ES2593680T3 - Sustrato fibroso que contiene fibras y polisacárido nanofibrilar - Google Patents

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Abstract

Un sustrato fibroso monocapa que comprende, en peso seco en comparación con el peso del sustrato: - entre 39,9% y 87,9% de fibras naturales refinadas a entre 50 y 95 °SR; - entre 12% y 60% de polisacárido nanofibrilar que tiene un diámetro, o espesor entre 5 y 100 nanómetros y una longitud menor de 1 micrómetro; y - entre 0,1% y 4% de al menos un agente de retención.

Description

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DESCRIPCION
Sustrato fibroso que contiene fibras y polisacarido nanofibrilar Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a un sustrato que contiene fibras naturales refinadas y polisacarido nanofibrilar, teniendo el sustrato propiedades de barrera.
El campo de uso de la presente invencion se refiere, en particular, al procesamiento de envasado de agroalimentos tales como por ejemplo en envases para agroalimentos o bolsas de agroalimento para mascotas.
Este sustrato fibroso puede usarse para envasar sustancias grasas tales como mantequilla, por ejemplo. Puede usarse tambien en el campo de especialidades de papel que requieren un cierto nivel de barrera para los disolventes u otros compuestos organicos. Como un ejemplo de tales compuestos organicos, que estan revestidos con silicona para conseguir las propiedades de liberacion necesarias como por ejemplo en papeles de liberacion para etiquetas autoadhesivas pueden mencionarse. Puede preverse su uso tambien en aplicaciones de filtracion como una membrana o sustrato de membrana para filtracion.
Tecnica anterior
El almacenamiento, transporte, manipulacion y ciclo de vida de agroalimentos de un envase que contiene en particular agroalimentos grasos, tales como mantequilla, o un agroalimento para mascotas generalmente requiere envasado, que tiene propiedades de barrera contra sustancias grasas, en particular debido a la naturaleza de los agroalimentos y propiedades mecanicas adecuadas incluyendo resistencia al desgarro. Generalmente, estos papeles se tratan especificamente para evitar cualquier impregnacion grasa y difusion dentro del envase. Las sustancias grasas no solo pueden provocar manchas que aprecian en el exterior del envase sino que tambien pueden alterar la resistencia mecanica del papel.
Para resolver estos problemas, se han considerado diversas soluciones.
La primera solucion consiste en tratar las superficies de los papeles, sustratos fibrosos porosos o la masa fibrosa con fluor para obtener una energia superficial menor que la tension superficial de la grasa. En consecuencia, la grasa no puede “humedecer” estos sustratos fibrosos fluorados. Ademas, la cantidad de fluor puede ajustarse de acuerdo con la aplicacion final considerada.
Por ejemplo, dentro del alcance de las bolsas de agroalimento para mascotas, la cantidad de fluor puede variar de 0,420 a 3,5 kg por tonelada de fibras de celulosa que constituyen el sustrato fibroso.
Una segunda solucion consiste en usar papel encerado obtenido apergaminando fibras de celulosa. Sin embargo, este tipo de sustrato tiene una baja resistencia al desgarro, que lo hace inadecuado para la fabricacion de bolsas. De hecho estas clases de bolsas a menudo se desgarran cuando caen durante las operaciones de manipulacion.
Otras opciones mas costosas consisten en revestir, fuera de linea, polimeros sobre las superficies del sustrato de celulosa que estan entrando en contacto con las sustancias grasas para formar una capa de barrera para la grasa. Estos polimeros son de la familia del polietileno (PE), polipropileno (PP), polietilen tereftalato (PET), alcohol etilen vinilico (EVOH) y acetato de etilen vinilo (EVA) o similares.
El documento US-2002/136913 describe un producto fibroso que comprende una barrera para el vapor de agua, obtenido revistiendo una dispersion acuosa sobre una maquina de papel.
El documento WO 2011/056130 indica que el polimero usado en el tratamiento superficial reduce la resistencia al plegado necesaria para formar un envase. Este documento describe un metodo alternativo, que consiste en reemplazar entre 0,5% y 20% en peso de polimeros sinteticos o polisacaridos en una dispersion acuosa con celulosa microfibrilada. Sin embargo, las propiedades de barrera contra la grasa para este tipo de sustrato estan limitadas en el tiempo, 32 - 48 horas.
El documento WO 2011/078770 describe una estructura fibrosa sobre la cual se revisten dos capas de 0,1 g a 10 g de celulosa microfibrilada. Este sustrato se reviste despues con un revestimiento de polietileno doble para un peso total de 24 g/m2.
El documento US-2011/0223401 describe un producto fibroso revestido con un biopolimero y que tiene una capa de barrera obtenida por metalizacion al vacio.
Este tipo de capa superficial generalmente tiene un peso de al menos 10 gramos, o incluso mayor de 14 g/m2. Para producir las propiedades de barrera deseadas, el sustrato carece de orificios y burbujas de aire. En consecuencia, esta tecnica puede ser relativamente cara porque su resultado depende de la calidad del
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revestimiento y el secado. Ademas, las propiedades obtenidas pueden ser insuficientes porque este tratamiento no bloquea la migracion de grasa en los bordes del envase.
En consecuencia, los inconvenientes relacionados con esta tecnica limitan su implementacion a mercados muy especificos.
La tecnica anterior comprende otras opciones que son particularmente complicadas de implementar a escala industrial.
Por ejemplo, los documentos WO 2011/147823 y WO 2011/14825 describen peliculas de 100% celulosa nanofibrilada secada al aire durante 24 horas. Tal etapa es dificil de implementar para producir materiales de barrera a una escala industrial.
El documento WO 2011/005181 describe un proceso de preparacion de sustratos de barrera que incluye preparacion de pelicula que contiene diversos contenidos de monosacaridos, oligosacaridos y polisacaridos, que requieren que tales preparaciones se revistan sobre una pelicula de PET de 38 pm y secada permitiendo una evaporacion lenta del agua a temperatura ambiente.
Otras opciones proponen anadir celulosa microfibrilada a la masa.
No obstante, estos sustratos tienen propiedades de barrera contra la grasa que son menores que las de los sustratos fluorados. O el espesor de la capa de microfibrillas es insuficiente, o la morfologia de las nanofibrillas no es adecuada dada la ausencia de refinado de fibra en las composiciones a las que se anaden estas microfibrillas.
Los documentos WO 2010/14825 y WO 2010/142846 describen sustratos fibrosos cuyos contenidos de fibra no superan el 30%. Estos sustratos comprenden una celulosa nanofibrilar (NFC) anadida al extremo humedo, cuyo contenido varia del 25% al 100%.
Ademas, el proceso descrito en estos dos documentos es complejo dado que el sustrato, cuando se esta secando, contiene entre 50% y 100% de disolvente organico.
Los otros problemas relacionados con el sustrato en la tecnica anterior se refieren a:
- resistencia al plegado. Aunque estos sustratos se estan usando, pueden formarse muchos pliegues que debilitan las propiedades de barrera en estos pliegues;
- limitacion para aplicaciones de barrera que requieren de resistencia al desgarro.
El solicitante ha desarrollado un sustrato que resuelve los problemas de la tecnica anterior y en particular da propiedades de barrera mientras asegura resistencia al plegado y resistencia al desgarro, y hace esto sin requerir el uso de productos fluoroquimicos, un apergaminado o un tratamiento polimerico.
Descripcion de la invencion
La presente invencion se refiere a un sustrato que contiene fibras de celulosa que tienen propiedades de barrera para las sustancias grasas y que son repelentes del agua. En una manera ventajosa, este sustrato de barrera no comprende derivados fluorados. Puede usarse muy en particular en la fabricacion de envases de procesamiento de agroalimentos que requieren una barrera para la grasa. En particular se refiere al almacenamiento de agroalimentos para mascotas, o al almacenamiento de sustancias grasas tales como mantequilla.
Mas especificamente, la presente invencion se refiere a un sustrato fibroso de una sola capa que comprende, en peso en seco en comparacion con el peso en seco de dicho sustrato:
- entre 39,9% y 87,9% de fibras naturales refinadas a entre 50 y 0SR;
- entre 12% y 60% de polisacaridos nanofibrilares que tienen un diametro, o espesor, entre 5 y 100 nanometros, y una longitud menor de 1 micrometro; y
- entre 0,1% y 4% de al menos un agente de retencion.
El sustrato fibroso monocapa identificado en la invencion presenta ventajosamente una baja voluminosidad antes del calandrado, es decir una relacion espesor/gramaje menor de 1,4, incluso ventajosamente menor de 1,14. La voluminosidad es la relacion entre el espesor del sustrato, expresado en micrometros, y el peso por unidad de area superficial, es decir el gramaje del sustrato expresado en gramos por metro cuadrado.
Sin desear quedar ligado a teoria particular alguna, el solicitante cree que las propiedades de barrera contra la grasa son el resultado de la densidad del sustrato. Usando fibras altamente refinadas no se suministra la densidad que dan las propiedades de barrera esperadas. En contraste, la combinacion de refinado/nanofibrilla hace que el sustrato sea mas denso para suministrar una relacion espesor/gramaje satisfactoria, es decir voluminosidad.
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En una manera ventajosa, la relacion de espesor/gramaje del sustrato monocapa identificado en la invencion corresponde a una medicion realizada sin haber sometido previamente dicho sustrato a un proceso de prensado o supercalandrado.
Aunque la operacion de calandrado o supercalandrado generalmente mejora las propiedades de barrera, este no es el caso para los productos que contienen tratamientos fluorados. De hecho, el nivel de barrera contra la grasa de los sustratos se degrada despues del calandrado (vease Tappi 1989, “Paper Sizing” pagina 98, “Effects of calendering, supercalendering”).
De una manera ventajosa, el sustrato fibroso monocapa indicado en la invencion tiene un peso (gramaje) de al menos 10 g/m2. Es ventajosamente entre 20 y 1000, incluso mas ventajosamente entre 20 y 200 g/m2.
Fibras naturales:
La expresion “fibras naturales” pretende en este documento incluir fibras de cualquier planta y material basado en plantas.
De acuerdo con una realizacion preferida, las fibras naturales son fibras de celulosa que pueden ser ventajosamente de madera blanda (pasta Kraft blanqueada de resinosas - Arauco 90 pine radiata - pasta Kraft de Madera Blanqueada Surena), madera blanda no blanqueada (ASPA UKP-E pasta Kraft No blanqueada de Pino- abeto). Las fibras naturales pueden obtenerse tambien de madera dura, pasta de Acacia blanqueada o pasta de eucalipto blanqueada (pasta Kraft de Eucalipto Blanqueada Fibrilla BEKP).
En general, las fibras de celulosa pueden ser fibras blanqueadas o no blanqueadas. Las fibras blanqueadas significan que la suspension de fibras, o pasta, ha experimentado un tratamiento blanqueante de acuerdo con tecnicas conocidas por los expertos en la materia.
Ademas y como ya se ha indicado, las fibras naturales se refinan por encima de 50 °SR. Pueden refinarse ventajosamente entre 50 y 95 °?R, mas preferentemente entre 68 y 95 °SR, y lo mas preferentemente entre 88 y 92 °SR.
Esta medicion de refinado corresponde a un indice de deshidratacion, expresado en grados de Schopper-Riegler (0SR). Cuando mas se refina la pasta (suspension de fibras naturales) mas agua se retiene. Un papel cuya pasta se ha refinado mas muestra una disminucion de la permeabilidad al aire, voluminosidad, absorbencia y opacidad. El refinado significa que las fibras fibrilan y se ramifican.
Antes del refinado, la longitud de la fibra de madera es ventajosamente entre 0,4 y 3 a 4 mm.
Sin embargo, las fibras naturales para el sustrato fibroso monocapa generalmente tienen un diametro, o espesor, entre 17 y 32 micrometros, aun mas ventajosamente entre 19,6 y 32 micrometros. Ademas, la longitud media aritmetica para estas fibras es ventajosamente mayor de 1 micrometro, mas preferentemente entre 400 y 3300 micrometros, lo mas ventajosamente entre 1400 y 3300 micrometros.
Polisacarido nanofibrilar:
Respecto al polisacarido nanofibrilar, este son nanofibras cuyo diametro, o espesor, ventajosamente esta entre 5 y 100 nanometros. Ademas, la longitud de las nanofibrillas es menor de 1 micrometro. Es ventajosamente entre 400 y 500 nanometros.
De una manera ventajosa, el polisacarido nanofibrilar es celulosa nanofibrilar (NFC) obtenida de una fuente de pasta de madera (TURBaK & Al 1983).
Las nanofibrillas pueden prepararse en particular a partir de la disolucion de una pasta fabricada de madera blandas, fibras largas (pasta celulosa de madera blanda) o a partir de una mezcla de pino y abeto.
Esta disolucion de la pasta puede experimentar el siguiente tratamiento para producir nanofibrillas:
- en primer lugar refinar a 25 0SR;
- tratamiento enzimatico a 50 0C en presencia de endoglucanasa;
- segundo refinado a 80 0SR;
- varias pasadas en un homogeneizador.
La cantidad de nanofibrillas preferiblemente es mayor del 37,5%, en particular cuando el nivel de fibrilacion de fibras obtenidas despues del tratamiento da un valor de Schopper-Riegler entre 50 y 70 °.
La cantidad de nanofibrillas preferentemente es entre 22,5 y 52,5% en peso en particular cuando las fibras naturales estan refinadas a 90° Schopper-Riegler, es decir, cuando el nivel de fibrilacion de las fibras obtenidas despues del tratamiento obtiene un valor de Schopper-Riegler equivalente a 90°.
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Agente de retencion:
Como ya se ha indicado, el sustrato fibroso monocapa de la invencion comprende fibras naturales y polisacarido nanofibrilar. Comprende ademas al menos un agente de retencion que, entre otros, posibilita que las fibras se retengan cuando se forma el sustrato fibroso.
En general, en los procesos de fabricacion de papel, la hoja se forma depositando una suspension de fibras naturales sobre un hilo de formacion cuya porosidad permite que la hoja resultante se deshidrate. Teniendo en cuenta su tamano, el polisacarido nanofibrilar puede pasar a traves de este alambre de formacion.
Dentro del alcance de la invencion, las nanofibrillas quedan retenidas en particular debido a la presencia de un agente de retencion sin el cual mas del 85% de las nanofibrillas anadidas no quedan retenidas en el sustrato, independientemente del nivel de refinado de las fibras al que se anade el NFC, incluyendo cuando las nanofibrillas se anaden con las fibras naturales antes de pasar a traves de los refinadores.
El agente de retencion puede elegirse, en particular, del grupo que comprende polimeros de poliacrilamida, BASF Percol 1830, BASF Percol 3035 o similares dando altos niveles de retencion y/o ningun problema de liberacion de la lamina del alambre de formacion. Un buen nivel de retencion con un alto contenido de adicion de polisacarido nanofibrilar (20% a 50%) significa conseguir un sustrato con un peso muy similar al peso seco aplicado sobre el alambre de formacion en el extremo humedo y el agua bajo el alambre de formacion, cuya turbidez es menor de 10 unidades FAO, correspondiente a una transparencia del liquido similar a la del agua desionizada.
El experto en la materia podra seleccionar eficazmente el agente de retencion adecuado dependiendo de las nanofibras y nanofibrillas usadas.
Aditivos:
Para mejorar sus propiedades de barrera y resistencia al plegado, el sustrato fibroso monocapa identificado en la invencion puede comprender tambien al menos un aditivo que puede elegirse en particular del grupo que comprende:
- agentes de refuerzo en humedo, del papel, particularmente una resina de poliamida epiclorhidrina;
- agentes de apresto, particularmente una resina AKD (dimero de alquil ceteno) o ASA (anhidrido alquil succinico) o una mezcla de colofonia y AKD y sulfato de aluminio;
- sales minerales, particularmente sulfato de aluminio, bicarbonato o sales de carbonato;
- polimeros cationicos y/o anionicos que aumentan el efecto de la resina de resistencia en humedo y/o refuerzan las propiedades en seco, particularmente un polimero anionico Hercobond 2050P o similar, CMC (carboxi metil celulosa).
Capa o capas fibrosas adicionales - sustratos multicapa:
De acuerdo con una realizacion especifica de la invencion, el sustrato fibroso monocapa de la invencion puede comprender al menos una capa extra de manera que forma un sustrato multicapa. Este sustrato fibroso multicapa comprende el sustrato fibroso monocapa descrito anteriormente y al menos una capa extra. Esta capa extra puede contener fibras de celulosa (papel, carton) o fibras sinteticas, que preferentemente contienen acido polilactico (PLA).
La capa extra puede ser una capa para aumentar la resistencia mecanica.
En particular puede ser una capa adicional, tal como la capa que constituye el sustrato fibroso monocapa descrito anteriormente en el presente documento. Por lo tanto puede comprender:
- entre 39,9% y 87,9% de fibras naturales refinadas por encima de 50 °SR, ventajosamente entre 47,5% y 77,5%;
- entre 12% y 60% de polisacarido nanofibrilar, ventajosamente entre 22,5% y 52,5%; y
- entre 0,1% y 4% de al menos un agente de retencion, ventajosamente entre 0,2% y 0,4%.
Puede ser tambien una capa adicional diferente de la capa que constituye el sustrato fibroso monocapa descrito anteriormente en el presente documento para reforzar las propiedades mecanicas del sustrato de barrera incluyendo resistencia al desgarro.
En particular, para dar al sustrato un indice de resistencia al desgarro de 44 mN.m2/gas requerido en paralelo con las propiedades de barrera.
En este caso, el peso de esta capa adicional preferentemente superara los 79 g/m2 para suministrar una resistencia al desgarro de 3500 mN a esta variante del producto monocapa identificado en la invencion.
Puede ser tambien una capa adicional diferente de la capa que constituye el sustrato fibroso monocapa descrito anteriormente en el presente documento para suministrar el efecto inverso al deseado, es decir absorber liquidos.
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En los campos medico y del envasado, la capa de barrera monocapa identificada en la invencion puede reemplazar a los no tejidos de polipropileno obtenidos por rutas de fusion, las pelfculas de polietileno en particular cuando estas estan laminadas con sustratos celulosicos absorbentes.
La capa o capas adicionales pueden carecer tambien de nanofibrillas.
El experto en la materia por lo tanto sabe como adaptar la naturaleza de la capa o capas adicionales dependiendo de la aplicacion considerada.
El sustrato fibroso monocapa de la invencion por tanto puede intercalarse entre dos capas adicionales, por ejemplo, tal como para formar un sustrato fibroso multicapa.
Estas capas adicionales pueden comprender fibras naturales refinadas o no refinadas, polisacarido nanofibrilar, agentes de retencion y/o los aditivos citados anteriormente. Pueden comprender tambien aditivos sensibles a la presion y opcionalmente a la temperatura; fibras naturales, fibras sinteticas; fibras de celulosa que tienen opacidad, propiedades mecanicas de obturacion de barrera o de absorcion.
En general, el sustrato fibroso de la invencion y en particular el sustrato monocapa tiene un contenido de cenizas menor del 10% en peso, en comparacion con el peso de dicho sustrato fibroso, incluso mas ventajosamente de menos del 5%.
Propiedades/caracteristicas:
Sin desear quedar ligado a teorfa particular alguna, el solicitante considera que la densidad nanofibrilar en particular da al sustrato fibroso de la invencion propiedades lipofobas.
Por consiguiente, el sustrato identificado en la invencion que tiene un peso del orden de 25 g/m2 puede tener propiedades de barrera equivalentes a aquellas de un sustrato fluorado de 70 g/m2 de la tecnica anterior.
Respecto a la resistencia contra la grasa en los pliegues, puede mejorarse anadiendo un agente de reforzado en humedo del papel, un agente anionico o un agente de apresto y/u opcionalmente mediante una doble capa que comprende fibras de pino resinosos y polisacarido nanofibrilar.
De acuerdo con una realizacion especffica, el sustrato fibroso identificado en la invencion es biodegradable. En otras palabras, esta es una “sustancia que, bajo la accion de organismos vivos, puede descomponerse en diversos elementos carente de efectos daninos sobre el entorno”.
El sustrato de acuerdo con la invencion puede ser plegable, en particular con vapor. Puede ser imprimible y presenta una superficie adecuada para operaciones de sellado. De hecho, la presencia opcional de una capa que comprende un polfmero termofundible, tal como PLA puede darle propiedades de autosellado.
La presente invencion puede encontrar aplicacion en particular en la fabricacion de papel o carton para formar materiales de envasado en particular para agroalimento de mascotas. Puede aplicarse tambien al almacenamiento de otras sustancias grasas tales como mantequilla.
El sustrato fibroso identificado en la invencion puede tener propiedades de barrera para grasa, vapor de agua, oxfgeno
0 disolventes. El sustrato fibroso de la invencion puede usarse tambien en el campo de los papeles especiales que requieren un cierto nivel de barrera para disolventes u otros compuestos organicos. Para ilustrar el caso de compuestos organicos, podemos mencionar papeles que estan revestidos de silicona para conseguir propiedades de liberacion necesarias como por ejemplo en papeles de liberacion para etiquetas autoadhesivas. En general, no se reviste mas de
1 g/m2 de silicona en la superficie del papel, de esta manera es importante que la silicona no penetre en el sustrato sino que permanezca en su superficie. Esta barrera para la silicona denominada tambien resistente a la silicona se mide con absorcion de Cobb de aceite de ricino (ISO 535) - En este ensayo, el resultado de la absorcion de aceite es de aproximadamente 1,1 g/m2 para un papel (40 - 60 g/m2) destinado a siliconarlo.
Cuando el sustrato fibroso comprende al menos una capa adicional, esta capa puede dar suficiente resistencia mecanica para formar, por ejemplo, bandejas.
Las propiedades biodegradables opcionales del sustrato fibroso identificado en la invencion y la naturaleza de sus constituyentes permiten la propuesta de alternativas de una fuente opcionalmente biologica a los plasticos usados comunmente y los papeles fluorados.
El trabajo sobre el apresto de papel publicado en 1989 por Tappi (Technical Association of the Pulp and Paper Industry) da informacion sobre una serie de ensayos para comprobar rapidamente la barrera contra la grasa de los productos fluorados. Ciertos de estos ensayos usan disolventes organicos, tales como terpentina y mezclas de niveles variables de heptano, tolueno, aceite de ricino que pueden variar hasta el heptano puro.
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Puesto que el sustrato fibroso monocapa de la invencion tiene un kit de ensayo n.° 12 (100% de heptano) para un tiempo que supera en gran medida el tiempo de 15 s estipulado en T559 pm-96 y que supere el tiempo de 1800 s estipulado en T454 om-94 y que por lo tanto tiene un nivel de barrera para disolvente que supera en gran medida el tiempo entre la aplicacion de un barniz disolvente para pre-metalizacion y su secado, se hace necesario comprobar si este tipo de sustrato podria ofrecer, despues del barnizado y metalizacion, el rendimiento de metalizacion obtenido despues del calandrado de una capa de revestimiento de arcilla aplicada a un papel, donde la capa de revestimiento de arcilla y el calandrado por lo tanto mantienen el barniz sobre la superficie del papel.
Ademas, el sustrato fibroso mono o multicapa de la invencion puede usarse tambien en el campo de los papeles metalizados. El sustrato fibroso identificado en la invencion de esta manera puede presentar un aspecto visual metalico, tal como el del aluminio despues de haber barnizado y metalizado sin haber revestido necesariamente con una capa que contiene un aglutinante y arcilla y sin necesariamente haberlo calandrado. Ademas, como ya se ha indicado, puede contener un contenido de cenizas menor de 0,22% en comparacion con su peso.
En contraste, para dar un aspecto metalico y propiedades de opacidad a los papeles de la tecnica anterior, este ultimo generalmente se cubre con una capa basada en arcilla, despues se calandra antes de tratarlo con un barniz. El contenido de cenizas de estos sustratos en la tecnica anterior generalmente es del orden de al menos 15% dada la presencia de arcilla.
Por consiguiente, un sustrato fibroso de acuerdo con la invencion a 25 g/m2 puede tener una mayor opacidad despues del barnizado y metalizacion que la de una pelicula de plastico a 75 g/m2.
En vista de la metalizacion analizada anteriormente, debe entenderse que el sustrato fibroso de la invencion, y en particular el sustrato monocapa, tienen un contenido de cenizas de menos del 10% en peso, en comparacion con el peso de dicho sustrato fibroso, incluso mas ventajosamente de menos del 5%.
Este sustrato por tanto puede usarse en el envasado de sustancias grasas tales como mantequilla.
Puede usarse tambien para aplicaciones que requieren altas propiedades de barrera, en el campo medico, por ejemplo.
Proceso de fabricacion:
La presente invencion se refiere tambien a un proceso de fabricacion del sustrato fibroso monocapa descrito anteriormente en el presente documento, de acuerdo con las siguientes etapas:
- depositar, sobre un alambre de formacion continuamente en movimiento de una maquina de papel una suspension que comprende, en peso en comparacion con el peso seco de la suspension:
• entre 39,9% y 87,9% de fibras naturales refinadas a entre 50 y 95 0SR;
• entre 12% y 60% de polisacarido nanofibrilar que tiene un diametro, o espesor, entre 5 y 100 nanometros y una longitud menor de 1 micrometro; y
• entre 0,1% y 4% de al menos un agente de retencion;
para formar una capa,
- deshidratar la capa resultante para formar una hoja humeda;
- opcionalmente, prensar la hoja; y
- secar la hoja humeda.
De acuerdo con una realizacion especifica, el proceso de preparacion para el sustrato fibroso identificado en la invencion puede comprender ademas la formacion de capas adicionales de acuerdo con las tecnicas que conoce un experto en la materia. Por consiguiente, un sustrato fibroso multicapa puede obtenerse por formacion sucesiva de varias capas. La composicion de estas capas puede ser de la misma naturaleza o no en comparacion con la composicion del sustrato fibroso identificado en la invencion.
Todas las capas adicionales pueden formarse secuencial o simultaneamente usando una o mas cajas de entrada en un alambre de formacion poroso continuamente en movimiento.
De acuerdo con una realizacion especifica, cuando el sustrato fibroso comprende al menos una capa adicional, el proceso comprende las siguientes etapas:
- depositar, sobre un alambre de formacion continuamente en movimiento de una maquina de papel, una suspension que comprende, en peso comparado con el peso seco de la suspension:
• entre 39,9% y 87,9% de fibras naturales refinadas a entre 50 y 95 °SR;
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• entre 12% y 60% de polisacarido nanofibrilar que tiene un diametro, o espesor, entre 5 y 100 nanometros y una longitud menor de 1 micrometro; y
• entre 0,1% y 4% de al menos un agente de retencion,
para formar una capa,
- deshidratar la capa resultante para formar una primera hoja humeda;
- aplicar sobre la primera hoja humeda una segunda hoja humeda obtenida despues de deshidratar una segunda suspension aplicada sobre un segundo alambre de formacion continuamente en movimiento y que comprende una composicion similar o diferente en comparacion con la usada para fabricar la primera hoja humeda;
- aplicar, opcionalmente, sobre la primera y segunda hojas humedas una tercera hoja humeda que comprende una composicion similar o diferente en comparacion con aquella usada para fabricar la primera y segunda hojas;
- prensar juntas las hojas humedas para formar un sustrato multicapa; y
- tratar el sustrato multicapa resultante por secado.
De acuerdo con otra realizacion especifica relacionada con la fabricacion de sustrato multicapa, otra alternativa consiste en usar una maquina de papel equipada con una caja de entrada con varios compartimentos. El proceso puede comprender por tanto las siguientes etapas:
- depositar simultaneamente al menos dos capas sobre un alambre de formacion continuamente en movimiento
inclinado de una maquina de papel equipada con una caja de entrada con varios compartimentos, tal como para formar una hoja, al menos una de esas capas estando compuesta de una suspension que comprende, por peso comparado con el peso seco de la suspension:
• entre 39,9% y 87,9% de fibras naturales refinadas a entre 50 y 95 0SR;
• entre 12% y 60% de polisacarido nanofibrilar que tiene un diametro, o espesor, entre 5 y 100 nanometros y una longitud menor de 1 micrometro; y
• entre 0,1% y 4% de al menos un agente de retencion,
- deshidratar, opcionalmente, la hoja resultante, ventajosamente por prensado; y
- secar la hoja.
La presencia de al menos un agente de retencion en la suspension de fibras naturales y nanofibrillas conduce a la formacion de floculo. En consecuencia, en general, antes de entrar en la caja de entrada y por lo tanto antes de depositarse sobre el alambre de formacion, la solucion o suspension de fibras puede agitarse hasta que los floculos se rompen. La capa resultante despues de la etapa de concentracion es relativamente homogenea y carece de floculos. La composicion del sustrato fibroso identificado en la invencion por lo tanto esta distribuida ventajosamente de forma homogenea.
Estas tecnicas usadas para fabricar el sustrato fibroso de la invencion son parte del conocimiento general de los expertos en la materia. Por lo tanto puede realizarse en maquinas de papel convencionales. En consecuencia, de acuerdo con el material usado, puede obtenerse humeda o totalmente seca.
Para el sustrato fibroso, que comprende capas adicionales o no, generalmente se forma y retira del alambre de formacion cuando esta suficientemente seca o totalmente seca. Puede retirarse por contacto directo o contacto indirecto entre el sustrato fibroso y una superficie no adhesiva caliente tal como un sustrato fluorado, por ejemplo Teflon. La temperatura del sustrato se ajusta dependiendo de la velocidad de produccion en particular, de acuerdo con el conocimiento de los expertos en la materia.
Una vez formado, el sustrato fibroso de la invencion puede prensarse y/o calandrarse. Sin embargo, teniendo en cuenta las propiedades del sustrato y en particular su relacion de espesor/gramaje, el solicitante considera, sin desear quedar ligado a teoria particular alguna, que es posible que la presencia de nanofibrillas contribuya a la creacion de un sustrato mas denso, que podria hacer que las etapas de prensado y/o calandrado fueran opcionales.
El tratamiento de calandrado no obstante puede aumentar la densidad del sustrato fibroso y el efecto cohesivo, en particular introduciendo aditivos que tienen unas temperaturas de transicion vitrea menores que aquellas de las fibras naturales y/o el polisacarido (230 0C).
Ademas, el sustrato fibroso puede someterse a un tratamiento termico en particular cuando comprende al menos un aditivo termoplastico o al menos una capa adicional que comprende un termoplastico.
El sustrato fibroso puede someterse tambien a tratamientos superficiales tales como prensa de encolado, prensa de laminado, revestimiento con o sin contacto con el revestidor (pulverizacion, cortina, etc.). Estos tratamientos pueden dar a un sustrato sus funcionalidades finales de plegado, capacidad de impresion o sellado termico mediante compuestos de revestimiento (depositos mayores de 2 g/m2).
El calandrado puede mejorar las propiedades lipofobas del sustrato y/o su aspecto metalico.
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La invencion y los beneficios que da quedaran mas claros tras la lectura de los siguientes ejemplos, dados para ilustrar la invencion y no para limitarla de ninguna manera.
Ejemplos de realizaciones de la invencion
Se prepararon varios sustratos fibrosos en un formador de hojas dinamico Modelo 22 patentado por Technical Center for the Cardboard, Paper and Cellulose Industry.
El formado de hojas dinamico es un equipo de laboratorio disenado para producir un material fibroso usando la tecnologia de tendido en humedo no limitada a las tecnicas de formacion de bandas descritas en la publicacion Papermaking Science & Technology (Capitulo 6 Web Forming Papermaking Parte 1, Stock Preparation and Wet End). La hoja de laboratorio se obtiene proyectando una suspension fibrosa a traves de una boquilla sobre un alambre rotatorio vertical cubierto preliminarmente con una pelicula fina de agua. La proyeccion se realiza para que termine con un material fibroso libre de defectos que muestran las mismas caracteristicas fisicas en cualquier area particular. Durante la formacion de la hoja, la hoja se deshidrata continuamente debido a la fuerza centrifuga y la posibilidad de que el agua escape progresivamente. Cuando la formacion se ha completado, una bala movil localizada por debajo del alambre rotatorio vertical se introduce progresivamente en el volumen de agua vertical atrapado entre el alambre de sosten del marco perforado y la superficie del cilindro que encapsula el equipo citado previamente. La retirada de tal volumen de agua crea un efecto de vacio que permite retirar la mayor parte del agua residual contenida en los pocos milimetros de espesor de la capa fibrosa humeda. Al final de la proyeccion y drenaje, la hoja obtenida experimenta lo necesario para el secado.
En el presente caso, la suspension de celulosa tiene una concentracion de 5 g/l que comprende las cantidades apropiadas de fibras de celulosa, NFC y al menos un agente de retencion. El alambre de formacion tiene una permeabilidad al aire Textest de aproximadamente 950 l/m2/h y metalizado sobre el cilindro perforado que gira a 900 rpm.
Respecto a los sustratos de acuerdo con la invencion, debe observarse que debido a la presencia del agente de retencion, el nivel de turbidez del agua obtenida durante el proceso de deshidratacion generalmente no supera las 5 unidades FAU (Unidades de Atenuacion de Formazina especificadas por la ISO 7027 para patrones de tratamiento de agua para mediciones de turbidez a 0°). En otras palabras, las nanofibrillas presentes en la suspension de celulosa no pasan a traves del alambre de formacion cuando el sustrato fibroso se forma a medida que se retiene en el sustrato fibroso de la invencion.
Para mayor claridad, la cantidad de fibras y NFC en el sustrato descrito anteriormente en el presente documento se expresa en comparacion con la cantidad total de fibras y NFC. Por consiguiente, el sustrato de acuerdo con el Ejemplo 4 (50% fibras + 50% NFC) comprende una relacion 50/50 de fibras/NFC y 0,12% de agente de retencion.
Ejemplos 1,2, 3: Sustratos fibrosos que contienen 100% de fibras naturales
La fibra de la planta resinosa Pino Radiata Arauco 90 se disgrego de acuerdo con la norma ISO 5263-1995E despues se refino con un refinador PFI de acuerdo con la norma ISO 5294-2 para alcanzar un indice de deshidratacion de 90° Schopper-Riegler despues de 11.000 rotaciones en el refinador de PFI.
La concentracion se llevo a 5 g/l para los Ejemplos 1 - 3 con el formador de lamina de hoja dinamico.
Las hojas se secaron en contacto con una hoja de Teflon mantenida a una temperatura de 105 0C. Un filtro de secado mantiene la hoja en contacto con el Teflon.
Se realizo un ensayo de resistencia para grasas como se describe posteriormente en el presente documento durante 15 h.
El nivel de barrera contra la grasa obtenido es pobre debido a que el porcentaje del area de superficie manchada supera en gran medida el umbral minimo del 5%, independientemente del lado de la muestra ensayado, el lado del alambre o el lado del fieltro.
Indicacion T: Los ensayos de propiedad de barrera contra la grasa se realizan en el lado del sustrato en contacto con el sustrato de Teflon.
Indicacion W: Los ensayos de propiedad de barrera contra la grasa se realizan en el lado del sustrato que no esta en contacto con el sustrato de Teflon.
Ejemplos 4, 5, 6: Sustratos fibrosos que contienen fibras naturales y NFC (50/50 en peso)
Estos sustratos se prepararon de acuerdo con los sustratos en los Ejemplos 1 - 3 respecto a la preparacion de la fibra resinosa a 5 g/l refinada previamente a 90 0SR.
Sin embargo, se anadio 50% de NFC.
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De esta manera, el 50% de las fibras refinadas a 90 °SR y a una consistencia de 5 g/l se mezclo con 50% de NFC a una consistencia de 5 g/l y el conjunto se homogeneizo a 30.000 rpm de acuerdo con ISO5263-1995E.
Un agente de retencion tal como Nalco 74524 se anadio al 0,12% en comparacion con el peso en seco total de las fibras y NFC, y el tiempo de agitacion con el Nalco 74524 fue de 5 minutos antes de anadirlo al tanque de pasta del formador de hojas dinamico.
Las hojas se secaron de la misma manera que para los Ejemplos 1 - 3.
El lado evaluado para ensayar la resistencia a la grasa es el usado para los Ejemplos 1 - 3.
El nivel de barrera contra la grasa obtenido con las Muestras 4 - 6 es satisfactorio por que el porcentaje del area de superficie manchada es baja. Es comparable con el obtenido por un sustrato fluorado (vease la Tabla 1).
Ejemplo 7: Sustrato fibroso que contiene fibras naturales y NFC (50/50 en peso)
Este se preparo como para los Ejemplos 4 - 6 aparte de la fibra resinosa blanqueada que se sustituyo por fibra no blanqueada ASPA UKP-E o similar.
El Ejemplo 7 tambien es diferente de los Ejemplos 4 - 6 en tanto que incluye dos capas identicas, habiendose producido la segunda despues de la primera por proyeccion de una segunda suspension sobre la primera aplicada sobre el alambre de formacion.
El nivel de barrera contra la grasa obtenido de una mezcla de fibra refinada no blanqueada/NFC es comparable con el obtenido con la mezcla de fibra refinada blanqueada/NFC.
Ejemplo 8: Sustrato fibroso que contiene fibras naturales y NFC (50/50 en peso)
Este se preparo como para los Ejemplos 4 - 6 aparte que despues de haber homogeneizado el 50% de las fibras refinadas a 90 °SR + 50% de NfC en una mezcla a 30.000 rotaciones de acuerdo con ISO5263-1995E, los aditivos se anadieron para mejorar la resistencia al plegado. Se anadieron en primer lugar 14 kg de Kymene 617 seco por tonelada de la mezcla de fibras refinadas + NFC, despues 3,8 kg de Hercobond 2050P seco por tonelada seca de la mezcla de fibras refinadas + NFC despues 17 litros de Flexize ED3025 tal cual (sustancia seca 25%) por tonelada seca de la mezcla de fibras refinadas + NFC, despues 8 litros de sulfato de aluminio tal cual (sustancia seca 8%) por tonelada seca de la mezcla de fibras refinadas +NFC.
El nivel de barrera contra la grasa mejora ligeramente en el sentido de que la diferencia de barrera resulta insignificante entre los lados T y W.
Tabla 1: Resistencia a la grasa para sustratos fibrosos en la tecnica anterior (Ejemplos 1 - 3) y de acuerdo con la invencion (Ejemplos 4 - 8)
Ejemplo
g/m2 Pino araucano 90 0SR Fibra no blanqueada Aspa UKP-E 90 °SR NFC Aditivos (Kymene, Hercobond, flexize, sulfato de aluminio) Superficie expuesta a la grasa Resistencia a la grasa % de manchas
1
22 100% T 50,6
W
70,1
2
41,8 100% T 33,4
W
66,2
3
41,4 100% T 29,6
W
77,7
4
25 50% 50% T 0,32
W
1,91
5
36 50% 50% T 0,15
W
0,96
6
75 50% 50% T 0,38
W
2,55
7
65,6 50% 50% T 0,32
W
0,64
8
60,6 50% 50% SI T 0,23
5
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20
25
W 0,32
papel tratado con fluor
70 0,52
Ejemplos 9, 10, 11: Sustratos fibrosos sin NFC
La fibra resinosa de Pino Araucano 90 se disgrego de acuerdo con ISO 5263-1995E, despues se refino con un refinador PFI de acuerdo con ISO 5294-2 para alcanzar tres niveles de refinado, es decir 50 °Schopper Riegler (Ejemplo 9), 70 °SR (Ejemplo 10), 90 0SR (Ejemplo 11) para evaluar el efecto de estos niveles de refinado sin anadir NFC. Para fabricar estas hojas, las concentraciones se llevaron a 5 g/l. Las hojas se secaron en contacto con una hoja de Teflon mantenida a 105 0C para alcanzar una humedad por debajo del 4%. La barrera grasa se evaluo durante 70 horas de acuerdo con el ensayo especificado. Los resultados obtenidos indican que el refinado de las fibras, en solitario, no mejora la resistencia a la grasa.
Ejemplos 12 - 24: Sustratos fibrosos que comprenden NFC
Para determinar el porcentaje de NFC que hay que anadir como una funcion del refinado y comparar estos ejemplos con los Ejemplos 9 - 11 sin NFC, se anadieron diferentes niveles de NFC a las fibras refinadas a 50 °SR, 70 °SR y 90 °Sr.
El protocolo de preparacion es identico al usado para los Ejemplos 4 - 6 aparte de los aditivos indicados para realizar el Ejemplo 8 que se usan para optimizar la resistencia al plegado. Ademas, el agente de retencion Nalco 79524 se reemplazo con 0,2% de Percol 1830 seco comparado con el peso seco de las fibras y el NFC contenido en cada preparacion.
Tabla 2: Resistencia a la grasa para sustratos fibrosos en la tecnica anterior (Ejemplos 9 -11) y de acuerdo con la invencion (Ejemplos 12 - 24)
Ejemplo
Composicion (%NFC + resinoso - 0SR) Relacion de gramaje a espesor Resistencia a la grasa % de superficie manchada Densidad g/cm3 Permeabilidad PPS ml/min
9
0% NFC+ 100% resinoso 50 0SR 2,177 183 0,459 2467
10
0% NFC+ 100% resinoso 70 0SR 1,94 183 0,515 587
11
0% NFC+ 100% resinoso 90 0SR 1,405 150 0,711 0,53
12
25% NFC + 75% resinoso 50 0SR 1,526 183 0,655 0,78
13
25% NFC + 75% resinoso 70 0SR 1,481 156,7 0,675 0,7
14
25% NFC + 75% resinoso 90 0SR 1,185 0,95 0,843 0,47
15
37,5% NFC + 62,5% resinoso 50 0SR 1,293 4,9 0,773 0,58
16
37,5% NFC + 62,5% resinoso 70 0SR 1,298 2,5 0,77 0,61
17
37,5% NFC + 62,5% resinoso 90 0SR 1,115 0,7 0,896 0,51
18
50% NFC + 50% resinoso 50 0SR 1,131 0,78 0,883 0,52
19
50% NFC + 50% resinoso 70 0SR 1,161 0,75 0,861 0,47
20
50% NFC + 50% resinoso 90 0SR 1,116 0,79 0,895 0,5
21
12,5% NFC + 87,5% resinoso 90 0SR 1,263 34,39 0,791 0,57
22
18,5% NFC + 81,5% resinoso 90 0SR 1,265 5,15 0,789 0,64
23
22% NFC + 88% resinoso 90 0SR 1,218 2,86 0,82 0,55
24
25% NFC + 75% resinoso 90 0SR 1,209 1,91 0,826 0,5
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El nivel de barrera contra la grasa del sustrato de acuerdo con el Ejemplo 20 de la invencion se ha ensayado ademas de acuerdo con la norma ASTM F119-82 referenciada en la patente WO 2011/056130. La muestra de Stora (que contiene menos de o igual a 20% de MFC de longitudes entre 100 nm - 200 pm sobre la superficie) se plego con un peso dos veces tan bajo que el especificado y su nivel de barrera contra la grasa esta limitado a 32 - 48 horas mientras que la Muestra 20 plegada con el peso descrito en F119-82 ofrece una barrera contra la grasa que supera los 15 dias. Previamente, el nivel de evaporacion de grasa de pollo se habia comprobado para identificar si habia que anadir alguna grasa de pollo con el tiempo.
Ademas, la barrera para el vapor de agua en el Ejemplo 20 no calandrado es de 97 - 112 g/m2/24 horas a 23 0C, 50% HR y es de 190 g/m2/24 horas en el ejemplo de MFC en el documento WO 2011/056130.
El MFC son macrofibrillas cuyo diametro puede variar de 20 nanometros a 10 micrometros, con unas pocas fibras originales de 20 micrometros de diametro. La longitud del MFC puede alcanzar los 200 micrometros.
Ejemplo 25: Sustrato fibroso que comprende NFC
Este se preparo para comprobar el efecto del prensado en humedo y el calandrado sobre la barrera contra la grasa. La muestra se preparo igual que los ejemplos en la Tabla 2 a partir del Ejemplo 14 excepto que la hoja se seco en una placa de acero calentada a 105 0C. La resistencia a la grasa se evaluo de acuerdo con el metodo dado en la Tabla 2, es decir, durante 70 horas.
Tabla 3: Efectos del prensado en humedo y calandrado del sustrato fibroso sobre las propiedades de resistencia a la grasa
Ejemplo
% de fibras resinosas °SR de refinado de las fibras resinosas % NFC Prensado en humedo Superficie de secado Calandrado Resistencia a la grasa % de superficie manchada Relacion espesor/ gramaje Densidad g/cm3
25
75 90 25 2 pasadas a 0,3 (MPa) 3 bar Acero 105 0C NO 0,79 1,21 0,818
Acero 105 0C
12 pasadas 230 KN 95 0C 10 m/min 0,06 0,78 1,271
14
75 90 25 NO Teflon 105 0C NO 0,95 1,185 0,843
Ejemplos 26, 27, 28: Sustratos fibrosos multicapa que comprenden NFC
Se prepararon algunos sustratos multicapa. En el Ejemplo 26, la capa de barrera del Ejemplo 20 o similar que contiene 50% de NFC y 50% de fibras refinadas a 90 0SR se aplico a 60 g/m2 sobre una capa de 20 g/m2 de fibras Arauco 90 refinadas a 90 °Schopper-Riegler aplicadas ellas mismas a una capa fibrosa que tenian una porosidad Textest de 520 l/m2/s. En el Ejemplo 27, la capa de barrera esta constituida de 30 g de NFC y aditivos Kymene 617, Hercobond 2050P, Flexize ED3025, Al2(SO4)3 y Percol 1830 a los niveles descritos en el Ejemplo 8. En este caso, se anadieron en comparacion con el peso seco de NFC.
El Ejemplo 28 es identico al Ejemplo 27 excepto que el peso de NFC se dobla. La resistencia a la grasa se evaluo de acuerdo con el metodo mostrado en la Tabla 1, es decir durante 70 horas.
El Ejemplo 26 demuestra en particular que el nivel de barrera contra la grasa es mejor cuando una misma cantidad de NFC esta comprendida en las fibras altamente refinadas.
Tabla 4: Efecto de la presencia de fibras altamente refinadas sobre la resistencia a la grasa de los sustratos
Ejemplo
3a capa Resistencia a la grasa % de superficie manchada
g/m2
Composicion
26
60 50% NFC + 50% fibras refinadas a 90 °SR 30
27
30 100% NFC 160
28
60 100% NFC 60
Ejemplo 29: Sustratos fibrosos multicapa que comprenden NFC
Se preparo un multicapa con el Ejemplo 20 sobre el cual se anadio una capa que reforzaba las caracteristicas de desgarro mecanico. La resistencia a la grasa se evaluo de acuerdo con el metodo mostrado en la Tabla 2, es decir durante 70 horas.
5
10
15
20
25
30
35
Tabla 5: Resistencia a la grasa de un sustrato fibroso monocapa comparado con un sustrato fibroso multicapa
Ejemplo
g/m2 Desgarro mN Resistencia a la grasa % de superficie manchada
Direccion transversal
Direccion de mecanizado
20
68 266 231 0,77
29
148 3519 3486 0,18
Ejemplo 30: Sustratos fibrosos multicapa que comprenden NFC
Antes de los sucesivos depositos indicados en el Ejemplo 29, se aplico un deposito de 20 g de fibras refinadas a 90 0SR. El nivel de barrera de la muestra 30 permanece sin cambiar en comparacion con el Ejemplo 29 cuando esta se seco y comprimio a 0,04 MPa (0,4 kg/cm2) de presion entre fieltros y acero tomada a 180 0C.
Ejemplos 31,32, 33: Sustrato fibroso que comprende un revestimiento
Ejemplo 32, el sustrato de la invencion se revistio con un barniz de premetalizacion [y] se comparo con un papel pergamino sulfurado (Ejemplo 31) y un papel calandrado revestido para metalizacion (Ejemplo 33).
El sustrato 32 produce un buen rendimiento metalico sin necesidad de revestir una capa de pigmento y la operacion de calandrado. El sustrato identificado en la invencion satisface las necesidades de las aplicaciones que requieren las propiedades del aspecto metalico, bajo contenido de carga (<10%), resistencia a la grasa y opacidad (>75%), que los sustratos 31 y 33 no pueden garantizar.
El metodo de ensayo para comprobar las propiedades de barrera contra la grasa se publico en un articulo que aparecia en Packaging Technology and Science 2002; 15:65-74 “Novel method for testing the grease resistance of pet agrifood packaging”. Antes del ensayo, la muestra de 12 por 12 cm2 que se va a ensayar se pliega en la direccion de mecanizado despues en la direccion transversal para formar una cruz que pasa por el centro. Cada pliegue se marca usando una pasada hacia atras y hacia delante del rodillo de Cobb de 10 kg. El ensayo consiste en depositar la muestra plegada sobre un cuadrado de acero con el lado que se va a ensayar hacia el exterior. Un anillo que tiene un diametro externo de 10 cm y que es de 5 cm de altura se coloca en el centro de la muestra. Se vierten 60 g de croquetas para perro en el anillo. Se pone una pesa de 2 kg sobre la croqueta. El experimento se expone a una camara climatica ajustada a 60 0C y 65% de humedad relativa durante 70 horas. Al final del ensayo, la muestra se coloca sobre una mesa ligera para evaluar el porcentaje de area superficial manchada. Un 100% indica que la superficie de 78,5 cm2 contenida dentro del anillo esta totalmente manchada, 183% indica que la superficie manchada corresponde a la superficie de la muestra, es decir 144 cm2.
Tabla 6: Efectos de un revestimiento sobre un sustrato fibroso
Ejemplo
31 32 33
tipo de sustrato
Papel pergamino Sustrato de la invencion Papel calandrado revestido para metalizacion
g/m2
53 30 70
Composicion fibrosa principal
Madera dura refinada a 50 0SR 50% fibras resinosas refinadas a 90 0SR + 50% NFC + aditivos Ejemplo n.° 149 Mezcla resinosa de hoja caduca refinada a 50 0SR
revestimiento superficial g/m2 seco
no no 14 s
calandrado
no no si
rugosidad PPS pm
8,31 6,56 1,35
Resistencia a la grasa % de superficie manchada despues de 70 horas (60 0C 65% HR)
66 0,7 183
% de manchado en mantequilla envasada despues de 9 meses
0
Opacidad DIN 53146 antes de la metalizacion
35 31 81
Opacidad Din despues de la metalizacion
80 81 90
Contenido de cenizas 900 0C
0 0,24 19,8
Brillo 60° despues del
7,3 12,9 59
revestimiento de 1,5 g de barniz disolvente de premetalizacion (%)
Brillo 60° despues de revestimiento extra de 1,5 g de barniz disolvente de premetalizacion acuoso (%)
11,6 22
Brillo metalico 60° despues de revestimiento con barniz de premetalizacion acuoso (%)
467
Brillo metalico 60° despues de revestimiento con barniz de premetalizacion acuoso (%)
99 212
Aspecto metalico
Insuficiente Aceptable Excelente
La investigacion que produjo estos resultados fue financiada por la Union Europea a traves del Septimo Programa Marco de Investigacion y Desarrollo Tecnologico (2007-2013).

Claims (11)

1.
5
10 2.
3.
15
4.
20 5.
6.
25
7.
30
35
40
8.
45
50
55
60
REIVINDICACIONES
Un sustrato fibroso monocapa que comprende, en peso seco en comparacion con el peso del sustrato:
- entre 39,9% y 87,9% de fibras naturales refinadas a entre 50 y 95 0SR;
- entre 12% y 60% de polisacarido nanofibrilar que tiene un diametro, o espesor entre 5 y
100 nanometros y una longitud menor de 1 micrometro; y
- entre 0,1% y 4% de al menos un agente de retencion.
El sustrato fibroso segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el sustrato fibroso tiene un peso de al menos 10 g/m2.
El sustrato fibroso segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que las fibras naturales son fibras de celulosa y por que el polisacarido nanofibrilar es celulosa nanofibrilar.
El sustrato fibroso segun una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende ademas al menos un aditivo elegido del grupo que comprende agentes de refuerzo en humedo del papel, agentes de apresto y sales inorganicas.
Un sustrato fibroso multicapa que comprende el sustrato fibroso monocapa identificado en una de las reivindicaciones anteriores y al menos una capa extra.
El sustrato fibroso multicapa segun la reivindicacion 5, caracterizado por que al menos una capa extra es para reforzado mecanico.
Un proceso de preparacion para el sustrato fibroso monocapa identificado en una de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende las siguientes etapas:
- depositar, sobre un alambre de formacion continuamente en movimiento de una maquina de papel, una suspension que comprende, en peso comparado con el peso seco de la suspension:
• entre 39,9% y 87,9% de fibras naturales refinadas a entre 50 y 95 0SR;
• entre 12% y 60% de polisacarido nanofibrilar que tiene un diametro, o espesor entre 5 y
100 nanometros, y una longitud menor de 1 micrometro; y
• entre 0,1% y 4% de al menos un agente de retencion
para formar una capa
deshidratar la capa para formar una hoja humeda; y secar la hoja humeda.
Un proceso de preparacion para el sustrato fibroso multicapa identificado en la reivindicacion 5 o 6, que comprende las siguientes etapas:
- depositar, sobre un alambre de formacion continuamente en movimiento de una maquina de papel, una suspension que comprende, en peso comparado con el peso seco de la suspension:
• entre 39,9% y 87,9% de fibras naturales refinadas a entre 50 y 95 0SR;
• entre 12% y 60% de polisacarido nanofibrilar que tiene un diametro, o espesor entre 5 y
100 nanometros, y una longitud menor de 1 micrometro; y
• entre 0,1% y 4% de al menos un agente de retencion
para formar una capa,
- deshidratar la capa para formar una primera hoja humeda;
- aplicar a la primera hoja humeda una segunda hoja humeda obtenida despues de deshidratar una segunda suspension aplicada sobre un segundo alambre de formacion continuamente en movimiento y que comprende una composicion similar o diferente en comparacion con la usada para la fabricacion de la primera hoja;
- aplicar opcionalmente sobre la primera y segunda hojas humedas una tercera hoja humeda que comprende una composicion similar o diferente en comparacion con la usada para la fabricacion de la primera y segunda hojas;
- prensar las dos o tres hojas humedas juntas para formar un sustrato multicapa; y
- tratar el sustrato multicapa secandola.
Un proceso de preparacion para el sustrato fibroso multicapa identificado en la reivindicacion 5 o 6, que comprende las siguientes etapas:
10
15
20
25
10.
11.
12.
13.
14.
- depositar simultaneamente al menos dos capas sobre un alambre de formacion continuamente en movimiento de una maquina de papel equipada con una caja de entrada con varios compartimentos, de manera que forma una lamina, al menos una de estas capas estando compuesta de una suspension que comprende, en peso comparado con el peso seco de la suspension:
• entre 39,9% y 87,9% de fibras naturales refinadas a entre 50 y 95 °SR;
• entre 12% y 60% de polisacarido nanofibrilar que tiene un diametro, o espesor entre 5 y
100 nanometros, y una longitud menor de 1 micrometro; y
• entre 0,1% y 4% de al menos un agente de retencion;
- deshidratar, opcionalmente, la hoja resultante, ventajosamente por prensado; y
- secar la hoja.
Uso del sustrato identificado en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en relacion con un agroalimento.
Uso del sustrato identificado en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en el envasado de un
agroalimento para mascotas.
Uso del sustrato identificado en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 como una membrana o sustrato de membrana para filtracion.
Uso del sustrato identificado en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 como un sustrato para metalizacion. Uso del sustrato identificado en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en papeles de liberacion.
5
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