ES2322889T3

ES2322889T3 - Laminado de carton o papel y metodo de produccion de un laminado de este tipo.

Info

Publication number: ES2322889T3
Application number: ES01930392T
Authority: ES
Inventors: Leif Norlander
Original assignee: Stora Enso AB
Current assignee: Stora Enso AB
Priority date: 2000-05-15
Filing date: 2001-05-10
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2021-05-10
Also published as: PL208739B1; NZ522113A; CA2408927A1; BR0110653B1; SE0001786D0; CN1429302A; WO2001088269A1; EP1285132B1; EP1285132A1; US20030155088A1; JP4828769B2; PL361176A1; CN1240905C; US7387702B2; SE519173C2; SE0001786L; JP2004506535A; DE60137762D1; RU2245409C2; ATE423870T1

Abstract

Laminado de cartón o papel compuesto por al menos una capa que promueve el volumen, denominada en el presente documento capa (1) de volumen, el 40-98% de la cual está compuesta por fibras de celulosa con un grado de refino de 550-950 ml CSF, y en al menos un lado de la capa de volumen al menos una capa (3a, 3b'') secundaria, que tiene una densidad superior que la capa de volumen, estando unidas la capa secundaria y la capa de volumen indirectamente entre sí a lo largo básicamente de la totalidad de sus superficies opuestas y teniendo el laminado un índice de rigidez a la flexión superior a 2,5 Nm7 /kg3 , pero inferior a 14 Nm7 /kg3 , calculado como un valor medio geométrico para la dirección de máquina y la dirección transversal, caracterizado porque una capa intermedia fina (2a), que tiene una resistencia al desgote superior a la capa (1) de volumen, y que tiene un gramaje de al menos 2 g/m2 pero inferior a 20 g/m2 y que se ha formado junto con la capa de volumen, está dispuesta entre la dicha capa (1) de volumen y la capa (3a, 3b'') secundaria.

Description

Laminado de cartón o papel y método de producción de un laminado de este tipo.

Campo técnico

La invención se refiere a un laminado de cartón o papel compuesto por al menos una capa que promueve el volumen, en el presente documento denominada capa de volumen, el 40-98% de la cual está compuesta por fibras de celulosa con un grado de refino de 550-950 ml CSF, y en al menos un lado la capa de volumen al menos una capa secundaria, que tiene una densidad superior que la capa de volumen, estando unidas la capa secundaria y la capa de volumen indirectamente entre sí a lo largo básicamente de la totalidad de sus superficies opuestas y teniendo el laminado un índice de rigidez a la flexión superior a 2,5 Nm^{7}/kg^{3}, pero inferior a 14 Nm^{7}/kg^{3}, calculado como un valor medio geométrico para la dirección de máquina y la dirección transversal. La invención también se refiere a un método para producir un laminado de este tipo.

\vskip1.000000\baselineskip

Técnica anterior

El documento WO 00/14333 describe un laminado de cartón o papel, que tiene una gran rigidez. Esto se logra usando fibras en el laminado con un grado de refino de 550-950 ml CSF en una capa que promueve el volumen en el laminado, denominada capa de volumen, en combinación con una capa secundaria en uno o ambos lados de la capa de volumen. Esto también proporciona la ventaja de que el laminado tiene una densidad inferior y por tanto usa menos material que el laminado de cartón conocido anteriormente destinado para el mismo tipo de aplicación que el laminado según la invención, tal como material para el envasado de productos alimenticios líquidos y sólidos y también para el empaquetamiento y envasado de artículos industriales y otros, o como un producto intermedio para la producción de tal material u otros productos terminados. La invención según el documento WO 00/14333 da a conocer un laminado de cartón o papel con un índice de rigidez a la flexión superior a 2,5 e inferior a 14 Nm^{7}/kg^{3}, que representa un índice de rigidez a la flexión más de 2 a 7 veces superior que el cartón de múltiples capas producido actualmente por medios convencionales. Al mismo tiempo, el laminado posee una resistencia suficiente en la capa de volumen, que normalmente constituye la capa interior en el laminado, para permitir el estriado y posterior plegado del material. Además, una ventaja particular es que tras el estriado el laminado puede plegarse fácilmente tanto hacia como lejos de la impresión estriada.

En la producción del laminado según el documento WO 00/14333, la(s) capa(s) secundaria(s) se lamina(n) para dar la capa de volumen por medio de un aglutinante, habitualmente un aglutinante de látex. Para esto, el contenido en aglutinante más preferido se especifica como del 10 al 20% del peso del laminado. Este aglutinante es el material de partida individual más caro usado en la producción del laminado. Según un aspecto del documento WO 00/14333, se han hecho por tanto intentos para reducir la cantidad de aglutinante requerida, mientras que se conservan la alta rigidez a la flexión y la buena resistencia en la dirección de espesor del laminado. Se especifica en este contexto que un contenido en aglutinante del 1-5%, preferiblemente del 2-5% puede ser suficiente. Sin embargo, según el documento WO 00/14333, esto se aplica sólo a laminados en los que la capa de volumen tiene un gramaje que no supera 100 g/m^{2}, preferiblemente que no supera 80 g/m^{2}.

Posteriormente, se ha comprobado que es difícil lograr una resistencia suficiente en la dirección de espesor (resistencia en la dirección zeta), por ejemplo superior a 200 kPa, con cantidades de aglutinante de menos de aproximadamente el 10 al 12%. Por tanto, se ha comprobado que es un problema poder lograr una resistencia en la dirección zeta alta con bajos contenidos en aglutinante, especialmente cuando la capa de volumen tiene gramajes altos. Además, se ha comprobado que es difícil, con gramajes altos en el laminado en exceso de aproximadamente 200 g/m^{2}, por ejemplo, evitar el arrugado provocado por la contracción a través de la banda durante el secado.

Otras solicitudes de patentes que pueden considerarse como relacionadas con el mismo campo técnico pero que no son particularmente relevantes en relación con la presente invención incluyen los documentos WO 99/02777, WO 95/26441, US 5.080.758 y US 4.913.773, por ejemplo.

\vskip1.000000\baselineskip

Descripción de la invención

El objeto de la invención es reducir el problema mencionado anteriormente, dándose a conocer un laminado de cartón o papel que constituye un desarrollo del laminado según el documento WO 00/14333. En el laminado según la invención, el requisito de resistencia en la dirección zeta se logra con contenidos en aglutinante relativamente bajos, especialmente aglutinante de látex, incluso cuando se usan capas de volumen con gramajes relativamente altos. El problema del arrugado en el caso de gramajes totales altos en el laminado también se reduce. El laminado según la invención tiene además las mismas ventajas que el laminado según el documento WO 00/14333 cuando se estría el laminado.

Estas y otras ventajas se logran por medio del laminado según la invención, tal como se especifica en la reivindicación 1.

Según la invención, se usa una capa adicional en el laminado en comparación con el dado a conocer en el documento WO 00/14333. La dicha capa adicional comprende una capa intermedia delgada, que está dispuesta entre la capa secundaria y la capa de volumen y que tiene una resistencia al desgote superior que la capa de volumen. La capa intermedia se ha formado además junto con la capa de volumen, lo que significa que la capa intermedia y la capa de volumen están unidas directamente entre sí a lo largo básicamente de la totalidad de sus superficies opuestas. Preferiblemente, la capa intermedia, en su lado remoto respecto a la capa de volumen, está unida directamente a la capa secundaria a lo largo básicamente de la totalidad de sus superficies opuestas.

Según un aspecto de la invención, la dicha capa intermedia está compuesta fundamentalmente por fibras de CTMP o pulpa blanqueada o sin blanquear ligeramente refinada, preferiblemente de pulpa química de celulosa blanqueada o sin blanquear producida a partir de un material de partida de celulosa compuesto fundamentalmente por madera blanda y/o madera dura. La capa intermedia tiene además un gramaje de al menos 2 g/m^{2}, preferiblemente al menos 3 g/m^{2} pero inferior a 20 g/m^{2}, preferiblemente inferior a 15 g/m^{2} e incluso más preferiblemente inferior a 10 g/m^{2} y una resistencia al desgote inferior a 35ºSR, preferiblemente inferior a 30ºSR e incluso más preferiblemente inferior a 20ºSR.

Según una realización de la invención, la capa intermedia según la invención está dispuesta sólo en un lado de la capa de volumen, formándola sobre la tela junto con la capa de volumen. La capa secundaria puede estar dispuesta directamente contra el otro lado de la capa de volumen, formándose preferiblemente también esta capa secundaria junto con la capa de volumen y la capa intermedia, adecuadamente por medio de una caja de entrada de tres capas. Según una realización alternativa, las capas intermedias según la invención están dispuestas en ambos lados de la capa de volumen formándose éstas sobre la tela junto con la capa de volumen, preferiblemente por medio de una caja de entrada de tres capas.

Los motivos fundamentales por los que puede reducirse la cantidad de aglutinante no se han determinado claramente, pero una teoría, sin limitar el alcance de la invención, es que la capa intermedia delgada proporciona una superficie de contacto aumentada con la capa secundaria en comparación con la fibra más basta que constituye la capa de volumen. La capa intermedia delgada, que se forma junto con/en la capa de volumen, tiene fibras que están parcialmente orientadas en la dirección zeta de la hoja (mezcladas con la superficie de fibras en la capa de volumen) y por tanto, junto con el aglutinante, están ancladas en la capa de volumen. Esta superficie de contacto aumentada entre la capa de volumen, incluyendo la capa intermedia, y la capa secundaria significa que el aglutinante actúa sobre una superficie más grande de modo que también se obtiene una resistencia en la dirección zeta
mayor.

Otros aspectos de la invención con respecto a la naturaleza de las capas, cualquier capa adicional y la producción del laminado, incluyendo cualquier aditivo, etc., corresponden a la descripción en el documento WO 00/14333, cuya memoria descriptiva se incorpora por el presente documento como referencia.

Por tanto, esto significa, por ejemplo, que la capa de volumen tiene una densidad muy baja de 50-300 kg/m^{3}, preferiblemente 70-200 kg/m^{3}, adecuadamente 100-180 kg/m^{3} y un gramaje de 30-300 g/m^{2}. Según una realización concebible, tiene un gramaje de 40-80 g/m^{2}, según otra realización un gramaje de 70-120 g/m^{2}. Según otro aspecto de la invención, la capa de volumen tiene un espesor de 0,1-6 mm, preferiblemente 0,2-1,0 mm, adecuadamente 0,3-0,7 mm.

La capa de volumen de baja densidad puede producirse ventajosamente mediante formación en seco o mediante formación en húmedo de pulpa quimiotermomecánica (CTMP) u otra pulpa "mecánica" a base de fibras de madera blanda, tal como TMP, con un alto grado de refino. Es preferible la formación en seco desde un punto de vista, siendo posible usar cualquier técnica conocida para esto, pero independientemente de la técnica de formación, el refino de la pulpa debe ser superior a 550 CSF, preferiblemente superior a 600 CSF e incluso más preferiblemente superior a 650 CSF, siendo lo óptimo superior a 700 CSF. Un alto grado de refino del material de fibra para la dicha primera capa garantiza que la hoja puede prensarse cuando se desgota y se consolida la hoja sin que la densidad aumente hasta un grado no deseado. También pueden incluirse otras fibras de partida con alta resiliencia en húmedo hasta un cierto grado en la capa de volumen, tales como fibras reticuladas químicamente, que con frecuencia tienen una pequeña resistencia al desgote y alta resiliencia tras el prensado en húmedo, pero no se prefieren al menos por motivos de
coste.

La capa secundaria tiene además una resistencia a la tracción y una densidad considerablemente superiores que la capa de volumen, por ejemplo una densidad que es al menos dos veces y preferiblemente al menos tres veces la densidad de la capa de volumen, siendo lo óptimo cuatro veces superior. Por tanto, la capa secundaria puede tener una densidad de 300-1500 kg/m^{3}, preferiblemente 400-850 kg/m^{3}. El espesor promedio de la capa secundaria/las capas secundarias individuales es normalmente de sólo el 3-20%, preferiblemente no más del 15% y adecuadamente no más del 10% del espesor de la capa de volumen.

Un laminado según la invención que consiste en una capa de volumen, una capa intermedia y una capa secundaria en al menos un lado de la capa de volumen, preferiblemente en ambos lados de la misma, tiene un gramaje de entre 50 y 500 g/m^{2}. Dentro del dicho intervalo, un laminado compuesto según la invención puede tener un gramaje que depende de las relaciones recíprocas entre los espesores y las densidades de la capa de volumen, las capas intermedias y las capas secundarias. Por tanto, cuando la capa de volumen es relativamente gruesa, el laminado puede tener un gramaje de 75-400 g/m^{2}, preferiblemente 100-350 g/m^{2}, adecuadamente 100-250 g/m^{2} o 90-200 g/m^{2}. Si, por otra parte, la capa de volumen es relativamente delgada, el laminado puede tener un gramaje de 300-500 g/m^{2}, preferiblemente 350-450 g/m^{2}. En otras palabras, en este caso la capa secundaria/las capas secundarias predominan en cuanto al peso. También puede concebirse un caso intermedio en el que el laminado que consiste en las dichas capas tiene un gramaje de 200-400 g/m^{2}, preferiblemente 250-350 g/m^{2}. El índice de tracción del laminado según la invención puede ascender a 25-150 Nm/g, preferiblemente 50-100 Nm/g.

Durante la fabricación, la capa de volumen que incluye la capa o las capas intermedias se lamina usando aglutinantes y con presión y tiempo controlables en la dicha capa secundaria de alta resistencia a la tracción para formar un laminado según la invención. La laminación puede llevarse a cabo ventajosamente al mismo tiempo que se consolida la capa de volumen. Sin embargo, esto no es un requisito previo, siendo igualmente posible formar y consolidar en primer lugar la capa de volumen, incluyendo la capa o las capas intermedias, mediante secado, laminándose luego la capa de volumen para dar la capa secundaria deseada. El contenido en aglutinante usado, especialmente aglutinante de látex, es del 1-20%, adecuadamente del 1-10%, preferiblemente del 1-7% e incluso más preferiblemente del 1-5% del peso del laminado, calculado sobre los pesos en seco. De ese modo, puede lograrse una resistencia en la dirección zeta de al menos 100 kPa, preferiblemente al menos 150 kPa e incluso más preferiblemente 200 kPa según la
invención.

Además de aglutinante de látex, aglutinantes adecuados para la impregnación de la capa de volumen son otros polímeros solubles en agua, o dispersiones acuosas de polímeros seleccionados del grupo que comprende poli(acetato de vinilo), poli(alcohol vinílico), poliacrilatos, poli(ácido acrílico), polietileno, acrilamida, poliestireno y derivado de ácido maleico en forma de homo y copolímeros de los dichos polímeros. Junto con el aglutinante o aglutinantes, también pueden aplicarse agentes humectantes, tales como dodecilsulfato de sodio, agentes hidrófobos y cualquier otro componente deseado. Se considera adecuado usar aglutinante de látex para la impregnación de la capa de volumen y el otro aglutinante, tal como almidón, carboximetilcelulosa y gomas con el fin de producir la unión entre las diversas capas a base de fibras, incluyendo la unión entre la capa de volumen y la capa/las capas
secundarias.

El laminado según la invención se usa preferiblemente para el envasado de alimentos o el envasado de diversos tipos de productos de consumo, etc. Además, el laminado del dicho tipo puede servir bien como protección para el almacenamiento y transporte de artículos para uso industrial.

\vskip1.000000\baselineskip

Breve descripción de los dibujos

La invención se describirá adicionalmente a continuación con referencia a los dibujos, de los cuales:

la figura 1 muestra en forma esquemática una planta piloto según una primera realización concebible para la fabricación de un laminado de cartón según la invención,

la figura 2 muestra en forma esquemática una planta piloto según otra realización concebible para la fabricación del laminado según la invención,

la figura 3 muestra en forma esquemática un laminado en sección transversal según una primera realización concebible según la invención,

la figura 4 muestra en forma esquemática un laminado en sección transversal según una segunda realización concebible según la invención,

la figura 5 muestra en forma esquemática un laminado en sección transversal según una tercera realización concebible según la invención,

las figuras 6-17 muestran diagramas de resultados para experimentos realizados.

\vskip1.000000\baselineskip

Descripción del método y disposiciones para fabricar el laminado

La figura 1 muestra una planta piloto, que se usó para la laminación (fase 4) en la serie de experimentos 1 y 2 descritos adicionalmente a continuación. El material en forma de banda 3b, 1, 2a del carrete 10 de almacenamiento se laminó para dar material en forma de banda 3a de un carrete 11 de almacenamiento separado. El material en forma de banda 3b, 1, 2a en el carrete 10 de almacenamiento se había formado en una fase anterior por medio de una caja de entrada de tres capas (véase la descripción de la fase 3 del experimento) y se constituyó tal como se muestra en la figura 3, con la capa 3b secundaria, la capa 1 de volumen y la capa 2a intermedia según la invención. El material en forma de banda 3a en el carrete 11 de almacenamiento se había fabricado en una fase anterior separada (véase la descripción de la fase 2 del experimento). En la laminación, la superficie expuesta de la capa 2a intermedia se gira hacia la capa 3a secundaria y los dos materiales en forma de banda se llevan juntos a una prensa 12 encoladora. Usando un equipo adecuado, se alimenta aglutinante de látex, indicado por 13, en la concentración deseada en la abertura entre los materiales en forma de banda que se alimentaban desde los carretes 10 y 11 y hacia la prensa 12 encoladora. Tras la prensa 12 encoladora, la banda 3b, 1, 2a, 3a húmeda y unida se alimentó a una secadora 4 y posteriormente se enrolló o se cortó en hojas (no mostrado).

El sistema de aparatos según la figura 1 también puede usarse para fabricar el laminado según la figura 5, cuya composición se describe en mayor detalle a continuación. En este caso, los dos carretes 10 y 11 tienen un material en forma de banda constituido por la capa 3b secundaria, la capa 1 de volumen y la capa 2a intermedia, estando giradas las dos capas 2a intermedias respectivas una hacia la otra.

La figura 2 muestra una realización posible adicional para la laminación de un laminado según la figura 4. En este caso, el material en forma de banda en el carrete 10a comprende una capa 1 de volumen, que se formó en una fase anterior junto con una capa 2a y 2b intermedia delgada en cualquier lado de la capa 1 de volumen. Las capas 3a y 3b secundarias se alimentan desde los carretes 11a y 11b respectivamente a cualquier lado del material del carrete 10a, y hacia la prensa 12 encoladora. En la prensa 12 encoladora, puede aplicarse el aglutinante 14 de látex a ambos lados de la capa 1 de volumen por medio de las capas 2a y 2b intermedias respectivamente. Esto proporciona la ventaja de que la absorción del aglutinante tiene lugar más rápidamente dado que la distancia de transporte para el aglutinante se reduce a la mitad.

Métodos alternativos para la aplicación de aglutinante son a través del uso de pulverizaciones, estucadora de lámina dosificadora o rodillos antes de prensar y juntar las diversas capas tal como se describe en el documento WO 00/14333.

Se apreciará también que los carretes 10, 11 o alternativamente 10a, 11a, 11b de almacenamiento pueden sustituirse en una planta industrial por un equipo para la fabricación del material correspondiente, es decir, un equipo de formación y cuando sea relevante también por un equipo de desgote y secado. El objeto de esto es proporcionar un proceso continuo desde el material de partida hasta el laminado terminado.

\vskip1.000000\baselineskip

Realizaciones del laminado según la invención

Las figuras 3 a 5 muestran tres realizaciones concebibles del laminado según la invención, que se fabricaron según la descripción de la figura 1 o la figura 2. Se apreciará que las realizaciones mostradas constituyen simplemente varios ejemplos ilustrativos y que son concebibles otras varias realizaciones dentro del alcance de la invención. Así, por ejemplo, el número, la naturaleza y la posición de las diferentes capas pueden variarse y complementarse sin apartarse de los principios fundamentales de la invención, tal como se expresa en las siguientes reivindicaciones de patente.

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 1 - Figura 3

El laminado L1 según la invención consiste en cuatro capas. Una capa 2a intermedia delgada de papel con una estructura relativamente abierta y una capa 2b secundaria se han formado junto con una capa 1 de volumen que tiene la densidad baja y el grado de refino alto típicos de la invención. La capa 3b secundaria comprende normalmente una capa de papel que tiene una densidad sustancialmente superior que la capa 1 de volumen y también se enrolla y se une a la capa 1 de volumen de modo que el laminado consolidado adquiere los atributos característicos del laminado según la invención. En el mismo lado que la capa 2a intermedia, se le ha añadido al laminado en la última fase una capa 3a secundaria, que comprende normalmente una capa de papel pero en principio también puede estar compuesta por una capa no fibrosa, tal como una capa de barrera, por ejemplo una película plástica, película plástica metalizada o una lámina de aluminio de densidad considerablemente superior que la capa 1 de volumen.

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 2 - Figura 4

Además de las capas mostradas en el laminado L1, figura 3, el laminado L2, figura 4, comprende una segunda capa 2b intermedia delgada, que une la capa 1 de volumen en el lado opuesto a la capa 2a intermedia, dentro de la capa 3b secundaria. En este caso, la capa 1 de volumen y las dos capas 2a y 2b intermedias se han formado juntas, tras lo que las capas 3a y 3b secundarias se han añadido al laminado en una fase posterior. Cada capa 3a y 3b secundaria comprende normalmente una capa de papel pero una de ellas también puede estar compuesta en principio por una capa no fibrosa, tal como una capa de barrera, por ejemplo una película plástica, película plástica metalizada o una lámina de aluminio de densidad considerablemente superior que la capa 1 de volumen.

\vskip1.000000\baselineskip

Ejemplo 3 - Figura 5

El laminado L3, figura 5, comprende un material compuesto constituido por el laminado L1 doble según la figura 3, es decir, dos veces un laminado constituido por las capas 3b, 3b' secundarias, las capas 1, 1' de volumen y las capas 2a, 2a' intermedias pero sin la capa 3a secundaria. En la construcción, las dos capas 2a, 2a' intermedias se han girado una hacia la otra y se han unido entre sí, por ejemplo en una prensa encoladora de la misma manera tal como se muestra en la figura 1. Esto produce un laminado con una capa de volumen doble, que por tanto tiene un gramaje superior y muy buen índice de rigidez a la flexión.

\vskip1.000000\baselineskip

Explicación de experimentos llevados a cabo Equipo

Se llevaron a cabo los experimentos en una máquina de papel experimental (XPM) con una anchura de aproximadamente 450 mm.

El equipo usado fue tal como sigue:

\bullet: Refinador cónico, tipo JC 00 (Jylhävaara) para el refinado de la mezcla madre a una consistencia de pulpa del 4%.

\bullet: Tela Fourdrinier equipada con una caja de entrada de tres capas. Esto facilita a la instalación la formación de tres capas con diferente composición de fibras una sobre la otra. Las concentraciones de fibras en la caja de entrada estaban entre el 0,2 y el 1% y dependían de la velocidad y el gramaje de las diversas capas formadas.

\bullet: Prensa de un solo fieltro con rodillo recubierto de teflón. La carga lineal habitual en la prensa era de aproximadamente 12 kN/m, que dio como resultado un contenido en sólidos secos del 35 al 40% tras el prensado.

\bullet: Prensa encoladora con carga lineal ajustable de manera continua.

\bullet: Sección de secado que consiste en once cilindros calentados eléctricamente (IR) con un diámetro de 750 mm. Los cilindros tienen superficies recubiertas de teflón. Todos los cilindros, excepto el nº 2 y el nº 11, se dotaron de telas de secado.

El aglutinante usado en todos los experimentos era Appretan 540 S de Clariant Perstorp.

\vskip1.000000\baselineskip

Pruebas y análisis

En la fabricación de material de múltiples capas, se determinó el gramaje de las diversas capas determinando el área de la muestra y pesando el material tras la formación de una única capa y para las capas posteriores calculando la diferencia del gramaje cuando éstas se forman junto con la mencionada primera capa.

Se determinó la cantidad de aglutinante mediante el siguiente método. El gramaje de la muestra menos el gramaje total del material constituyente en forma de banda dividido entre el gramaje total de la muestra. Se determinó la concentración de aglutinante en la prensa encoladora pesando una cantidad de prueba de aglutinante seguido por secado hasta un peso constante a 105ºC.

Se llevaron a cabo pruebas de todas las características del papel usando métodos convencionales en un ambiente controlado, 23ºC, HR del 50%. Véase el documento WO 00/14333 para información adicional.

\vskip1.000000\baselineskip

1ª serie de experimentos

Se organizaron los experimentos en cuatro fases:

1.: En la fase 1, se hizo pulpa con el material de partida de fibra en agua y cuando fuera aplicable se sometió a refinado hasta el grado de refinado requerido. Se hizo pulpa con HT-CTMP en agua para la capa de volumen y se bombeó sin refinado hasta tanques de máquina o almacenamiento.

2.: En la fase 2, se preparó la capa 3a de superficie (véase la figura 3) con la siguiente composición; St32/St61 50/50% 30 g/m^{2}, grado de refinado 34ºSR, velocidad aproximada de la máquina 18 m/min. El contenido en sólidos secos final del material era de aproximadamente el 85%.

3.: En la fase 3, se preparó material con dos capas (referencia) y tres capas (según la figura 3). Véase la tabla 1, en la que el orden de izquierda a derecha muestra el orden calculado desde la tela húmeda y hacia arriba. El contenido en sólidos secos del material tras el secado era de aproximadamente el 85%. La velocidad de la máquina era de aproximadamente 10 m/min.

4.: En la fase 4, se laminó la capa 3a con el material de múltiples capas en forma de banda (dos o tres capas). En la prensa encoladora, se añadió aglutinante en concentraciones variables entre las dos bandas. La profundidad del conjunto en la prensa encoladora estaba entre 10 y 20 mm. La carga lineal en la prensa encoladora se mantuvo constante a aproximadamente 26 kN/m. Finalmente, se secó el material en la máquina de secado con cilindros hasta un contenido en sólidos secos final del 90-95%. La velocidad de la máquina se mantuvo constante a aproximadamente 5 m/min.

TABLA 1

1

\vskip1.000000\baselineskip

Resultados de la 1ª serie de experimentos

Puede observarse a partir de la tabla 1a-b y los diagramas en las figuras 6-11 que debido a la inserción de la capa 2a intermedia delgada (designación de la muestra 3+1 capa), se obtiene una resistencia en la dirección zeta superior para el mismo contenido en aglutinante en comparación con el material fabricado sin la dicha capa 2a intermedia (designación de la muestra 2+1 capa). Además, resulta evidente que la resistencia en la dirección zeta y el índice de rigidez a la flexión son superiores para el laminado fabricado con la capa 2a intermedia en comparación con el material sin la capa 2a para una densidad inferior a aproximadamente 320 kg/m^{3}. Según el diagrama 1, la capa 2a intermedia proporciona un ahorro con respecto al aglutinante de desde el 11 hasta el 7% de unidades con el fin de lograr una resistencia en la dirección zeta de 200 kPa, es decir, un consumo de aglutinante aproximadamente un 35% inferior. Debe enfatizarse que en este caso el límite de 200 kPa no debe considerarse como un límite absoluto para un material de envasado en funcionamiento, sino que en su lugar debe tomarse como una
orientación.

\vskip1.000000\baselineskip

2ª serie de experimentos

Se organizaron los experimentos en cuatro fases:

2.: En la fase 2, se preparó la capa 3a de superficie con la siguiente composición; St32/St61 50/50% 30 g/m^{2}, grado de refinado 34ºSR. Velocidad aproximada de la máquina 18 m/min. El contenido en sólidos secos final del material era de aproximadamente el 85%.

3.: En la fase 3, se preparó material con dos capas o tres capas. Véase la tabla a continuación, en la que el orden de izquierda a derecha muestra el orden calculado desde la tela húmeda y hacia arriba. El contenido en sólidos secos del material tras el secado era de aproximadamente el 85%. La velocidad de la máquina era de aproximadamente 10 m/min.

4.: En la fase 4, se laminó la capa 3a con el material de múltiples capas en forma de banda (dos o tres capas). En la prensa encoladora, se añadió aglutinante en concentraciones variables entre las dos bandas. La profundidad del conjunto en la prensa encoladora estaba entre 10 y 20 mm para el material de referencia sin la capa 2a. La absorción del aglutinante a través de la hoja era más lenta con la capa 2a. Esto se contrarrestó aumentando el periodo de retención de la hoja en el aglutinante aumentando la profundidad del conjunto hasta 30-50 mm. La carga lineal en la prensa encoladora se mantuvo constante a aproximadamente 26 kN/m. Finalmente, se secó el material en la máquina de secado con cilindros hasta un contenido en sólidos secos final del 90-95%. La velocidad de la máquina se mantuvo constante a aproximadamente 3 m/min.

TABLA 2

3

\vskip1.000000\baselineskip

Resultado de la 2ª serie de experimentos

Los resultados se muestran en la tabla 2a-b y los diagramas en las figuras 12-17. Los resultados en este caso muestran también que la cantidad de aglutinante que se requería con el fin de lograr una resistencia en la dirección zeta de entre 100 y 400 kPa es sustancialmente inferior cuando una capa (2a) intermedia muy delgada de material de fibra, que proporciona una densidad superior en la formación, se forma junto con las fibras más bastas de la capa (1) de volumen. A 200 kPa, se requiere aproximadamente un 7,5% de aglutinante en comparación con aproximadamente un 12-13%, es decir que, también en este caso, hay un ahorro potencial de aproximadamente el
35%.

La invención no se limita a las realizaciones descritas anteriormente, sino que puede variarse dentro del alcance de las reivindicaciones a continuación. En particular, se apreciará que pueden producirse según la presente invención variantes de laminados diferentes de los descritos en el presente documento, que corresponden al laminado descrito en el documento WO 00/14333, pero sin una o dos capas intermedias adicionales según la invención, con un requisito de aglutinante reducido.

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

\vskip1.000000\baselineskip

(Tabla pasa a página siguiente)

4

5

6

TABLA 2b

8

Claims

1. Laminado de cartón o papel compuesto por al menos una capa que promueve el volumen, denominada en el presente documento capa (1) de volumen, el 40-98% de la cual está compuesta por fibras de celulosa con un grado de refino de 550-950 ml CSF, y en al menos un lado de la capa de volumen al menos una capa (3a, 3b') secundaria, que tiene una densidad superior que la capa de volumen, estando unidas la capa secundaria y la capa de volumen indirectamente entre sí a lo largo básicamente de la totalidad de sus superficies opuestas y teniendo el laminado un índice de rigidez a la flexión superior a 2,5 Nm^{7}/kg^{3}, pero inferior a 14 Nm^{7}/kg^{3}, calculado como un valor medio geométrico para la dirección de máquina y la dirección transversal, caracterizado porque una capa intermedia fina (2a), que tiene una resistencia al desgote superior a la capa (1) de volumen, y que tiene un gramaje de al menos 2 g/m^{2} pero inferior a 20 g/m^{2} y que se ha formado junto con la capa de volumen, está dispuesta entre la dicha capa (1) de volumen y la capa (3a, 3b') secundaria.

2. Laminado de cartón o papel según la reivindicación 1, caracterizado porque la dicha capa (2a) intermedia tiene una resistencia al desgote inferior a 35ºSR, preferiblemente inferior a 30ºSR e incluso más preferiblemente inferior a 20ºSR.

3. Laminado de cartón o papel según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la dicha capa (2a) intermedia tiene un gramaje de al menos 3 g/m^{2} pero inferior a 15 g/m^{2}, preferiblemente inferior a 10 g/m^{2}.

4. Laminado de cartón o papel según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la dicha capa (2a) intermedia consiste fundamentalmente en fibras de CTMP o pulpa química blanqueada o sin blanquear, preferiblemente de pulpa química de celulosa blanqueada o sin blanquear producida a partir de un material de partida de celulosa compuesto fundamentalmente por madera blanda y/o madera dura.

5. Laminado de cartón o papel según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa (1) de volumen contiene también al menos un aglutinante, preferiblemente un aglutinante de látex, con un contenido del 1-20%, adecuadamente del 1-10%, preferiblemente del 1-8% e incluso más preferiblemente del 1-7% del peso del laminado, calculado como pesos en seco.

6. Laminado de cartón o papel según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el laminado se ha consolidado mediante la adición del aglutinante, preferiblemente un aglutinante de látex, en gran parte a la capa (1) de volumen, por medio de la capa (2a) intermedia, con un contenido del 1-20%, adecuadamente del 1-10%, preferiblemente del 1-7% e incluso más preferiblemente del 1-5% del peso del laminado, calculado sobre los pesos en seco, seguido por prensado y secado.

7. Laminado de cartón o papel según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los dichos aglutinantes comprenden al menos un aglutinante que se selecciona del grupo que consiste en polímeros solubles en agua, o dispersiones acuosas de polímeros, preferiblemente poli(acetato de vinilo), poli(alcohol vinílico), poliacrilatos, poli(ácido acrílico), polietileno, poliacrilamida, poliestireno y derivado de ácido maleico en forma de homo y copolímeros de los dichos polímeros, o del grupo que consiste en almidón, carboximetilcelulosa y gomas.

8. Laminado de cartón o papel según la reivindicación 7, caracterizado porque el dicho aglutinante del grupo que consiste en almidón, carboximetilcelulosa y gomas forma un medio de adhesión entre la capa (2a) intermedia y el dicho mínimo de una capa (3a) secundaria.

9. Laminado de cartón o papel según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dicho laminado tiene una resistencia en la dirección zeta de al menos 100 kPa, preferiblemente al menos 150 kPa e incluso más preferiblemente al menos 200 kPa.

10. Laminado de cartón o papel según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el laminado tiene capas (2a, 2b) intermedias y capas (3a, 3b) secundarias en ambos lados de la capa (1) de volumen.

11. Laminado de cartón o papel según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el laminado tiene también una segunda capa (1') de volumen, el 40-98% de la cual está compuesta por fibras de celulosa con un grado de refino de 550-950 ml CSF, y que se ha formado junto con una segunda capa (2a') intermedia, estando giradas las dos capas (2a, 2a') intermedias una hacia la otra y estando unidas directamente entre sí a lo largo básicamente de la totalidad de sus superficies opuestas.

12. Laminado de cartón o papel según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el laminado tiene una capa (2a) intermedia y una primera capa (3a) secundaria en un lado de la capa (1) de volumen, y una segunda capa (3b) secundaria en el otro lado de la capa (1) de volumen, segunda capa (3b) secundaria que se ha formado junto con la capa (1) de volumen y la capa (2a) intermedia.

13. Laminado de cartón o papel según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos el 60% de la capa (1) de volumen está compuesta por fibras con un grado de refino superior a 600 ml CSF, preferiblemente superior a 650, siendo lo óptimo al menos 700, pero inferior a 850 ml CSF, y porque el laminado tiene un índice de rigidez a la flexión superior a 3,0 Nm^{7}/kg^{3}, preferiblemente superior a 4,0 Nm^{7}/kg^{3} e incluso más preferiblemente superior a 5,0 Nm^{7}/kg^{3}, calculado como un valor medio geométrico para la dirección transversal y de máquina.

14. Laminado de cartón o papel según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la capa (1) de volumen tiene una densidad de 50-300 kg/m^{3}, preferiblemente 70-200 kg/m^{3}, adecuadamente 100-180 kg/m^{3}, un gramaje de 30-300 g/m^{2}, preferiblemente 40-80 g/m^{2} o 70-120 g/m^{2} y un espesor de 0,1-6 mm, preferiblemente 0,2-1,0 mm, adecuadamente 0,3-07 mm.

15. Laminado de cartón o papel según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las fibras de celulosa en la capa (1) de volumen consisten fundamentalmente en fibras de celulosa producidas mediante lo que es por definición un método de fabricación de pulpa mecánico, termomecánico o quimio-termomecánico, preferiblemente con un rendimiento de madera >75%, adecuadamente del 80%, preferiblemente a partir de fibras de celulosa de pulpa TMP y/o CTMP con dichos grados de refino.

16. Laminado de cartón o papel según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las dichas capas (3a, 3b') secundarias tienen una resistencia al desgote superior que la dicha capa (2a) intermedia, preferiblemente una resistencia al desgote superior a 20ºSR pero inferior a 65ºSR, preferiblemente superior a 25ºSR pero no superior a 40ºSR, y un gramaje de 30-150 g/m^{2} y una densidad de 300-1500 g/m^{3}, preferiblemente 400-850
g/m^{3}.

17. Laminado de cartón o papel según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos una de las dichas capas (3, 3b', 3b) secundarias consiste fundamentalmente en pulpa química de celulosa al sulfato, al sulfito o al organosolv, blanqueada o sin blanquear, preferiblemente en pulpa química de celulosa blanqueada o sin blanquear producida a partir de un material de partida de celulosa compuesto fundamentalmente por madera blanda y/o madera dura.

18. Laminado de cartón o papel según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque las dichas capas (3a, 3b', 3b) secundarias consisten en una capa de barrera, compuesta fundamentalmente por película plástica, lámina de aluminio o una lámina plástica metalizada.

19. Método para la fabricación de un laminado de cartón o papel compuesto por al menos una capa que promueve el volumen, denominada en el presente documento capa (1) de volumen, que se selecciona o fabrica en una capa, el 40-98% en peso de la cual está compuesta por fibras de celulosa con un grado de refino de 550-950 ml CSF, y capa de volumen que en al menos un lado está unida indirectamente a una capa (3a, 3b') secundaria a lo largo básicamente de la totalidad de sus superficies opuestas, teniendo la capa secundaria una densidad superior que la capa de volumen, con el fin de formar un laminado con un índice de rigidez a la flexión superior a 2,5 Nm^{7}/kg^{3}, pero inferior a 14 Nm^{7}/kg^{3}, calculado como un valor medio geométrico para la dirección de máquina y la dirección transversal, caracterizado porque una capa (2a) intermedia delgada, que tiene una resistencia al desgote superior que la capa de volumen y que tiene un gramaje de al menos 2 g/m^{2} pero inferior a 20 g/m^{2}, y que se ha formado o se forma junto con la capa de volumen, está dispuesta entre la dicha capa (1) de volumen y la capa (3a, 3b')
secundaria.

20. Método según la reivindicación 19, caracterizado porque la dicha capa (2a) intermedia tiene una resistencia al desgote inferior a 35ºSR, preferiblemente inferior a 30ºSR e incluso más preferiblemente inferior a 20ºSR.

21. Método según la reivindicación 19 ó 20, caracterizado porque la dicha capa (2a) intermedia tiene un gramaje de al menos 3 g/m^{2} pero inferior a 15 g/m^{2}, preferiblemente inferior a 10 g/m^{2}.

22. Método según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21, caracterizado porque la dicha capa (2a) intermedia consiste fundamentalmente en fibras de CTMP o pulpa química blanqueada o sin blanquear, preferiblemente de pulpa química de celulosa blanqueada o sin blanquear producida a partir de material de partida de celulosa compuesto fundamentalmente por madera blanda y/o madera dura.

23. Método según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 22, caracterizado porque el laminado se consolida mediante la adición de aglutinante, preferiblemente un aglutinante de látex, en gran parte a la capa (1) de volumen, por medio de la capa (2a) intermedia, con un contenido del 1-20%, adecuadamente del 1-10%, preferiblemente del 1-8% e incluso más preferiblemente del 1-7% del peso del laminado, calculado sobre los pesos en seco, seguido por prensado y secado.

24. Método según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 23, caracterizado porque el dicho aglutinante se añade usando una prensa (12) encoladora, pulverización o estucado mediante estucadora de cortina o estucadora de lámina dosificadora, directa o indirectamente mediante estucadora de rodillos.

25. Método según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 24, caracterizado porque el laminado se produce para que tenga capas (2a, 2b) intermedias y capas (3a, 3b) secundarias en ambos lados de la capa (1) de volumen.

\newpage

26. Método según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 24, caracterizado porque el laminado se produce también para que tenga una segunda capa (1') de volumen, el 40-98% de la cual está compuesta por fibras de celulosa con un grado de refino de 550-950 ml CSF y que se ha formado o se forma junto con una segunda capa (2a') intermedia, estando giradas las dos capas (2a, 2a') intermedias una hacia la otra y estando unidas directamente entre sí a lo largo básicamente de la totalidad de sus superficies opuestas.

27. Método según cualquiera de las reivindicaciones 19 a 24, caracterizado porque el laminado se produce para que tenga una capa (2a) intermedia y una primera capa (3a) secundaria en un lado de la capa (1) de volumen, junto con una segunda capa (3b) secundaria en el otro lado de la capa (1) de volumen, segunda capa (3b) secundaria que se ha formado o se forma junto con la capa (1) de volumen y la capa (2a) intermedia.