ES2609615T3 - Método para la producción de un material de embalaje recubierto y material de embalaje con al menos una capa de bloqueo para compuestos hidrófobos - Google Patents

Método para la producción de un material de embalaje recubierto y material de embalaje con al menos una capa de bloqueo para compuestos hidrófobos Download PDF

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Abstract

Método para la producción de un material de embalaje recubierto (10), que incluye al menos los pasos: a) disposición de un substrato (12), que presenta un material de base (14) de cellulosa, presenta un lado externo (16) que se aleja de un material de embalaje así como un lado interior (18) que se dirige al material de embalaje, donde el material de base (14) es papel cubierto no-cubierto, cartón cubierto o no-cubierto, o cartulina cubierta o no-cubierta; b) recubrimiento al menos del lado interior (18) del substrato con al menos una capa de una composición acuosa, que comprende al menos alcohol polivinílico y/o al menos un copolímero de alcohol polivinílico así como un agente reticulante, donde la composición acuosa presenta a lo sumo 40 % en peso de alcohol polivinílico y/o copolímero de alcohol polivinílico y un contenido total en materia sólida de al menos 26 % en peso y a lo sumo 55 % en peso, donde como agente reticulante se utiliza al menos un alquilortosilicato y/o al menos un compuesto olefínico saturado y/o insaturado, bi-, tri o multifuncional, que puede reaccionar con los grupos-hidroxilo del alcohol polivinílico y presenta al menos dos grupos funcionales seleccionados de ácido carboxílico y anhídrido de ácido; c) secado de la capa y reticulado del alcohol polivinílico y/o del copolímero de alcohol polivinílico con ayuda del agente reticulante con la conformación de una capa de bloqueo (22a; 22b) para compuestos hidrófobos.

Description

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Metodo para la produccion de un material de embalaje recubierto y material de embalaje con al menos una capa de bloqueo para compuestos hidrofobos
[0001] La invencion se refiere a un metodo para la produccion de un material de embalaje recubierto, asf como un material de embalaje con al menos una capa de bloqueo para compuestos hidrofobos.
[0002] Del estado de la tecnica se conocen materiales de embalaje diferentes con capas de bloqueo contra compuestos hidrofobos.
Por ejemplo, la DE 695 32 378 T2 divulga un tejido de fibra de celulosa, que presenta una capa como capa de bloqueo, que posee una disposicion continua de fibras de celulosa casualmente orientadas, asf como una capa que comprende Ciclodestrina, donde la capa que comprende la Ciclodestrina, por su parte, funciona como capa de bloqueo o punto de captura para impedir el paso de compuestos hidrofobos permeables, como por ejemplo de aceites minerales, hidrocarburos aromaticos, tintas y similar.
[0003] La EP 2 532 706 A1 divulga un metodo para la produccion de un material de embalaje revestido, en el cual se recubre un lado interior de un material de base de celulosa con al menos una capa de una composicion acuosa, que comprende al menos alcohol polivinflico y un reticulante, y presenta un contenido de materia solida de como mucho un 25 % en peso, para producir una capa de bloqueo para compuestos hidrofobos.
La US 2007/036999 A1 divulga la utilizacion de laminas, que presentan al menos un revestimiento de un copolfmero- EVOH reticulado.
Las laminas recubiertas pueden ser estructuras de laminas de una o de varias capas y son apropiadas para aplicaciones de embalaje.
[0004] Como desventaja del material de embalaje conocido se considera la circunstancia de que, que este es comparativamente caro y costoso para su fabricacion.
[0005] El objeto de la invencion es, un procedimiento que se realiza de forma sencilla y economica para la fabricacion de un material de embalaje sobre base de celulosa con una capa de bloqueo para proveer compuestos hidrofobos.
Otra funcion de la invencion es proveer un material de embalaje producible de forma sencilla y economica sobre una base de celulosa con una capa de bloqueo para compuestos hidrofobos.
[0006] Las funciones se aclaran segun la invencion a traves de un metodo segun la reivindicacion 1 para la produccion de un material de embalaje recubierto, asf como a traves de un material de embalaje, segun la reivindicacion 16.
Configuraciones ventajosas con perfeccionamientos adecuados de la invencion se proporcionan en las reivindicaciones secundarias respectivas, donde configuraciones ventajosas del procedimiento se consideran como configuraciones ventajosas del material de embalaje y viceversa.
[0007] Un metodo segun la invencion para la produccion de un material de embalaje recubierto comprende al menos los pasos a) disposicion de un substrato, que presenta un material de base de cellulosa, un lado externo alejado del objeto de embalaje, asf como un lado interior que dirigido al material de embalaje, donde el material de base es papel cubierto o no cubierto, carton cubierto o no cubierto o cartulina cubierta o no cubierta, b) recubrimiento al menos del lado interior del substrato con al menos una capa de una composicion acuosa, que comprende al menos alcohol polivinflico y/o al menos un copolfmero de alcohol polivinflico asf como un reticulante, donde la composicion acuosa presenta a lo sumo un 40 % en peso de alcohol polivinflico (PVOH) y/o copolfmero de alcohol polivinflico y un contenido total en materia solida de al menos un 26 % en peso y presenta a lo sumo un 55 % en peso, donde como reticulante se utiliza al menos un alquilortosilicato y/o al menos un compuesto saturado oleffnico y/o insaturado bi-, tri o multifuncional, que puede reaccionar con los grupos-hidroxilo del alcohol polivinflico y presenta al menos dos grupos funcionales seleccionados anhfdrido de acido y de acido carboxflico, y c) secado de la capa y reticulado del alcohol polivinflico y/o del copolfmero de alcohol polivinflico con ayuda del reticulante bajo conformacion de una capa de bloqueo para compuestos hidrofobos.
Por material de base de cellulosa (celulosa) se entiende dentro del marco de invencion presente un material, que al menos en su mayorfa, es decir, al menos en un 51 %, particularmente, al menos un 75 % y, preferiblemente, al menos un 90 % consta de celulosa, donde dentro del marco de de la presente invencion los datos porcentuales se entienden fundamentalmente como porcentajes en peso, siempre que no se indique lo contrario.
El material de base es papel cubierto o no cubierto, carton cubierto o no cubierto o cartulina cubierta o no cubierta. Por alcohol polivinflico se entiende dentro del marco de invencion un plastico termoplastico, que consta al menos en su mayorfa de monomeros enlazados cabeza-cabeza y/o cabeza-cola de la formula general.
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Por copolfmeros de alcohol polivinflico se entiende dentro del marco de la presente invencion copolfmeros, que constan de al menos al 20 mol % de monomeros de la formula general
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y excepto posibles monomeros de de vinil acetato no hidrolizado existentes comprenden al menos otro tipo de monomero, por ejemplo, un acrilato o metacrilato.
Preferiblemente, los copolfmeros de alcohol polivinflico utilizados son al menos solubles en agua comparablemente al alcohol polivinflico.
Dentro del marco de la invencion, los alcoholes polivinflicos utilizables son accesibles por ejemplo a traves de la hidrolisis conocida en sf de esteres de polivinilo, particularmente, de acetato de polivinilo.
Marcas comerciales corrientes de alcoholes polivinflicos y copolfmeros de alcohol polivinflico idoneas para la realizacion de la invencion para aplicaciones termoplasticas son por ejemplo Elvanol, Gohsenol, Polyviol, Poval, Mowiol, Selvol, Exceval o Mowiflex.
Ademas, se pueden usar en la composicion acuosa tambien diversos alcoholes polivinflicos y/o copolfmeros de alcohol polivinflico, siempre que la suma de todo el alcohol polivinflico y copolfmeros de alcohol polivinflico no exceda la proporcion maxima de 40 % en peso.
Fundamentalmente se aplican dentro del marco de invencion presente todos los datos de alcohol polivinflico(s) correspondientes tambien para los copolfmeros de alcohol polivinflico, siempre que no se indique lo contrario.
Por contenido total en materia solida se entiende dentro del marco de invencion presente el contenido de la composicion acuosa en materias solidas, donde alcohol polivinflico y/o copolfmeros de alcohol polivinflico igualmente contribuyen al contenido total en materia solida.
En otras palabras, el contenido total en materia solida emite la participacion en peso despues de la eliminacion de agua de la composicion acuosa.
Para la determinacion del contenido total en materia solida, la composicion acuosa puede ser destilada en seco por ejemplo por evaporacion o por calentamiento con una presion normal o al vacfo hasta secarse.
Por reticulante se entiende dentro del marco de invencion los compuestos que por la reaccion con alcoholes polivinflicos y/o copolfmeros de alcohol polivinflico contribuyen a la conformacion de una red tridimensional.
Como reticulante se puede usar fundamentalmente un compuesto qufmico idividual o una mezcla de compuestos qufmicos diferentes.
Los reticulantes adecuados comprenden particularmente compuestos bi, tri o multifuncionales, que pueden reaccionar con los grupos-hidroxilo del alcohol polivinflico.
La composicion acuosa, que se puede senalar como cobertura o recubrimiento, se puede formar fundamentalmente libre de cargas y/o pigmentos o cargas y/o pigmentos alternativos.
Sin embargo, cabe destacar que el contenido total en materia solida de la composicion acuosa incluidas las posibles cargas/pigmentos presentes siempre se encuentra al menos a un 26 % en peso y a lo sumo a un 55 % en peso, puesto que la composicion acuosa puede utilizarse por ello como recubrimiento viscoso escaso, que permite especialmente altas velocidades de aplicacion con gastos de fabricacion simultaneamente bajos.
Por ejemplo, la composicion acuosa puede presentar un contenido total en materia solida de 26 % en peso, 27 % en
peso, 28 % en peso, 29 % en peso, 30 % en peso, 31 % en peso, 32 % en peso, 33 % en peso, 34 % en peso, 35 %
en peso, 36 % en peso, 37 % en peso, 38 % en peso, 39 % en peso, 40 % en peso, 41 % en peso, 42 % en peso, 43
% en peso, 44 % en peso, 45 % en peso, 46 % en peso, 47 % en peso, 48 % en peso, 49 % en peso, 50 % en peso,
51 % en peso, 52 % en peso, 53 % en peso, 54 % en peso o 55 % en peso, donde el contenido total de alcohol polivinflico y copolfmeros de alcohol polivinflico es a lo sumo 40 % en peso.
Con otras palabras, el contenido total en materia solida de la composicion acuosa, con dependencia del reticulante respectivamente utilizado sobre aproximadamente 40 % en peso esta limitado, cuando la composicion acuosa junto al reticulante comprende exclusivamente alcohol polivinflico o uno o varios copolfmeros de alcohol polivinflico.
Por eso, la capa que funciona como capa de bloqueo frente a compuestos hidrofobos se puede producir de forma rapida y flexible, puesto que parametros importantes como viscosidad de la composicion acuosa, grosor de la capa de secado y humeda de la capa, tiempo de secado, grado de reticulacion y velocidad de reticulacion optima se pueden adaptar a la respectiva finalidad de uso.
Fundamentalmente, los contenidos totales mas altos en materia solida llevan a proporciones de agua correspondientemente inferiores y con ello en tiempos de secado mas cortos, de manera que se pueden usar ventajosamente sistemas de recubrimiento con tramos de secado correspondientemente mas cortos.
Al contrario, la viscosidad de la composicion acuosa sube con un contenido total en materia solida mas alto, de manera que las composiciones con mas del 55 % en peso contenido total en materia solida ya no se pueden aplicar utilmente al substrato o material de base de celulosa.
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Para la aplicacion de la composicion acuosa se pueden usar por ejemplo metodos de cobertura de contorno conocidos en sf, donde la invencion no esta limitada fundamentalmente en cuanto a los metodos de aplicacion en el paso b).
El metodo segun la invencion se puede realizar ademas de forma particularmente facil y economica, puesto que se pueden necesitar unicamente materiales de partida economicos y se pueden elaborar facil y rapidamente con ayuda de herramientas de aplicacion.
La capa de bloqueo fabricada de tal manera del material de embalaje es utilizable como barrera de grasa y de aceite.
A traves de la reticulacion del alcohol polivimlico/copolfmero de alcohol polivimlico se obtiene tambien una hidrofobizacion parcial, que se manifiesta sobre los valores COBB.
[0008] Mediante la reticulacion del alcohol polivimlico/copolfmero de alcohol polivimlico se produce en el lado interior del material de embalaje una capa de bloqueo, que funciona frente a compuestos hidrofobos como bloqueo y/o punto de captura y una migracion de estos compuestos hidrofobos del lado externo del material de embalaje y/o del material de base impide completamente o al menos casi completamente en el espacio interior del embalaje.
Debido a la reticulacion cruzada del alcohol polivimlico, la capa de bloqueo es resistente a la humedad, por lo cual el efecto de bloqueo ventajoso se puede mantener durante la vida util total de un embalaje fabricado del material de embalaje segun la invencion.
Ademas, segun la invencion, el material de embalaje fabricado es aerobio y anaerobio degradable, puesto que tanto el material de base de celulosa como tambien el revestimiento poseen una superficie hidrofila, que con ello son accesibles a la descomposicion bacterial.
En la medida que la capa de bloqueo se forme en el lado interior del material de embalaje, la capa de bloqueo se protegera ademas especialmente con eficacia frente al deterioro mecanico en el transporte o durante el alojamiento de un embalaje formado del material de embalaje segun la invencion.
El material de embalaje fabricado segun el metodo segun la invencion garantiza, debido a su efecto de barrera frente a compuestos hidrofobos - como por ejemplo componentes de aceite mineral de materiales de reciclaje o componentes de aceite mineral de impresiones - ademas por ejemplo la seguridad de alimentos del material de embalaje.
Simultaneamente, este obtiene las ventajas ecologicas de una econoirna de embalaje basada en papel reciclable y garantiza la variedad de reciclaje del substrato recubierto.
[0009] En una configuracion ventajosa de la invencion esta previsto, que se use una composicion acuosa, que presenta un contenido de alcohol polivimlico y/o copolfmero de alcohol polivimlico entre 2 % en peso y 35 % en peso, particularmente entre 10 % en peso y 32 % en peso y preferiblemente entre 26 % en peso y 30 % en peso.
De este modo, el substrato, se puede equipar de forma especialmente rapida, economica y segura con una capa de bloqueo, que presenta caractensticas de barrera especialmente buenas frente a compuestos hidrofobos.
Alternativa o adicionalmente se utilizara una composicion acuosa, que presenta un contenido total en materia solida entre 26 % en peso y 52 % en peso, particularmente entre 26 % en peso y 50 % en peso y preferiblemente entre 26 % en peso y 45 % en peso, y/o un contenido de agua de al menos 45 % en peso, particularmente de al menos 55 % en peso y preferiblemente presenta un contenido de agua entre 65 % en peso y 70 % en peso.
Por esto, el substrato tambien se puede equipar, de forma especialmente rapida, economica y segura con una capa de bloqueo de alta calidad.
Por contenido en agua se entiende al menos un 45 % en peso, particularmente, un contenido en agua de 45 % en peso, 46 % en peso, 47 % en peso, 48 % en peso, 49 % en peso, 50 % en peso, 51 % en peso, 52 % en peso, 53 % en peso, 54 % en peso, 55 % en peso, 56 % en peso, 57 % en peso, 58 % en peso, 59 % en peso, 60 % en peso, 61 % en peso, 62 % en peso, 63 % en peso, 64 % en peso, 65 % en peso, 66 % en peso, 67 % en peso, 68 % en peso, 69 % en peso, 70 % en peso, 71 % en peso, 72 % en peso, 73 % en peso, 74 % en peso, 75 % en peso, 76 % en peso, 77 % en peso, 78 % en peso, 79 % en peso, 80 % en peso, 81 % en peso, 82 % en peso, 83 % en peso, 84 % en peso, 85 % en peso, 86 % en peso, 87 % en peso, 88 % en peso, 89 % en peso, 90 % en peso, 91 % en peso, 92 % en peso, 93 % en peso, 94 % en peso, 95 % en peso, 96 % en peso, 97 % en peso, 98 % en peso o 99 % en peso, donde los contenidos en agua entre 65 % en peso y 70 % en peso se muestran especialmente ventajosos para la mayonas de aplicaciones.
[0010] En otra configuracion ventajosa de la invencion esta previsto, que se use o se usen un alcohol polivimlico y/o un copolfmero de alcohol polivimlico con un grado de hidrolisis entre 75 % y 100%, particularmente, entre 80 % y 99,9 %.
Por grado de hidrolisis entre 75 % y 100 % se entienden grados de hidrolisis en el marco de la invencion de 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99 % o 100 %, asf como valores intermedios correspondientes como por ejemplo 99,0%, 99,1%, 99,2%, 99,3%, 99,4%, 99,5%, 99,6%, 99,7%, 99,8%, 99,9 % o 100,0 %.
Alternativa o adicionalmente se puede prever, que se use o se usen un alcohol polivimlico y/o un copolfmero de alcohol polivimlico con un grado de polimerizacion entre 100 y 3000, particularmente, entre 120 y 1200 y preferiblemente entre 150 y 650, y/o con un peso molecular intermedio entre 11000 g/mol y 60000 g/mol, particularmente entre 13000 g/mol y 23000 g/mol y/o entre 31000 g/mol y 50000 g/mol.
Por grado de polimerizacion se entiende el numero de unidades de monomios en una molecula polimerica.
Por grado de polimerizacion entre 100 y 3000 se entiende, por ejemplo, un grado de polimerizacion de 100, 150,
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200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350, 1400, 1450, 1500, 1550, 1600, 1650, 1700, 1750, 1800, 1850, 1900, 1950, 2000, 2050, 2100, 2150, 2200, 2250, 2300, 2350, 2400, 2450, 2500, 2550, 2600, 2650, 2700, 2750, 2800, 2850, 2900, 2950 o 3000, asf como valores intermedios correspondientes, como por ejemplo 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 260, 270, 280, 290, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, 600, 610, 620, 630,640 o 650 o 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 157, 158, 159,160, etc.
El grado de polimerizacion consiste en general en un valor medio.
Por peso molecular intermedio entre 11000 g/mol y 60000 g/mol se entienden, por ejemplo, pesos moleculares de 11000 g/mol, 12000 g/mol, 13000 g/mol, 14000 g/mol, 15000 g/mol, 16000 g/mol, 17000 g/mol, 18000 g/mol, 19000 g/mol, 20000 g/mol, 21000 g/mol, 22000 g/mol, 23000 g/mol, 24000 g/mol, 25000 g/mol, 26000 g/mol, 27000 g/mol, 28000 g/mol, 29000 g/mol, 30000 g/mol, 31000 g/mol, 32000 g/mol, 33000 g/mol, 34000 g/mol, 35000 g/mol, 36000 g/mol, 37000 g/mol, 38000 g/mol, 39000 g/mol, 40000 g/mol, 41000 g/mol, 42000 g/mol, 43000 g/mol, 44000 g/mol, 45000 g/mol, 46000 g/mol, 47000 g/mol, 48000 g/mol, 49000 g/mol, 50000 g/mol, 51000 g/mol, 52000 g/mol, 53000 g/mol, 54000 g/mol, 55000 g/mol, 56000 g/mol, 57000 g/mol, 58000 g/mol, 59000 g/mol, 60000 g/mol asf como valores intermedios correspondientes, por ejemplo 13000 g/mol, 13250 g/mol, 13500 g/mol, 13750 g/mol, 14000 g/mol, 14250 g/mol, 14500 g/mol, 14750 g/mol, 15000 g/mol, 15250 g/mol, 15500 g/mol, 15750 g/mol, 16000 g/mol, 16250 g/mol, 16500 g/mol, 16750 g/mol, 17000 g/mol, 17250 g/mol, 17500 g/mol, 17750 g/mol, 18000 g/mol, 18250 g/mol, 18500 g/mol, 18750 g/mol, 19000 g/mol, 19250 g/mol, 19500 g/mol, 19750 g/mol, 20000 g/mol, 20250 g/mol, 20500 g/mol, 20750 g/mol, 21000 g/mol, 21250 g/mol, 21500 g/mol, 21750 g/mol, 22000 g/mol, 22250 g/mol, 22500 g/mol, 22750 g/mol, 23000 g/mol o 31000 g/mol, 31250 g/mol, 31500 g/mol, 31750 g/mol, 32000 g/mol, 32250 g/mol, 32500 g/mol, 32750 g/mol, 33000 g/mol, 33250 g/mol, 33500 g/mol, 33750 g/mol, 34000 g/mol, 34250 g/mol, 34500 g/mol, 34750 g/mol, 35000 g/mol, 35250 g/mol, 35500 g/mol, 35750 g/mol, 36000 g/mol, 36250 g/mol, 36500 g/mol, 36750 g/mol, 37000 g/mol, 37250 g/mol, 37500 g/mol, 37750 g/mol, 38000 g/mol, 38250 g/mol, 38500 g/mol, 38750 g/mol, 39000 g/mol, 39250 g/mol, 39500 g/mol, 39750 g/mol, 40000 g/mol, 40250 g/mol, 40500 g/mol, 40750 g/mol, 41000 g/mol, 41250 g/mol, 41500 g/mol, 41750 g/mol, 42000 g/mol, 42250 g/mol, 42500 g/mol, 42750 g/mol, 43000 g/mol, 43250 g/mol, 43500 g/mol, 43750 g/mol, 44000 g/mol, 44250 g/mol, 44500 g/mol, 44750 g/mol, 45000 g/mol, 45250 g/mol, 45500 g/mol, 45750 g/mol, 46000 g/mol, 46250 g/mol, 46500 g/mol, 46750 g/mol, 47000 g/mol, 47250 g/mol, 47500 g/mol, 47750 g/mol, 48000 g/mol, 48250 g/mol, 48500 g/mol, 48750 g/mol, 49000 g/mol, 49250 g/mol, 49500 g/mol, 49750 g/mol, 50000 g/mol, etc.
Mediante la seleccion un alcohol polivinflico y/o copolfmero de alcohol polivinflico con el grado de polimerizacion y/o peso molecular citado se puede conseguir ventajosamente un aumento del contenido total en materia solida de la composicion acuosa sin aumento de la viscosidad.
Con otras palabras, con contenidos totales en materia solida de hasta un 55 % en peso tambien son posibles viscosidades comparativamente bajas, de manera que es posible una elevacion de la composicion acuosa con diferentes herramientas de aplicacion habituales.
Por esto, se pueden producir un revestimiento especialmente rapido y reticulacion con cortos tiempos de secado simultaneos y altas velocidades de substrato, por lo cual las capas de barrera altamente efectivas se pueden producir correspondientemente de forma rapida y economica.
Fundamentalmente, se puede usar para la fabricacion de una capa de bloqueo tambien una mezcla de alcoholes polivinflicos/copolfmeros de alcohol polivinflico con grados de hidrolisis diferentes y/o grados de polimerizacion diferentes y/o pesos moleculares diferentes.
Aquf, las caracterfsticas qufmicas y ffsicas de la capa de bloqueo se pueden adaptar exactamente al proposito de la aplicacion respectiva del material de embalaje, asf como a los metodos de aplicacion utilizados para la aplicacion de la composicion acuosa.
A traves de la variacion del grado de hidrolisis y/o del grado de polimerizacion y/o del peso molecular se pueden ajustar, por ejemplo, la porosidad, la solubilidad y la cristalinidad de la capa segun la necesidad de la aplicacion.
Asf, particularmente, la flexibilidad y la dilatabilidad de la capa de bloqueo resultante se adaptan de forma optima a las exigencias respectivas.
[0011] Otras ventajas resultan, en la medida en que se use una composicion acuosa, que comprenda al menos otro polfmero y/o copolfmero como aditivo.
Por esto, los contenidos totales en materia solida pueden ser mas altos, donde se puede utilizar otro polfmero y/o copolfmero por su parte para la mejora del efecto de barrera de la capa de bloqueo y/o para el ajuste de la viscosidad de la composicion acuosa.
[0012] Otras ventajas resultan, cuando al menos otro polfmero y/o copolfmero se dispersa en la composicion acuosa y/o que se selecciona al menos otro polfmero y/o copolfmero de un grupo, que comprende el poli-(meta)-acrilato, poli-metil(meta)-acrilato, poliamida, biopolfmeros, particularmente quitosano, poliuretano, acrilato de polivinilio, poliester, particularmente, esteres de acido de poli(meta)crilato, ester de polivinilo, ester de acido polilactico, polihidroxialcanoato, polihidroxibutirato y/o acido poli-hidroxibutfrico, y/o copolfmeros de estos.
Esto permite una fabricacion especialmente rapida y economica de capas de barrera o de bloqueo de alta calidad.
La expresion "(Meta)acrilato" designa dentro del marco de invencion presente fundamentalmente acrilatos y/o metacrilatos.
[0013] En otra configuracion ventajosa de la invencion esta previsto que se usen como reticulante acido malonico,
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acido glutarico, acido adipfnico, acido cftrico, butano-tetra acido carboxflico, acido maleico, acido poliacrflico y/o acidos polimetacrflicos (resumidos en adelante bajo el concepto "acido poli-(meta)-acrflico"), asf como cualquier mezcla de estos, como polimerizados y/o copolimerizados de estos, cuyos grupos de acidos son esterificables con los grupos de alcohol del alcohol polivinflico.
Fundamentalmente, se pueden usar tambien acidos acrflico de polialquilo otro como por ejemplo acido acrflico de polietileno.
Por esto, las caracterfsticas qufmicas y ffsicas de la capa de bloqueo se pueden adaptar de forma especialmente exacta al proposito de la aplicacion del material de embalaje, asf como a los metodos de secado y de revestimiento respectivos.
Alternativa o adicionalmente se puede usar tetraetil-orto silicato como reticulante.
[0014] Otras ventajas resultan, en la medida en que se use una composicion acuosa, que comprende una proporcion en peso entre 0,01 y 55 de agente reticulante, basandose en una proporcion en peso de 100 de alcohol polivinflico y/o una proporcion en peso entre 1 y 60 de una carga y/o un pigmento, basandose en una proporcion en peso de 100 de alcohol polivinflico.
Por proporcion en peso entre 0,01 y 60 se entiende particularmente una proporcion en peso de 0,01, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59 o 60, asf como valores intermedios correspondientes.
En la medida que la proporcion en peso del reticulante se encuentre en el rango citado entre las proporciones de peso 0,01 y 55, el grado de reticulacion del alcohol polivinflico se puede adaptar y con el la elasticidad y la caracterfstica de bloqueo de la capa de bloqueo de forma optima al respectivo proposito de la aplicacion.
Como cargas y/o pigmentos son adecuadas fundamentalmente partfculas organicas, inorganicas, asf como modificadas de forma organica-inorganica, que estan equipadas con o sin capacidad de hinchamiento en el agua.
La utilizacion de una carga y/o pigmento permite entre otros una adaptacion de la impresion optica del material de embalaje, asf como una imprimibilidad mejor.
Ademas, las cargas y/o pigmentos adecuados forman una barrera "mecanica" adicional contra el paso de compuestos hidrofobos.
El efecto de bloqueo de la capa de bloqueo se puede aumentar, por consiguiente, de forma ventajosa a traves de la adicion de cargas y/o pigmentos.
Como materiales de relleno inorganicos son adecuados, en especial, caolfn, filosilicatos, como montmorillonita, Bentonita, Vermiculita, Laponita, Hectorita, Saponita, asf como sflice y silicato de aluminio.
Como materiales de relleno organicos, se pueden emplear celulosas (por ejemplo, en forma de fibras o como celulosas micro- y nanofibriladas, asf como otros polisacaridos, por ejemplo quitosano, derivados de celulosa, hemi- celulosas o almidones modificados/no modificados).
Tambien se consigue una reticulacion ffsica basada en ligamentos de puente hidrogeno con el alcohol polivinflico a traves del uso de cargas y pigmentos, que poseen en la superficie en el medio acuoso grupos OH y/o que se pueden formar.
[0015] Otras ventajas resultan, cuando se usa una carga y/o un pigmento, que es de acido estable y/o presenta geometrfas de partfcula al menos esencialmente esfericas y/o en forma de plaqueta.
Las cargas y/o pigmentos de acido estables son particularmente ventajosos, cuando el alcohol polivinflico se reticula en el medio acido.
Particularmente, se prefiere, en este caso, que la composicion acuosa este libre de compuestos de acido inestable como, por ejemplo almidon o similar.
Mediante geometrfas de partfcula esfericas y/o en forma de plaqueta se puede conseguir un efecto de bloqueo especialmente alto, ya que el camino que recorren los compuestos hidrofobos a traves de la disposicion de tipo dedalo de las cargas y/o pigmentos en la capa de bloqueo esta considerablemente alargado.
Para aumentar el contenido total en materia solida y simultaneamente dejar la viscosidad de la composicion acuosa en una zona trabajable, puede ocurrir ademas una adicion de dispersiones coloidales, que aumentan el contenido de materia solida y no perjudican e incluso mejoran el efecto de barrera frente a sustancias hidrofobas.
Como dispersiones coloidales, por ejemplo, se consideran todo tipo de dispersiones de acrilato, cuyas partfculas estan dispersadas de forma coloidal.
Otros aditivos, que repercuten de forma particularmente ventajosa en el secado de la capa de bloqueo(s), son celulosas microcristalinas.
Mediante la adicion de proporciones bajas, por ejemplo < 2 % en peso de estos tipos de celulosa se mejora la reaccion de retencion de agua y, por lo tanto, la conformacion de una capa en el proceso de secado.
[0016] En otra configuracion ventajosa de la invencion, esta previsto que se ajuste un valor ph de la composicion acuosa antes de la aplicacion sobre el substrato a un valor entre 1 y 7, particularmente, entre 1,5 y 3,5 y/o que la composicion acuosa se desgasifique antes de la aplicacion sobre el substrato.
En la medida en que se ajuste el valor del ph de la composicion acuosa a un valor de 1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 3,0, 3,5, 4,0, 4,5, 5,0, 5,5, 6,0, 6,5 o 7,0 o a un valor intermedio correspondiente, la velocidad de reticulacion del alcohol polivinflico o del copolfmero de alcohol polivinflico puede variar de forma precisa.
Por esto, el metodo optimo se puede adaptar a las caracterfsticas del material de base utilizado, al metodo de aplicacion respectivamente utilizado de la composicion acuosa, asf como al metodo de secado utilizado.
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Por la desgasificacion de la composicion acuosa se impide una posible formacion de ampollas en la capa de bloqueo de forma segura y se consigue un efecto de fijacion que igualmente permanece alto sobre la superficie de substrato revestida.
[0017] En otra configuracion ventajosa de la invencion se utiliza una composicion acuosa, que presenta una viscosidad entre 150 mPas y 2500 mPas, particularmente, entre 200 mPas y 1700 mPas.
Por viscosidad entre 150 mPas y 2500 mPas se entienden, particularmente, viscosidades de 150 mPas, 200 mPas, 250 mPas, 300 mPas, 350 mPas, 400 mPas, 450 mPas, 500 mPas, 550 mPas, 600 mPas, 650 mPas, 700 mPas, 750 mPas, 800 mPas, 850 mPas, 900 mPas, 950 mPas, 1000 mPas, 1050 mPas, 1100 mPas, 1150 mPas, 1200
mPas, 1250 mPas, 1300 mPas, 1350 mPas, 1400 mPas, 1450 mPas, 1500 mPas, 1550 mPas, 1600 mPas, 1650
mPas, 1700 mPas, 1750 mPas, 1800 mPas, 1850 mPas, 1900 mPas, 1950 mPas, 2000 mPas, 2050 mPas, 2100
mPas, 2150 mPas, 2200 mPas, 2250 mPas, 2300 mPas, 2350 mPas, 2400 m Pas, 2450 mPas o 2500 mPas, asf
como valores intermedios correspondientes como, por ejemplo, 200 mPas, 201 mPas, 202 mPas, 203 mPas, 204 mPas, 205 mPas, 206 mPas, 207 mPas, 208 mPas, 209 mPas, 210 mPas, etc.
Por esto, la composicion acuosa se puede adaptar de forma optima al metodo de aplicacion respectivo utilizado, de manera que, en cada caso, se puede lograr un grosor de la capa continuo y uniforme.
Una viscosidad baja, particularmente, en el area entre aproximadamente 150 mPas hasta aproximadamente 1000 mPases apropiada, particularmente, para metodos de aplicacion sin contacto, como por ejemplo procedimientos de revestimiento de cortina, vertido o pulverizacion.
Una viscosidad mas alta, particularmente, hasta aproximadamente 1700 mPas, permite por otro lado una aplicacion mejorada mediante rasquetas (dado el caso, estriadas), cuchilla, prensa encoladora y similar, por ejemplo, para la fabricacion de una capa de bloqueo que sirve simultaneamente como cobertura de acondicionamiento.
En la aplicacion de procedimientos de revestimiento de cortina se prefiere que no se utilicen cortinas de revestimiento de multiples capas.
Por esto, es posible recoger una composicion acuosa excedente facilmente y utilizarla para un paso de revestimiento nuevo, sin que esto pueda llevar a una mezcla no deseada de composiciones acuosas de diferente composicion.
La composicion acuosa igualmente se puede aplicar con ayuda de toberas de ranura de varias capas sobre el substrato.
La viscosidad de la composicion acuosa se puede determinar por ejemplo bajo condiciones-STP, es decir con T = 298,15 K correspondientemente 25 °C y P = 101,300 Pa (1,013 bares).
[0018] Otras ventajas resultan, cuando la composicion acuosa se aplica sobre el substrato de tal manera, que se produce una materia seca superficial entre 1 g/m2 y 20 g/m2, particularmente, entre 3 g/m2 y 15 g/m2.
Por materia seca superficial entre 1 g/m2 y 20 g/m2 se entiende en el marco de la invencion, particularmente, materias seca superficiales de 1 g/m2,2 g/m2,3 g/m2,4 g/m2,5 g/m2,6 g/m2,7 g/m2,8 g/m2,9 g/m2,10 g/m2,11 g/m2,12 g/m2,13 g/m2,14 g/m2,15 g/m2,16 g/m2,17 g/m2,18 g/m2,19 g/m2 o 20 g/m2, asf como valores intermedios correspondientes.
Por esto, el efecto de bloqueo de la capa de bloqueo se puede adaptar a diferentes materiales de base o situaciones de embalaje cargadas con compuestos hidrofobos.
Para materiales de base de baja carga o para material de embalaje, que esta previsto que tengan cantidades bajas de compuestos hidrofobos, bastar correspondientemente cantidades de aplicacion mas pequenas.
Al contrario, se pueden usar cantidades de aplicacion mas grandes, para aumentar el efecto de bloqueo de la capa de bloqueo correspondientemente.
Ademas, la cantidad de aplicacion puede variar con dependencia del metodo de aplicacion utilizado, para producir una capa de bloqueo uniforme con un efecto de bloqueo suficientemente alto.
A causa de la reticulacion cruzada del alcohol polivinflico, a diferencia del estado de la tecnica, bastan fundamentalmente cantidades de aplicacion notablemente mas pequenas, para lograr un efecto de bloqueo suficiente.
Por esto, particularmente con un artfculo de gran consumo como material de embalaje, resultan ahorros de gastos considerables.
Ademas, no es necesario fundamentalmente, a diferencia del estado de la tecnica, formar sistemas complejos de estratificacion de varias capas en la superficie del substrato, para asegurar un efecto de fijacion suficiente.
[0019] Alternativa o adicionalmente se puede prever, que se monte la composicion acuosa de tal manera sobre el substrato, que la capa presente un espesor de pelfcula humeda entre 1 pm y 1000 pm, particularmente, entre 10 pm y 200 pm.
Por esto, la composicion acuosa, particularmente, se puede montar uniformemente con dependencia de la capacidad de absorcion de agua del substrato respectivo y correspondientemente secar uniformemente.
Ademas, se evitaran perdidas innecesarias de una composicion acuosa durante el recubrimiento, de manera que la capa de bloqueo se pueda producir de un modo especialmente economico y con un calidad que permanece igualmente alta.
Por espesor de pelfcula humeda entre 1 pm y 1000 pm se entienden, por ejemplo, espesores de pelfcula humeda de 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250,

260, 270, 280, 290, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480,

490, 500, 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, 600, 610, 620, 630, 640, 650, 660, 670, 680, 690, 700, 710,

720, 730, 740, 750, 760, 770, 780, 790, 800, 810, 820, 830, 840, 850, 860, 870, 880, 890, 900, 910, 920, 930, 940,
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950, 960, 970, 980,990 o 1000 pm, asf como valores intermedios correspondientes, como por ejemplo 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19,20 pm, etc.
Ademas, el espesor de la capa de bloqueo seca se puede ajustar de manera precisa mediante el espesor de pelfcula humeda.
Por ejemplo, se pudo mejorar un perfeccionamiento del efecto de barrera mediante un periodo de observacion de 730 jornadas (2 anos) a 20 °C de 0,23 a 0,094 mg/kg (e.d. bajo el valor lfmite de 0,15 mg/kg) con ayuda de una capa de barrera o de bloqueo de 20 pm.
La superficie de contacto era 16,5 dm2 con una carga de 375 g. El substrato de carton presenta una concentracion de partida de 150 mg/kg de aceite mineral.
[0020] En otra configuracion ventajosa de la invencion, esta previsto que la composicion acuosa se aplique sobre el substrato mediante un procedimiento de recubrimiento igualizado, particularmente, mediante una rasqueta, cuchilla y/o prensa encoladora, y/o mediante un procedimiento de recubrimiento de contorno, particularmente, mediante vertido, pulverizacion, recubrimiento de cortina y/o chorro de aire dosificador.
La utilizacion de un procedimiento de recubrimiento igualizado permite un alisado de material y es especialmente adecuado de tal manera que, dado el caso, los metodos de aplicacion sin contacto sucesivo reciben los contornos de la superficie del substrato en gran parte.
Esto significa, que un contorno superficial aspero del material de base o del substrato se iguala con ayuda de un procedimiento de recubrimiento igualado y con ello se aplana.
Generalmente, cuanto mas alta sea la calidad de producto que se consiga, mas lisa sera la banda de material.
A este respecto, se ha demostrado que para la mayorfa de aplicaciones es ventajoso, alisar primero el substrato y luego poner la capa de bloqueo al alisar posteriormente un contorno aspero de la capa de bloqueo.
A traves de la aplicacion de metodos de revestimiento igualados o nivelados se puede producir en resumen una superficie lisa sobre substratos asperos.
Esta superficie lisa es idonea entonces especialmente para una aplicacion consecutiva de metodos de cobertura de contorno.
[0021] La utilizacion de metodos de cobertura de contorno ofrece la ventaja fundamental de que no se ejerce ninguna presion en el punto de contacto entre material de base y la composicion acuosa, de manera que se evita una penetracion profunda de la composicion acuosa en el material de base.
Por ello, se pueden producir capas de bloqueo especialmente uniformes.
Simultaneamente, se necesitan pequenas cantidades de aplicacion especialmente en una composicion acuosa, para lograr un efecto de capa de bloqueo deseado, por lo cual el metodo se puede realizar de forma especialmente economica.
[0022] En otra configuracion ventajosa de la invencion, esta previsto que la composicion acuosa se aplique a una temperatura entre 30 °C y 85 °C, particularmente, entre 35 °C y 80 °C sobre el substato.
Por ejemplo, la composicion acuosa puede poseer una temperatura de 30°C, 31 °C, 32°C, 33°C, 34°C, 35°C, 36°C, 37°C, 38°C, 39°C 40°C, 41°C, 42°C, 43°C, 44°C, 45°C, 46°C, 47°C, 48°C, 49°C, 50°C, 51°C, 62°C 53°C, 54°C, 55°C, 56°C, 57°C, 58°C, 59°C, 60°C, 61 °C, 62°C, 63°C, 64°C, 65°C 66°C, 67°C, 68°C, 69°C, 70°C, 71 °C, 72°C, 73°C, 74°C, 75°C, 76°C, 77°C, 78°C 79°C, 80°C, 81 °C, 82°C, 83°C, 84°C o 85°C.
Cuanto mas alta se elija la temperatura de la composicion, mas rapido se podra secar la capa aplicada.
Esto permite la utilizacion de aparatos de aplicacion habituales con tramos de secado cortos, por lo cual, se pueden realizar los ahorros correspondientes de tiempo, energfa y gastos.
Ademas, se puede ejercer una influencia precisa mediante la temperatura sobre la viscosidad de la composicion acuosa, asf como sobre la velocidad de reticulacion.
[0023] Otras ventajas resultan, en la medida en que el substrato revestido en el paso c) se seque mediante la radiacion infrarroja y/o mediante conveccion y/o con la radiacion ultravioleta y/o que el substrato revestido (12) se seque hasta una humedad restante de entre 3 % en peso y 12 % en peso, particularmente, entre 6 % en peso y 10 % en peso.
Por ello, se pueden controlar de forma optima el secado de la capa aplicada y la reticulacion del alcohol polivinflico/copolfmero de alcohol polivinflico con dependencia del reticulante utilizado.
Ademas, se puede ajustar con precision tambien el contenido de humedad residual deseado.
La irradiacion con luz ultravioleta se puede realizar de forma alternativa o adicional a una iluminacion infrarroja y/o conveccion y es una ventaja, particularmente, con la aplicacion de cloruro de hierro (FeCl3) como reticulante, para iniciar la reaccion de reticulacion trasversal.
Otras ventajas resultan, cuando el substrato revestido en el paso c) se seca a una humedad restante de entre 3 % y 12%, particularmente, entre 6 % y 10%, en el material de base.
Con una humedad restante en el rango de 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11 % o 12 % se garantiza, que el material de embalaje posea caracterfsticas mecanicas optimas y permita ademas elaborar sin deterioro un embalaje. Las humedades restantes citadas son particularmente con la aplicacion de materiales de base, que consisten al menos en parte en fibras de reciclaje, de manera ventajosa, para evitar una rotura o reduccion indeseadas de las fibras de celulosa en los pliegues, cortes u otras elaboraciones del material de embalaje.
[0024] En otra configuracion de la invencion se prevee en el paso a) un substrato, que comprende un material de
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base, cuyo lado externo esta provisto de una capa de acondicionamiento y/o una capa de revestimiento.
La capa de acondicionamiento y/o la capa de revestimiento puede ser, por ejemplo, una capa que comprende un alcohol polivinflico/copolfmero de alcohol polivinflico, que se llena preferiblemente con pigmentos esfericos o en forma de plaqueta.
A este respecto, es ventajoso, que la cobertura de acondicionamiento presenta ya caracterfsticas de barrera frente a sustancias hidrofobas.
Ademas, se puede prever que el substrato dispuesto esta o sera encolado.
Particularmente, esto es ventajoso en caso de substratos fuertemente absorbentes, para reducir el efecto de succion y, por lo tanto, mejorar la calidad de revestimiento.
Ademas, se puede prever que el substrato este o sea provisto de una capa de cubierta y/o capa de acondicionamiento de otro polfmero, por ejemplo, un poli-(meta)-acrilato.
La capa de revestimiento puede estar fundamentalmente equipada con pigmentos y/o cargas y/o agentes reticuladores.
De esta forma no se danara la elasticidad con el tratamiento del material de embalaje.
[0025] Otras ventajas resultan, cuando la capa de acondicionamiento y/o la capa de revestimiento comprende alcohol polivinflico no reticulado y/o consta de alcohol polivinflico no reticulado.
Particularmente, se puede prever que se configura la capa de acondicionamiento y/o la capa de revestimiento esta configurada libre de alcohol polivinflico reticulado cruzado, donde por ello no se excluye, que la capa de acondicionamiento y/o la capa de revestimiento comprenda ademas del alcohol polivinflico no reticulado opcionalmente otros componentes, como por ejemplo cargas y/o pigmentos.
Por ello, se puede aumentar la elasticidad y flexibilidad del material de embalaje de forma ventajosa.
En la medida en que la capa de acondicionamiento y/o la capa de revestimiento comprendan alcohol polivinflico no reticulado o conste completamente de alcohol polivinflico no reticulado o este libre de alcohol polivinflico reticulado cruzado, el efecto de bloqueo de la capa de bloqueo frente a compuestos hidrofobos ademas se mejorara adicionalmente, sin que se deban tomar en consideracion restricciones en vistas a la degradabilidad biologica del material de embalaje.
[0026] En otra configuracion de la invencion, esta previsto que los pasos b) y c) se repitan al menos una vez y a lo sumo tres veces.
Por ello, en el lado interior del material de base se puede formar un sistema de estratificacion de dos, tres o cuatro capas de bloqueo, por lo cual se logra un efecto de bloqueo especialmente alto.
Por ejemplo, es una ventaja en caso de embalajes, que se transporten por la via marftima o el durante mucho tiempo con condiciones climaticas diferentes.
Las capas de bloqueo pueden estar formadas fundamentalmente iguales o de forma diferente.
Cuando los pasos b) y c) se realizan varias veces, se puede almacenar la composicion acuosa excedente facilmente y usar nuevamente para una nueva fase del procedimiento, por lo cual los costes del proceso se reducen considerablemente.
[0027] Otras ventajas resultan, cuando despues de la fase c) el substrato se recubre con otra composicion acuosa, donde la otra composicion acuosa comprende al menos alcohol polivinflico y/o un copolfmero de alcohol polivinflico y esta libre de reticulante.
De este modo, se puede producir una capa de revestimiento de alcohol polivinflico/copolfmero de alcohol polivinflico no reticulado, por lo cual el sistema de estratificacion conformado sobre el material de base del substrato posee una flexibilidad y dilatabilidad mejoradas.
[0028] En este caso, en otra configuracion se ha mostrado como ventajoso, cuando la otra composicion presenta un contenido de alcohol polivinflico/copolfmero de alcohol polivinflico mas alto del 40 % en peso, cuando se configura libre de aditivos como cargas y/o pigmentos o cuando la otra composicion presenta un contenido total en materia solida de a lo sumo 55 % en peso, cuando esta provista de cargas y/o pigmentos.
Por esto se puede sintonizar la viscosidad de la otra composicion acuosa de forma optima sobre el metodo de aplicacion respectivo utilizado.
Adicionalmente, asf se mejora la estabilidad de almacenamiento de la composicion acuosa.
Otras ventajas resultan de las descripciones anteriores.
[0029] Otro aspecto de la invencion se refiere a un material de embalaje, que incluye un substrato, que presenta un material de base de cellulosa qufmica (celulosa), un lado externo que previene un material de embalaje, asf como un lado interior que orienta el material de embalaje, donde el material de base es papel cubierto o no-cubierto, carton cubierto o no-cubierto o cartulina cubierta o no-cubierta, asf como un sistema de estratificacion dispuesto en el lado interior del substrato con al menos una capa de bloqueo para compuestos hidrofobos, donde la capa de bloqueo comprende un copolfmero de alcohol polivinflico reticulado mediante un reticulante, donde el reticulante es al menos un alquilortosilicato y/o al menos un compuesto bi-, tri o multifuncional oleffnico saturado y/o insaturado, que reacciona con los grupos-hidroxilo del alcohol polivinflico y presenta al menos dos grupos funcionales seleccionados de acido carboxflico y acido anhfdrido.
Por copolfmeros de alcohol polivinflico se entienden dentro del marco de invencion presente copolfmeros, que constan de al menos 20 mol % de monomeros de la formula general
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y excepto posibles monomeros-acetato de vinilo no hidrolizado existentes, comprenden al menos otro tipo de monomero, por ejemplo, un acrilato o metacrilato.
El material de embalaje segun la invencion posee un efecto de fijacion excelente frente a compuestos hidrofobos con resistencia a la humedad igualmente alta y se pueden producir de forma particularmente facil y economica a diferencia del estado de la tecnica, puesto que se necesitan unicamente materiales iniciales economicos y se pueden elaborar facil y rapidamente con ayuda de instalaciones de fabricacion habituales.
El material de embalaje segun la invencion garantiza ademas la seguridad de alimentos del material de embalaje, debido a su efecto de barrera frente a compuestos hidrofobos (como pueden ser componentes de aceite mineral de material de reciclaje o de estampacion).
Simultaneamente, se obtienen las ventajas ecologicas de una economfa de embalaje basada en papel reciclable. Resultan otras ventajas que se deducen de las descripciones anteriores, como configuraciones ventajosas del procedimiento que se consideran configuraciones ventajosas del material de embalaje y viceversa.
[0030] En este caso, en una configuracion de la invencion, se muestra como ventajoso, cuando el material de embalaje se recibe y/o se puede recibir a traves de un metodo segun el primer aspecto de la invencion.
Las caracterfsticas resultantes de esto y sus ventajas se deducen de las descripciones correspondientes del primer aspecto de la invencion.
[0031] Otras ventajas resultan, cuando la capa de bloqueo al menos consiste en su mayorfa en copolfmero de alcohol polivinflico reticulado cruzado.
En otras palabras, esta previsto que la capa de bloqueo este formada al 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%,
58%, 59%, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%,
78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%,
98%, 99 % o 100% de copolfmero de alcohol polivinflico reticulado cruzado.
Por ello, particularmente la flexibilidad, la dilatabilidad, el efecto de fijacion y la imprimibilidad de la capa de bloqueo se pueden adaptar de forma particularmente facil al proposito de la aplicacion respectiva.
[0032] Un efecto de fijacion adicionalmente mejorado se consigue en otra configuracion de la invencion, ya que el sistema de estratificacion comprende al menos dos capa de bloqueo de copolfmero de alcohol polivinflico reticulado cruzado.
[0033] Un efecto de fijacion especialmente especffico frente a compuestos hidrofobos diferentes se consigue en otra configuracion ventajosa de la invencion, en la medida en que al menos dos capas de bloqueo comprendan copolfmeros de alcohol polivinflico con diferentes grados de reticulacion y/o copolfmeros de alcohol polivinflico con diferentes grados de hidrolisis y/o copolfmero de alcohol polivinflico reticulado con reticulantes diferentes.
[0034] En otra configuracion ventajosa de la invencion, esta previsto que la capa de bloqueo que comprende el copolfmero de alcohol polivinflico comprenda partfculas organicas, inorganicas y/o modificadas de manera organica- inorganica, que presentan una geometrfa de partfculas esferica o en forma de plaqueta.
La utilizacion de partfculas de este tipo permite, entre otras, una adaptacion de la impresion optica del material de embalaje, asf como una imprimibilidad mejor.
Ademas forman partfculas adecuadas una barrera adicional "mecanica" contra el paso de compuestos hidrofobos. Por consiguiente, el efecto de fijacion de la capa de bloqueo puede aumentar ventajosamente a traves del aditivo de estas partfculas, que pueden funcionar como cargas y/o pigmentos.
Particularmente, se han demostrado que son ventajosos a este respecto el caolfn, filosilicatos como Montmorillonita, Bentonita, Vermiculita, Hectorita, Saponita, Laponita asf como sflice y silicato de aluminio o mezclas de estos.
[0035] Ademas, esto se ve como ventajoso, cuando el sistema de estratificacion comprende al menos una capa, que contiene alcohol polivinflico no reticulado y/o un copolfmero de alcohol polivinflico no reticulado.
Preferiblemente, esta capa esta formada libre de alcohol polivinflico reticulado cruzado/copolfmero de alcohol polivinflico o sin aditivo de reticulantes.
Por esto, aumenta ventajosamente la flexibilidad y dilatabilidad del sistema de capas, de manera que se evita especialmente de forma segura una eventual lesion de la capa de bloqueo con otro tratamiento del material de embalaje segun la invencion.
[0036] En otra configuracion ventajosa de la invencion, esta previsto que el alcohol polivinflico no reticulado y/o capa que contiene copolfmero de alcohol polivinflico no reticulado este dispuesta entre dos capas de bloqueo y/o sobre un lado separado al material de base de la capa de bloqueo.
En otras palabras, esta previsto que la capa que contiene el alcohol polivinflico no reticulado o copolfmero de alcohol polivinflico no reticulado con respecto al material de base forme la ultima capa de revestimiento y/o se configure
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entre dos capas de bloqueo que contienen alcohol polivinflico/copolfmero de alcohol polivinflico reticulado cruzado. Esto permite una adaptacion especialmente buena a fines de empleo diversos del material de embalaje y ademas de la flexibilidad y dilatabilidad del sistema de capas aumenta tambien el efecto de fijacion frente a compuestos hidrofobos.
[0037] Otras caracterfsticas de la invencion resultan de las reivindicaciones, de los ejemplos de realizacion, asf como de los dibujos.
Las caracterfsticas y combinaciones de caracterfsticas citadas arriba en la descripcion, asf como las caracterfsticas y combinaciones de caracterfsticas citadas sucesivamente en los ejemplos de realizacion no solo se utilizan en la respectiva combinacion indicada, sino tambien en otras combinaciones, sin abandonar el marco de la invencion. Muestra en este caso:
Fig.1 una vista en seccion lateral esquematica de un material de embalaje segun un primer ejemplo de realizacion; y
Fig. 2 una vista en seccion lateral esquematica de un material de embalaje segun un segundo ejemplo de realizacion.
[0038] Fig. 1 muestra una vista en seccion lateral esquematica de un material de embalaje 10 segun un primer ejemplo de realizacion.
El material de embalaje 10 comprende un substrato 12, que consiste en un material de base 14 y presenta un lado externo 16 que se aleja del material de embalaje, asf como un lado interior 18 que se dirige al material de embalaje. El material de base 14 consiste en el ejemplo de realizacion presente en un carton con una masa superficial de 400
g/m2.
En el lado interior 18 del substrato 12 se forma un sistema de estratificacion 20, que se fabrica por la produccion de una primera capa de bloqueo 22a, una segunda capa de bloqueo 22b, asf como una capa 24 que funciona como capa de revestimiento.
Las capas de bloqueo 22a 22b, 22b comprenden alcohol polivinflico reticulado cruzado.
La capa de bloqueo 22a comprende ademas partfculas en forma de plaqueta o esfericas o mezclas de estas como cargas y/o pigmento.
Las capas de bloqueo 22a 22b, 22b imposibilitan o impiden con ello al menos en gran parte la migracion de compuestos hidrofobos a traves del sistema de estratificacion 20.
La reticulacion cruzada sucesiva descrita mas en detalle del alcohol polivinflico se ocupa de una estabilidad mecanica aumentada e impide un hinchamiento de las capas de bloqueo 22a 22b, 22b, cuando estas entran en contacto con la humedad.
[0039] Como cargas y/o pigmentos son apropiadas fundamentalmente partfculas organicas, inorganicas, modificadas de manera organica-inorganica, que estan equipadas con o sin capacidad de hinchamiento en agua.
El ejemplo de realizacion presente comprende la capa de bloqueo 22a caolfn.
Caolfn ofrece la ventaja de que es de acido estable y no se hincha en agua.
Ademas, el caolfn utilizado consta de partfculas en forma de plaqueta, que forman una barrera mecanica y por esto dificultan y/o imposibilitan adicionalmente la migracion de compuestos a traves de la capa de bloqueo 22a.
La segunda capa de bloqueo 22b consta, por otro lado, exclusivamente de alcohol polivinflico reticulado cruzado, donde para la fabricacion de ambas capas de bloqueo 22a 22b, 22b se usa alcohol polivinflico con diferentes grados de polimerizacion y de hidrolisis y se reticulan con diferentes reticulantes cruzados.
Fundamentalmente, ambas capas de bloqueo 22a 22b, 22b pueden comprender alcohol polivinflico pero naturalmente tambien el mismo reticulado cruzado.
Por ultimo, la capa 24 que en un embalaje posterior formado del material de embalaje 10 esta en contacto con el material de embalaje, consta por otro lado de alcohol polivinflico no reticulado y aumenta particularmente la flexibilidad y dilatabilidad del sistema de capas 20.
Alternativa o adicionalmente, se puede prever que la capa 24 se forme directamente sobre el substrato 12 y/o entre las capas de bloqueo 22a 22b, 22b.
[0040] El lado externo 16 del substrato 12 no esta recubierto en el ejemplo de realizacion mostrado.
Pero fundamentalmente, se pueden proporcionar tambien en el lado externo 16 una o varias capas, para conseguir caracterfsticas determinadas del material de embalaje 10, por ejemplo, una imprimibilidad mejor o un efecto barrera a la humedad y/o gas.
[0041] Fig. 2 muestra una vista en seccion lateral esquematica de un material de embalaje 10 segun un segundo ejemplo de realizacion.
El material de base 14 es nuevamente un carton con una masa superficial de 400 g/m2.
A diferencia del ejemplo de realizacion anterior, el sistema de estratificacion 20 no comprende ninguna capa 24 sin alcohol polivinflico reticulado cruzado y/o sin copolfmero de alcohol polivinflico reticulado cruzado.
En lugar de esto, el sistema de estratificacion 20 comprende una primera capa de bloqueo 22a, que se obtiene mediante el recubrimiento del substrato 12 con una composicion acuosa, que comprende alcohol polivinflico o un copolfmero de alcohol polivinflico, pigmentos, cargas, aditivos, asf como un agente reticulante.
El sistema de estratificacion 20 comprende ademas una segunda capa de bloqueo 22b, que funciona como capa de revestimiento y se obtiene por el recubrimiento de la primera capa de bloqueo 24a con una composicion acuosa, que
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comprende igualmente alcohol polivinflico o un copolfmero de alcohol polivinflico, pigmentos, cargas, aditivos, asf como un agente reticulante.
[0042] Las capas de bloqueo 22a, 22b en la Fig. 2 y Fig. 1 pueden contener fundamentalmente los componentes iguales.
Diferencias entre las capas de bloqueo 22a 22b, 22b resultan a traves de la adicion diversa de pigmentos, cargas y/o aditivos, por ejemplo en forma de dispersiones de polfmero coloidales.
La segunda capa de bloqueo 22b muestra a pesar de la adicion del pigmento y agente reticulante una flexibilidad excelente, que repercute positivamente en el proceso adicional de trabajo del material de embalaje 10.
Como otro aditivo se puede utilizar por ejemplo celulosa microcristalina, que repercute positivamente en la reaccion de retencion de agua.
A causa de la estructura cristalina, se produce una eficiencia de barrera adicional con la adicion de cantidades pequenas (p. ej. <1 % en peso).
Cuando esto se solicita, se puede incluir tambien en el segundo ejemplo de realizacion otra capa 24 de PVOH no reticulado y/o copolfmero de alcohol polivinflico no reticulado, para mejorar la flexibilidad y dilatabilidad del material de embalaje 10 cuando sea necesario.
[0043] En lo sucesivo, se representan otros ejemplos diferentes de realizacion para la fabricacion del material de embalaje 10 con caracterfsticas de barrera frente a compuestos qufmicos no-polares.
1. Fabricacion de una solucion de alcohol polivinflico acuosa
[0044] Si el alcohol polivinflico o el copolfmero de alcohol polivinflico hidrosoluble no esta disuelto en agua, la fabricacion de una solucion de (copolfmero)-alcohol polivinflico se realiza como sigue:
Primero se presenta una cantidad definida de agua frfa.
A continuacion, una cantidad definida opcionalmente de un polvo de alcohol polivinflico molido fino (analogamente: polvo de copolimerico de alcohol polivinflico) con un grado de hidrolisis, que se encuentra preferiblemente entre 80 % y 99,9%, se mezcla con una agitacion fuerte (2000 r.p.m.) a una temperatura de 75 °C hasta 80 °C en 30 a 45 minutos con un disolvedor o mezclador intensivo.
El proceso de disolucion se finaliza, cuando la solucion este clara.
La solucion todavfa caliente se enfria hasta 25 °C.
Antes de otra aplicacion, se ajusta el contenido de materia solida preciso de la solucion por ejemplo mediante una termobalanza y opcionalmente a un valor entre 5 % en peso y 15 % en peso.
El contenido de materia solida determinado o ajustado sirve como fundamento para un transcurso del procedimiento adicional y especialmente para la determinacion del grosor de la capa que se aplica sobre el substrato, asf como para la determinacion de cantidades de reactivos de reticulacion adicionales.
El valor del ph de la solucion de alcohol polivinflico obtenida es neutral.
[0045] Despues de que finalice el proceso de enfriamiento, se ajusta el valor del ph de la solucion de alcohol polivinflico preparada fresca cuando sea necesario.
El ajuste del valor-pH se realiza de una manera sustancialmente conocida por la adicion de un acido o base idoneos. Se adecuan por ejemplo acidos minerales como por ejemplo acidos clorhfdricos concentrados o bases como hidroxido de sodio.
[0046] Alternativamente, se puede prever que se disuelva el alcohol polivinflico (PVOH) o el copolfmero de alcohol polivinflico con temperaturas entre 75°C y 95°C, donde el contenido de la solucion acuosa se ajusta de (copolfmero) de alcohol polivinflico a un maximo de 40 % en peso, por ejemplo a 30 % en peso.
2. Fabricacion de una composicion acuosa
2.1. Glioxal como reticulante, no segun la invencion
[0047] A la solucion de alcohol polivinflico fabricada segun el punto 1, se le anade una solucion Glioxal del 40 % a temperatura ambiente (25 °C) mediante una agitacion fuerte en aproximadamente 15 minutos con el mismo ajuste del valor-pH de la solucion a un pH = 3, para conseguir una composicion acuosa para recibir para el revestimiento del substrato 12.
La cantidad de Glioxal anadido oscila entre el 5 y 40 % en peso, basado en el 100 % en peso de alcohol polivinflico.
[0048] Despues de 15 minutos, la composicion acuosa se desgasifica con una despresurizacion inicial de -200 mbares, que aumenta lentamente en consecuencia de -500 mbares a -600 mbares.
Si el vacfo continua aumentando (p. ej. sobre -800 mbares, e. d. a una presion de aproximadamente 200 mbares), el agua comienza a hervir y el condensado se separa en las paredes del deposito de vacfo.
Para terminar, la composicion acuosa se desgasifica con una presion de aproximadamente 100 mbares sin mas agitacion.
[0049] Al acabar la desgasificacion, se puede aplicar la composicion acuosa sobre el substrato 12, donde el alcohol
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polivinilico es reticulado cruzado por el Glioxal.
2.2 Acido adipfnico (AS), acido glutarico (GS) y/o acido maleico (MS) como reticulante
[0050] La adicion de los acidos dicarbonicos citados se puede dividir en dos categorfas inferiores:
El AS y GS pertenecen al grupo de los acidos dicarbonicos saturados, donde el AS se disuelve mal (24 g/l) y el GS ligeramente (640 g/l) en agua frfa (20 °C).
Las reacciones de condensacion de ambos acidos con alcohol polivinilico se apoyan preferiblemente mediante la adicion de acidos minerales (p. ej. acido clorhfdrico) de forma catalftica, en la medida en que el valor del ph de la composicion acuosa se ajusta a pH = 3.
[0051] El MS es un acido dicarbonico insaturado, que se disuelve muy bien en agua (788 g/l, 20 °C) y reacciona de forma fuertemente acida en una solucion acuosa.
El MS se encuentra en forma cis.
Mediante la radiacion ultravioleta y un calentamiento mas largo a 150 °C, se cambia a la forma Trans (acido fumarico), lo que se puede considerar opcionalmente con la reaccion de reticulacion trasversal.
Por lo tanto, en la utilizacion del MS generalmente no es necesario ningun ajuste de pH adicional de la composicion acuosa.
El valor del ph se encuentra segun la cantidad usada entre 1,6 y 3,2, dependiendo de la cantidad de MS disuelta en la solucion de alcohol polivinilico acuosa.
La cantidad total anadida a acidos dicarbonicos se mueve fundamentalmente entre 5 y 25 % en peso, basado en el 100 % en peso de alcohol polivinilico.
[0052] La composicion acuosa, que comprende alcohol polivinilico y uno o varios acidos dicarbonicos citados, se calienta a continuacion a 70 °C, se agita 15 minutos a 70 °C intensamente y entonces se enfrfa a 25 °C.
El valor del ph se puede ajustar ahora cuando sea necesario correspondientemente a los respectivos acidos dicarbonicos empleados.
Despues del ajuste del valor pH de la composicion acuosa se realiza preferiblemente la fase de desgasificacion descrita arriba.
2.3. Cloruro de hierro (FeCh) como reticulante, no segun la invencion
[0053] La adicion de FeCh a la solucion de alcohol polivinilico se realiza preferiblemente a 25 °C agitando fuertemente.
FeCl3 se puede presentar como sustancia solida o ya disuelta en agua.
La cantidad anadida de FeCh oscila entre 1 y 15 % en peso, basado en el 100 % en peso de alcohol polivinilico.
El tiempo de mezcla es 15 minutos a 25 °C.
Un ajuste del valor pH no es necesario siempre que no este previsto otro reticulante.
Antes de la aplicacion sobre este substrato 12 de revestimiento, se recomienda tambien aquf una fase de desgasificacion.
2.4. Poliacrilato como reticulante
[0054] Por poliacrilatos se entienden dentro del marco de la presente invencion derivados del acido poliacrflico con la formula general
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donde R significa hidrogeno o grupo alquilo no sustituido o sustituido, particularmente metilo, etil-, 1-Propil-, 2-Propil-, 1-Butil-, 2-Butil- y/o tert-Butil.
Se usan acidos poliacrflicos preferidos en el sector de peso molecular de 2000 a 1500000 g/mol, particularmente de 50000 a 500000 g/mol, puesto que esta clase comparativamente se disuelve bien en agua frfa (20 °C).
La cantidad anadida de acido poliacrflico oscila entre 0,01 y 10 % en peso.
El tiempo de mezclado es aproximadamente 15 min de 25 °C a 60 °C.
El valor del ph de la mezcla puede aumentar cuando sea necesario mediante la adicion de aditivos basicos como, KOH, NaOH o similar.
Antes de la aplicacion se recomienda una fase de desgasificacion.
[0055] Como alternativa a un disolvedor se puede usar un agitador de copa especial (fabricante Viscojet) con boquillas renovadas conicas para la disolucion de PVOH y/o para la fabricacion de una solucion acuosa con
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pigmentos/cargas/aditivos y agente reticulante, que impida la entrada de burbujitas de gas en la solucion polimerica o dispersion polimerica llenada.
Con este agitador, es posible disolver un PVOH o un copolfmero de este cuidadosa y rapidamente, e introducir con cuidado y uniformemente otros componentes esenciales como pigmentos, aditivos, agente reticulante, etc.
La dispersion y disolucion de los componentes se realiza de forma similar al disolvedor.
Los componentes individuales se proporcionan al modelo acuoso, se humedecen bien y se dividen con ayuda del agitador de copa.
[0056] Como otros aditivos sirven dispersiones coloidales con alto contenido de materia solida (45 - 55 %).
Se pueden utilizar, por ejemplo, polfmeros organicos como partes coloidales, que tienen un efecto de fijacion frente a compuestos hidrofobos o no perjudican el efecto de fijacion hidrofobo.
2.5. Mezclas de alcohol polivinflico con los reticulantes descritos en 2.1. a 2.4.
[0057] Los reticulantes citados arriba se pueden mezclar fundamentalmente a voluntad, p. ej. FeCh con acidos di- y/o policarboxflicos y/o dialdehfdos.
[0058] Como otros aditivos sirven las dispersiones coloidales con alto contenido en materia solida (45 - 55 %).
Las partfculas coloidales pueden ser polfmeros organicos, que tienen igualmente un efecto de fijacion frente a compuestos hidrofobos o no perjudican el efecto de fijacion hidrofobo.
2.6. Introduccion de cargas y/o pigmentos
[0059] Cargas y/o pigmentos con partfculas preferiblemente esfericas y/o en forma de plaqueta se anaden en un area de porcentaje en peso de 5-60 % basado en el 100 % en peso de alcohol polivinflico (PVOH) a esta composicion acuosa.
Como cargas y/o pigmentos sirven fundamentalmente partfculas organicas, inorganicas y/o modificadas de forma organica-inorganica, que estan equipadas con o sin capacidad de hinchamiento en agua.
[0060] Partfculas esfericas como partfculas de sflice se pueden utilizar con superficies especfficas de 200-500 g/m2. Las partfculas de sflice se presentan en forma fija y/o en dispersiones acuosas.
El tamano de la partfcula oscila entre 5-60 nm.
Se pueden utilizar partfculas no-modificadas tanto como modificadas (hidrofilas).
Se anaden partfculas en el area de 10-60 % basado en el 100 % en peso de PVOH.
[0061] Alternativamente se pueden proporcionar mezclas de partfculas esfericas y en forma de plaqueta.
Se pueden utilizar partfculas en forma de plaqueta como caolfnes y filosilicatos (en parte o completamente exfoliados), no-modificadas o modificadas.
Filosilicatos pueden ser funcionalizados con alcoxisilanos, que llevan amino, grupos de mercapto o epoxidicos. Ademas de caolfn, se pueden utilizar montmorillonita, bentonita, Vermiculita, hectorita, Saponita, Laponita, etc. o mezclas de estas.
En el uso de caolfn, se utiliza el asf llamado "hiper-platy", de tipo nanoescalado con un factor de forma de al menos 40.
Preferiblemente, un factor de forma entre 60 y 100 y un tamano de max. 1 pm.
[0062] Otras cargas como silicato de aluminio natural y/o sintetico con volumenes porosos definidos de 3-10 A, 8-13 A y 10-15 A o mas angstrom se pueden anadir solos o en combinacion con cargas esfericas o en forma de plaqueta, o ser anadidos como mezclas de estos.
[0063] Ademas, las cargas organicas naturales como fibras de celulosa y/o fibras regeneradas de celulosa, esp. celulosas micro- y nanofibriladas se pueden usar como cargas.
Estas cargas se pueden usar solas o en combinacion con una o varias cargas.
[0064] En otra configuracion, esta previsto que la composicion acuosa fundamentalmente este formada libre de compuestos de boro como por ejemplo borax, libre de silicatos inflables en agua, particularmente de filosilicatos inflables y/o libre de hidrogenosulfito, para asegurar una resistencia qufmica y mecanica con una tolerancia de alimentos igualmente alta de la capa de bloqueo resultante 22.
[0065] Ademas de cargas y/o pigmentos auxiliares se pueden anadir aditivos en forma de dispersiones coloidales, que ademas de un efecto de fijacion frente a materiales hidrofobos aumenta el contenido total en materia solida de la composicion acuosa y la viscosidad no cambia o no cambia de forma significativa.
3. Aplicacion de la composicion acuosa
[0066] Una composicion acuosa producida segun las formulaciones descritas arriba se aplica sobre el substrato cubierto o preferiblemente no-cubierto 12.
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10
15
20
25
El material de base 14 del substrato 12 esta hecho de carton y presenta un peso por unidad de superficie entre 200 g/m2 y 800 g/m2.
3.1. Posibilidades de aplicacion y disposicion de capas
3.1.1. Aplicacion de pelfcula humeda monocapa
[0067] El substrato 12 se puede recubrir para la fabricacion de una capa de bloqueo individual 22 con composiciones acuosas, que consiste en:
- Alcohol polivinflico + Glioxal (no segun la invencion);
- Alcohol polivinflico + acidos dicarbonicos;
- Alcohol polivinflico + acido poliacrflico;
- Alcohol polivinflico + acidos dicarbonicos + cargas y/o pigmentos;
- Alcohol polivinflico + acido poliacrflico + acidos dicarbonicos + cargas y/o pigmentos;
- Alcohol polivinflico + FeCh (no segun la invencion); o
- Alcohol polivinflico + mezcla de reticulantes diferentes;
- Alcohol polivinflico + mezcla de reticulantes diferentes + cargas y/o pigmentos;
donde la aplicacion de la pelfcula humeda puede ascender de 3 a 15 g/m2.
[0068] Otros ejemplos de realizacion para la composicion acuosa utilizable en el marco de la invencion se indican en la tabla 1.
Las cantidades indicadas en la tabla 1 de alcohol polivinflico se consideran siempre 100 partes.
La cantidad del reticulante siempre se refiere a las 100 partes de alcohol polivinflico.
Tabla 1: compuestos de la composicion acuosa
Componente principal
Partes Partes Partes
PVOH
Grado de hidrolisis: 80->99 % Jr'yt 100 100 100
OH
Reticulantes/ clase de compuesto
compuesto qufmico
Formula estructural
Partes - cantidad minima
Partes - cantidad maxima
Partes
preferida
Dialdehfdo,
aldhefdo
insaturado
Glioxal (no segun la invencion)
C> H
M
H____O
1
Glutaraldehfdo (no segun la invencion)
imagen5
Acrilaldehfdo (no segun la invencion)
50
50
50
10- 30
5-25
5-20
Acidos
policarboxflicos,
acidos
carboxflicos
insaturados,
ester de acido
carboxflico
Acido malonico
Acido glutarico
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50
50
10- 30
10- 30
Acido adipfnico
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50
10- 30
1
1
1
1
1
5
10
15
20
25
30
Acido citrico
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50
2-10
Anhfdrido Butano-
tetra-acido
carboxflico
0,1
25
1-10
Acido acrflico (no segun la invencion)
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0,1
25
1-10
Acido metacrflico (no segun la invencion)
0,1
25
1-10
Acido maleico
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0,1
25
1-10
Ester metflico metacrfiico (no segun la invencion)
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0,1
25
5-20
1
3.1.2. Aplicacion de varias capas
[0069] Cuando sea necesario se puede producir el sistema de estratificacion 20 de varias capas con dos, tres, cuatro o cinco capas de bloqueo aplicadas seguidas 22.
Tambien se puede utilizar una solucion de alcohol polivinflico acuosa sin reticulante en este caso como primera cobertura de acondicionamiento o como iniciador.
Alternativa o adicionalmente se puede aplicar la capa de alcohol polivinflico no reticulada entre dos capas de bloqueo 22 22 y/o como se muestra en la Fig. 1 como ultima capa 24.
La capa de alcohol polivinflico no reticulada o reticulada se puede llenar con cargas y/o pigmentos.
El peso en seco de cada capa 24 y/o capa de bloqueo 22 puede ascender a su vez de 3 a 15 g/m2.
3.2. Sistema de aplicacion
[0070] Los sistemas de estratificacion 20 descritos en 3.1.1. y 3.1.2. se pueden aplicar con herramientas de aplicacion habituales en la industria de papel y de revestimiento mediante pulverizaciones, rasquetas, vertidos o un metodo de cobertura de contorno equivalente.
Los valores parametricos adecuados son por ejemplo:
Rasquetas de rollo: espesor de pelfcula humeda 10, 20, 40, 60,80 pm
Marcos de extraccion de pelfcula: ajuste de espacio variable, espesor de pelfcula humeda 0-1000 pm Marcos de extraccion de pelfcula: espacio fijo: espesor de pelfcula humeda 20,40 60, 70, 100,120 pm
[0071] Estas herramientas de aplicacion se utilizan mediante un sistema de aplicacion controlado a motor con una velocidad maxima del substrato 12 de hasta el 1000 m/min, por ejemplo 80 mm/s o 4,8-5 m/min para una aplicacion uniforme.
[0072] Alternativa o adicionalmente use utiliza un sistema de aplicacion de tobera, que aplica simultaneamente al menos una capa de bloqueo 22 o capa 24 y como maximo cuatro capas sobre el substrato de carton 12 movil en direccion horizontal.
La mezcla de las composiciones acuosas se puede realizar en la camara de tobera, en la apertura de tobera (ancho de espacio p. ej. 0.1-1.0 mm) o fuera de la tobera en el substrato 12.
Con este metodo de aplicacion, las capas de pelfcula humeda pueden tener un espesor de sobre 200 pm.
De los parametros "grosor de la capa" y "velocidad maxima" del accionamiento lineal resulta el caudal necesitado de
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la composicion acuosa.
4. Secado y reticulacion de las pelfculas humedas mediante radiacion IR (IR), secado de conveccion (KV) y/o radiacion ultravioleta (UV)
[0073] El disolvente (agua) de la composicion acuosa aplicada sobre el substrato 12 se distribuye con secadores infrarrojos y/o de conveccion.
Ambos tipos de secador se pueden conectar individualmente, juntos, seguidos o usarse indipendientemente unos de otros.
Las temperaturas de secado de ambos tipos de secador se pueden elegir por ejemplo entre 60 °C y 200 °C.
Aire de entrada y/o salida y la regulacion de temperatura del secador o la combinacion de secador se eligen preferiblemente de tal manera, que surge un sistema de estratificacion 20 sin burbujas.
Una humedad restante de 7-9 % en peso en el substrato 12 se puede utilizar como criterio para la regulacion de temperatura precisa.
[0074] Todas las capas de bloqueo 22 o capas 24 se secan en primer lugar preferiblemente con IR y/o KV.
Con composiciones acuosas, que contienen dialdehfdo y/o acidos dicarbonicos, poliacidos y/o mezclas de estos como reticulante (vease 2.1 a 2.5), el calor transmitido es suficiente, para efectuar de forma practicamente cuantitativa la reticulacion cruzada del alcohol polivinflico.
[0075] La reaccion de reticulacion con FeCh es un proceso en dos etapas.
Despues de la eliminacion al menos en su mayorfa del disolvente se iluminara el revestimiento seco al menos en gran parte con luz ultravioleta.
A tal objeto, se puede usar por ejemplo una lampara de vapor de alta presion Hg.
La exposicion de la capa de alcohol polivinflico activa ultravioleta dura con una pauta de intensidad de 75 % aproximadamente 10 s. con una capacidad de aproximadamente 0,4 W/cm2.
[0076] Fundamentalmente, se recomienda eliminar todas composiciones acuosas, que contienen reticulantes activos-ultravioleta antes, durante y/o despues del secado termico con luz ultravioleta.
5. Metodo de prueba
5.1. Medicion del efecto de fijacion frente a hidrocarburos hidrofobos
[0077] El material de embalaje 10 mostrado en la Fig. 1 fue sometido a una pruba de migracion Tenax® con el simulante alimenticio en relacion a las normas de control DIN en 1186-13 y DIN en 14338, donde el Tenax® fue aplicado sobre el sistema de estratificacion 20 del material de embalaje 10.
Despues de la incubacion de la sedimentacion de migracion con una temperatura y tiempo definidos, las sustancias migradas se separaron mediante n-Hexano del Tenax® eluido y los hidrocarburos de aceite mineral mediante cromatograffa de fluido especfficamente en dos fracciones diferentes, es decir la fraccion del saturado (mineral oil saturated hydrocarbons, MOSH) y la fraccion de los hidrocarburos aromaticos (mineral oil aromatic hydrocarbons, MOAH).
Ambas fracciones asf obtenidas fueron analizadas por cromatograffa de gases y registradas como parametro total, donde el n-nonadecano deuterado y/o dietilnaftaleno entran en accion para la evaluacion de las sumas de superficies de senal.
Respecto a la cantidad inicial extrafble de hidrocarburos de aceite mineral del material de embalaje en bruto, que define la suma de todos los componentes capaces de migrar, se ha comprobado en el Eluato-Tenax® menos del 1 % de las sustancias capaces de migrar.
La migracion de los hidrocarburos hidrofobos por consiguiente se evita a mas del 99 % y se encuentra por lo tanto para aceites minerales siempre bajo un valor de 0,6 mg/kg de alimentos embalados.
[0078] Para la transicion maxima de MOSH se establecio un valor temporal de 0,6 mg/kg.
Sobre esta base, se establecio un valor temporal de 12 mg/kg para compuestos de hidrocarburo con un numero de carbono entre 10 y 16 del BfR 2011.
Para los componentes-MOAH, segun la disposicion del 22 ° Reglamento para el cambio del reglamento de bienes de consumo (reglamento de aceite mineral) un valor de 0,15 mg/kg no debe ser demostrable.
La migracion de compuestos hidrofobos se encuentra por tanto por debajo del valor exigido de 0,12 mg/kg.
5.2. Estructura de capa
[0079] Para la caracterizacion de la estructura de capa del sistema de capas 20 se realizo una seccion semifina, por medio de la cual las capas individuales 22a, 22b y 24 se identificaron espectroscopicamente con un microscopio optico y un microscopio Raman o IR.
El juicio de la unidad y uniformidad de la capa aplicada se realiza mediante microscopfa-FTIR.
6. Otros ejemplos de realizacion
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[0080] En lo sucesivo se indican otros ejemplos de realizacion del material de embalaje 10 segun la invencion. Siempre que no se indique lo contrario, la fabricacion se realizo de la manera descrita arriba.
6.1. Ejemplo 1 (no segun la invencion)
[0081] En lo sucesivo, en primer lugar, se explica la produccion del substrato recubierto 12:
Material de base 14: carton con una masa superficial entre 200-800 g/m2, preferiblemente una composicion no recubierta (de no reticulacion) para el recubrimiento:
- Solucion de alcohol polivinflico acuosa (Elvanol 90-50 o Elvanol 85-82, Dupont o mezclas de estos)
- Contenido en materia solida: 10,00 % en peso
Recubrimiento del material de base de carton 14 con la composicion (grosor de la capa de pelfcula humeda 40200 pm)
Metodos de aplicacion: rasqueta, chorro de aire dosificador, tobera Velocidad del substrato 12: hasta 1000 m/min
Secado: IR & conveccion hasta alcanzar de 5-7 % de la humedad restante en el material de base 14.
[0082] El substrato 12 fabricado de esa manera se puede usar como material de partida para la aplicacion de una o mas capas de bloqueo 22.
6.2. Ejemplo 2 (no segun la invencion)
[0083]
Material de base 14: carton con una masa superficial entre 200-800 g/m2, preferiblemente una composicion acuosa no cubierta (de reticulacion):
- Solucion de alcohol polivinflico acuosa (Elvanol 90-50 o Elvanol 85-82, Dupont o mezclas de estos), pigmentos (segun el punto 2.5)
- Como agente reticulante entran en consideracion los agentes reticuladores o mezclas relacionadas expuextas en el punto 3.1.1.
- Contenido en materia solida: hasta el 25,00 % en peso
Recubrimiento del material de base de carton 14 con la composicion acuosa (grosor de la capa de pelfcula humeda 40-200 pm)
Metodos de aplicacion: rasqueta, chorro de aire dosificador, tobera Velocidad del substrato 12: hasta 1000 m/min
Secado: IR & conveccion hasta alcanzar de 5-7 % de la humedad restante en el material de base 14
6.3. Ejemplo 3 (no segun la invencion)
[0084]
Material de base 14: carton con una masa superficial entre 200-800 g/m2, preferiblemente una composicion no cubierta (de no reticulacion):
- Solucion de alcohol polivinflico acuosa (Elvanol 90-50 o Elvanol 85-82, Dupont o mezclas de estos), llenada con pigmentos (comparese punto 2.5)
- Contenido en materia solida: hasta el 25,00 % en peso
Recubrimiento del material de base de carton 14 o del substrato 12 con la composicion (grosor de la capa de pelfcula humeda 40-200 pm)
Metodos de aplicacion: rasqueta, chorro de aire dosificador, tobera Velocidad del substrato 12: hasta 1000 m/min
Secado: IR & conveccion hasta alcanzar de 5-7 % de la humedad restante en el material de base 14
6.4. Ejemplo 4 (no segun la invencion)
[0085]
Material de base 14: carton con una masa superficial entre 200-800 g/m2, preferiblemente una composicion no cubierta (de reticulacion ffsica):
- Solucion de alcohol polivinflico acuosa (Elvanol 90-50 o Elvanol 85-82, Dupont o mezclas de estos), llenada con silicatos de aluminio y carboximetilcelulosa
- Contenido en materia solida: 12 % en peso
Recubrimiento del material de base de carton 14 con la composicion (grosor de la capa de pelfcula humeda 40200 pm)
Metodos de aplicacion: tobera, aplicacion monocapa Velocidad del material de base: hasta 1000 m/min
Secado: IR & conveccion hasta alcanzar de 5-7 %de la humedad restante en el carton
6.5. Ejemplo 5 (no segun la invencion)
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Substrato 12: carton con una masa superficial entre 200-800 g/m2, composicion acuosa cubierta o preferiblemente no cubierta (de reticulacion o endurecimiento termicos):
- Solucion-PVOH acuosa, contenido en materia solida 10 % en peso (Elvanol 85-82 o Elvanol 90-50 y mezclas de estos, Dupont), 100 partes
- Acido maleico, p. a (sigma), 5 partes basadas en 100 partes de PVOH
Recubrimiento del substrato con la composicion acuosa (aplicacion de 1 capa, grosor de la capa de pelfcula humeda 40-200 pm)
Metodos de aplicacion: tobera, aplicacion monocapa Velocidad del substrato 12: hasta 1000 m/min
Secado: IR & conveccion hasta alcanzar de 5-7 % de la humedad restante en el material de base 14
6.6. Ejemplo 6 (no segun la invencion)
[0087]
Material de base 14: carton con una masa superficial entre 200-800 g/m2,
Composicion acuosa cubierta o preferiblemente no cubierta (de endurecimiento UV):
- Solucion-PVOH acuosa, contenido en materia solida 10 % en peso (Elvanol 85-82 o Elvanol 90-50 y mezclas de estos, Dupont), 100-partes
- Solucion-FeCl3 acuosa (Donau Chemie), contenido en materia solida 46,33 % en peso, 6,7-partes basadas en 100 partes de PVOH
Recubrimiento del substrato con la composicion acuosa (aplicacion de 1 capa, grosor de la capa de pelfcula humeda 40-200 pm)
Metodos de aplicacion: tobera, aplicacion monocapa Velocidad del material de base: hasta 1000 m/min
Endurecimiento ultravioleta con lampara de vapor de alta presion Hg, 10 s. de exposicion, 0,4 W/cm2 de capacidad
6.7. Ejemplo 7 (no segun la invencion)
[0088]
Material de base 14: carton con una masa superficial entre 200-800 g/m2, composicion acuosa cubierta o preferiblemente no cubierta (de endurecimiento termico):
- Solucion-PVOH acuosa, contenido en materia solida 10 % en peso (PVOH-8582 o Elvanol 9050 y mezclas de estos, Dupont), 100 partes
- Glioxal (40% de solucion acuosa, BASF), 12, 6 partes basadas en 100 partes de PVOH Recubrimiento del substrato con la composicion acuosa (aplicacion de 1 capa, grosor de la capa de pelfcula humeda 40-200 pm)
Metodos de aplicacion: tobera, aplicacion monocapa Velocidad del material de base: hasta 1000 m/min
Secado: IR & conveccion hasta alcanzar de 5-7 % de la humedad restante en el material de base de carton 14.
6.8. Ejemplo 8 (no segun la invencion)
[0089]
Material de base 14: papel con una masa superficial entre 50-150 g/m2, composicion acuosa cubierta o preferiblemente no cubierta (de endurecimiento termico):
- Solucion-PVOH acuosa, contenido de materia solida 10 % en peso (PVOH-8582 o Elvanol 9050 o mezclas de estos, Dupont), 100 partes
- Acido poliacrflico, 0,01-5,0 partes basadas en 100 partes de PVOH
Recubrimiento del substrato con la composicion acuosa (aplicacion de 1 capa, grosor de la capa de pelfcula humeda 40-200 pm)
Metodos de aplicacion: tobera, aplicacion monocapa Velocidad del material de base: hasta 1000 m/min
Secado: IR & conveccion hasta alcanzar de 5-7 % de la humedad restante en el material de base 14.
6.9. Ejemplo 9 (no segun la invencion)
[0090]
Material de base 14: carton con una masa superficial entre 200-800 g/m2, composiciones cubiertas o preferiblemente no cubiertas: combinacion de ejemplo 1 y ejemplo 2, ejemplo 1 y ejemplo 3, ejemplo 1 y ejemplo 4, ejemplo 1 y ejemplo 5, ejemplo 1 y ejemplo 6, ejemplo 1 y ejemplo 7, o ejemplo 1 y ejemplo 8 El revestimiento del ejemplo 1 se aplica como capa de abajo sobre el material de base, sobre este se aplica el revestimiento segun la formulacion del ejemplo 2, 3, 4, 5, 6, 7 u 8, y/o combinaciones dobles o triples de estos ejemplos.
Aplicacion de capa multiple, grosor de la capa de pelfcula humeda 80-200 pm respectivamente
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Velocidad del material de base: hasta 1000 m/min Metodos de aplicacion: rasqueta, tobera
6.10. Ejemplo 10
[0091]
Material de base: carton con una masa superficial entre 200-800 g/m2, composiciones cubiertas o preferiblemente no cubiertas:
Combinacion de 2 coberturas (composiciones acuosas) del ejemplo 1 y una cobertura del ejemplo 2 al ejemplo 8. La cobertura del ejemplo 1 se utiliza en esta aplicacion como revestimiento, para proteger el lado externo 16 del substrato 12 de la traccion y compresion (fuerzas, que aparecen con procedimientos de estampado y de rodamiento).
El revestimiento es ligeramente adhesivo e imprimible.
Aplicacion de capa multiple, grosor de la capa de pelfcula humeda 80-200 pm respectivamente Metodos de aplicacion: rasqueta, tobera Velocidad del material de base: hasta 1000 m/min
Secado: IR & conveccion hasta alcanzar de 5-7 % de la humedad restante en el carton.
6.11. Ejemplo 11 (no segun la invencion)
[0092]
Material de base: carton con una masa superficial entre 200-800 g/m2, composiciones cubiertas o preferiblemente no cubiertas:
Solucion-PVOH acuosa (Elvanol 9050 o Elvanol 8582, Selvol 103 o 107, Mowiol 15-99 o 9-98, Exceval Aq 4104 o mezclas de estos).
Espesor de pelfcula humeda: 20 - 200 pm.
Soluciones PVOH contenido en materia solida: como maximo 30 % en peso
Soluciones PVOH llenado de contenido total en materia solida incluido agente reticulante: 35 - 45 % en peso. Secado hasta alcanzar una humedad restante entre 7 y 9 % en peso en el material de base 14.
6.12. Ejemplo 12 (no segun la invencion)
[0093]
Composicion acuosa: contenido-PVOH como maximo 30 % en peso, llenado con pigmentos, adicion de una dispersion de poliacrilato coloidal como aditivo contenido total en materia solida de la composicion acuosa: max. 45 % en peso otro tratamiento como en los ejemplos de realizacion anteriores.
6.13. Ejemplo 13 (no segun la invencion)
[0094]
Composicion acuosa: contenido-PVOH como maximo 30 % en peso, llenado con pigmentos, adicion de celulosa microcristalina (maximo. 1%) y dispersion acrflica como aditivos; contenido total en materia solida: max. 45 % en peso
Otro tratamiento como en los ejemplos de realizacion anteriores.
6.14. Ejemplo 14
[0095] Combinacion de dos composiciones acuosas diferentes (cobertura) de ejemplos de realizacion anteriores para la fabricacion de dos capas de bloqueo diferentes 22a, 22b.
[0096] Otro tratamiento como en los ejemplos de realizacion anteriores.
6.15. Ejemplo 15 (no segun la invencion)
[0097]
Material de base 14: carton con una masa superficial entre 200-800 g/m2, composicion preferiblemente no cubierta (de no reticulacion) para el recubrimiento:
• Solucion de alcohol polivinflico acuosa (Selvol 103 o Selvol 107, Sekisui, Exceval, Kuraray o mezclas de estos)
• Contenido en materia solida (=contenido total en materia solida) PVOH: 30,00 % en peso Recubrimiento del material de base de carton 14 con la composicion (grosor de la capa de pelfcula humeda 10200 pm)
Metodos de aplicacion: rasqueta, tobera de 30 a 80 °C Velocidad del substrato 12: hasta 1000 m/min
Secado: IR & conveccion hasta alcanzar de 7-10 % de la humedad restante en el material de base 14.
El substrato 12 producido de esa manera se puede usar como material de partida para la aplicacion de una o
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50
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mas capas de bloqueo 22.
6.16. Ejemplo 16
[0098]
Material de base 14: carton con una masa superficial entre 200-800 g/m2, preferiblemente composicion acuosa no cubierta (de reticulacion):
• Solucion de alcohol polivinflico acuosa (Selvol 103 o Selvol 107, Sekisui, Exceval, Kuraray o mezclas de estos), pigmentos
• Como agente reticulante entran en consideracion los agentes reticuladores arriba citados o mezclas relacionadas
• Contenido total en materia solida: hasta el 45,00 % en peso
Recubrimiento del material de base de carton 14 con la composicion acuosa (grosor de la capa de pelfcula humeda 10-200 pm)
Metodos de aplicacion: rasqueta, tobera de 30 a 80 °C Velocidad del substrato 12: hasta 1000 m/min
Secado: IR & conveccion hasta alcanzar de 7-10 % de la humedad restante en el material de base 14
6.17. Ejemplo 17
[0099]
Material de base 14: carton con una masa superficial entre 200-800 g/m2, composicion acuosa preferiblemente no cubierta, de reticulacion, sin carga:
• Solucion de alcohol polivinflico acuosa (Selvol 103 o Selvol 107, Sekisui, Exceval, Kuraray o mezclas de estos)
• Como agente reticulante entran en consideracion los agentes reticuladores nombrados o mezclas relacionadas
• Contenido total en materia solida: hasta el 30,00 % en peso
Recubrimiento del material de base de carton 14 con la composicion acuosa (grosor de la capa de pelfcula humeda 10-200 pm)
Metodos de aplicacion: rasqueta, tobera de 30 a 80 °C Velocidad del substrato 12: hasta 1000 m/min
Secado: IR & conveccion hasta alcanzar de 7-10 % de la humedad restante en el material de base 14
6.18. Ejemplo 18 (no segun la invencion)
[0100]
Material de base 14: carton con una masa superficial entre 200-800 g/m2, composicion acuosa preferiblemente no cubierta (de reticulacion ffsica):
• Solucion de alcohol polivinflico acuosa (Selvol 103 o Selvol 107, Sekisui, Exceval, Kuraray o mezclas de estos), dispersion de poli-(meta)-acrilato coloidal y carboximetilcelulosa
• Contenido total en materia solida: 25-45 % en peso
Recubrimiento del material de base de carton 14 con la composicion (grosor de la capa de pelfcula humeda 10200 pm)
Metodos de aplicacion: tobera, aplicacion multicapa de 30 hasta 80 °C Velocidad del material de base: hasta 1000 m/min
Secado: IR & conveccion hasta alcanzar de 7-10% de la humedad restante en el carton
6.19. Ejemplo 19
[0101]
Substrato 12 o material de base 14: carton con una masa superficial entre 200-800 g/m2, composicion acuosa cubierta o preferiblemente no cubierta (de reticulacion o endurecimiento termico):
• Solucion-PVOH acuosa, contenido en materia solida 10-20 % en peso (Selvol 103 o Selvol 107, Sekisui, Exceval, Kuraray o mezclas de estos), 100-partes
• Pigmentos, 60 partes basadas en 100 partes de PVOH
• Acido maleico (DSM) como agente reticulante, 5 partes basadas en 100 partes de PVOH
• Contenido total en materia solida: 26-35 % en peso
Recubrimiento del substrato 12 con la composicion acuosa (aplicacion de una capa, grosor de la capa de pelfcula humeda 10-200 pm)
Metodos de aplicacion: tobera, aplicacion monocapa de 30 a 80 °C Velocidad del substrato 12: hasta 1000 m/min
Secado: IR & conveccion hasta alcanzar de 7-10 % de la humedad restante en el material de base 14
6.20. Ejemplo 20
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
Substrato 12 o material de base 14: carton con una masa superficial entre 200-800 g/m2, composicion acuosa cubierta o preferiblemente no cubierta (de reticulacion termica):
• Solucion-PVOH acuosa, contenido de materia solida 10-22 % en peso (Selvol 103 o Selvol 107, Sekisui, Exceval, Kuraray o mezclas de estos), 100-partes
• Pigmentos, 20- 50 partes basadas en 100 partes de PVOH
• Acido maleico como agente reticulante, 5-10 partes basadas en 100 partes de PVOH
• Contenido total en materia solida: 26-35 % en peso
Recubrimiento del substrato con la composicion acuosa (aplicacion de 1 capa, grosor de la capa de pelfcula humeda 10-200 pm)
Metodos de aplicacion: tobera, aplicacion monocapa de 30 a 80 °C Velocidad del substrato 12: hasta 1000 m/min
Secado: IR & conveccion hasta alcanzar de 7-10 % de la humedad restante en el material de base 14
6.21. Ejemplo 21
[0103]
Material de base 14: carton con una masa superficial entre 200-800 g/m2, composicion preferiblemente no cubierta (de reticulacion ffsica):
• Solucion de alcohol polivinflico acuosa (Selvol 103 o Selvol 107, Sekisui, Exceval, Kuraray o mezclas de estos), 100 partes
• Dispersion-polimerica coloidal, 20- 40 partes basadas en 100 partes de PVOH
• Pigmentos, 20- 50 partes basadas en 100 partes de PVOH
• Agente reticulante o mezclas de este, 5-10 partes basadas en 100 partes de PVOH
• Contenido total en materia solida: 26-45 % en peso
6.22. Ejemplo 22
[0104] Aplicacion de uno de los ejemplos de realizacion de arriba con doble ranura.
[0105] Mediante la subdivision de la composicion acuosa en ambas camaras y la union posterior en un contenedor, se almacena la composicion acuosa excedente monovarietal.
6.23. Otros ejemplos
[0106] Partiendo de las formulaciones citadas arriba son posibles otras variaciones y combinaciones:
Agentes reticuladores alternativos:
• 6,7 % FeCl3 basado en el 100 % de PVOH (o copolfmero-PVOH) (no segun la invencion)
• 12,6 % Glioxal basado en el 100 % de PVOH (o copolfmero-PVOH) (no segun la invencion)
• 0,01 a 5 % de acido poli-(meta)-acrflico (dispersion) basado en el 100 % de PVOH
[0107] Aplicacion de recubrimientos de mono y multicapas mediante rasqueta o tobera donde las composiciones de los ejemplos 12,13 y 17 se pueden usar como capa de acondicionamiento.
Dispersiones/suspensiones coloidales
[0108] Los coloides son partfculas macroscopicas, que con un tamano de 1 - 1000 nm, se dividen en un medio de dispersion homogeneo.
Las dispersiones coloidales parecen incoloras, cuando el grado de desmembramiento de los coloides se encuentra a 500 nm.
La estabilidad de coloides depende entre otros de los factores de valor del ph, dispersante, aditivos (sustancias tensioactivas), inclinacion a la formacion de micelas, etc. Se habla de partfculas coloidales por ejemplo en el sistema acuoso, cuando el peso molecular es (Mr) > 1000 g/mol.
Si las partfculas tienen un Mr < 1000 g/mol, se habla frecuentemente de soluciones moleculares.
Las dispersiones consisten en moleculas macromoleculares, que pueden ser completa o parcialmente reticuladas y debido a su peso molecular ya no se disuelven.
Ejemplos de polfmeros, dispersiones polares son:
Poli-(meta)-acrilato,
Polimetilmetacrilato
Polietilenglicolacrilato
Poliamida
Poliester (ejemplo. Ester de acido acrflico, ester de vinilo, biopolfmeros como esteres de acido polilactico, PHA, polihidroxibutirato, PHB)
• Poliuretanos
• Copolfmeros de estireno butadieno
• Coloides de hidrato de carbono como celulosa, almidon, dextrina, quitosano
• Protefnas
• Dispersiones de polivinil acrilato o dispersiones de copolfmero de estos.
5
[0109] Ademas hay todavfa dispersiones de polfmero-hfbrido de manera inorganica-organica, que se presentan coloidales.
Ejemplos de ello son Tetraortosilicatos (TEOS), que se modifican mediante la reaccion sol-gel con grupos organicos utiles.
10 En el grupo de los coloides inorganicos se encuentran todos pigmentos inorganicos, cargas, aditivos, catalizadores, que tienen tamanos de partfcula de pocos nm hasta algunos pm y se dispersan en una fase lfquida, solida o gaseosa (se aplica a todos los coloides).
[0110] Los valores parametricos indicados en las bases para la definicion de condiciones de medicion y de proceso 15 para la caracterizacion de caracterfsticas especfficas del objeto de la invencion se consideran del marco de
desviaciones - por ejemplo debido a errores de medicion, defectos del sistema, errores de balanza, tolerancias DIN y similares - asf como del marco de la invencion.

Claims (19)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    1. Metodo para la produccion de un material de embalaje recubierto (10), que incluye al menos los pasos:
    a) disposicion de un substrato (12), que presenta un material de base (14) de cellulosa, presenta un lado externo (16) que se aleja de un material de embalaje asf como un lado interior (18) que se dirige al material de embalaje, donde el material de base (14) es papel cubierto no-cubierto, carton cubierto o no-cubierto, o cartulina cubierta o no-cubierta;
    b) recubrimiento al menos del lado interior (18) del substrato con al menos una capa de una composicion acuosa, que comprende al menos alcohol polivinflico y/o al menos un copolfmero de alcohol polivinflico asf como un agente reticulante, donde la composicion acuosa presenta a lo sumo 40 % en peso de alcohol polivinflico y/o copolfmero de alcohol polivinflico y un contenido total en materia solida de al menos 26 % en peso y a lo sumo 55 % en peso, donde como agente reticulante se utiliza al menos un alquilortosilicato y/o al menos un compuesto oleffnico saturado y/o insaturado, bi-, tri o multifuncional, que puede reaccionar con los grupos- hidroxilo del alcohol polivinflico y presenta al menos dos grupos funcionales seleccionados de acido carboxflico y anhfdrido de acido;
    c) secado de la capa y reticulado del alcohol polivinflico y/o del copolfmero de alcohol polivinflico con ayuda del agente reticulante con la conformacion de una capa de bloqueo (22a; 22b) para compuestos hidrofobos.
  2. 2. Procedimiento segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que
    una composicion acuosa se usa:
    - con un contenido de alcohol polivinflico y/o copolfmero de alcohol polivinflico entre 2 % en peso y 35 % en peso, particularmente, entre 10 % en peso y 32 % en peso, y preferiblemente entre 26 % en peso y 30 % en peso; y/o
    - con un contenido total en materia solida entre 26 % en peso y 52 % en peso, particularmente, entre 26 % en
    peso y 50 % en peso, y preferiblemente entre 26 % en peso y 45 % en peso; y/o
    - con un contenido en agua de al menos 45 % en peso, particularmente, de al menos 55 % en peso y,
    preferiblemente, con un contenido de agua entre 65 % en peso y 70 % en peso.
  3. 3. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por el hecho de que
    el alcohol polivinflico y/o un copolfmero de alcohol polivinflico se usa con:
    - un grado de hidrolisis entre 75 % y 100 %, particularmente entre 80 % y 99,9 %; y/o
    - un grado de polimerizacion entre 100 y 3000, particularmente, entre 120 y 1200 y, preferiblemente, entre 150 y 650; y/o
    - con un peso molecular intermedio entre 11000 g/mol y 60000 g/mol, particularmente, entre 13000 g/mol y 23000 g/mol y/o entre 31000 g/mol y 50000 g/mol.
  4. 4. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por el hecho de que
    se usa una composicion acuosa, que comprende al menos otro polfmero y/o copolfmero como aditivo.
  5. 5. Procedimiento segun la reivindicacion 4, caracterizado por el hecho de que
    al menos otro polfmero y/o copolfmero se dispersa en la composicion acuosa y/o que al menos otro polfmero y/o copolfmero se selecciona de un grupo, que comprende poli-(meta)-acrilato, poli-metil(meta)-acrilato, poliamida, biopolfmeros, particularmente, quitosano, poliuretano, acrilato de polivinilio, poliester, particularmente, esteres de acido de poli(meta)crilato, ester de polivinilo, ester de acido polilactico, polihidroxialcanoato, polihidroxibutirato y/o acido poli-hidroxibutfrico, y/o copolfmeros de estos.
  6. 6. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por el hecho de que
    como agente reticulante
    se usa tetraetil-orto silicato, acido malonico, acido glutarico, acido adipfnico, acido cftrico, butano-tetra-acido carboxflico, acido maleico, acido poliacrflico, acido acrflico de polialquilo, particularmente, acido polimetacrflico y/o acido acrflico de polietileno, y/o la mezcla deseada de estos y/o se usa un polimerizado y/o un copolimerizado de estos.
  7. 7. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por el hecho de que
    se usa una composicion acuosa, que comprende una proporcion en peso entre 0,01 y 55 de agente reticulante y/o una proporcion en peso de entre 1 y 60 de una carga y/o un pigmento, basandose en una proporcion en peso de 100 de alcohol polivinflico y/o copolfmero de alcohol polivinflico.
  8. 8. Procedimiento segun la reivindicacion 7, caracterizado por el hecho de que
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    se usa una carga y/o un pigmento, que es de acido estable y/o presenta esencialmente al menos geometrfas de partfcula esfericas y/o en forma de plaqueta.
  9. 9. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por el hecho de que
    se usa una composicion acuosa, que presenta una viscosidad entre 150 mPas y 2500 mPas, particularmente, entre 200 mPas y 1700 mPas.
  10. 10. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por el hecho de que
    la composicion acuosa se aplica sobre el substrato (12) de tal manera, que se da una materia seca superficial entre 1 g/m2 y 20 g/m2, particularmente, entre 3 g/m2 y 15 g/m2, y/o que se aplica la composicion acuosa sobre el substrato (12) de tal manera, que la capa presenta un espesor de pelfcula humeda entre 1 pmund 1000 pm, particularmente, entre 10 pm y 200 pm.
  11. 11. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado por el hecho de que
    la composicion acuosa se aplica sobre el substrato (12) mediante un procedimiento de recubrimiento igualador, particularmente, mediante rasqueta, cuchilla y/o prensa encoladora, y/o mediante un procedimiento de recubrimiento de contorno, particularmente, mediante vertidos, pulverizacion, recubrimiento de cortina y/o chorro de aire dosificador.
  12. 12. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por el hecho de que
    la composicion acuosa se aplica con una temperatura entre 30 °C y 85 °C, particularmente, entre 35 °C y 80 °C sobre el substrato (12).
  13. 13. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por el hecho de que
    el substrato revestido (12) en fase c) se seca mediante iluminacion infrarroja y/o mediante conveccion y/o con radiacion ultravioleta y/o que el substrato revestido (12) se seca hasta una humedad restante entre 3 % en peso y 12 % en peso, particularmente, entre 6 % en peso y 10 % en peso.
  14. 14. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado por el hecho de que
    en fase a) se dispone un substrato (12), que comprende un material de base (14), cuyo lado externo (16) esta provisto de una capa de acondicionamiento y/o una capa de revestimiento.
  15. 15. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por el hecho de que
    el substrato (12) despues de la fase c) se recubre con otra composicion acuosa, donde la otra composicion acuosa comprende al menos alcohol polivinflico y/o un copolfmero de alcohol polivinflico y esta libre de agentes reticulantes.
  16. 16. Material de embalaje (10), que incluye:
    - un substrato (12), que presenta un material de base (14) de cellulosa, un lado externo (16) que se aleja del material de embalaje, asf como un lado interior (18) que se dirige al material de embalaje, donde el material de base (14) es papel cubierto no-cubierto, carton cubierto o no-cubierto o cartulina cubierta o no-cubierta; y
    - un sistema de estratificacion dispuesto (20) en el lado interior (18) del substrato (12) con al menos una capa de bloqueo (22a; 22b) para compuestos hidrofobos,
    caracterizado por el hecho de que
    la capa de bloqueo (22a; 22b) comprende en el lado interior (18) del material de base (14) un copolfmero de alcohol polivinflico reticulado mediante un agente reticulante, donde el agente reticulante es al menos un alquilortosilicato y/o al menos un compuesto oleffnico saturado y/o insaturado, bi-, tri multifuncional, que reacciona con los grupos- hidroxilo del alcohol polivinflico y presenta al menos dos grupos funcionales seleccionados de anhfdrido de acido y de acido carboxflico, y donde el copolfmero de alcohol polivinflico consta de al menos 20 mol % de monomeros de la formula general
    imagen1
    HO
    y excepto posibles monomeros-acetato de vinilo no hidrolizados existentes comprende al menos otro tipo de monomero.
  17. 17. Material de embalaje (10) segun la reivindicacion 16,
    caracterizado por el hecho de que
    la capa de bloqueo (22a; 22b) consta al menos en su mayorfa de copolfmero de alcohol polivinflico reticulado cruzado.
    5 18. Material de embalaje (10) segun la reivindicacion 16 o 17,
    caracterizado por el hecho de que
    el sistema de estratificacion (20) comprende al menos dos capa de bloqueo (22a; 22b) de copolfmero de alcohol polivinflico reticulado cruzado, donde al menos una capa de bloqueo (22a; 22b) comprende preferiblemente al menos una carga y/o al menos un pigmento.
    10
  18. 19. Material de embalaje (10) segun la reivindicacion 18, caracterizado por el hecho de que
    al menos dos capa de bloqueo (22a; 22b) comprenden copolfmeros de alcohol polivinflico con grados de reticulacion diferentes y/o copolfmeros de alcohol polivinflico con grados de hidrolisis diferente y/o copolfmeros de alcohol 15 polivinflico reticulados con agentes reticulantes diferentes.
  19. 20. Material de embalaje (10) segun una de las reivindicaciones 16 a 19, caracterizado por el hecho de que
    el sistema de estratificacion (20) comprende al menos una capa (24), que contiene alcohol polivinflico no reticulado 20 y/o un copolfmero de alcohol polivinflico no reticulado, donde la capa (24) que contiene el alcohol polivinflico no reticulado y/o el copolfmero de alcohol polivinflico no reticulado esta dispuesta entre dos capas de bloqueo (22a; 22b) y/o sobre un lado alejado del material de base (14) de una capa de bloqueo (22a, 22b).
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