ES2461999T3 - Support paper - Google Patents
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Abstract
Papel soporte con contenido de fibra para la elaboración de un material de base laminable, que incluye al menos una parte de una mezcla de fibra reprocesada y un agente reforzante en húmedo como primer aditivo, caracterizado porque el papel soporte lleva al menos un tensioactivo como sustancia reductora de la tensión interfacial y segundo aditivo, en una proporción del 0, 05% hasta el 3% en peso respecto a materia seca, para aumentar la capilaridad.Support paper with fiber content for the production of a rolling base material, which includes at least a part of a reprocessed fiber mixture and a wet reinforcing agent as the first additive, characterized in that the support paper has at least one surfactant as a substance reducing the interfacial tension and second additive, in a proportion of 0.05% up to 3% by weight with respect to dry matter, to increase capillarity.
Description
Papel soporte Support paper
5 La presente invención se refiere a un papel soporte, concretamente a papel soporte como el utilizado para fabricar laminados de papel decorativo. Además la presente invención se refiere a un proceso para elaborar el papel soporte y a su uso como material soporte para y/o sobre estructuras laminares, por ejemplo sobre placas de cualquier tipo. The present invention relates to a support paper, specifically support paper such as that used to make decorative paper laminates. Furthermore, the present invention relates to a process for making the support paper and its use as a support material for and / or on sheet structures, for example on plates of any type.
El papel soporte es conocido del estado técnico y se utiliza mayormente como base de papeles decorativos, para fabricar laminados que suelen emplearse, por ejemplo, en forma de placas estratificadas y encimeras, pavimentos, etc. The support paper is known from the technical state and is mostly used as the basis of decorative papers, to make laminates that are usually used, for example, in the form of laminated plates and countertops, flooring, etc.
La estructura de un laminado de este tipo consta de varias capas planas de materiales iguales o distintos, unidas entre sí para satisfacer aplicaciones y requisitos especiales. En la fabricación de laminados de papel decorativo, por The structure of such a laminate consists of several flat layers of the same or different materials, joined together to meet special applications and requirements. In the manufacture of decorative paper laminates, by
15 ejemplo, una de las capas empleadas es de papel soporte. El pegado de las capas individuales tiene lugar casi siempre mediante un tratamiento previo de las mismas, por ejemplo impregnándolas por inmersión y subsiguiente compresión del estratificado con la ayuda de temperatura. For example, one of the layers used is support paper. The bonding of the individual layers almost always takes place by pre-treating them, for example by impregnating them by immersion and subsequent compression of the laminate with the help of temperature.
El papel soporte conocido del estado técnico se elabora a partir de fibra virgen como materia prima que satisface las condiciones de resistencia, impregnación y requisitos cualitativos del papel. The support paper known from the technical state is made from virgin fiber as a raw material that satisfies the conditions of resistance, impregnation and qualitative requirements of the paper.
Aparte del consumo de recursos naturales, el uso de fibra virgen tiene entre otros el inconveniente de los costes elevados de la materia prima. Por otra parte las fibras reprocesadas, como por ejemplo las de papel viejo reciclado, no cumplen a menudo las condiciones de resistencia, impregnación y requisitos cualitativos del papel. Apart from the consumption of natural resources, the use of virgin fiber has among others the disadvantage of the high costs of the raw material. On the other hand, reprocessed fibers, such as recycled old paper, often do not meet the conditions of strength, impregnation and qualitative requirements of the paper.
25 La enorme presión de los costes en la actual industria del papel lleva a optimizar continuamente la producción y a ahorrar gastos en materias primas y transportes, lo cual condiciona la tendencia a producir con menores gramajes, pero manteniendo los parámetros cualitativos, por ejemplo las mismas resistencias; es decir, por consiguiente, a menores gramajes aumentan las exigencias de resistencia. 25 The enormous pressure of costs in the current paper industry leads to continually optimize production and save expenses on raw materials and transport, which determines the tendency to produce with lower weights, but maintaining qualitative parameters, for example the same resistance ; that is, therefore, at lower weights the resistance requirements increase.
En los procesos de impregnación corrientes, como por ejemplo la inmersión en resinas de impregnación, se conduce toda la cinta de papel a través de este líquido. Para que en este proceso no haya roturas de la cinta de papel u otros desperfectos durante la producción, es condición indispensable que la cinta de papel soporte tenga una determinada resistencia en húmedo, la cual se consigue normalmente con la dosificación de aditivos químicos, los llamados In ordinary impregnation processes, such as immersion in impregnation resins, the entire paper belt is conducted through this liquid. So that in this process there is no breakage of the paper tape or other damage during production, it is an essential condition that the paper support tape has a certain wet strength, which is normally achieved with the dosage of chemical additives, the so-called
35 reforzantes en húmedo, que deben ajustarse a las características químicas del sistema. 35 wet boosters, which must conform to the chemical characteristics of the system.
En el estado técnico, por ejemplo en la patente WO 2008/057390, se conocen productos de madera tecnificados en cuya fabricación se usan fibras reprocesadas y reforzantes en húmedo para producir materiales soporte laminables. La presente invención tiene por objeto superar, al menos en parte, las desventajas conocidas del estado técnico. Dicho objetivo se resuelve mediante un papel soporte de la presente invención según la reivindicación 1, un proceso para elaborarlo y el uso del papel soporte. In the technical state, for example in WO 2008/057390, technified wood products are known in whose manufacture reprocessed and wet reinforcing fibers are used to produce laminable support materials. The present invention aims at overcoming, at least in part, the known disadvantages of the technical state. Said objective is solved by means of a support paper of the present invention according to claim 1, a process for making it and the use of the support paper.
Las formas de ejecución especialmente preferidas son objeto de las reivindicaciones secundarias. Especially preferred embodiments are subject to the secondary claims.
45 El presente objetivo se resuelve mediante el papel soporte según la presente invención, que contiene fibras y papel viejo. El papel soporte de la presente invención lleva al menos una parte de una mezcla de fibras reprocesadas y un reforzante en húmedo como primer aditivo. El papel soporte de la presente invención se caracteriza por la adición de una sustancia tensioactiva durante la producción, como segundo aditivo para aumentar la capilaridad. La cantidad añadida del segundo aditivo varía entre 0,05% y 2% de producto comercial respecto a materia seca. The present objective is solved by the support paper according to the present invention, which contains fibers and old paper. The support paper of the present invention carries at least a portion of a mixture of reprocessed fibers and a wet reinforcer as the first additive. The support paper of the present invention is characterized by the addition of a surfactant during production, as a second additive to increase capillarity. The added amount of the second additive varies between 0.05% and 2% of commercial product with respect to dry matter.
Como papel soporte de la presente invención se entiende según la misma una base de papel como la empleada, por ejemplo, en la laminación de papeles decorativos. En la elaboración de este papel a partir de fibras reprocesadas o recicladas se utiliza al menos una sustancia tensioactiva además de los reforzantes en húmedo habituales. As a support paper of the present invention, a paper base such as that used for example in the lamination of decorative papers is understood according to it. In the preparation of this paper from reprocessed or recycled fibers, at least one surfactant is used in addition to the usual wet strengths.
55 En el sentido de la presente invención se entiende como laminable, del latín “lamina” en su acepción de “capa”, todos los tipos posibles de unión de varias capas de material. El término material soporte se refiere a unas capas de material sobre o bajo las cuales se puede laminar otra u otras capas. Los laminados se denominan frecuentemente estratificados. Within the meaning of the present invention it is understood as laminable, from the Latin "lamina" in its meaning of "layer", all possible types of joining several layers of material. The term support material refers to layers of material on or under which another or other layers can be laminated. Laminates are often referred to as stratified.
En el sentido de la presente invención se entiende como fibra reprocesada cualquier tipo de material fibroso que se recicle para producir papel, cartón y cartulina, sobre todo papel soporte y que se use en la elaboración de papel, cartón y cartulina, sobre todo de papel soporte. Estos tipos de papel viejo están definidos concretamente según la norma europea EN 643 del CEN. In the sense of the present invention, reprocessed fiber is understood as any type of fibrous material that is recycled to produce paper, cardboard and cardboard, especially support paper and that is used in the production of paper, cardboard and cardboard, especially paper support. These types of old paper are specifically defined according to European standard EN 643 of the CEN.
65 En el sentido de la presente invención se entiende como reforzante en húmedo cualquier tipo de aditivo que aumente las resistencias del papel, cartón, cartulina y papel soporte en estado húmedo, entre otras condiciones. In the sense of the present invention, any type of additive that increases the strength of paper, cardboard, cardboard and paper support in the wet state, among other conditions, is understood as a wet reinforcer.
Además del entrelazamiento mecánico de las fibras durante la formación de las hojas y de la formación de puentes de hidrógeno, que son responsables de la resistencia del papel, los agentes reforzantes en húmedo unen entre otras cosas las fibras en los puntos de contacto y de cruce. Cuando el papel se moja o humedece, perdiendo los puentes de hidrógeno y con ellos la solidez, el agente reforzante en húmedo mantiene una parte de la resistencia del papel In addition to the mechanical entanglement of the fibers during the formation of the sheets and the formation of hydrogen bonds, which are responsible for the strength of the paper, wet reinforcing agents bind, among other things, the fibers at the contact and crossing points. . When the paper becomes wet or damp, losing the hydrogen bonds and with them the solidity, the wetting agent maintains a part of the resistance of the paper
5 en estado húmedo. La resistencia en húmedo se determina, por ejemplo, tensando una tira de papel húmeda en una máquina de ensayos de tracción con avance constante hasta la rotura del papel húmedo. El uso de reforzantes en húmedo es necesario en todos los sectores de aplicación donde el papel se moja o humedece mucho, como por ejemplo en el sector del papel higiénico o decorativo. En el sector del papel decorativo la resistencia en húmedo es una condición indispensable para la etapa de proceso de impregnación por inmersión, en la cual la cinta de papel se conduce a través de un baño de líquido. Muchos de los agentes reforzantes en húmedo deben condensarse y polimerizar en la textura del papel y esto solo sucede parcialmente en la zona de secado de una máquina de papel. Para adquirir totalmente la resistencia en húmedo se requiere en la mayoría de los casos un tiempo de maduración o postmaduración. 5 in the wet state. The wet strength is determined, for example, by tensioning a strip of wet paper in a tensile testing machine with constant advance until the wet paper breaks. The use of wet reinforcers is necessary in all areas of application where the paper becomes very wet or damp, such as in the sector of toilet or decorative paper. In the decorative paper sector, wet strength is an indispensable condition for the immersion impregnation process stage, in which the paper tape is conducted through a liquid bath. Many of the wetting agents must condense and polymerize on the paper texture and this only partially happens in the drying zone of a paper machine. To fully acquire the wet strength, in most cases a maturation or post-ripening time is required.
15 En el sentido de la presente invención se entiende como sustancia tensioactiva cualquier tipo de sustancia que disminuya la tensión superficial o interfacial entre dos fases. Interfase es la superficie entre dos fases inmiscibles. En cambio se habla de una superficie cuando una de las fases es un gas, por ejemplo aire. Las interfases se pueden caracterizar por una tensión interfacial o superficial, que describe el esfuerzo por reducir la interfase. Según su composición química y su aplicación, las sustancias tensioactivas se designan como humectantes, detergentes (tensioactivos, jabones) o emulsionantes. Estas sustancias se distinguen por una estructura polar, que se adsorbe preferentemente en las interfases de un sistema disperso. Así como sustancia “tensioactiva” designa todos estos tipos de sustancia, el término “sustancia surfactante” se limita a aquellas que se adsorben en la “superficie” de un líquido en su límite con la fase gaseosa, por ejemplo en la superficie del agua, lo cual puede producir p.ej. formación de espuma. Within the meaning of the present invention, any type of substance that lowers the surface or interfacial tension between two phases is understood as a surfactant. Interface is the surface between two immiscible phases. On the other hand, there is talk of a surface when one of the phases is a gas, for example air. The interfaces can be characterized by an interfacial or superficial tension, which describes the effort to reduce the interface. Depending on their chemical composition and application, surfactants are designated as humectants, detergents (surfactants, soaps) or emulsifiers. These substances are distinguished by a polar structure, which is preferentially adsorbed at the interfaces of a dispersed system. Just as "surfactant" designates all these types of substance, the term "surfactant substance" is limited to those that adsorb on the "surface" of a liquid at its boundary with the gas phase, for example on the surface of water, which can produce eg foaming.
25 Según la presente invención se designa como capilaridad un efecto producido por la tensión superficial de los líquidos, preferentemente en espacios huecos. El efecto de capilaridad es debido fundamentalmente a las fuerzas moleculares existentes dentro de una sustancia (fuerzas de cohesión) y en la interfase entre un líquido, un cuerpo sólido (pared del recipiente) y un gas (p.ej. aire) (fuerzas de adhesión). En la capilaridad se basa entre otras cosas el efecto absorbente de esponjas, mechas, bayetas y papeles. Cuanto mayor es la superficie interna (por volumen) mayor es el efecto absorbente. Las propiedades de impregnación del papel soporte de la presente invención y la capilaridad definida conforme a la presente invención se caracterizan o son condicionadas por la capacidad de aspiración, el ascenso capilar, el poder de absorción de líquido, la humectación, el ángulo de contacto y la tensión superficial. According to the present invention, an effect produced by the surface tension of the liquids, preferably in hollow spaces, is designated as capillarity. The capillarity effect is mainly due to the molecular forces existing within a substance (cohesion forces) and at the interface between a liquid, a solid body (vessel wall) and a gas (eg air) (forces of accession). Capillarity is based among other things the absorbent effect of sponges, wicks, wipes and papers. The larger the internal surface (by volume) the greater the absorbing effect. The impregnation properties of the support paper of the present invention and the capillarity defined according to the present invention are characterized or conditioned by the suction capacity, the capillary rise, the liquid absorption power, the wetting, the contact angle and surface tension
35 Se usan los términos absolutamente seco y secado al horno. Esta denominación es la norma para la medición del contenido en materia seca del papel y de la celulosa. La determinación se efectúa, por ejemplo, según la norma: BS EN ISO 638 Papel, cartón y fibra - Determinación del contenido en materia seca – método en estufa. La dosificación de los aditivos se calcula normalmente sobre materia seca. 35 The terms absolutely dry and oven dried are used. This designation is the norm for measuring the dry matter content of paper and cellulose. The determination is made, for example, according to the standard: BS EN ISO 638 Paper, cardboard and fiber - Determination of dry matter content - stove method. The dosage of the additives is normally calculated on dry matter.
En otra forma de ejecución del papel soporte según la presente invención la proporción de mezcla de fibra reciclada es superior al 25%, sobre todo entre 40 y 100%, preferiblemente entre 50 y 95%, con especial preferencia entre 70 y 90%, preferiblemente del orden del 75%, con especial preferencia superior al 80%, sobre todo superior al 95% y en especial hasta el 100%, y en concreto la fibra se escoge de un grupo que incluye, por ejemplo, pulpa y/o cartulina In another embodiment of the support paper according to the present invention the proportion of recycled fiber mixture is greater than 25%, especially between 40 and 100%, preferably between 50 and 95%, especially preferably between 70 and 90%, preferably of the order of 75%, with a special preference above 80%, especially above 95% and especially up to 100%, and in particular the fiber is chosen from a group that includes, for example, pulp and / or cardboard
45 kraft, sobre todo de desperdicios de papel corrugado y cartón de grandes almacenes con al menos 70% de papel corrugado y restos de cartón rígido y/o de papeles de embalar, cajas usadas de cartón corrugado, recortes de cartón corrugado sin usar con capas de papel kraft o test liner, cartones corrugados usados con capas de cartulina kraft y/o material acanalado de celulosa y/o pulpa termo-química, cartones corrugados usados con capas de papel test liner o cartulina kraft y al menos una capa de cartulina kraft, sacos usados de pulpa kraft con acabado resistente a la rotura en húmedo o sin él, sacos no usados de pulpa kraft con acabado resistente a la rotura en húmedo o sin él, cartones y papeles usados de pulpa kraft de color natural y/o blanco, recortes de cartones y papeles no usados de pulpa kraft no teñida, bolsas de transporte nuevas de pulpa kraft con o sin papeles resistentes a la rotura en húmedo, embalajes de papel kraft con capas y/o revestimientos múltiples y/o papeles de revistas y periódicos usados, sobre todo de diarios, combinaciones de ellos y similares. 45 kraft, especially of corrugated paper and cardboard waste from department stores with at least 70% corrugated paper and traces of rigid cardboard and / or packaging paper, used corrugated cardboard boxes, unused corrugated cardboard cutouts with layers of kraft paper or test liner, corrugated cardboard used with layers of kraft cardboard and / or corrugated material of cellulose and / or thermo-chemical pulp, corrugated cardboard used with layers of test liner paper or kraft cardboard and at least one layer of kraft cardboard , used bags of kraft pulp with a wet or non-breakage resistant finish, unused bags of kraft pulp with or without a wet break resistant finish, used cartons and papers of natural and / or white color kraft pulp , cardboard cuttings and unused paper of unstained kraft pulp, new kraft pulp transport bags with or without papers resistant to wet breakage, multi-layer and / or multi-layer kraft paper packaging used magazine and newspaper papers, especially newspapers, combinations of them and the like.
55 El contenido de fibra reprocesada respecto al total de fibra se indica porcentualmente. Entre todos los componentes fibrosos también puede haber la llamada fibra virgen, así como fibras artificiales. En este caso las fibras vírgenes obtenidas mediante procesos de disgregación química y/o mecánica son casi siempre más resistentes que las fibras reprocesadas, pero también son más caras. 55 The fiber content reprocessed with respect to the total fiber is indicated as a percentage. Among all the fibrous components there may also be the so-called virgin fiber, as well as artificial fibers. In this case the virgin fibers obtained by chemical and / or mechanical disintegration processes are almost always more resistant than the reprocessed fibers, but they are also more expensive.
Según el proceso de disgregación empleado puede distinguirse fundamentalmente entre fibras que contienen lignina y fibras exentas de lignina. En el caso de las fibras reprocesadas no suele darse tal distinción debido a la mezcla de papeles viejos o incluso de tipos de papel viejo. En cuanto a los parámetros de resistencia puede distinguirse entre resistencias estáticas y dinámicas. Como resistencia estática se entiende la fuerza que puede aguantar un papel Depending on the disintegration process used, it is possible to distinguish fundamentally between lignin-containing fibers and lignin-free fibers. In the case of reprocessed fibers, no such distinction is usually given due to the mixing of old papers or even old paper types. Regarding the resistance parameters, a distinction can be made between static and dynamic resistances. Static resistance is understood as the force that a paper can withstand
65 sometido a una tensión lenta y uniforme. Entre los parámetros de resistencia estática cabe citar por ejemplo la fuerza de rotura, la longitud de rotura, el alargamiento a la rotura, el módulo de elasticidad. Como resistencia dinámica se entiende la fuerza que puede aguantar un papel sometido a una tensión rápida y/o irregular. Entre los parámetros de resistencia dinámica cabe citar por ejemplo la resistencia específica al desgarro progresivo, la resistencia al estallido, el número de pliegues dobles (resistencia al doblado). Como ejemplos de propiedades generales del papel cabe mencionar la lisura, la porosidad, la rugosidad, la permeabilidad al aire, la formación, la rigidez, la planicidad y la 65 subjected to a slow and uniform tension. Parameters of static resistance include, for example, the breaking force, the breaking length, the elongation at break, the modulus of elasticity. Dynamic resistance is understood as the force that a paper subjected to rapid and / or irregular tension can withstand. Dynamic resistance parameters include, for example, the specific resistance to progressive tearing, burst resistance, the number of double folds (bending resistance). Examples of general properties of the paper include smoothness, porosity, roughness, air permeability, formation, stiffness, flatness and
5 opacidad. 5 opacity.
Las correspondientes proporciones de fibra reprocesada también pueden influir especialmente en las propiedades del papel soporte de la presente invención. En relación con la tendencia a la reducción de gramajes mencionada al principio son de especial importancia los parámetros de resistencia que puedan alcanzarse y en cuanto al proceso de impregnación las propiedades absorbentes del papel soporte de la presente invención. La composición con las respectivas partes necesarias para obtener la mezcla final de fibras se prepara en función de las resistencias y propiedades que requiere el producto terminado. Para una mezcla final de fibras formada por un 100% de mezcla de fibras reprocesadas se necesitan procesos de producción optimizados y un conocimiento técnico especial. La fibra reprocesada también puede designarse como papel viejo. En la norma europea EN 643 del CEN se registran los The corresponding proportions of reprocessed fiber can also especially influence the properties of the support paper of the present invention. In relation to the tendency to reduce weights mentioned at the beginning, the resistance parameters that can be achieved are particularly important and as regards the impregnation process the absorbent properties of the support paper of the present invention. The composition with the respective parts necessary to obtain the final fiber mixture is prepared according to the strengths and properties required by the finished product. Optimized production processes and special technical knowledge are required for a final fiber blend consisting of a 100% reprocessed fiber blend. Reprocessed fiber can also be designated as old paper. European standard EN 643 of the CEN registers
15 tipos de papel viejo en diferentes clases según sus características y procedencia. Para la presente invención son de especial importancia los tipos de papel viejo de la clase II. 15 types of old paper in different classes according to their characteristics and origin. The types of old paper of class II are of particular importance for the present invention.
En otra forma de ejecución del papel soporte de la presente invención el reforzante en húmedo como primer aditivo se elige de un grupo de compuestos formado en concreto por resinas de epiclorhidrina, resinas de urea- o melaninaformaldehído, resinas fenólicas, dispersiones acrílicas, dispersiones de resinas sintéticas a base de ésteres de ácido acrílico y/o estireno-butadieno, dispersiones de poliuretano, dispersiones poliolefínicas, resinas poliamidoamínicas, resinas de poliamidoamino-epiclorhidrina, combinaciones de ellas y análogas. El modo en que los reforzantes en húmedo de estos grupos unen las fibras en los puntos de contacto y de cruce de la red fibrosa ya se ha descrito anteriormente. In another embodiment of the support paper of the present invention, the wet reinforcer as the first additive is chosen from a group of compounds formed in particular by epichlorohydrin resins, urea- or melaninformaldehyde resins, phenolic resins, acrylic dispersions, resin dispersions synthetic esters based on acrylic acid and / or styrene-butadiene esters, polyurethane dispersions, polyolefin dispersions, polyamidoamine resins, polyamidoamine-epichlorohydrin resins, combinations thereof and the like. The way in which the wet reinforcers of these groups join the fibers at the contact and crossing points of the fibrous network has already been described above.
25 En otra forma de ejecución del papel soporte de la presente invención la sustancia tensioactiva como segundo aditivo se selecciona de un grupo de compuestos que se adsorben especialmente en las superficies límite. Según sus grupos químicos funcionales los aditivos se distinguen en compuestos bifuncionales, aniónicos, no iónicos y catiónicos. La propiedad característica de todas las sustancias tensioactivas es su estructura polar, debida en casi todos los casos a, como mínimo, un radical hidrocarbonado lipófilo y a, como mínimo, un grupo funcional hidrófilo, con la que se adsorben preferentemente en las superficies límite de un sistema disperso. In another embodiment of the support paper of the present invention, the surfactant as a second additive is selected from a group of compounds that are adsorbed especially on the boundary surfaces. According to their functional chemical groups, the additives are distinguished in bifunctional, anionic, non-ionic and cationic compounds. The characteristic property of all surfactants is their polar structure, due in almost all cases to at least one lipophilic hydrocarbon radical and at least one hydrophilic functional group, with which they are preferably adsorbed on the boundary surfaces of a scattered system
Como ejemplos de sustancias tensioactivas cabe citar: compuestos anfifílicos (bifuncionales) con al menos una parte molecular hidrófoba y otra hidrófila, y una cadena hidrocarbonada de ocho hasta veintidós átomos de carbono, Examples of surfactants include: amphiphilic (bifunctional) compounds with at least one hydrophobic and one hydrophilic molecular part, and a hydrocarbon chain of eight to twenty two carbon atoms,
35 cadenas de (dimetil)siloxano, cadenas hidrocarbonadas perfluoradas. 35 (dimethyl) siloxane chains, perfluorinated hydrocarbon chains.
Como ejemplos de tensioactivos aniónicos cabe citar concretamente los jabones, los sulfonatos de alquilbenceno lineales, los alcanosulfonatos, los sulfatos de alquilo, los sulfatos de alquiléter, los sulfatos de alquilo graso-polietilenglicoléter, los sulfatos de alquilo graso. Examples of anionic surfactants include, in particular, soaps, linear alkylbenzene sulphonates, alkanesulfonates, alkyl sulfates, alkyl ether sulfates, fatty alkyl polyethylene glycol ether sulfates, fatty alkyl sulfates.
Como ejemplos de tensioactivos no iónicos cabe citar concretamente los alquilo graso-polietilenglicoléteres, los etoxilatos de alcoholes grasos, los condensados de ácidos grasos, los copolímeros de óxido de etileno/óxido de propileno (EO/PO), los etoxilatos de alquilfenol, los ésteres de ácido graso del sorbitán, el mono-(di, tri)laurato, oleato, -palmitato, -estearato de sorbitán, los polisorbatos, los sesquioleatos de sorbitán, los alquilpoliglucósidos, la Examples of non-ionic surfactants include, in particular, fatty alkyl polyethylene glycol ethers, ethoxylates of fatty alcohols, condensates of fatty acids, ethylene oxide / propylene oxide (EO / PO) copolymers, alkylphenol ethoxylates, esters of sorbitan fatty acid, mono- (di, tri) laurate, oleate, -palmitate, sorbitan stearate, polysorbates, sorbitan sesquioleates, alkyl polyglucosides,
45 N-metilglucamida, los alquilfenolpolietilenglicoléteres, los alcoholes grasos, los alcoholes oxo, los alcoholes Ziegler, los alquilfenoles y el óxido de etileno. 45 N-methylglucamide, alkylphenolpolyethylene glycol ethers, fatty alcohols, oxo alcohols, Ziegler alcohols, alkylphenols and ethylene oxide.
Como ejemplos de tensioactivos catiónicos cabe citar especialmente los compuestos de amonio cuaternario con grupos hidrófobos, las sales de aminas primarias de cadena larga. Examples of cationic surfactants include, especially, quaternary ammonium compounds with hydrophobic groups, the salts of primary long chain amines.
Son ejemplos de tensioactivos anfóteros, en concreto, las betaínas, los aminoácidos tensioactivos, las N-(acilamidoalquil)betaínas, el óxido de propileno. Examples of amphoteric surfactants are, in particular, betaines, surfactant amino acids, N- (acylamidoalkyl) betaines, propylene oxide.
Otros ejemplos de sustancias tensioactivas son los polielectrolitos, los emulsionantes, los agentes humectantes y 55 dispersantes, los agentes hidratantes y los polisacáridos, sobre todo el sorbitol. Other examples of surfactants are polyelectrolytes, emulsifiers, wetting and dispersing agents, moisturizing agents and polysaccharides, especially sorbitol.
En otra forma de ejecución del papel soporte de la presente invención la suspensión de fibras puede contener más aditivos, que se dosifican controladamente en el proceso de elaboración del papel como sustancias auxiliares o aditivos para conseguir ciertas propiedades, efectos y condiciones operativas o que ya están contenidas de forma modificada en la fibra reprocesada o en el papel viejo. En concreto puede tratarse de agentes de retención, agentes deshidratantes, sistemas duales de agentes de retención o de micropartículas, reforzantes en húmedo y en seco, cargas y/o pigmentos escogidos, sobre todo, de un grupo formado por talco, dióxido de titanio, hidróxido de aluminio, bentonita, sulfato bárico, carbonato cálcico, caolín, yeso, componentes aglutinantes, componentes de tinción, desespumantes, desaireantes, biocidas, enzimas, agentes de blanqueo, aclarantes ópticos, colorantes, colorantes 65 matizadores, captadores de impurezas, precipitantes (fijadores), humectantes, reguladores de pH, combinaciones de In another embodiment of the support paper of the present invention, the fiber suspension may contain more additives, which are controlled in the papermaking process as auxiliary substances or additives to achieve certain properties, effects and operating conditions or that are already contained in modified form in the reprocessed fiber or in the old paper. In particular, they may be retention agents, dehydrating agents, dual systems of retention agents or microparticles, wet and dry reinforcing agents, fillers and / or pigments chosen, above all, a group consisting of talc, titanium dioxide, aluminum hydroxide, bentonite, barium sulfate, calcium carbonate, kaolin, gypsum, binder components, staining components, defoamers, deaerating agents, biocides, enzymes, bleaching agents, optical clarifiers, dyes, dyes 65 shakers, impurity scavengers, precipitants ( fixatives), moisturizers, pH regulators, combinations of
ellos y similares. Sin embargo, además de la función esperada, los aditivos también pueden provocar efectos no deseados por interacción y entonces influyen negativamente en el proceso como “materiales extraños”. They and the like. However, in addition to the expected function, the additives can also cause unwanted effects by interaction and then negatively influence the process as "foreign materials."
En otra forma de ejecución del papel soporte de la presente invención la sustancia tensioactiva se añade en una In another embodiment of the support paper of the present invention the surfactant is added in a
5 proporción del 0,1% hasta el 3%, preferiblemente del 0,5% hasta el 1,25%, con mayor preferencia del 0,1% hasta el 1,5% o del 0,5% hasta el 1 %, con especial preferencia del intervalo 0 < x : 2% y preferentemente del 1%, 1,5% o 2% respecto a materia totalmente seca. Dichos márgenes de dosificación de la sustancia tensioactiva se fijaron mediante series de ensayos y representan un intervalo de actuación optimizado para la consecución de las mejores propiedades del papel, sobre todo para el incremento de la capilaridad. 5 proportion of 0.1% to 3%, preferably 0.5% to 1.25%, more preferably 0.1% to 1.5% or 0.5% to 1%, with special preference of the range 0 <x: 2% and preferably 1%, 1.5% or 2% with respect to totally dry matter. Said dosage ranges of the surfactant substance were set by series of tests and represent an optimized range of performance for the achievement of the best properties of the paper, especially for increasing capillarity.
El papel soporte se puede elaborar del modo siguiente: en un proceso conocido como acondicionamiento del material de partida se prepara una suspensión acuosa de fibra. La suspensión de fibra pasa preferiblemente por una fase de clasificación a presión de 2 etapas y un proceso de limpieza en 3 etapas. En la clasificación a presión se emplean preferiblemente tamices con ranuras de 0,2 a 0,3 mm de ancho, en concreto de 0,25 mm. Otras fases del The backing paper can be made as follows: in a process known as conditioning the starting material an aqueous fiber suspension is prepared. The fiber suspension preferably goes through a 2-stage pressure classification phase and a 3-stage cleaning process. In the pressure classification, sieves with slots 0.2 to 0.3 mm wide, specifically 0.25 mm, are preferably used. Other phases of
15 proceso pueden consistir en operaciones de dispersión y/o eliminación de cenizas. Además de otras sustancias auxiliares o aditivos químicos que influyen tanto en el proceso de producción del papel como en sus características, a esta suspensión de fibras se le agrega un reforzante en húmedo y una sustancia reductora de la tensión interfacial, es decir un tensioactivo. Una vez incorporadas todas las materias primas / aditivos, la suspensión acuosa de fibras preparada poco antes de entrar en la máquina de papel también se denomina producto terminado. Con las etapas de deshidratación/formación de hoja, prensado, secado, alisado – dado el caso – y enrollado del proceso realizado en la máquina de papel queda listo el papel soporte básico. Tras un tiempo de maduración, dado el caso, durante el cual se alcanza la resistencia en húmedo definitiva, el papel soporte está preparado para la impregnación. En este proceso, por ejemplo, la cinta de papel soporte se conduce a través de un baño de inmersión, donde se impregna con una resina. The process may consist of dispersal and / or ash removal operations. In addition to other auxiliary substances or chemical additives that influence both the paper production process and its characteristics, a wet reinforcer and an interfacial tension reducing substance, i.e. a surfactant, are added to this fiber suspension. Once all the raw materials / additives have been incorporated, the aqueous fiber suspension prepared shortly before entering the paper machine is also called a finished product. With the stages of dehydration / sheet formation, pressing, drying, smoothing - if necessary - and winding the process performed on the paper machine, the basic support paper is ready. After a maturation time, if necessary, during which the definitive wet strength is reached, the backing paper is prepared for impregnation. In this process, for example, the paper support tape is conducted through an immersion bath, where it is impregnated with a resin.
25 En otra forma de ejecución preferida el papel soporte se protege pasivando los carbonatos incorporados, entre otras vías, a través del papel viejo, a fin de evitar en lo posible la liberación de CO2 debida al desplazamiento del pH. Así, por ejemplo, el carbonato contenido se puede pasivar con la adición de pequeñas cantidades de ácido fosfórico. Para impedir el desplazamiento del pH también pueden añadirse a la fibra sistemas tampón adecuados. In another preferred embodiment, the support paper is protected by passivating the incorporated carbonates, among other ways, through the old paper, in order to avoid as much as possible the release of CO2 due to the pH displacement. Thus, for example, the carbonate content can be passivated with the addition of small amounts of phosphoric acid. To prevent pH displacement, suitable buffer systems can also be added to the fiber.
Por último otro aspecto de la presente invención incluye la adición de agentes hidrofobantes, en concreto para poder regular y ajustar selectivamente la capacidad de penetración en el papel soporte mediante la incorporación de dos sustancias auxiliares de efecto contrapuesto, es decir, sobre todo, entre agentes tensioactivos e hidrofobantes. Finally, another aspect of the present invention includes the addition of hydrophobic agents, in particular to be able to selectively adjust and adjust the penetration capacity in the support paper by incorporating two auxiliary substances of opposite effect, that is, above all, between agents. surfactants and hydrophobents.
35 Así, la adición de un agente hidrofobante reduce la velocidad de humectación y puede amortiguar concretamente la súbita hidratación provocada, dado el caso, por la incorporación del tensioactivo. Thus, the addition of a hydrophobic agent reduces the wetting rate and can specifically dampen the sudden hydration caused, if necessary, by the incorporation of the surfactant.
El objetivo de la presente invención se resuelve asimismo mediante un proceso de elaboración de un papel soporte según la reivindicación 1. El proceso consta en detalle de las siguientes etapas: The objective of the present invention is also solved by a process of making a support paper according to claim 1. The process consists in detail of the following steps:
• Preparación de una suspensión con al menos una parte de mezcla de fibras reprocesadas y un reforzante en húmedo como primer aditivo, preferiblemente en un proceso de acondicionamiento del material. Esta etapa constituye una condición previa del proceso de producción de papel (decorativo/soporte). El primer aditivo se incorpora preferiblemente en el proceso de acondicionamiento de material, pero también puede agregarse, al • Preparation of a suspension with at least a part of the reprocessed fiber mixture and a wet reinforcer as the first additive, preferably in a material conditioning process. This stage constitutes a precondition for the paper production process (decorative / support). The first additive is preferably incorporated into the material conditioning process, but can also be added, to the
45 menos parcialmente, en la parte constante. 45 less partially, in the constant part.
- • •
- Adición a la suspensión preparada de una sustancia tensioactiva, como segundo aditivo, en la parte constante de un proceso de producción de papel. El método de la presente invención se caracteriza por la adición de la sustancia tensioactiva. En esta etapa del proceso es importante lograr una homogeneización óptima de la sustancia tensioactiva en la suspensión terminada, evitando la entrada de aire en el sistema, que suele notarse mediante la formación de burbujas o de espuma. Addition to the prepared suspension of a surfactant substance, as a second additive, in the constant part of a paper production process. The method of the present invention is characterized by the addition of the surfactant. At this stage of the process it is important to achieve an optimal homogenization of the surfactant in the finished suspension, avoiding the entry of air into the system, which is usually noticed by the formation of bubbles or foam.
- • •
- Elaboración de un papel soporte a partir de dicha suspensión en una máquina de papel, concretamente sobre un tamiz longitudinal, en particular con vibración y con o sin drenaje, en caso necesario con formador híbrido superpuesto y conducción de la cinta a través de una calandria. Esta etapa del proceso demuestra algunas condiciones límite de la producción. Preparation of a support paper from said suspension in a paper machine, specifically on a longitudinal sieve, in particular with vibration and with or without drainage, if necessary with superimposed hybrid formator and conduction of the belt through a calender. This stage of the process demonstrates some production limit conditions.
55 El proceso de la presente invención anteriormente descrito también puede incluir la siguiente etapa adicional. The process of the present invention described above may also include the following additional step.
- • •
- Impregnación del papel soporte con una resina sintética, que consiste concretamente en un recubrimiento de resina, una infiltración por resina y/o una inmersión en resina para obtener un material compuesto de partículas, especialmente de fibras. En los materiales compuestos de partículas o de fibras las partículas o fibras están embebidas en otro componente del compuesto, la llamada matriz. El proceso de la presente invención anteriormente descrito también puede incluir la siguiente etapa adicional. Impregnation of the support paper with a synthetic resin, which consists specifically of a coating of resin, a resin infiltration and / or a resin immersion to obtain a composite material of particles, especially of fibers. In particulate or fiber composite materials the particles or fibers are embedded in another component of the compound, the so-called matrix. The process of the present invention described above may also include the following additional step.
- • •
- Formación de una pila de papeles soporte, aplicando presión y temperatura para obtener un material compuesto estratificado. Con esta etapa, además de la elaboración del propio papel soporte también se reivindica el uso del mismo para producir un material compuesto estratificado. Formation of a stack of supporting papers, applying pressure and temperature to obtain a stratified composite material. With this stage, in addition to the preparation of the support paper itself, the use thereof is also claimed to produce a laminated composite.
65 La presente invención también incluye el uso del papel soporte como componente de materiales compuestos, sobre todo en estratificados, en concreto placas compactas (en parte de hasta 10 mm de grosor), materiales compuestos de fibras, materiales compuestos de partículas y materiales compuestos de poro abierto. De esta manera el uso del papel soporte abarca todas las formas geométricas del compuesto. The present invention also includes the use of backing paper as a component of composite materials, especially in laminates, in particular compact plates (partly up to 10 mm thick), fiber composite materials, particle composite materials and composite materials. open pore In this way the use of the support paper covers all the geometric shapes of the compound.
La presente invención también incluye el uso del papel soporte como material de base para estratificados laminados, The present invention also includes the use of backing paper as a base material for laminated laminates,
5 sobre todo para revestimientos, papeles decorativos, láminas y velos no tejidos, y/o como capa de acabado, sobre todo como revestimiento y papel preimpregnado y/o como material de base sobre placas soporte, en particular de tableros de madera, como por ejemplo planchas de aglomerado, tableros de virutas orientadas (OSB), tableros de fibras de densidad alta o media, tableros de madera contrachapada, materiales de madera unidos con productos minerales sobre una base de plástico, tableros de madera maciza, encimeras, revestimientos de suelos, y de modo 5 especially for coatings, decorative papers, non-woven sheets and veils, and / or as a topcoat, especially as a coating and prepreg paper and / or as a base material on support plates, in particular of wooden boards, as per example chipboard, oriented chipboard (OSB), high or medium density fiber boards, plywood boards, wood materials bonded with mineral products on a plastic base, solid wood boards, countertops, floor coverings , and so
10 preferente para elaborar materiales compuestos de fibras, por ejemplo plásticos reforzados con fibras naturales, productos compuestos de madera-plástico y de fibra-cerámica, y/o como reverso, sobre todo como papel regenerado para recubrir el dorso, especialmente de laminados, placas con revestimiento superficial como tableros de madera, paneles, combinaciones de los mismos y similares. Con los citados ejemplos de productos el papel soporte de la presente invención cubre su uso como material de base para todas las estructuras estratificadas imaginables. 10 preferred for making fiber composite materials, for example plastic reinforced with natural fibers, wood-plastic and fiber-ceramic composite products, and / or on the back, especially as regenerated paper to cover the back, especially laminates, plates with surface coating such as wooden boards, panels, combinations thereof and the like. With the cited examples of products, the support paper of the present invention covers its use as a base material for all imaginable stratified structures.
15 La principal ventaja del papel soporte de la presente invención es el empleo, al menos en parte, de fibra reciclada, lo cual permite ahorrar en costes de materia prima, incrementar las cuotas de reciclaje y fomentar el uso sostenible de materias primas renovables. The main advantage of the support paper of the present invention is the use, at least in part, of recycled fiber, which allows to save on raw material costs, increase the recycling quotas and promote the sustainable use of renewable raw materials.
20 Otras ventajas del papel soporte de la presente invención respecto al estado técnico pueden consistir, entre otras, en que, a pesar del empleo de al menos una parte de fibra reprocesada, se cumplen las exigencias de resistencia, impregnabilidad y propiedades del papel y/o incluso las superan. Other advantages of the support paper of the present invention with respect to the technical state may consist, among others, in that, despite the use of at least a part of reprocessed fiber, the requirements of strength, impregnability and properties of the paper are met and / or even overcome them.
La presente invención se explica seguidamente mediante ejemplos de ejecución preferidos, teniendo en cuenta que The present invention is explained below by preferred embodiments, taking into account that
25 incluyen modificaciones o complementos que resultan evidentes para el especialista. Además estos ejemplos de ejecución preferidos no suponen ninguna limitación, en el sentido de que sus modificaciones o complementos caen dentro del alcance de la presente invención. 25 include modifications or complements that are evident to the specialist. Furthermore, these preferred embodiments do not imply any limitation, in the sense that their modifications or complements fall within the scope of the present invention.
Según el estado técnico, en la elaboración de papel soporte se usan gramajes comprendidos entre 40 y 400 g/m2, Depending on the technical state, weights are used between 40 and 400 g / m2 in the preparation of support paper,
30 preferiblemente entre 140 y 300 g/m2, con especial preferencia entre 150 y 250 g/m2, sobre todo superiores a 150 g/m2, de fibra virgen de cartulina kraft y en particular también de pulpa kraft. La fibra virgen viene idealmente de una producción previa de celulosa acoplada, sin ninguna fase de secado intercalada, con lo cual no tiene lugar ninguna cornificación notable de la fibra. La cornificación influye en las características superficiales de las fibras y puede tener un efecto negativo en la resistencia y en la capilaridad o el poder de absorción del papel soporte acabado. 30 preferably between 140 and 300 g / m2, with particular preference between 150 and 250 g / m2, especially greater than 150 g / m2, of virgin kraft cardboard fiber and in particular also of kraft pulp. The virgin fiber ideally comes from a previous production of coupled cellulose, without any phase of intercalated drying, whereby no notable cornification of the fiber takes place. Cornification influences the surface characteristics of the fibers and can have a negative effect on the strength and capillarity or absorption power of the finished support paper.
35 También son constatables otras diferencias de capilaridad entre las fibras que contienen lignina y las que no llevan lignina. En comparación con las fibras exentas de lignina, las que contienen lignina muestran un poder de absorción disminuido a causa de las propiedades hidrófobas de su superficie. 35 Other capillarity differences are also found between fibers that contain lignin and those that do not carry lignin. Compared to lignin-free fibers, those containing lignin show decreased absorption power due to the hydrophobic properties of their surface.
En cambio el papel soporte de la presente invención se elabora con un contenido de hasta 100% de fibra reciclada. In contrast, the support paper of the present invention is made with a content of up to 100% recycled fiber.
40 En un ejemplo de ejecución preferido, como fibra reprocesada se usaron en su mayor parte tipos de papel viejo de pulpa virgen no blanqueada. La hoja de papel soporte se formó en la máquina con un gramaje comprendido entre 40 y 400 g/m2, por ejemplo en una sola capa sobre un tamiz longitudinal, con otro tamiz de deshidratación superpuesto, en particular un formador híbrido, y/o drenaje posterior. 40 In a preferred exemplary embodiment, as reprocessed fiber, mostly old paper types of unbleached virgin pulp were used. The sheet of support paper was formed in the machine with a weight between 40 and 400 g / m2, for example in a single layer on a longitudinal sieve, with another overlapping dewatering sieve, in particular a hybrid former, and / or drain later.
45 El criterio de calidad para los ensayos en serie en las etapas del proceso de producción fue la influencia positiva en la capilaridad del papel soporte. 45 The quality criterion for the series tests in the stages of the production process was the positive influence on the capillarity of the support paper.
La dosificación de una sustancia tensioactiva permitió alcanzar una capilaridad al menos comparable en el papel soporte de la presente invención, lo cual puede apreciarse, entre otras cosas, por un ascenso capilar parecido. Al The dosage of a surfactant allowed to achieve a capillarity at least comparable in the support role of the present invention, which can be seen, among other things, by a similar capillary rise. To the
50 mismo tiempo se pudo mejorar la resistencia en húmedo, de manera que se obtuvo un aumento de la resistencia a la rotura longitudinal (en húmedo) del orden del 20% respecto al estado técnico. La mejora de la impregnabilidad es atribuible a una mejor resistencia en húmedo del papel soporte. A continuación se presenta una confrontación más detallada, haciendo referencia a los valores tabulados. At the same time, the wet strength could be improved, so that an increase in the resistance to longitudinal breakage (wet) of the order of 20% with respect to the technical state was obtained. The improvement in impregnability is attributable to a better wet strength of the support paper. Below is a more detailed confrontation, referring to tabulated values.
55 La tabla 1 es una confrontación de parámetros comparativos del papel soporte. Se comparan entre sí los parámetros de ascenso capilar, resistencia a la rotura longitudinal (en seco), resistencia a la rotura longitudinal (en húmedo) y permeabilidad al aire del estado técnico (100% de fibra virgen/0% de papel viejo), del caso con 100% de papel viejo y del papel soporte de la presente invención. El papel soporte de la presente invención tiene un ascenso capilar y una permeabilidad al aire al nivel del estado técnico; la resistencia a la rotura longitudinal (en seco) se reduce a la 55 Table 1 is a comparison of comparative parameters of the support paper. The parameters of capillary rise, resistance to longitudinal rupture (dry), resistance to longitudinal rupture (wet) and air permeability of the technical state (100% virgin fiber / 0% old paper) are compared to each other, of the case with 100% old paper and the support paper of the present invention. The support paper of the present invention has a capillary rise and an air permeability at the level of the technical state; the resistance to longitudinal breakage (dry) is reduced to
60 mitad y la resistencia a la rotura longitudinal (en húmedo) es un 20% mayor que en el estado técnico. 60 half and the resistance to longitudinal breakage (wet) is 20% higher than in the technical state.
Tabla 1: confrontación de parámetros comparativos del papel soporte Table 1: comparison of comparative parameters of the support paper
- Parámetros: Parameters:
- Tipos de papel (composición de fibras) Paper types (fiber composition)
- Estado técnico (100% de fibra virgen/0% de papel viejo) Technical status (100% virgin fiber / 0% old paper)
- 100% de papel viejo Papel soporte de la presente invención 100% old paper Support paper of the present invention
- Ascenso capilar Hair rise
- 100% 40% 100% 100% 40% 100%
- Resistencia a la rotura longitudinal en seco Resistance to longitudinal dry breakage
- 100% 70% 50% 100% 70% fifty%
- Resistencia a la rotura longitudinal en húmedo Resistance to longitudinal wet breakage
- 100% 50% 120% 100% fifty% 120%
- Permeabilidad al aire Air permeability
- 100% 20% 100% 100% twenty% 100%
Claims (11)
- • •
- Preparación de una suspensión con al menos una parte de mezcla de fibras reprocesadas y un reforzante en húmedo como primer aditivo, preferiblemente en un proceso de acondicionamiento del material. Preparation of a suspension with at least a part of reprocessed fiber mixture and a wet reinforcer as the first additive, preferably in a material conditioning process.
- • •
- Adición a la suspensión preparada de una sustancia tensioactiva como segundo aditivo, en la parte constante de un proceso de producción de papel. Addition to the prepared suspension of a surfactant as a second additive, in the constant part of a paper production process.
- • •
- Elaboración de un papel soporte a partir de dicha suspensión en una máquina de papel, concretamente sobre Preparation of a support paper from said suspension in a paper machine, specifically on
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