obtido com a utilização do método de teste desenvolvido pela BASF. No teste, o hexano é colocado em um copo de medição coberto por uma amostra de barreira e a evaporação do hexano através da área conhecida é medida. O método de teste é comumente conhecido pelas pessoas versadas na técnica.

[0045] De acordo com uma modalidade de preferência, o produto revestido obtido possui uma barreira ao vapor de água a 23°C e um valor WVTR de umidade relativa de 50% < 100 g/m2/d. O valor WVTR pode ser medido com a utilização de métodos padrão da ASTM F- 1249, ISO 15105-2, ISO 15106-3, DIN 53122-2.

[0046] O produto pode ser usado para fazer uma embalagem para serviços de alimentação ou para embalagens de líquidos.

Fase Experimental Amostra de Referência 1.

[0047] O revestimento de bobina a bobina foi realizado usando um agente de revestimento semipiloto. Uma placa de revestimento de 130 g/m2 foi usada como substrato. A velocidade do revestimento foi de 10 m/min e a haste de 20 μm foi usada para o revestimento. A cor do revestimento usado continha 50% de aglutinante de acrilato de estireno com Tg = 20°C e 50% de pigmento de talco (Finntalc C15, usado em todos os exemplos que se seguem). O substrato da amostra foi revestido duas vezes com a cor do revestimento. O peso do revestimento foi determinado em forno.

[0048] Após as propriedades de barreira terem sido testadas, foram utilizados métodos padrão dados entre parênteses: - Oxigênio, OTR (ASTM D3985, 23°C 50% RH; 23°C 80% RH) - Vapor de água, WVTR (ASTM E-96, D3985 & F1927, 23°C 50% RH) - Água, Cobb 300s (ISO 535, EN 20535 e TAPPI T 441,) - Gordura e óleo - Teste KIT (método TAPPI T-559 pm-96) - Oleo de oliva 40°C (ISO 16235-2 e TAPPI 507 cm-99), 5 bar 170 h

[0049] Os resultados obtidos são apresentados na Tabela 2. O resultado visual da amostra amassada e manchada é apresentado na Figura 1.

Amostra de Referência 2

[0050] O revestimento de bobina a bobina foi realizado com a utilização de um agente de revestimento semipiloto. Uma placa de revestimento de 130 g/m2 foi usada como substrato. A velocidade do revestimento foi de 10 m/min e uma haste de 14 μm foi usada para o revestimento. O substrato da amostra foi revestido com uma camada de pré-revestimento e uma camada de revestimento superior. As composições das cores usadas de pré-revestimento e acabamento estão mostradas na Tabela 1. As cores de revestimento usadas continham aglutinante de acrilato de estireno com Tg = 10°C.Tabela 1. Composições de cor de pré-revestimento e cor do revestimento superior para a Amostra de Referência 1.

Os resultados obtidos são dados na Tabela 2. O resultado visual com relação à amostra vincada e manchada é dado na Figura 2. Tabela 2. Resultados obtidos com relação ás amostras de referência 1 a 2.

Exemplo de Revestimento 3.

[0051] O substrato usado foi o cartão dobrável de 265 g/m2. Um ou dois pré-revestimentos de barreira foram aplicados no substrato não revestido usando a unidade de revestimento de haste RK K Control Coater. Com relação a amostras com revestimento duplo, o pré- revestimento foi aplicado com a utilização de uma haste de revestimento (3) com diâmetro do arame de 24 μm. Para amostras com revestimento triplo, a primeira camada de pré-revestimento foi aplicada usando haste de revestimento (3) com diâmetro de arame de 24 μm e a segunda camada de pré-revestimento com a utilização de uma haste lisa (0) com diâmetro de arame de 0,05 μm. A camada superior foi aplicada usando haste lisa (0) com diâmetro de arame de 0,05 μm e dando espessura de filme úmido de 4 mícrons. A velocidade do revestimento foi ajustada para 5 e a secagem foi executada com a utilização de um secador IR durante 60 segundos. As composições das cores de revestimento usadas são mostradas na Tabela 3. As cores de revestimento usadas continham ligante de acrilato de estireno com Tg = 5°CTabela 3. Composições da cor do revestimento pré-revestimento e da cor do revestimento superior para o Exemplo de Revestimento 3

O pH da cor do revestimento prévio foi ajustado para 8,5 com a utilização de NaOH.

[0052] Teste simples de conversão foi realizado para as amostras revestidas. O teste incluiu a dobragem de amostra usando a unidade de vincagem e de perfuração Cyklos CPM 450 e dobragem usando o cilindro Cobb para pressionar a dobra em uma pressão constante. O vinco e a dobra foram feitos nas direções da máquina e da cruz. O teste de coloração foi realizado com relação às amostras dobradas com a utilização de vermelho de metila dissolvido em etanol. As propriedades de barreira ao vapor de água foram medidas usando o instrumento Systech Permeation Analyzers M7002. As propriedades de barreira à gordura foram testadas usando gordura de frango fervida. A gordura foi colocada no lado revestido por barreira da amostra revestida e dobrada de FBB e colocada no forno a 60°C durante 60 minutos e fotografada para avaliação da penetração da gordura.

[0053] O resultado visual da amostra vincada, dobrada e corada, peso de revestimento de 13,8 g/m2, revestido duas vezes com uma camada de pré-revestimento usando a haste 3 e uma camada de revestimento superior usando a haste 0, é apresentado na Figura 3a. O resultado visual do teste de barreira à gordura de frango com relação à amostra semelhante, com peso de 13,8 g/m2, vincado e dobrado, é apresentado na Figura 3b. Os resultados medidos obtidos para amostra semelhante com peso de revestimento 12,6 são apresentados na Tabela 4.

[0054] O resultado visual da amostra dobrada e vincada e colorida, peso 15,9 g/m2, com revestimento triplo com duas camadas de pré- revestimento usando as hastes 3 e 0 e uma camada de revestimento superior usando a haste 0, é apresentado na Figura 3c. O resultado visual para o teste de barreira à gordura de gordura de galinha com relação a uma amostra semelhante, peso de revestimento 15,9 g/m2, vincado e dobrado, é apresentado na Figura 3d.Tabela 4. Resultados obtidos para a amostra de revestimento duplo do Exemplo de Revestimento 3.

Exemplo de Revestimento 4.

[0055] O substrato usado foi o cartão de caixa dobrável de 265 g/ m2. A pré-camada de barreira foi aplicada no substrato não revestido usando a unidade de revestimento de haste RK K Control Coater e a haste de revestimento (3) com diâmetro do arame de 24 μm. A camada de revestimento superior foi aplicada com a utilização da haste lisa (0) com diâmetro de arame de 0,05 μm e dando espessura de película úmida de 4 mícrons. A velocidade do revestimento foi ajustada para 5 e a secagem foi realizada usando o secador IR durante 60 segundos. As composições das cores de revestimento usadas são mostradas na Tabela 5. As cores de revestimento usadas continham ligante de acrilato de estireno com Tg = 5°C Tabela 5. Composições da cor do revestimento do pré-revestimento e cor do revestimento superior para o Exemplo de Revestimento 4.

O pH da cor do pré-revestimento foi ajustado para 8,5 com a utilização de NaOH.

[0056] O teste de conversão simples foi realizado para as amostras da mesma maneira descrita no Exemplo de Revestimento 3.

[0057] O resultado visual com relação à amostra vincada dobrada e colorida, com peso de 13,8 g/ m2, é apresentado na Figura 4a. Os resultados visuais para o teste de barreira de gordura de frango para a amostra, peso de revestimento 13,8 g/m2, vincado e dobrado, são fornecidos na Figura 4b. Os resultados medidos obtidos de amostra similar com peso de revestimento de 11,1 g/m2 são apresentados na Tabela 6.Tabela 6. Resultados obtidos para a amostra de revestimento duplo do Exemplo de Revestimento 4.

Exemplo de revestimento 5.

[0058] O substrato usado foi o cartão de caixa dobrável de 265 g/ m2. A pré-camada de barreira foi aplicada no substrato não revestido com a utilização da unidade de revestimento de haste RK K Control Coater e a haste de revestimento (3) com diâmetro do arame de 24 μm. A camada de revestimento superior foi aplicada com a utilização da haste lisa (0) com diâmetro de arame de 0,05 μm e dando uma espessura de película úmida de 4 mícrons. A velocidade do revestimento foi ajustada para 5 e a secagem foi realizada com a utilização do secador IR durante 60 segundos. As composições das cores de revestimento usadas são mostradas na Tabela 7. As cores de revestimento usadas continham ligante de acrilato de estireno com Tg = 5°C Tabela 7. Composições da cor do revestimento do pré-revestimento e da cor do revestimento superior para o Exemplo de Revestimento 5.

O pH da cor do pré-revesl imento foi ajustado para 8,5 com a utilização de NaOH.

[0059] O teste de conversão simples foi realizado para as amostras da mesma maneira como descrita no Exemplo de Revestimento 3.

[0060] Os resultados visuais para amostras vincadas, dobradas e tingidas, com peso de revestimento de 12,5 g/m2, são apresentados na Figura 5a. Os resultados visuais para o teste de barreira de gordura de frango com relação à amostra, com peso de revestimento de 12,5 g/ m2, vincado e dobrado, são dados na Figura 5b. Os resultados medidos obtidos para amostra semelhante, com peso de revestimento de 10,6 g/ m2, são apresentados na Tabela 8.Tabela 8. Resultados obtidos para a amostra de revestimento duplo do Exemplo de Revestimento 5.

Exemplo de Revestimento 6.

[0061] O substrato usado foi o cartão de caixa dobrável de 265 g/ m2. A pré-camada de barreira foi aplicada no substrato não revestido com a utilização da unidade de revestimento de haste RK K Control Coater e a haste de revestimento (3) com diâmetro do arame de 24 μm. A camada de revestimento superior foi aplicada com a utilização da haste lisa (0) com diâmetro de arame de 0,05 μm e dando uma espessura de película úmida de 4 mícrons. A velocidade do revestimento foi ajustada para 5 e a secagem foi realizada com a utilização do secador IR durante 60 segundos. As composições das cores de revestimento usadas são mostradas na Tabela 9. As cores de revestimento usadas continham ligante de acrilato de estireno com Tg = 5°C.Tabela 9. Composições da cor do revestimento do pré-revestimento e da cor do revestimento superior para o Exemplo de Revestimento 6.

O teste de conversão simples foi realizado para as amostras da mesma maneira descrita no Exemplo de Revestimento 3.

[0062] Os resultados visuais para amostras vincadas, dobradas e tingidas, são apresentados na Figura 6a. Os resultados visuais para o teste de barreira de gordura de frango com relação à amostra, , vincada e dobrada, são dados na Figura 6b. Os resultados medidos obtidos para amostra semelhante, são apresentados na Tabela 10.Tabela 10. Resultados obtidos para a amostra de revestimento duplo do Exemplo de Revestimento 6.

Exemplo de revestimento 7.

[0063] O substrato usado foi o cartão de caixa dobrável de 235 g/ m2. A pré-camada de barreira foi aplicada no substrato não revestido com a utilização da unidade de revestimento de haste RK K Control Coater e a haste de revestimento (3) com diâmetro do arame de 24 μm. A camada de revestimento superior foi aplicada com a utilização da haste lisa (0) com diâmetro de arame de 0,05 μm e dando uma espessura de película úmida de 4 mícrons. A velocidade do revestimento foi ajustada para 5 e a secagem foi realizada com a utilização do secador IR durante 60 segundos. As composições das cores de revestimento usadas são mostradas na Tabela 11. As cores de revestimento usadas continham ligante de acrilato de estireno carboxilado com Tg = 10°C.Tabela 11. Composições da cor do revestimento do pré-revestimento e da cor do revestimento superior para o Exemplo de Revestimento 7.

[0064] Os resultados visuais para amostras vincadas, dobradas e tingidas são apresentados na Figura 7a. Os resultados visuais para o teste de barreira de gordura de frango com relação à amostra, vincada e dobrada, são dados na Figura 7b. Os resultados medidos obtidos para amostra semelhante, são apresentados na Tabela 12.Tabela 12. Resultados obtidos para a amostra de revestimento duplo do Exemplo de Revestimento 7.

Exemplo de Revestimento 8.

[0065] O substrato usado foi o cartão de caixa dobrável de 265 g/ m2. A pré-camada de barreira foi aplicada no substrato não revestido com a utilização da unidade de revestimento de haste RK K Control Coater e a haste de revestimento (3) com diâmetro do arame de 24 μm. A camada de revestimento superior foi aplicada com a utilização da haste lisa (0) com diâmetro de arame de 0,05 μm e dando uma espessura de película úmida de 4 mícrons. A velocidade do revestimento foi ajustada para 5 e a secagem foi realizada com a utilização do secador IR durante 60 segundos. As composições das cores de revestimento usadas são mostradas na Tabela 13. As cores de revestimento usadas continham ligante de acrilato de estireno com Tg = 5°C.Tabela 13. Composições da cor do revestimento pré-revestimento e cor do revestimento superior para o Exemplo de Revestimento 8.

[0066] O teste de conversão simples foi realizado para as amostras da mesma maneira descrita no Exemplo de Revestimento 3.

[0067] Os resultados medidos obtidos de amostra similar são apresentados na Tabela 14.Tabela 14. Resultados obtidos para a amostra de revestimento duplo do Exemplo de Revestimento 8.

Exemplo de Revestimento 9.

[0068] O substrato usado foi o cartão de caixa dobrável de 265 g/ m2. A pré-camada de barreira foi aplicada no substrato não revestido com a utilização da unidade de revestimento de haste RK K Control Coater e a haste de revestimento (3) com diâmetro do arame de 24 μm. A camada de revestimento superior foi aplicada com a utilização da haste lisa (0) com diâmetro de arame de 0,05 μm e dando uma espessura de película úmida de 4 mícrons. A velocidade do revestimento foi ajustada para 5 e a secagem foi realizada com a utilização do secador IR durante 60 segundos. As composições das cores de revestimento usadas são mostradas na Tabela 15. As cores de revestimento usadas continham ligante de acrilato de estireno com Tg = 5°C. Tabela 15. Composições da cor do revestimento pré-revestimento e cor do revestimento superior para o Exemplo de Revestimento 9.

[0069] O teste de conversão simples foi realizado para as amostras da mesma maneira descrita no Exemplo de Revestimento 3.

[0070] Os resultados visuais para amostras vincadas, dobradas e tingidas são apresentados na Figura 8a. Os resultados visuais para o teste de barreira de gordura de frango com relação à amostra, vincada e dobrada são dados na Figura 8b. Os resultados medidos obtidos para amostra semelhante são apresentados na Tabela 16.Tabela 16. Resultados obtidos para a amostra de revestimento duplo do Exemplo de Revestimento 9.

[0071] Com a finalidade de desenvolver revestimentos de barreira para embalagens à base de fibra, não é suficiente considerar apenas as propriedades do revestimento como uma superfície plana. Os produtos revestidos com barreira passarão por um processo de conversão e, portanto, é crucial que o revestimento permaneça intacto durante os processos de vincagem e dobra. Os exemplos acima mostram que as amostras de referência com boas propriedades de barreira não podem ser usadas comercialmente, pois o revestimento de barreira racha na dobra e perde as propriedades de barreira que tinha como amostra plana. Os exemplos de revestimento 3 a 9 mostram que diferentes formulações de revestimento de acordo com a invenção podem fornecer uma combinação de propriedades de boa barreira e boa conversão. O produto pode ser revestido com dupla ou multicamadas. As estruturas de revestimento descritas fornecem propriedades especialmente melhoradas de barreira à gordura e ao vapor de água.

[0072] Mesmo que a invenção tenha sido descrita com referência ao que atualmente parecem ser as modalidades mais práticas e de preferência, é apreciado que a invenção não deve se limitar às modalidades descritas acima, mas a intenção da invenção é cobrir também diferentes modificações e soluções técnicas equivalentes no âmbito das reivindicações anexas.

Claims

1. Estrutura de revestimento para um substrato em forma de folha compreendendo fibras lignocelulósicas, caracterizada pelo fato de que compreende: - pelo menos uma camada de pré-revestimento, que compreende (a) pelo menos 70% em peso de um primeiro copolímero de estireno e (met)acrilato que é polimerizado na presença de um estabilizador e que tem uma temperatura de transição vítrea Tg < 20°C, de preferência < 10°C, (b) < 30% em peso de partículas minerais inorgânicas de metal platy, como caulim ou talco, e (c) 0,01 - 2% em peso de pelo menos um primeiro espessante; e - uma camada superior, que compreende (a) pelo menos 50% em peso de um segundo copolímero de estireno e (met)acrilato que é polimerizado na presença de um estabilizador e que tem uma temperatura de transição vítrea Tg < 20°C, de preferência de < 10°C, (b) < 30% em peso de partículas minerais inorgânicas, (c) 0,01 - 5% em peso de pelo menos um segundo espessante, (d) 0,5 - 30% em peso de um agente antibloqueio.

2. Estrutura de revestimento, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a camada de pré-revestimento compreende (a) 70 - 99% em peso, de preferência 70 - 95% em peso, de mais preferência 73 - 90% em peso do primeiro copolímero de estireno (met)acrilato e / ou (b) 0,1 - 30% em peso, de preferência 5 - 25% em peso, de mais preferência 10 - 20% em peso de partículas minerais inorgânicas de platy e / ou (c) 0,1 - 2% em peso, de preferência 0,1 a 1,5% em peso, de mais preferência de 0,2- 1% em peso do pelo menos um primeiro espessante.

3. Estrutura de revestimento, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a camada de revestimento superior compreende (a) 50 - 99% em peso, de preferência de 60 - 95% em peso, de mais preferência de 63 - 85% em peso do segundo copolímero de estireno (met)acrilato e / ou (b) 0,1 - 30% em peso, de preferência de 5 - 25% em peso, de mais preferência de 5 - 20% em peso de partículas minerais inorgânicas e / ou (c) 0,1 - 5% em peso, de preferência 0,1 - 3% em peso, de mais preferência 0,1 - 2% em peso do pelo menos um segundo espessante e / ou (d) 1 - 30% em peso, de preferência de 1 - 20% em peso, de mais preferência 1 - 15% em peso de agente antibloqueio.

4. Estrutura de revestimento, de acordo com de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracterizada pelo fato de que o agente antibloqueio é selecionado a partir de dímeros C16-C18 alceniletila, cera de parafina, cera de carnaúba, estearato de cálcio, poliglicerídeos ou polietileno de alta densidade.

5. Estrutura de revestimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que o copolímero de estireno (met)acrilato é polimerizado na presença de um estabilizador, que é selecionado a partir de amido e álcool de polivinila, de preferência amido.

6. Estrutura de revestimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o copolímero de estireno (met)acrilato é um copolímero carboxilado, obtido de preferência através de polimerização da mistura de monômeros compreendendo de 1 a 5% em peso de ácido carboxílico.

7. Estrutura de revestimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o primeiro e/ou o segundo copolímero de (met)acrilato de estireno tem uma temperatura de transição vítrea na faixa de -40 - 20°C, de preferência de -20 - 10°C, de mais preferência de -10 a 10°C.

8. Estrutura de revestimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o primeiro copolímero de estireno (met)acrilato e o segundo copolímero de estireno (met)acrilato são idênticos um ao outro.

9. Estrutura de revestimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o primeiro e/ou o segundo espessante são selecionados a partir do grupo que compreende espessantes sintéticos acionados através de pH, tais como espessantes alcalinos solúveis/emulsionáveis hidrofobicamente modificados (ASE), espessantes de emulsão alcalina solúvel modificada (HASE), álcoois de polivinila, álcoois de polivinila etilados, carboximetilcelulose, goma xantana, goma guar ou goma arábica.

10. Estrutura de revestimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9 , caracterizada pelo fato de que o primeiro espessante e o segundo espessante são diferentes um do outro, em que o primeiro espessante é preferencialmente selecionado dentre espessantes sintéticos, de preferência de espessantes acionados por pH sintéticos e o segundo espessante é preferencialmente carboximetilcelulose.

11. Estrutura de revestimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo fato de que a camada de pré-revestimento e/ou camada de revestimento superior compreende um reticulante, que reage com os grupos -OH ou - COOH.

12. Estrutura de revestimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo fato de que a estrutura compreende duas ou mais camadas de pré-revestimento e uma camada de revestimento superior, que é aplicada na camada de pré- revestimento externo mais externa.

13. Estrutura de revestimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizada pelo fato de que a estrutura compreende uma película de polietileno, que é aplicada na camada de revestimento superior.

14. Estrutura de revestimento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 13, caracterizada pelo fato de que a camada de pré-revestimento tem um peso de revestimento de 2 a 30 g/m2, de preferência de 3 a 20 g/m2, de mais preferência de 5 a 15 g/m2, e a camada de revestimento superior tem um peso de revestimento de 0,5 - 20 g/m2, de preferência de 0,5 - 15 g/m2, de mais preferência de 0,5 - 10 g/m2.

15. Produto em forma de folha, caracterizado pelo fato de que compreende - um substrato que compreende fibras lignocelulósicas e tendo uma primeira e segunda grandes superfícies paralelas, e - uma estrutura de revestimento, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 14, aplicada em pelo menos uma das grandes superfícies do substrato.

16. Produto de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o substrato tem uma gramatura de 25 - 800 g/m2, de preferência de 30 - 700 g/m2, de mais preferência de 40 - 500 g/m2, .

17. Produto de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo fato de que o produto possui um valor de teste KIT de pelo menos 8, valor HVTR da barreira de óleo mineral <100 g/m2/ d e/ou valor WVTR da barreira de vapor de água <100 g/m2/ d.

18. Uso de um produto em forma de folha, como definido em qualquer uma das reivindicações 15 a 17, para a fabricação de uma embalagem de serviços de alimentação.