ES2327602T3 - Papel para empajado y procedimiento para su degragadacion acelerada. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento de degradación acelerada de papel para empajado, cuyas fibras de celulosa están impregnadas de una resina hidrófoga que confiere a dicho papel un carácter de resistencia a la intemperie, según el cual se pulveriza sobre el papel una solución enzimática adecuada para degradar, a la vez, la resina y la celulosa.

Description

Papel para empajado y procedimiento para su degradación acelerada.
La invención se refiere a un procedimiento de degradación de papel para empajado, así como el papel para empajado para la puesta en práctica del procedimiento. Como se describirá a continuación, la invención se refiere, además, a una solución enzimática para la puesta en práctica de dicho procedimiento.
En el transcurso de la memoria descriptiva, el procedimiento de degradación, así como el papel para empajado de la invención se describen, más en particular, en relación con el empajado en el cultivo de las lechugas.
Sin embargo, el papel se aplica para el empajado de cualquier tipo de plantas, tales como fresas, viñas, tomateras, calabacines, berenjenas, pimientos, pepinos, escarolas, etc.
Varios materiales para empajado han sido propuestos.
Se conoce, ante todo, las hojas de plástico, de color negro, que presentan la ventaja de ser robustos, a pesar de su pequeño gramaje y también son resistentes a la acción de la intemperie. Sin embargo, estas hojas de plástico presentan algunos inconvenientes, en particular, el de no ser biodegradables. Por razones ecológicas evidentes, el plástico no se puede enterrar en el suelo. En consecuencia, cuando está terminada la recogida de la cosecha y cuando el agricultor desea realizar el laboreo de su terreno, debe retirar completamente el plástico. El coste de esta operación se estima en un 20% del coste total del empajado.
Por otro lado, al calentarse el plástico, con gran rapidez, al ponerse en contacto con los rayos solares, las hojas de lechuga próximas a la incidencia de la luz solar se pegan y quedan pegadas a la película para empajado y por lo tanto, solamente se retiran al extraer esta película. Se estima que la retirada de una tonelada de plástico trae consigo la retirada de una tonelada de vegetales y de tierra que estaban en la proximidad de dicho plástico. En consecuencia, el plástico es prácticamente no reciclable y los gastos de lavado son prohibitivos para tal operación.
Para resolver estos diferentes problemas, han sido paralelamente desarrollados papeles para empajado. Estos papeles, más en particular descritos en los documentos FR-A- 2 016 071 son tratados mediante resinas de urea-formaldehído, de modo que se aumente su resistencia al estado mojado y se disminuye, de este modo, el riego de desgarro en el momento de su utilización en el terreno.
Sin embargo, a pesar de este tratamiento, el papel puede romperse bajo los efectos de las fases del regadío, que distienden el papel y de las fases de secado, que vuelven a tensar el papel.
Por otro lado, y sobre todo, el tratamiento del papel por resinas hidrófobas conduce inevitablemente a disminuir la rapidez de su biodegradabilidad. Se ha comprobado, en efecto, que la biodegradabilidad completa de estos tipos de papel se alcanza al cabo de dos años solamente.
Dicho en otros términos, existe el problema complejo de la puesta en práctica de un papel para empajado resistente a la intemperie durante un periodo determinado, siendo susceptible de ser degradado al final de la cosecha en un tiempo mínimo.
Para resolver este problema, el solicitante de la patente ha desarrollado un procedimiento de degradación acelerada de papel para empajado, cuyas fibras de celulosa están impregnadas de una resina hidrófoga que confiere a dicho papel un carácter de resistencia a la intemperie, de tal modo que se pulveriza sobre papel una solución enzimática adecuada para degradar, a la vez, la resina y la celulosa.
Dicho en otros términos, el procedimiento de la invención consiste en depositar sobre la zona de cultivo un papel, cuyas fibras están impregnadas de una resina que le hace resistente a la humedad, y por lo tanto no desgarrable, siendo compatible con la duración de utilización. Así, por ejemplo, si se trata de fresas, el papel debe mantenerse durante 9 meses en la zona de cultivo, mientras que este periodo es de tan solo seis semanas en lo que respecta a las lechugas. Al término de la cosecha, el papel se degrada por el riego con una solución enzimática, permitiendo dicha solución no solamente acelerar considerablemente la velocidad de degradación de la celulosa, sino también evitar toda acumulación de resina en el suelo por su degradación. Para acelerar, todavía más, la degradación del papel, el terreno es, a continuación, objeto de laboreo, de modo que se entierre el papel en el suelo.
Según una primera característica del procedimiento de la invención, la resina hidrófoga es elegida dentro del grupo constituido por las resinas de urea-formaldehídos, resinas de melamina-formaldehídos, resinas de poliamida-amina-epiclorohidrinas, las resinas de polietileno-iminas, los derivados del almidón, solos o en mezcla.
Estas resinas son conocidas para los expertos en esta materia y son descritas, con precisión, en el documento "le point sur..." nº 11, enero de 1986, del Centre Technique de Grenoble.
En una forma de realización preferida, las resinas son elegidas entre el grupo de las resinas de poliamida-amina-epiclorhidrinas.
Por otro lado, para degradar, a la vez, la resina pero también la celulosa, la solución enzimática comprende enzimas susceptibles de catalizar la hidrolisis de los enlaces de resina-resina, resina-celulosa y celulosa-celulosa. En el transcurso de la memoria descriptiva y en las reivindicaciones, mediante la expresión "enlaces de resina-resina", se designan los enlaces entre monómeros de la resina susceptibles de ser hidrolizados.
Asimismo, por la expresión "resina-celulosa" se designa los enlaces de esteres que unen la resina a la celulosa.
Por último, mediante la expresión de "celulosa-celulosa" se designa los enlaces glicoxídicos de la celulosa.
Para catalizar la hidrolisis de los enlaces de esteres que unen la resina a la celulosa, la enzima elegida será una esterasa.
Asimismo, para catalizar la hidrolisis de los enlaces glicoxídicos de la celulosa, la enzima será un celulasa elegida dentro del grupo constituido por las exocelobiohidrolasas, las endoglucanasas y las \beta-glucosidasas, solas o en mezcla.
Por último, la elección de la enzima susceptible de catalizar la hidrolisis de los enlaces entre monómeros, que constituyen la resina, será elegida en función de la naturaleza de dichos enlaces.
En la práctica, al tratarse de las resinas de poliamida-amina-epiclorohídrinas, la enzima será elegida dentro del grupo constituido por las amidasas y las aminasas. Como ya se indicó anteriormente, la invención se refiere, asimismo, al papel para empajado para la puesta en práctica del procedimiento anteriormente descrito.
Además del hecho de que el papel para empajado, según la invención, debe tener una composición tal que sea susceptible de degradarse según el procedimiento anteriormente descrito, debe presentar, por otro lado, un cierto número de propiedades que permitan su utilización en tanto como material para empajado.
Así, el papel debe ser resistente a la intemperie, tal como la lluvia y el viento y a las condiciones climáticas extremas, tales como frío, calor y por consiguiente, debe presentar excelentes propiedades mecánicas.
En consecuencia el solicitante de la patente se planteó como objetivo obtener un papel que presente una resistencia al aplastamiento comprendida entre 150 y 250 kPa.
Otra característica que debe presentar el papel es la de ser permeable al agua en la medida en que el agua de riego debe poder regar el suelo y las raíces de los vegetales. Sin embargo, los poros del papel deben presentar un volumen tal que limiten la evaporación del vapor de agua situado bajo el empajado y, con el fin de conservar una humedad suficiente en el suelo.
Para obtener tales propiedades, el solicitante de la invención tuvo como objetivo obtener un papel que presente una permeabilidad al aire comprendida entre 1500 y 3500 cm^{3} sobre una superficie de 10 cm^{2} bajo una depresión de 1 kPa en 60 segundos.
Para alcanzar el conjunto de estos objetivos, el papel para empajado, según la invención, se caracteriza porque comprende una composición fibrosa que consiste, en peso:
-
del 40 al 60% de pulpa de papel kraft crudo de coníferas, preferentemente un 50%:
-
del 10 al 30% de pulpa de papel kraft crudo de árboles hojosos, preferentemente un 20%.
-
del 20 al 40% de pulpas de papel desentintado de embalaje, preferentemente un 30%.
Las pulpas de papel kraft crudo y su modo de fabricación son preferentemente conocidos por un experto en esta materia. Asimismo, las pulpas de papel desentintado de embalaje son conocidas como resultante de los residuos de embalaje.
Según otra característica, el papel para empajado comprende, además, del 0,5 al 15% de resina en peso con respecto al peso del papel, preferentemente del 7 al 8% de resina. Para una concentración inferior al 0,5% en peso de resina, el papel no es suficientemente resistente a la humedad y se desgarra en el momento del riego o de lluvias. Para una concentración superior al 15% en peso de resina, no se obtiene un papel que presente características mecánicas optimizadas, por lo que el papel se hace menos interesante desde el punto de vista económico.
Por otro lado, para evitar el desarrollo de micro-organismos sobre la superficie del papel, el papel comprende, además, un agente fungistático.
En una forma de realización preferida, el agente fungistático se dispersa únicamente en las zonas de la hoja de papel destinadas a enterrarse. En este caso, el depósito del agente fungistático se realiza al nivel de la superficie de cubierta de papel mediante pulverización por intermedio de toberas bajo presión de aire.
\newpage
Además, para aumentar la capacidad de alargamiento del papel cuando se riega el cultivo, evitando que se desgarre en el momento del secado, el papel se presenta bajo la forma plisada. Este plisado obtenido por una operación de rizado en máquina de papel permite, además, adaptar el papel, de una parte, al perfil del terreno admitiendo las ligeras curvas de este último y por otra parte, a sus variaciones dimensionales bajo la acción de los riegos y secados sucesivos.
Asimismo, la invención se refiere a la solución enzimática para la puesta en práctica del procedimiento de degradación acelerada del papel para empajado anteriormente descrito.
Por supuesto, y como ya fue indicado, la composición de dicha solución enzimática variaría en función de la resina puesta en práctica y de la naturaleza de los lugares a nivel de los cuales deben actuar dichas enzimas.
Sin embargo, en la práctica, la solución comprende siempre celulasas adecuadas para cortar los enlaces de celulosa-celulosa y esterasas adecuadas para cortar los enlaces de resina-celulosa.
Según una forma de realización preferida, la solución enzimática comprende en peso:
-
del 10 al 20% de celulasa;
-
del 15 al 40% de amidasa;
-
del 15 al 40% de esterasa
-
del 10 al 35% de aminasa.
En la práctica, la solución enzimática se pulveriza a razón de 0,01 a 1 g de enzima pura, preferentemente de 0,3 a 0,4 g por m^{2}.
En otra forma de realización de la invención, la solución enzimática puede incorporarse directamente en el papel, en el seno de microcápsulas.
En consecuencia, el papel para empajado será degradado al término de la cosecha, después del enterramiento en el suelo, en particular por laboreo, es decir, cuando las paredes de las microcápsulas que encierran la solución enzimática se romperán bajo la acción mecánica.
Dicho de otro modo, la invención se refiere, además, a un papel para empajado adecuado para degradarse con rapidez después de su enterramiento en el suelo, cuyas fibras de celulosa están impregnadas de una resina hidrófoga que confiere a dicho papel un carácter de resistencia a la intemperie, caracterizado porque comprende, además, microcápsulas rellenas de una solución enzimática, cuyas paredes se rompen en el momento del enterramiento en el suelo, liberando, de este modo, las enzimas aptas para catalizar, a la vez, la hidrolisis de la resina y la de la celulosa.
La fabricación de las microcápsulas de solución enzimática, así como su incorporación en el papel, constituye operaciones conocidas para el experto en esta materia y por ello, no se describirán a continuación.
Por otro lado, y por las razones anteriormente expuestas, la solución enzimática comprende enzimas susceptibles de catalizar la hidrolisis de los enlaces de resina-resina, resina-celulosa y celulosa-celulosa.
En una forma de realización preferida, las enzimas son elegidas dentro del grupo constituido por las estearasas, celulasas, amidasas y aminasas.
Para que el papel presente una resistencia a la intemperie satisfactoria, comprende del 0,5 al 15% en peso de resina respecto al peso del papel, preferentemente del 7 al 8%.
La invención y las ventajas que se derivan de ella serán más evidentes a partir de los ejemplos de realización siguientes.
La Figura 1 representa los diferentes lugares de acción de la solución acuosa de enzima en fibras de celulosa endurecidas por una resina de poliamida amina-epiclorohidrina.
La Figura 2 representa un seguimiento de las características mecánicas del papel según la invención, en el transcurso del tiempo.
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A/ Lugar de acción de la solución acuosa enzimática
En la Figura 1 se ha representado los diferentes lugares de acción de las enzimas contenidas en la solución enzimática, según la invención, en el caso de que las fibras de celulosa estén impregnadas de una resina de poliamida-amina-epiclorohidrina.
En la Figura 1a están representados, enmarcados, los enlaces de amidas que unen los monómeros de la resina y cuya hidrolisis, en el momento del riego, es catalizada por medio de las enzimas del tipo amidasas.
En la Figura 1b están representados, enmarcados, los enlaces de amina que unen los monómeros de la resina y cuya hidrolisis, en el momento del riego, es catalizada por medio de las enzimas del tipo aminasas.
Asimismo, en la Figura 1c están representados, enmarcados, los enlaces de esteres que unen la resina a la celulosa y cuya hidrolisis es catalizada por la presencia de enzimas del tipo esterasa.
Por último, en la Figura 1d, están representados, de forma esquemática, los enlaces glicosídicos de la celulosa, cuya hidrolisis está catalizada por la presencia de enzimas del tipo celulasa, en particular, las exocelobiohidrolasas, las endoglucanasas y las \beta-glucosidadas.
\vskip1.000000\baselineskip
B/ Fabricación del papel para empajado según la invención Ejemplo 1
Se prepara un papel para empajado cuya composición es la siguiente:
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Composición fibrosa
-
pulpa de papel kraft crudo de coníferas: 50%
-
pulpa de papel kraft crudo de árboles hojosos: 20%
-
pulpas de papel desentintado de embalajes: 30%
\vskip1.000000\baselineskip
Colorante
-
negro de carbono al 5,2% respecto a la pulpa seca.
\vskip1.000000\baselineskip
Adyuvantes
-
resina de poliamida-amina-epiclorohidrina al 3% respecto a la pulpa seca.
-
Almidón catiónico al 0,8% respecto a la pulpa seca.
\vskip1.000000\baselineskip
A partir de la suspensión fibrosa, se forma, a continuación, en una máquina papelera, con plancha de tipo FOUR-DRINIER, una hoja de papel, cuyas características mecánicas figuran en la tabla siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
1
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Ejemplo 2
Se prepara un papel para empajado cuya composición es la siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
Composición fibrosa
-
pulpa de papel kraft bruta de coníferas 50%
-
pulpa de papel kraft bruto de árboles hojosos: 20%
-
pulpa de papel desentintado de embalajes 30%
\vskip1.000000\baselineskip
Adyuvantes
-
resina de melamina formol al 5,5% respecto a la pulpa seca
-
almidón catiónico al 0,8% respecto a la pulpa seca. Las características mecánicas de la hoja de papel figuran en la tabla siguiente:
2
\vskip1.000000\baselineskip
Para aumentar la resistencia del papel a las bacterias y hongos contenidos en el suelo, se pulveriza, al nivel de la línea de agua situada en la plancha de la máquina papelera, un producto fungistático (FONGICIDE B-350 comercializado por INTACE S.A.) a razón de 1200 ppm de materia prima.
La pulverización se efectúa por intermedio de toberas bajo presión de aire y se regula con el fin de depositar en la superficie del papel bandas de protección más resistentes que las zonas no tratadas. El producto se difunda en la masa del papel al mismo tiempo que con el agua aspirada en el momento del drenaje. En consecuencia, cuando el papel se dispusiere sobre la zona de cultivo, las zonas tratadas serán enterradas en el suelo, mientras que las zonas no tratadas permanecerán en la superficie de la tierra.
Se ha comprobado, asimismo, que a partir de los papeles fabricados según los ejemplos 1 y 2, que permiten limitar las variaciones de temperaturas del suelo entre el día y la noche en aproximadamente 4 a 5º.
De este modo, una medición de la temperatura a 5 cm del nivel del suelo cultivado, entre un empajado de plástico y un empajado tal como se propone en los ejemplos 1 y 2, conduce a las variaciones de temperatura siguientes:
3
Una propiedad del papel, de esta clase, es muy ventajosa en la medida en que cuanto más limitadas están las variaciones de temperatura entre el día y la noche, tanto más importante es el crecimiento de los vegetales.
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C/ Seguimiento de las propiedades mecánicas del papel según la invención
Diferentes ensayos han sido realizados con el fin de evaluar las propiedades mecánicas del papel según la invención.
Para conseguirlo, se rellenan sacos de terreno en los cuales se coloca la hoja para empajado según la invención, enterrando cada una de sus extremidades en la tierra.
Como resultado, la hoja para empajado presenta una parte denominada "fuera del suelo" y una parte enterrada.
En la parte fuera del suelo se evaluaron diferentes parámetros, a saber, la resistencia a la tracción y el desarrollo de hongos.
En la parte enterrada, se han evaluado la resistencia al desgarro del papel al nivel de la superficie del suelo, la resistencia a la tracción, la degradación y el desarrollo de hongos.
Estos diferentes parámetros han sido estudiados en condiciones específicas, a saber, una temperatura de 28ºC y una atmósfera saturada de humedad superior al 95% de humedad relativa.
Las mediciones se han efectuado cada 3 días, lo que corresponde a la escala de pleno campo con una lectura de la medida cada 9 días. Los resultados aparecen en la tabla representada en la Figura 1.
Como se muestra en esta tabla, la presencia en la composición del papel de un fungicida permite evitar cualquier desarrollo de hongos en el periodo de 10 días de cultivo, es decir, 30 días a pleno campo.
Asimismo, la resistencia al desgarro de la parte enterrada es todavía satisfactoria al cabo de 30 días de cultivo, así como la resistencia a la tracción.
Por el contrario, no se observa ninguna degradación de la parte enterrada de papel, lo que permite confirmar que la resina aumenta considerablemente la resistencia del papel a la intemperie.
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D/ Degradación del papel
Se prepara una solución enzimática que comprende, en peso:
-
15% de celulasa
-
30% de amidasa
-
30% de esterasa
-
25% de aminasa.
La solución obtenida se diluye al 1% y luego, se pulveriza sobre el papel y los residuos de vegetales después de la cosecha, a razón de 10 a 100 g/m^{2}. A continuación, se laborea el terreno.
Se obtiene una degradación de la totalidad del papel para empajado en menos de 15 días.
La invención y las ventajas que proporciona se deducen fácilmente de la descripción anterior.
Se observará, en particular, la ventaja que proporciona el papel según la invención, al permitir, por su composición, y en particular por la presencia de resina, conferirle un carácter de resistencia a la intemperie siendo apto para degradarse con rapidez en una quincena de días después de la cosecha, bien sea por riego de una solución enzimática, bien sea por aplastamiento de las microcápsulas de dicha solución enzimática contenida en el papel como resultado del laboreo del terreno.
En consecuencia, el agricultor dispone de un terreno propio a un coste muy reducido en la medida en que ya no plantea problema alguno la retirada del empajado después de la cosecha. Por el contrario, la reintegración en el suelo de los desechos vegetales constituye un excelente abono verde.
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Referencias citadas en la memoria descriptiva
Esta lista de referencias citadas por el solicitante es para comodidad del lector solamente. No forma parte del documento de la patente europea. Aun cuando se tuvo gran cuidado en cumplir las referencias, no se pueden excluir errores u omisiones y la EPO declina toda responsabilidad a este respecto.
Documentos de patentes citados en la memoria descriptiva
\bullet FR 2016071 A [0007]
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Claims (18)

1. Procedimiento de degradación acelerada de papel para empajado, cuyas fibras de celulosa están impregnadas de una resina hidrófoga que confiere a dicho papel un carácter de resistencia a la intemperie, según el cual se pulveriza sobre el papel una solución enzimática adecuada para degradar, a la vez, la resina y la celulosa.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la resina es elegida dentro del grupo que comprende las resinas de urea-formaldehídos, las resinas de melamina-formaldehídos, las resinas de poliamida-amina-epiclorohidrinas, las resinas de polietileno-iminas y los derivados del almidón, solos o en mezcla.
3. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la solución enzimática comprende enzimas susceptibles de catalizar la hidrolisis de los enlaces resina-resina, resina-celulosa y celulosa-celulosa.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque las enzimas son elegidas dentro del grupo que comprende las estearasas, las celulasas, las amidasas y las aminasas.
5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque las celulasas se eligen a partir del grupo constituido por exocelobiohidrolasas, endoglucanasas y beta-glucosidasas.
6. Procedimiento según las reivindicaciones 1 a 5 caracterizado porque la solución enzimática es pulverizada sobre el papel a razón de 1,01 a 1 g de enzima pura por m^{2} de papel.
7. Utilización de un papel para empajado cuyas fibras de celulosa están impregnadas de una resina hidrófoga adecuada para degradarse o una solución enzimática que confiere a dicho papel un carácter de resistencia a la intemperie, para la puesta en práctica del procedimiento objeto de una de las reivindicaciones 1 a 6.
8. Utilización según la reivindicación 7, que se caracteriza porque comprende una composición fibrosa que presenta en peso:
-
del 40 al 60% en pulpa de papel kraft hueco de elementos resinosos;
-
del 10 al 30% de pulpa de papel kraft hueco de árboles hojosos;
-
del 20 al 40% de pulpas de papel desentintado de embalaje.
9. Utilización según la reivindicación 8, que se caracteriza porque comprende, además, del 0,5 al 15% de resina en peso respecto al peso del papel y preferentemente del 7 al 8%.
10. Utilización según la reivindicación 9 que se caracteriza, además, un agente fungistático.
11. Utilización según la reivindicación 10, que se caracteriza porque se presenta bajo la forma rizada.
12. Solución enzimática para la puesta en práctica del procedimiento objeto de una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque comprende en peso:
-
del 10 al 20% de celulasa;
-
del 15 al 40% de amidasa;
-
del 15 al 40% de esterasa;
-
del 10 al 35% de aminasa.
13. Papel para empajado apto para degradarse rápidamente después de su ensuciamiento en el suelo, cuyas fibras de celulosa están impregnadas de una resina hidrófoga, que confiere a dicho papel un carácter de resistencia a la intemperie, caracterizado porque comprende, además, microcápsulas rellenas de una solución enzimática, cuyas paredes se rompen en el momento de su depósito en el suelo, liberando así las enzimas aptas para catalizar, a la vez, la hidrolisis de la resina y la de la celulosa.
14. Papel según la reivindicación 13, caracterizado porque la resina es elegida dentro del grupo que comprende las resinas de urea-formaldehídos, las resinas de melamina-formaldehídos, las resinas de poliamida-amina-epiclorohidrinas, las resinas de polietileno-iminas y los derivados del almidón, solos o en mezcla.
15. Papel según la reivindicación 14, caracterizado porque la solución enzimática comprende enzimas susceptibles de catalizar la hidrolisis de los enlaces de resina-resina, resina-celulosa y celulosa-celulosa.
16. Papel según la reivindicación 15, caracterizado porque las enzimas son elegidas dentro del grupo que comprende las estearasas, las celulasas, las amidasas y las aminasas.
17. Papel según una de las reivindicaciones 13 a 16 caracterizado porque comprende, además, una composición fibrosa que presenta, en peso:
-
del 40 al 60% de pulpa de papel kraft crudo de coníferas;
-
del 10 al 30% de pulpa de papel kraft crudo de árboles hojosos;
-
del 20 al 40% de pulpas de papel desencintado de embalaje.
18. Papel según una de las reivindicaciones 13 a 17 caracterizado porque comprende, además, del 0,5 al 15% de resina en peso con respecto al peso del papel, preferentemente del 7 al 8%.
ES00962609T 1999-10-05 2000-09-12 Papel para empajado y procedimiento para su degragadacion acelerada. Expired - Lifetime ES2327602T3 (es)

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