ES2291249T3 - Revestimiento de productos de papel. - Google Patents
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Abstract
Producto de papel resistente a aceites y grasas que tiene un revestimiento que comprende un almidón hidrofóbicamente modificado seleccionado del grupo que consiste en patata, tapioca y sagú, que tiene un contenido en amilosa inferior a aproximadamente el 40% en peso, en el que la fluidez del almidón base tiene una resistencia de gel superior a 77,5 gramos/cm 2 (500 gramos/pulgada 2 ).
Description
Revestimiento para productos de papel.
La invención se refiere a un tratamiento de
superficie de papel y composiciones para el tratamiento de productos
de papel que confieren una barrera resistente a aceites y grasas a
productos de este tipo. En particular, la invención se refiere a
productos de papel tratados con un revestimiento, más
específicamente, un revestimiento resistente a aceites y
grasas.
El revestimiento y encolado superficial del
papel se usa convencionalmente en la industria papelera para
proporcionar propiedades de barrera y otros atributos deseados y
beneficiosos al papel. Las propiedades que se proporcionan al papel
mediante composiciones de revestimiento incluyen reducción de
porosidad frente al aire, resistencia al agua, resistencia a
aceites y grasas, mayor resistencia superficial y propiedades que
afectan a la calidad y facilidad de impresión sobre el papel.
En la técnica se han usado diversos materiales y
composiciones para revestir la superficie del papel. Se han usado
el almidón y poli(alcohol vinílico) como componentes en
diferentes composiciones de revestimiento. Los documentos
US-A-4.278.583,
US-A-4.837.087 y
US-A-5.292.781 describen el uso de
almidón y poli(alcohol vinílico) como aglutinantes en
composiciones de revestimiento de papel. Aunque el uso de
poli(alcohol vinílico) se ha documentado bien en la
bibliografía de patentes, véase también el documento
US-A-5.849.128, su uso tiene muchos
inconvenientes incluyendo la capacidad de funcionamiento de la
máquina, adhesividad y reología desfavorable.
El documento
US-A-5 672 699 da a conocer un
procedimiento para preparar derivados de almidón hidrófobos. La
base de almidón puede ser cualquier almidón, incluyendo almidones de
maíz, patata, trigo, arroz, sagú, tapioca, maíz céreo, sorgo y de
alto contenido en amilosa.
Una composición de revestimiento que se usa
ampliamente de manera comercial para conferir resistencia a aceites
y grasas al papel contiene productos químicos fluorados. Aunque
tales composiciones de revestimiento son bastante eficaces, no son
respetuosas con el medio ambienten y provocan diversas
preocupaciones sobre salud y seguridad.
Por tanto, existe una necesidad en la técnica de
composiciones de revestimiento para su uso en la producción de
papeles resistentes a aceites y grasas, en particular productos de
papel usados para el envasado de alimentos, que son seguras para el
medio ambiente y el consumidor.
La presente invención satisface esta necesidad
proporcionando una composición de revestimiento de papel para
proporcionar resistencia a aceites y grasas que se formula a partir
de componentes de calidad para alimentos, por lo que es tanto
respetuosa con el medio ambiente como segura para el consumidor.
La invención se refiere a una composición de
revestimiento de papel que proporciona buenas propiedades de
barrera. La composición de revestimiento de papel de la invención
comprende un almidón hidrofóbicamente modificado sin alto contenido
en amilosa en la que el material base de almidón es un almidón
nativo que tiene un contenido en amilosa inferior a aproximadamente
el 40% en peso y el almidón se modifica con un grupo hidrocarbonado
de 6 a 18 átomos de carbono.
Un aspecto de la invención se refiere a un
producto de papel resistente a aceites y grasas que tiene un
revestimiento que comprende un almidón hidrofóbicamente modificado
seleccionado del grupo que consiste en patata, tapioca y sagú, que
tiene un contenido en amilosa inferior a aproximadamente el 40% en
peso, en el que la fluidez del almidón base tiene una resistencia
de gel superior a 77,5 gramos/cm^{2} (500
gramos/pulgada^{2}).
Los productos de papel de la invención
comprenden preferiblemente un revestimiento que contiene un almidón
modificado que tiene la fórmula:
en la que St es un almidón que
tiene un contenido en amilosa inferior a aproximadamente el 40%, R
es dimetileno o trimetileno, R' es un grupo hidrocarbonado de 6 a
18 átomos de carbono e Y es H, metal alcalino, metal alcalinotérreo
o
amonio.
En una realización preferida, el producto de
papel es un envase para alimentos.
Aún otro aspecto de la invención se refiere a un
método para preparar un producto de papel revestido que tiene
buenas propiedades de barrera, que comprende
- a)
- proporcionar una composición de revestimiento que comprende un almidón hidrofóbicamente modificado seleccionado del grupo que consiste en patata, tapioca y sagú, que tiene un contenido en amilosa inferior a aproximadamente el 40% en peso y en el que la fluidez del almidón antes de la modificación tiene una resistencia de gel superior a 77,5 gramos/cm^{2} (500 gramos/pulgada^{2}),
- b)
- aplicar la composición de revestimiento a un sustrato de papel, y
- c)
- secar el sustrato revestido para eliminar la humedad y proporcionar el producto de papel revestido.
Un revestimiento preferido para su uso en la
práctica de la invención es una disolución acuosa que tiene un
contenido total en sólidos de desde aproximadamente el 2 hasta
aproximadamente el 25% en peso.
Las descripciones de toda la bibliografía citada
en el presente documento se incorporan en su totalidad como
referencia.
El término "revestimiento" tal como se usa
en el presente documento, se refiere a cualquier tratamiento de
superficie aplicado a papel. Propiedades de "barrera" se
refiere a un aumento en la resistencia del papel frente a varios
materiales tales como aire, aceites, grasas, y también a una mayor
resistencia superficial. La composición de la invención proporciona
una composición de tratamiento de superficie de papel que comprende
un almidón hidrofóbicamente modificado, con alta resistencia de gel
que cuando se aplica a los productos de papel proporciona una
barrera especialmente buena frente a materiales del tipo aceite y
grasa.
Los productos de papel se definen en el presente
documento como cualquier artículo de fabricación, al menos una
parte del cual comprende papel revestido según la invención. El
producto de papel puede estar compuesto totalmente por papel o
parcialmente por papel. La invención abarca productos de papel
compuestos por capas o bien individuales o bien múltiples, por
ejemplo, un material laminado de papel, material laminado de
plástico/papel. Puede aplicarse el revestimiento sobre uno o ambos
lados, y puede revestirse sobre el lado que va a laminarse. Como el
revestimiento está compuesto por componentes de calidad para
alimentos, pueden revestirse, si se desea, los productos de papel
diseñados para albergar alimentos, sobre el lado que estará en
contacto directo con los alimentos.
Los productos de papel que van a tratarse con la
composición de la invención o a fabricarse con papel tratado según
la invención incluyen, pero no se limitan a cajas de jabón para el
lavado de ropa, envases de láminas para secadoras de ropa,
envolturas industriales y envases para alimentos. Como la
composición de la invención se formula a partir de componentes de
calidad para alimentos, una realización preferida será envases para
alimentos. En el presente documento se definen los envases para
alimentos como que incluyen cualquier envoltorio, bolsa, caja, taza
u otro producto de papel que puede cubrir, guardar o contener un
producto alimenticio, ya esté caliente o frío, mojado o seco. Los
ejemplos incluyen pero no se limitan a envoltorios de hamburguesas,
envoltorios de caramelos, cajas de pizza y cereales y bolsas para
patatas fritas, cacahuetes y alimentos para mascotas.
La composición de revestimiento de la invención
comprende un almidón hidrofóbicamente modificado sin alto contenido
en amilosa. El almidón se modifica hidrofóbicamente con grupos
hidrocarbonados de al menos 6 átomos de carbono, preferiblemente de
6 a 18 átomos de carbono, y preferiblemente de 8 a 12 átomos de
carbono. Este almidón hidrofóbicamente modificado puede prepararse
haciendo reaccionar almidón y un reactivo de anhídrido orgánico y
tiene la fórmula:
en la que St es el material base de
almidón sin alto contenido en amilosa, R es un grupo dimetileno o
trimetileno, R' es un grupo hidrocarbonado de 6 a 18 carbonos e Y
es H, metal alcalino, metal alcalinotérreo o amonio. El grupo
sustituyente hidrófobo o hidrocarbonado R' puede ser alquilo,
alquenilo, arilo, aralquilo o aralquenilo, preferiblemente alquilo
o alquenilo y más preferiblemente
alquenilo.
Los anhídridos orgánicos preferidos incluyen
anhídrido octenilsuccínico, anhídrido dodecenilsuccínico y anhídrido
hexadecenilsuccínico. Aunque el almidón modificado con anhídrido
octenilsuccínico (OSA), por ejemplo, tapioca modificada con OSA, es
una realización preferida, y se pone como ejemplo en el presente
documento, la invención no se limita al mismo.
\newpage
La cantidad del grupo derivado unido al almidón,
es decir,
será de desde aproximadamente el 1
hasta el 10% y preferiblemente desde aproximadamente el 2 hasta el
3% en peso, basado en el peso del almidón
seco.
Se sabe bien que el almidón se compone de dos
fracciones, siendo la disposición molecular de una predominantemente
lineal y siendo la otra sumamente ramificada. La fracción lineal
del almidón se conoce como amilosa y la fracción ramificada,
amilopectina. Los almidones de fuentes diferentes, por ejemplo
patata, maíz, tapioca, sagú, arroz, etc., se caracterizan por
proporciones relativas diferentes de los componentes de amilosa y
amilopectina. Algunas especies vegetales se han producido por
ingeniería genética o se han modificado mediante mejora híbrida
clásica y se caracterizan por una gran preponderancia de una
fracción sobre la otra.
El material de almidón usado como el material
base de partida en esta invención será un almidón sin alto contenido
en amilosa, es decir uno que contiene menos de aproximadamente el
40% en peso de amilosa. Por almidón "base" se entiende almidón
crudo o nativo, es decir, almidón tal como viene de la fuente
vegetal. Tal almidón base incluye almidones naturales así como
almidones alterados genéticamente e híbridos. Los almidones
adecuados que pueden usarse para poner en práctica la invención son
cualquier almidón con un contenido en amilosa inferior a
aproximadamente el 40%, los almidones particularmente preferidos
tienen un contenido en amilosa de desde aproximadamente el 15%
hasta aproximadamente el 30%. Además, el almidón base debe tener una
resistencia de gel máxima (la fluidez en agua que muestra la
resistencia de gel máxima) de al menos 500 g/pulgada^{2} (el peso
requerido para romper
el gel).
el gel).
Los almidones que se usan para poner en práctica
la invención incluyen los derivados de cualquier especie vegetal
que produce o puede hacerse que produzca un almidón con alta
resistencia de gel, por ejemplo, patata, tapioca o sagú. Una vez se
modifica el almidón con alta resistencia de gel, se perderá la
capacidad para formar un gel, pero el revestimiento todavía puede
formar una red que permanecerá sobre la superficie del papel y
mejorará las propiedades de película.
Pueden degradarse almidones para su uso según la
invención mediante cualquier medio conocido en la técnica.
Almidones particularmente adecuados son productos de conversión, que
incluyen almidones fluidos o desleídos por ebullición
(thin-boiling starches) preparados mediante
hidrólisis oxidativa, hidrólisis ácida, conversión enzimática,
dextrinización por calor y/o ácido, o una combinación de los mismos,
ya que son productos preparados a partir de combinaciones de los
mismos. Productos de conversión particularmente adecuados son los
preparados mediante oxidación o conversión ácida.
En la práctica comercial, el almidón se
convierte normalmente mediante técnicas de conversión enzimática o
ácida. Un procedimiento desarrollado para la degradación de almidón
granular implica un procedimiento que emplea peróxido de hidrógeno
y un catalizador de sal de manganeso tal como permanganato de
potasio en suspensión
alcalina.
alcalina.
En la preparación de almidones convertidos
mediante tratamiento ácido, se hidroliza la base de almidón granular
hasta la viscosidad requerida en presencia de un ácido, tal como
ácido sulfúrico o clorhídrico, a una temperatura inferior al punto
de gelatinización del almidón. Se suspende el almidón en agua y
entonces se añade el ácido, normalmente en forma concentrada.
Normalmente, la reacción tiene lugar durante un periodo de 8 a 16
horas, tras lo cual se neutraliza el ácido con álcali (por ejemplo,
hasta un pH de 5,5) y se recupera el almidón mediante fil-
tración.
tración.
El almidón convertido puede preparase
alternativamente mediante tratamiento enzimático tal como se conoce
en la técnica. Por ejemplo, puede suspenderse la base de almidón
granular en agua y ajustarse el pH hasta aproximadamente de 5,6 a
5,7 con álcali o ácido. Entonces se añade una pequeña cantidad de
enzima alfa-amilasa (por ejemplo, aproximadamente
el 0,02% con respecto al almidón) a la suspensión, que se calienta
por encima del punto de gelatinización del almidón. Cuando se
alcanza la conversión deseada, se ajusta el pH con ácido (por
ejemplo, hasta aproximadamente 2,0) para desactivar la enzima y se
mantiene la dispersión al pH durante un periodo de al menos 10
minutos. Después de esto puede volver a ajustarse el pH. El almidón
convertido resultante normalmente se somete a cocción por chorro
para garantizar la solubilización completa del almidón y la
desactivación de la enzima residual. El tipo y la concentración de
la enzima, las condiciones de conversión, y la duración de la
conversión contribuirán todos a la composición del producto
resultante. En una alternativa, puede usarse otra enzima o una
combinación de
enzimas.
enzimas.
\newpage
También puede usarse peróxido de hidrógeno en el
almidón como un agente de conversión (de desleimiento), o bien solo
o bien con catalizadores metálicos. El documento
US-A-3.655.644 da a conocer un
método de desleimiento de almidón derivatizado usando peróxido de
hidrógeno y catalizador de ion cobre. El documento
US-A-3.975.206 da a conocer un
método mejorado para desleír almidón empleando peróxido de hidrógeno
en combinación con catalizadores de sales de metales pesados tales
como hierro, cobalto, cobre o cromo, a un pH ácido. Esta patente
enumera adicionalmente un número de referencias que se refieren a
degradar (desleír) almidón con peróxido de hidrógeno en una
variedad de condiciones. El documento
US-A-4.838.944 da a conocer un
procedimiento para la degradación de almidón granular usando
peróxido de hidrógeno y una cantidad catalítica de sal de manganeso,
preferiblemente permanganato de potasio, en una suspensión acuosa a
un pH de 11,0 a 12,5. El documento
US-A-5.833.755 da conocer un
procedimiento para degradar almidón granular con peróxido de
hidrógeno a una temperatura inferior a la temperatura de
gelatinización del almidón, las etapas comprenden proporcionar una
suspensión acuosa de almidón granular a un pH de 11,0 a 12,5,
añadir una cantidad catalíticamente eficaz de un catalizador de
complejo metálico a la suspensión acuosa, añadir dicho peróxido de
hidrógeno a la suspensión acuosa en una cantidad eficaz para
degradar el almidón granular.
Puede llevarse a cabo la preparación de un
derivado de almidón hidrófobo mediante procedimientos conocidos en
la técnica. Uno de tales métodos se da a conocer en el documento
US-A-2.661.349, que describe
derivados de almidón hidrófobos tales como alquil o
alquenilsuccinatos de almidón. La patente '349 describe un método
acuoso en el que se preparan tales derivados usando una reacción de
esterificación convencional en la que se suspenden en agua el
reactivo de anhídrido y el almidón y se mezclan en condiciones
alcalinas. Otro método para preparar los derivados de almidón
hidrófobos se da a conocer en el documento
US-A-5.672.699. Esta patente
describe un método para preparar derivados de almidón hidrófobos que
tienen eficacias de reacción mejoradas, en el que el almidón y el
reactivo de anhídrido se dispersan previamente o se ponen en
contacto íntimo a pH bajo antes de llevarse a condiciones de
reacción alcalinas. Pueden encontrarse otras descripciones de los
derivados de almidón y el método de preparación en "Starch:
Chemistry and Technology", segunda edición, editado por R. L.
Whistler et al., 1988, págs. 341-343 y
"Modified Starches: Properties and Uses", editado por O.
Wurzburg, 1986, capítulo 9,
págs. 131-147.
págs. 131-147.
El almidón modificado con alta resistencia de
gel puede derivatizarse o modificarse adicionalmente para contener
otros grupos además de la cadena hidrocarbonada siempre que tales
grupos no interfieran con las propiedades de formación de película
o barrera proporcionadas por el sustituyente hidrocarbonado y el
propio almidón. Normalmente, estas modificaciones se logran o se
proporcionan antes de la modificación con el grupo hidrófobo o
hidrocarbonado. Tales almidones incluyen los productos de conversión
derivados de cualquiera de las bases anteriores tales como, por
ejemplo, dextrinas preparadas por acción hidrolítica de ácido y/o
calor; almidones fluidos o desleídos por ebullición preparados
mediante conversión enzimática, conversión catalítica o hidrólisis
ácida suave; almidones oxidados preparados mediante tratamiento con
oxidantes tales como hipoclorito de sodio; y almidones
derivatizados o modificados tales como almidones catiónicos,
aniónicos, anfóteros, no iónicos y reticulados.
En la práctica de la presente invención, se
convierten almidones adecuados hasta una fluidez en agua (WF,
water fluidity) de desde aproximadamente
40-80, particularmente desde aproximadamente
45-75, más particularmente desde aproximadamente
55-65. La fluidez en agua, tal como se usa en el
presente documento, es una prueba empírica de viscosidad medida en
una escala de 0-90, en la que la fluidez es
inversamente proporcional a la viscosidad. La fluidez en agua de
almidones se mide normalmente usando un viscosímetro de tipo cizalla
rotacional Thomas (disponible comercialmente de Arthur A. Thomas
CO., Filadelfia, PA), normalizado a 30ºC con un aceite patrón que
tiene una viscosidad de 24,73 mPas (cps), aceite que requiere 23,12
\pm 0,05 segundos para 100 revoluciones. Se obtienen mediciones
precisas y reproducibles de fluidez en agua determinando el tiempo
que transcurre para 100 revoluciones a diferentes niveles de
sólidos dependiendo del grado de conversión del almidón: a medida
que aumenta la conversión, disminuye la viscosidad y aumentan los
valores de WF. Debido a los requisitos de viscosidad, la
concentración de la formulación en agua será de desde
aproximadamente el 2 hasta el 25%, preferiblemente desde
aproximadamente el 5 hasta el 15% y más preferiblemente desde
aproximadamente el 7 hasta el 12% de sólidos
en peso.
en peso.
La composición de encolado de superficie y
revestimiento de la presente invención puede usarse
satisfactoriamente para revestir y encolar papel y cartón
preparados a partir de todos los tipos de fibra tanto celulósica
como combinaciones de celulósica y no celulósica. También se
incluyen masas de tipo lámina y productos moldeados preparados a
partir de combinaciones de materiales celulósicos y no celulósicos
derivados de productos sintéticos tales como fibras de poliamida,
poliéster y resina poliacrílica así como de fibras minerales tales
como amianto y vidrio. Las fibras celulósicas de madera de
frondosas o madera de coníferas que pueden usarse incluyen sosa
blanqueada o sin blanquear, sulfito neutro, pasta semiquímica, pasta
mecánica, pasta químico-mecánica, y cualquier
combinación de estas fibras. Además, también pueden usarse las
fibras celulósicas sintéticas del rayón viscosa o de tipo celulosa
regenerada, así como papel usado reciclado de diversas fuentes.
Se aplica la dispersión de encolado o
revestimiento de almidón a una banda de cartón o papel preparada
previamente por medio de cualquier técnica de encolado superficial
y revestimiento convencional. Estas técnicas incluyen, pero no se
limitan a, procedimientos de prensa encoladora, tina, rodillo de
puerta y aplicadores de pulverización y procedimientos de encolado
con calandria lisa prefiriéndose la prensa encoladora y de
pulverización. Así, por ejemplo, en una técnica de prensa
encoladora, el encolado superficial se logra pasando la banda del
papel entre un par de rodillos de prensa en los que el rodillo
inferior del par está rotando en un lote de la dispersión de
encolado. La superficie de este rodillo recoge cola y la deposita
sobre la superficie inferior de la banda. Si se desea, también
puede aplicarse el revestimiento o el encolado a la superficie
superior de la banda bombeándolo en la zona de presión formada
entre la banda y el rodillo superior, o pulverizándolo contra la
superficie del rodillo superior y permitiendo que se acumule sobre
la superficie superior de la banda según entra en la prensa. Por
ejemplo, puede pulverizarse la composición de almidón bombeándola a
través de una boquilla y atomizándola y aplicándola uniformemente a
la lámina o banda. También pueden utilizarse medios de atomización
o nebulización mediante acción mecánica. Las bandas encoladas o
revestidas se secan entonces por medio de cualquier operación de
secado convencional seleccionada por el profesional habilitado para
eliminar esencialmente toda la humedad.
Pueden añadirse todo tipo de cargas, pigmentos,
tintes y modificadores de reología de la manera habitual al
producto de papel que va a revestirse o encolarse. Tales materiales
incluyen arcilla, talco, dióxido de titanio, carbonato de calcio,
sulfato de calcio y tierra de diatomeas. Normalmente puede usarse
una cantidad de aditivo eficaz de hasta aproximadamente el 25% en
peso.
Los almidones de esta invención se emplean
generalmente en cantidades para proporcionar un revestimiento que
varía desde aproximadamente el 0,25 hasta el 15,0% en peso, en base
seca, y preferiblemente desde aproximadamente el 0,5 hasta el 5% en
peso basado en el peso del papel seco terminado. Dentro de este
intervalo, la cantidad precisa que se usa dependerá en su mayor
parte del tipo de pulpa que se está utilizando, las condiciones de
funcionamiento específicas, así como el uso final particular para el
que se desea el papel. Pueden aplicarse múltiples revestimientos
según se desee para aumentar las propiedades de barrera, es decir,
resistencia a aceites y grasas.
El uso de los presentes almidones como agentes
de encolado superficial y revestimientos da como resultado papel
caracterizado por una resistencia al agua mejorada, una porosidad
reducida y una resistencia al aceite aumen-
tada.
tada.
Los siguientes ejemplos no limitativos sirven
para explicar e ilustrar adicionalmente la invención. En los
ejemplos, todas las partes y porcentajes se facilitan en peso y
todas las temperaturas están en grados Celsius a menos que se
especifique de otra manera.
\vskip1.000000\baselineskip
Se usaron las siguientes pruebas en todos los
ejemplos:
Se midió la fluidez del agua usando un
viscosímetro de tipo cizalla rotacional Thomas (disponible
comercialmente por Arthur H. Thomas, Co., Filadelfia, PA, EE.UU.),
normalizado a 30ºC con un aceite patrón que tiene una viscosidad de
24,73 mPa.s (cps), aceite que requiere 23,12 +/- 0,05 segundos para
100 revoluciones. Se obtuvieron mediciones precisas y reproducibles
de la fluidez en agua determinando el tiempo que transcurrió para
100 revoluciones a diferentes niveles de sólidos dependiendo del
grado de conversión del almidón (a medida que aumenta la
conversión, disminuye la viscosidad). El procedimiento usado
implicaba suspender la cantidad requerida de almidón (por ejemplo,
6,16 g, en base seca) en 100 ml de agua destilada en una taza de
cobre cubierta y calentar la suspensión en un baño de agua en
ebullición durante 30 min. con agitación ocasional. Entonces se
llevó la dispersión de almidón hasta el peso final (por ejemplo 107
g) con agua destilada. Se registró el tiempo requerido para 100
revoluciones de la dispersión resultante a 81-83ºC y
se convirtió en un índice de fluidez en agua tal como se define en
la
tabla 1.
tabla 1.
Se midió la resistencia de gel usando un
analizador de textura modelo TA-XT2, disponible
comercialmente de Texture Analyzer. Se mezclaron veinte gramos de
almidón anhidro con agua desionizada para obtener la suspensión de
almidón con los sólidos en porcentaje deseados. Se sometió a cocción
la suspensión en un baño de agua en ebullición durante veinte
minutos, agitándolo para mantener el almidón suspendido hasta que
espesó, después se cubrió sin agitación. Se vertió el almidón
cocido en tubos, se cubrieron y se dejó que se enfriasen hasta
temperatura ambiente durante la noche para obtener geles que tenían
una altura de aproximadamente 16 mm y un diámetro de
aproximadamente
25 mm.
25 mm.
Se eliminó el gel de almidón del tubo. Se
midieron la altura y el diámetro del gel y se introdujo en el
analizador de textura. Se colocaron dos gotas de aceite de silicio
y después el gel sobre la placa de pruebas del analizador de
textura. Se colocaron dos gotas adicionales de aceite de silicio
encima del gel y se realizó la prueba usando los siguientes
parámetros.
Modo: Fuerza/Compresión
Opción: Vuelta al principio
Velocidad previa: 5,0 mm/seg
Velocidad: 0,8 mm/seg
Velocidad posterior: 5,0 mm/seg
Fuerza: N/A
Distancia: 10,0 mm
Tiempo: N/A
Cuenta: N/A
Disparador: 0,05 N
PPS: 200,00
Sonda: aluminio en cilindro P50, diámetro de 50
mm.
Se suspendieron 500 gramos de almidón de sagú
nativo en 750 ml de agua y se colocaron en un baño de agua caliente
con agitación constante. Se aumentó la temperatura y se mantuvo a
aproximadamente 50ºC. Se añadieron 2,0 gramos de ácido clorhídrico
(0,4% en peso del almidón) con mezclado. Tras 16 horas, se ajustó el
pH hasta 5,5 con una disolución cáustica. Se filtró el almidón, se
lavó y se secó. El almidón de sagú resultante tenía una WF de
43.
Pueden obtenerse almidones fluidos de sagú que
tienen diferente fluidez en agua variando la cantidad de HCl.
Se suspendieron 1000 g de almidón de sagú nativo
en 1500 ml de agua. Se añadió lentamente a la suspensión un 0,8% de
NaOH (basado en el almidón) como una disolución al 3% y después se
añadió un 0,005% de KMnO_{4} (basado en el almidón) como una
disolución al 2%. Tras mezclar durante 15 minutos, se añadió un 2,0%
de peróxido de hidrógeno (basado en el almidón), valoración del
30%. Se mantuvo la reacción a 40ºC durante aproximadamente tres
horas hasta una prueba de KI negativa, mientras se mantenía un pH
superior a 11. Después de que terminase la reacción, se neutralizó
la suspensión hasta pH=5,5 con agua:HCl 3:1, se filtró, se lavó y se
secó al aire. La muestra tenía una WF de 63.
Se prepararon almidones fluidos de fluidez en
agua variable usando el procedimiento del ejemplo 1 con bases de
sagú, maíz, tapioca y patata y variando la cantidad de HCl usado
para la conversión. Se sometió a prueba la resistencia de gel de
estos almidones usando un analizador de textura. La tabla 2 muestra
la resistencia de gel al 10% de sólidos.
\vskip1.000000\baselineskip
Se preparó como sigue el almidón fluido de
tapioca tratado con anhídrido octenilsuccínico. Se suspendieron 500
gramos de tapioca fluida (wf = 57) en 750 ml de agua. Se ajustó el
pH hasta 7,5 usando hidróxido de sodio al 3%. Se añadieron 15
gramos de anhídrido octenilsuccínico (OSA) en incrementos de un
tercio cada treinta minutos mientras se mantenía el pH a 7,5 usando
hidróxido de sodio al 3% y agitación constante. Entonces se separó
por filtración el almidón y se lavó con 750 ml de agua. Entonces se
resuspendió el almidón en 500 ml de agua y se ajustó el pH hasta
5,5 con ácido clorhídrico 3:1. Entonces se filtró el almidón, se
lavó con 750 ml de agua y se secó al aire.
Se aplicó la composición de almidón disperso a
papel a una concentración del 10% en peso en agua a una temperatura
de 65ºC usando un aplicador de revestimiento ETM Multiple System Lab
Coater modificado, fabricado por Euclid Tool and Machine. La
técnica de aplicación usada se conoce de manera general como una
prensa de encolado medida o prensa encoladora de transferencia de
película, en la que se aplica una "película" de la dispersión
de almidón a dos rodillos que giran en sentido opuesto. El papel
pasa entre los dos rodillos en los que se transfirió entonces la
película de almidón hasta el sustrato de papel base. Tras la
aplicación, se secó el papel en una secadora de tambor fotográfica
Omega/Arkay. Se determinó el peso de aplicación sobre el papel
mediante la diferencia de peso entre el papel sin tratar y el papel
tratado. Se sometieron a prueba las muestras de papel resultantes
para determinar propiedades físicas usando las siguientes
pruebas:
Prueba de densidad Gurley a baja presión (norma
TAPPI T460 a partir de 11/92). Esta prueba mide la resistencia al
aire del papel que permite el paso de 100 cc de aire a través de una
sección de papel que cubre el orificio del densitómetro Gurley en
de 5 a 1800 segundos. El resultado de esta prueba, cuando se
notifica como segundos por 100 cc de aire por abertura de pulgada
cuadrada, se denomina comúnmente como segundos Gurley.
Se usa esta prueba o "el kit de 3M" para
examinar el efecto de la viscosidad y la polaridad sobre la
capacidad del papel tratado para resistir la penetración y drenaje
de sustancias oleosas.
Se sometieron a prueba cinco láminas de cada
muestra y se notifica el promedio en la tabla 3. La tabla 3 muestra
la correlación entre la resistencia de gel y la resistencia a
aceites y la porosidad Gurley.
Claims (17)
1. Producto de papel resistente a aceites y
grasas que tiene un revestimiento que comprende un almidón
hidrofóbicamente modificado seleccionado del grupo que consiste en
patata, tapioca y sagú, que tiene un contenido en amilosa inferior
a aproximadamente el 40% en peso, en el que la fluidez del almidón
base tiene una resistencia de gel superior a 77,5 gramos/cm^{2}
(500 gramos/pulgada^{2}).
2. Producto según la reivindicación 1, en el que
el almidón modificado tiene la fórmula:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
en la que St es un almidón que
tiene un contenido en amilosa inferior a aproximadamente el 40%, R
es dimetileno o trimetileno, R' es un grupo hidrocarbonado de 6 a
18 átomos de carbono e Y es H, metal alcalino, metal alcalinotérreo
o
amonio.
3. Producto según las reivindicaciones
1-2, en el que desde aproximadamente el 1 hasta el
5% en peso del grupo
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
está unido al almidón, basado en el
peso seco del
almidón.
4. Producto según las reivindicaciones
1-3, en el que R es dimetileno y R' es un
hidrocarburo de 8 a 12 átomos de carbono.
5. Producto según las reivindicaciones
1-4, en el que el almidón tiene un contenido en
amilosa inferior al 30%.
6. Producto según las reivindicaciones
1-5, en el que R' es un grupo alquilo o
alquenilo.
7. Producto según las reivindicaciones
1-6, en el que el almidón contiene aproximadamente
del 2 al 3% en peso del grupo R' unido.
8. Producto según las reivindicaciones
1-7, en el que el almidón es tapioca.
9. Producto según las reivindicaciones
1-7, en el que el almidón es sagú.
10. Producto según las reivindicaciones
1-9, que es un envase para alimentos.
11. Método para preparar un producto de papel
revestido que tiene buenas propiedades de barrera, que
comprende:
a) proporcionar una composición de revestimiento
que comprende un almidón hidrofóbicamente modificado seleccionado
del grupo que consiste en patata, tapioca y sagú, que tiene un
contenido en amilosa inferior a aproximadamente el 40% en peso y en
el que la fluidez del almidón antes de la modificación tiene una
resistencia de gel superior a 77,5 gramos/cm^{2} (500
gramos/pulgada^{2}).
b) aplicar la composición de revestimiento a un
sustrato de papel, y
c) secar el sustrato revestido.
\newpage
12. Método según la reivindicación 11, en el que
el almidón modificado tiene la fórmula:
en la que St es un almidón que
tiene un contenido en amilosa inferior a aproximadamente el 40%, R
es dimetileno o trimetileno, R' es un grupo hidrocarbonado de 6 a
18 átomos de carbono e Y es H, metal alcalino, metal alcalinotérreo
o
amonio.
13. Método según las reivindicaciones
11-12, en el que la composición de revestimiento
está en una disolución acuosa que tiene un contenido total en
sólidos de desde aproximadamente el 2 hasta aproximadamente el 25%
en peso.
14. Método según las reivindicaciones
11-13, en el que la composición de revestimiento
está en una disolución acuosa que tiene un contenido total en
sólidos de desde aproximadamente el 5 hasta aproximadamente el 15%
en peso.
15. Método según las reivindicaciones
11-14, en el que la composición de revestimiento es
una disolución acuosa que tiene un contenido total en sólidos de
desde aproximadamente el 7 hasta aproximadamente el 12% en peso.
16. Método según las reivindicaciones
11-15, en el que el almidón es tapioca.
17. Método según las reivindicaciones
11-15, en el que el almidón es sagú.
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