ES2903075T3 - Papel translúcido o transparente reciclable y reempastable para su uso en aplicaciones de embalaje - Google Patents
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Abstract
Un papel translúcido o transparente que comprende: (i) un sustrato fibroso que tiene un lado delantero y un lado trasero, comprendiendo el sustrato fibroso fibras de celulosa refinadas hasta por encima de 40 °SR y siendo el índice de opacidad de dicho sustrato fibroso menor de o igual al 45 % medido de conformidad con la norma ISO 2471; y (ii) una o más capas de recubrimiento, en particular, una o dos capas de recubrimiento dispuestas sobre el lado delantero de dicho sustrato fibroso, que comprenden un material elegido de un material que confiere propiedades de barrera contra la humedad y que tiene capacidad de transparencia cuando se proporciona como capa de recubrimiento sobre dicho sustrato fibroso y que permite que el papel translúcido o transparente sea reempastable, siendo dicho material elegido del grupo que comprende o que consiste en copolímero u homopolímero de cloruro de vinilideno, copolímero u homopolímero de estireno, tal como polímero de estireno 1,3-butadieno, copolímero u homopolímero de acrílico, copolímero u homopolímero de poliéster o parafina, tal como cera de parafina.
Description
DESCRIPCIÓN
Papel translúcido o transparente reciclable y reempastable para su uso en aplicaciones de embalaje
Campo de la invención
La presente invención se refiere a papel translúcido o transparente adecuado en aplicaciones de laminado y embalaje. Más particularmente, la presente invención se refiere a un papel translúcido que tiene una transparencia mejorada mediante un proceso de recubrimiento. Dicho papel transparente o translúcido sirve como alternativa reciclable, reempastable y renovable a los envoltorios y laminados de plástico.
La invención también se refiere a un proceso para la fabricación de un papel transparente o translúcido y al uso del papel obtenido en diversos dominios, incluyendo el embalaje de cualquier tipo de mercancías, tales como mercancías de consumo o productos alimenticios.
El papel translúcido o transparente de la invención comprende un sustrato fibroso que comprende fibras de celulosa refinadas hasta por encima de 40 °SR y que tiene una opacidad menor de o igual al 45 % medida de conformidad con la norma ISO 2471, preferentemente un papel para calcar natural (es decir, un papel para calcar preparado de fibras de celulosa altamente refinadas) y una capa de recubrimiento dispuesta (recubierta) sobre dicho sustrato fibroso. Dicha capa de recubrimiento potencia la transparencia del sustrato fibroso, al tiempo que también proporciona buenas propiedades de barrera contra la humedad.
En un aspecto, una o más capas de recubrimiento se disponen tanto sobre el lado delantero como sobre el lado trasero del sustrato fibroso. La/s capa/s de recubrimiento dispuesta/s sobre el lado delantero y el lado trasero del sustrato fibroso pueden ser o no de la misma naturaleza. El papel translúcido o transparente resultante se puede usar como envoltorio en un artículo, tal como mercancías de consumo o productos alimenticios.
En otro aspecto, el lado trasero del sustrato fibroso comprende una característica impresa.
La característica impresa se invierte lateralmente cuando se observa desde el lado trasero del sustrato fibroso y se puede leer de izquierda a derecha cuando se observa desde el lado delantero del sustrato fibroso, a través de la/s capa/s de recubrimiento y el sustrato fibroso. Se pueden disponer una o más capas de tinta de color blanco sobre la característica impresa sobre el lado trasero del sustrato fibroso con el fin de potenciar el contraste de la característica impresa.
La presente invención divulga, además, un producto que comprende dicho papel translúcido o transparente, en donde dicho papel translúcido o transparente se pega, a través de una capa de pegamento o adhesivo, a un soporte de papel o cartón ligero/cartón, por ejemplo, en forma de un artículo de cualquier forma y tamaño, y, por consiguiente, dicho papel translúcido o transparente cubre dicho soporte al menos en parte, por ejemplo, su superficie externa o su superficie interna y posiblemente toda su superficie.
La presente invención también se refiere a un método de producción de dicho papel translúcido o transparente y a un método de producción de dicho producto que comprende dicho papel translúcido o transparente.
También se divulga el uso de dicho papel translúcido o transparente para embalaje, especialmente embalaje de lujo, con el fin de envolver, contener o laminar objetos. Tal embalaje abarca cajas o recipientes cerrados que protegen, identifican y transportan una amplia gama de mercancías, incluyendo productos alimenticios y de consumo. Por consiguiente, el papel transparente o translúcido de la invención se puede proporcionar en cualquier formato adecuado para embalaje, tal como láminas o envoltorios, que son planos, están enrollados o plegados. Por consiguiente, el papel de la invención actúa como protección del elemento (ya sea líquido o sólido) que hace contacto, rodea o contiene o como cubierta que permite que se observe dicho elemento a través del papel debido a su transparencia. En particular, el papel de la invención puede servir con el fin de proteger el artículo que hace contacto, rodea, contiene o cubre contra rayones, huellas dactilares, manchas de aceite/agua, oxígeno y otros contaminantes. A diferencia de la mayoría de los materiales de embalaje conocidos en la técnica, el papel de la invención no se prepara de ni contiene película de plástico y, adicionalmente, puede tener una superficie suave que evite abrasiones y permita efectos de color y tacto. Antecedentes de la invención
Los materiales de embalaje, tales como envoltorios, se usan para proteger los artículos contra agresiones externas y contaminantes, tales como rayones, huellas dactilares, así como manchas de aceite y agua. Los plásticos basados en petróleo, en particular, las películas de plástico, son el material de embalaje más popular debido a su bajo peso, flexibilidad, durabilidad, transparencia, versatilidad, así como estabilidad química.
Los laminados de película de papel y plástico también se usan a menudo en el embalaje de cosas, tales como cajas y bolsas, especialmente en mercancías de lujo.
Lamentablemente, la mayoría de los plásticos se preparan actualmente a partir de fuentes de carbono no renovables y plantean problemas medioambientales. Además, estos no se reciclan fácilmente. Por tanto, los plásticos no proporcionan una solución para las empresas que buscan la reciclabilidad, sostenibilidad medioambiental y reempastabilidad de los materiales de embalaje.
Para este fin, las dos acciones importantes necesarias en la industria del embalaje son: en primer lugar, el uso de materias primas renovables y, en segundo lugar, la posibilidad de la recuperación y el reciclaje de los materiales de embalaje usados.
Los problemas medioambientales impulsaron el desarrollo y uso de películas de plástico que no se derivan del petróleo, tales como películas de PE preparadas a partir de bioetanol. Aunque estos materiales de plástico son renovables, resultan difíciles de reciclar una vez que estos se laminan en cartones ligeros.
También existen plásticos sintetizados a través de la ruta de la química verde. Por ejemplo, el ácido poliláctico de origen vegetal (PLA en inglés) derivado del almidón de maíz, tal como uno desarrollado por Toray, está ganando popularidad como alternativa a los plásticos derivados del petróleo. Este material es renovable y reciclable, pero una vez que se lamina en un cartón ligero, resulta difícil de reciclar.
La patente europea EP3087129 describe plásticos biodegradables que se degradan en oligómeros o monómeros de bajo peso molecular mediante el uso de enzimas. Tales plásticos son reciclables, pero no necesariamente renovables, y una vez que se laminan en un cartón ligero, resultan difíciles de reciclar.
La patente estadounidense n.° 4569888 enseña el papel transparente por medio de la impregnación de polímeros dentro de la red fibrosa y la reticulación in situ. El proceso conduce a un papel altamente transparente que es reciclable y reempastable. Sin embargo, no se prevén las propiedades de barrera al aceite y al gas del papel, así como la posibilidad de potenciar adicionalmente la transparencia de tal papel después del proceso de fabricación del papel mediante medios sencillos.
Los inventores han diseñado, ventajosamente, un material de embalaje basado en papel como alternativa a los plásticos usados como envoltorios o películas de laminación. Dicho material de embalaje basado en papel se prepara a partir de un recurso renovable y es reciclable.
Por consiguiente, el papel de la invención resuelve el problema al que se enfrenta la técnica anterior, que es idear una solución reciclable y reempastable para reemplazar los materiales de embalaje preparados de plástico, en particular, de películas de plástico. Además, el papel de la invención ofrece, sorprendentemente, un papel transparente o translúcido que tiene una transparencia mejorada en comparación con el papel translúcido conocido, especialmente el papel para calcar, que también presenta estabilidad dimensional y propiedades de barrera frente a las agresiones externas. Además, tal papel muestra capacidades de impresión adicionales, ya que este permite la impresión sobre la cara posterior (o lado trasero) del papel, como alternativa o además de la impresión sobre la cara delantera (o lado delantero) cuando se usa. Además, este puede tener un efecto táctil, tal como un efecto de tacto suave.
La estructura física de un papel permite aproximadamente el 40 % de dispersión de la luz desde la superficie superior del papel, aproximadamente el 2o % de dispersión de la luz desde el grosor del papel y aproximadamente el 40 % de dispersión de la luz desde la superficie inferior del papel, que se suman para dar el 1o0 % de opacidad. Por tanto, mediante la reducción de la cantidad de dispersión de la luz, se gana transparencia.
La invención divulga una lámina de papel que se vuelve más translúcida o transparente que los papeles para calcar comúnmente conocidos. Se puede ganar hasta el 20 % de transparencia (o se reduce hasta el 20 % de la capacidad de dispersión de la luz) durante el proceso de fabricación del papel, por ejemplo, mediante la reducción de las interfases de aire/fibra de celulosa o la porosidad dentro del grosor del papel. Se gana hasta el 40 % de transparencia mediante la aplicación de un recubrimiento sobre la superficie superior del papel y, de manera similar, se gana hasta el 40 % de transparencia mediante la aplicación de un recubrimiento (de la misma naturaleza o diferente a la de la superficie superior) sobre la superficie inferior del papel. El recubrimiento aplicado sobre la superficie superior o inferior del papel reduce la capacidad de dispersión de la luz mediante la reducción de las irregularidades de la superficie y/o mediante la reducción de la falta de homogeneidad de la superficie presente debido a un desajuste del índice de refracción entre las burbujas de aire y las fibras de celulosa. La presente invención se refiere a la transparencia mediante el recubrimiento sobre la superficie de un sustrato fibroso, en particular, una lámina de papel translúcido, a diferencia de la transparencia que tendría lugar mediante la impregnación de dicho sustrato fibroso. Por consiguiente, la capa de recubrimiento no penetra sustancialmente en el sustrato fibroso, especialmente no más profundamente que el relleno de las irregularidades/rugosidades de la superficie de dicho sustrato fibroso. Por tanto, la capa de recubrimiento no impregna el sustrato fibroso. En otras palabras, las técnicas aplicadas para depositar la capa son técnicas convencionales que conducen a una breve escala de tiempo de contacto entre el sustrato fibroso y la composición de recubrimiento antes de que comience a secarse. Esta escala de tiempo es, típicamente, menor de 10 segundos o incluso menor de 5 segundos.
Los inventores han observado, sorprendentemente, que la/s capa/s de recubrimiento se puede/pueden definir y
proporcionar para alcanzar una transparencia potenciada de un papel translúcido usado como sustrato, en particular, un papel para calcar natural, mientras se crea la propiedad de barrera contra la humedad al mismo tiempo. Además, los inventores han hallado que la adición de la propiedad de barrera contra la humedad en la capa de recubrimiento redujo en gran medida el coeficiente de higroexpansión del papel translúcido y, en consecuencia, obtuvieron un nivel inesperado de mejoras en la estabilidad dimensional de dicho papel translúcido o transparente, especialmente el preparado a partir de papel para calcar natural con fibras de celulosa altamente refinadas. Además, la transparencia del papel translúcido mediante la aplicación de la/s capa/s de recubrimiento permitió que se imprimiera una característica sobre el lado trasero del papel translúcido o transparente en un modo inverso de modo que la característica impresa se leyera desde el lado delantero de dicho papel translúcido o transparente, al tiempo que se protege de la humedad, el oxígeno, la grasa y otros factores medioambientales.
La presente invención se define mediante las reivindicaciones.
Ventajosamente, la invención puede, además de las propiedades divulgadas anteriormente, permitir la disminución de la rugosidad (rugosidad Bendtsen) del sustrato fibroso cuando la capa de recubrimiento se ha aplicado sobre dicho sustrato. Este resultado adicional se puede obtener dependiendo del proceso de recubrimiento que se use. Como resultado, la rugosidad de la cara o las caras recubiertas puede ser menor de 120 ml/mn, en particular, puede estar en el intervalo de aproximadamente 70 ml/min.
Los términos y las expresiones que se usan en la presente memoria descriptiva y, en particular, para la definición de las realizaciones particulares y los ejemplos, generalmente, tienen un significado habitual para aquellos expertos en la materia. Además, a los siguientes términos y expresiones se les da el significado particular que se define a continuación. Tal definición particular se puede considerar en combinación con el significado habitual usado por aquellos expertos en la materia.
El "papel translúcido o transparente" de la presente invención significa un material de papel o un objeto de papel obtenido a partir de fibras de pasta que forman un sustrato fibroso y se proporciona como elemento plano, en particular, como elemento plano delgado, tal como una lámina de papel, que tiene una opacidad o transparencia tal como se divulga en el presente documento, incluso de conformidad con las realizaciones particulares de los Ejemplos. El papel translúcido o transparente de la presente invención no contiene una película de plástico y, por tanto, es reciclable y/o reempastable. Otras características específicas del papel transparente o translúcido de la invención se divulgan en el presente documento.
El término "opacidad" describe hasta qué punto un objeto, en particular, una lámina de papel, se observa a su través, ya que parte de la luz no puede viajar a través del objeto. La opacidad se puede considerar inversamente proporcional a la transparencia. La opacidad o transparencia de una lámina de papel se puede medir mediante un aparato conocido en el campo, tal como un espectrofotómetro NOVICOLOR N5950.
El "sustrato fibroso", tal como se usa en el presente documento, se refiere a un material u objeto, en particular, una lámina basada en sustrato fibroso, en particular, un material u objeto de papel, especialmente una lámina de papel, y, generalmente, comprende fibras vegetales, fibras de celulosa, en particular, fibras de celulosa de madera, que se obtienen especialmente a partir de fuentes y procesos sostenibles y respetuosos con el medio ambiente. Ventajosamente, el sustrato fibroso es translúcido. Preferentemente, el sustrato fibroso es un papel para calcar, en particular, un papel para calcar natural. El papel para calcar natural deriva su translucidez principalmente del grado inusualmente alto de refinado dado a las fibras de pasta de celulosa a partir de las que este se prepara. Esto da como resultado una lámina sin las interfases de aire/fibra que dan a la mayoría de los papeles su opacidad. La translucidez del papel para calcar natural no proviene de la impregnación con un aceite u otro químico transparente. El papel para calcar natural puede ser un papel para calcar natural modificado que tiene una resistencia al plegado mejorada, una mayor resistencia al desgarro, una mayor capacidad de estirado en caso de carga de tracción antes de que se produzca una rotura, una resistencia a la tracción reducida y una rigidez reducida, tal como un papel para calcar natural tratado con urea, tal como se divulga en la solicitud de patente europea EP1306484. Las alternativas a un sustrato fibroso que consiste en papel para calcar pueden abarcar papel satinado, papel vitela, papel impregnado y papel de pergamino o cualquier sustrato de papel que tenga propiedades básicamente transparentes o translúcidas. El papel para calcar preparado, tal como el tratado con ácido sulfúrico, también se puede usar como sustrato fibroso translúcido.
De acuerdo con la invención, al menos un lado del sustrato fibroso, tal como se ha definido anteriormente y, en particular, cuando consiste en un papel para calcar, se cubre mediante una capa de recubrimiento que tiene una propiedad de transparencia y/o propiedades de barrera, que incluyen una propiedad de barrera contra la humedad. El otro lado del sustrato fibroso puede estar, en particular, a) pegado a un artículo de papel o cartón ligero, b) impreso con una característica antes de pegarse a un artículo de papel o cartón ligero o c) cubierto con la misma capa de recubrimiento. En el caso de c), el papel translúcido o transparente resultante se puede usar como lámina, banda/tira/cinta, o envoltorio o cualquier otro formato adecuado de un papel translúcido o transparente que reemplace a los materiales de plástico. El artículo de papel o cartón ligero divulgado en el presente documento puede comprender una característica impresa, que se puede cubrir (es decir, mediante pegado o laminación) mediante el papel transparente o translúcido de la invención, de modo que la característica impresa esté protegida de la humedad, grasa y abrasión mecánica, mientras sea visible a través de dicho papel transparente o translúcido.
Las expresiones "papel reempastable" y "papel reciclable" se refieren a la capacidad de reusar el papel como materia prima para la producción de un papel nuevo. Se pueden usar diferentes procesos para caracterizar esta característica. En el presente documento, se hace referencia a la expresión "normativa de aplicación voluntaria para el reempastado y el reciclaje de cartón duro corrugado tratado para mejorar su rendimiento en presencia de agua y vapor de agua", tal como se revisó el 16 de agosto de 2013.
La expresión "capa de recubrimiento" se refiere a una capa seca o secada de material proporcionada sobre al menos el lado delantero del sustrato fibroso mediante recubrimiento. El lado delantero del sustrato fibroso es el lado que se orienta hacia el fabricante del usuario cuando se visualiza. La capa de recubrimiento dispuesta sobre el lado delantero del sustrato fibroso comprende un material que es adecuado para proporcionar propiedades de barrera contra la humedad, el oxígeno y otros gases, cuando se aplica como recubrimiento sobre el sustrato fibroso. La capa de recubrimiento se considera, adicionalmente, una "capa de transparencia", ya que el recubrimiento alivia, ventajosamente, las irregularidades de la superficie o la rugosidad del sustrato fibroso, lo que reduce significativamente la cantidad de luz que se retira por dispersión de la superficie del sustrato fibroso. La propiedad/función de transparencia de la capa de recubrimiento también puede provenir de la falta de homogeneidad reducida de la superficie presente por el desajuste del índice de refracción entre las burbujas de aire y las fibras fibrosas, en particular, de celulosa. En tal caso, el índice de refracción de la capa de recubrimiento es el mismo o muy cercano al de las fibras de celulosa, reduciendo, de ese modo, la capacidad de dispersión de la luz del sustrato fibroso. La capa de recubrimiento también puede penetrar dentro del sustrato fibroso, reduciendo, de ese modo, cualquier dispersión de la luz residual ligada al núcleo/grosor de dicho sustrato fibroso. La capa de recubrimiento proporcionada sobre el lado trasero del sustrato fibroso puede ser o no de la misma naturaleza, pero, en cualquier caso, sirve con el fin de transparentar el sustrato fibroso de tal manera descrita anteriormente. Por ejemplo, una capa de adhesión de tinta dispuesta sobre el lado trasero se puede considerar una capa de recubrimiento de una naturaleza diferente, siempre que esta cumpla el fin de transparentar el sustrato fibroso de tal manera descrita anteriormente. No obstante, a menos que se indique de otro modo, la capa de recubrimiento proporcionada sobre el lado trasero del sustrato fibroso es de la misma naturaleza (es decir, la misma composición) que la capa de recubrimiento proporcionada sobre el lado delantero del sustrato fibroso. Siempre que la capa de recubrimiento proporcionada sobre el lado trasero del sustrato fibroso sea una capa de adhesión de tinta que tenga una propiedad de adhesión de tinta, se indicará así evidentemente.
La capa de recubrimiento puede comprender una superficie texturizada que sea hápticamente perceptible. Esto se puede lograr mediante la adición de productos químicos que cambien el coeficiente de fricción y/o partículas que modifiquen la rugosidad o la suavidad de la superficie de acuerdo con la rigidez y el tamaño de las partículas.
La capa de recubrimiento puede comprender materiales que no sean necesariamente renovables. En tal caso, la masa del material no renovable comprendido en la capa de recubrimiento es muy baja respecto a masa total de las fibras de celulosa en el papel translúcido o transparente. Esto permite que el papel translúcido o transparente sea reempastable y/o reciclable.
Los productos comerciales que se pueden usar como capa de recubrimiento incluyen Epotal SP-106D de BASF (dispersión acuosa de polímero de estireno 1,3-butadieno), Galacryl 80.330.05 de Schmid Rhyner (polímero acrílico), VaporCoat 2200 de Michelman (polímero acrílico), Evcote 3050 de Akzo Nobel (poliéster basado en agua), depósito de SiOx mediante deposición al vacío o depósito de capa atómica (tal como Ceramis de Armcor), Chromatogenie de Centre Technique du papier Grenoble (ácido graso injertado en el papel mediante reacción química de gas), MYSTOLENE Ps de Catomance Technologies (cera de parafina y colofonia) y AQUACER 497 de BYK Additives & Instruments (emulsión acuosa no iónica de una cera de parafina).
El recubrimiento se realiza de acuerdo con cualquier método bien conocido en la técnica, tal como el recubrimiento de rodillo a rodillo, recubrimiento por cuchilla, recubrimiento por pulverización, recubrimiento por varilla Mayer, recubrimiento con labio soplante, huecograbado directo, huecograbado por impresión litográfica, huecograbado inverso, recubrimiento profundo, recubrimiento por rodillo liso, recubrimiento por cortina, recubrimiento por perlas, recubrimiento por ranura, recubrimiento doble HSM, recubrimiento por prensa de película, recubrimiento por prensa de encolado y el método de película de transferencia.
La expresión "cara expuesta" se refiere a una cara de la capa de recubrimiento, la capa de adhesión de tinta, la capa de imprimación, la característica impresa o cualquier otra capa o depósito localizado frente al sustrato fibroso. En una realización particular, la cara expuesta puede ser el lado delantero del papel translúcido o transparente.
La expresión "capa de imprimación" se refiere a una capa seca o secada de material que se proporciona opcionalmente debajo de la capa de recubrimiento de tal manera que la capa de imprimación se disponga o se recubra entre el sustrato fibroso y la capa de recubrimiento con el fin de mejorar la capacidad de esparcimiento de la composición de recubrimiento que posteriormente forma la capa de recubrimiento cuando se seca.
De acuerdo con una realización de la invención, el material ópticamente transparente y eléctricamente conductor puede estar comprendido dentro de la capa de recubrimiento (es decir, mezclado en la composición de la capa de
recubrimiento) o puede formar una subcapa de la capa de recubrimiento.
El término "subcapa" se refiere a una capa que se proporciona junto con otra capa. Cuando la capa de recubrimiento comprende una subcapa de material ópticamente transparente y eléctricamente conductor, la subcapa de material ópticamente transparente y eléctricamente conductor puede estar dispuesta sobre la cara más externa de la capa de recubrimiento (es decir, alejada de u opuesta al sustrato fibroso), debajo de la capa de recubrimiento (es decir, en contacto con el sustrato fibroso o la capa de imprimación) o dentro de la capa de recubrimiento (es decir, enterrada en o rodeada por la capa de recubrimiento).
El material ópticamente transparente y eléctricamente conductor se dispone, opcionalmente, junto con la capa de recubrimiento y puede formar una capa continua sobre un área de superficie desde unos pocos milímetros cuadrados hasta decenas de centímetros cuadrados. Tal capa continua puede servir como electrodo en aplicaciones, tales como energía fotovoltaica.
El material ópticamente transparente y eléctricamente conductor está, opcionalmente, dispuesto junto con la capa de recubrimiento y puede formar una o más trazas continuas que tienen un ancho de escala microscópica, en particular, unos pocos micrómetros y una longitud en un intervalo desde unos pocos micrómetros hasta unos pocos centímetros o decenas de centímetros. En particular, este se puede disponer como huellas. Dichas una o más trazas continuas pueden servir como antena/s en aplicaciones de RFID o NFC.
La capa o traza/s de material ópticamente transparente y eléctricamente conductor se pueden formar mediante diversas técnicas de recubrimiento o impresión conocidas por aquellos expertos en la materia, que dependen de la viscosidad de tal material ópticamente transparente y eléctricamente conductor proporcionado o formulado por parte de aquellos expertos en la materia.
La expresión "capa de adhesión de tinta" se refiere a una capa que adhiere una tinta cuando se requiere imprimir una característica de modo que se pueda alcanzar la calidad de impresión deseada en diversas aplicaciones. La capa de adhesión de tinta se puede denominar, como alternativa, "capa imprimible" o "capa promotora de la adhesión de tinta". Ventajosamente, la capa de adhesión de tinta es transparente. Preferentemente, la capa de adhesión de tinta también actúa como "capa de transparencia" cuando se aplica sobre el lado trasero del sustrato fibroso y alivia las irregularidades de superficie o la rugosidad del sustrato fibroso, lo que reduce significativamente la cantidad de luz que se retira por dispersión de la superficie del sustrato fibroso. Por tanto, la capa de adhesión de tinta se puede considerar una capa de recubrimiento de diferente naturaleza. La capa de adhesión de tinta puede tener propiedades de refracción iguales o muy cercanas a las de las fibras de celulosa, reduciendo, de ese modo, la capacidad de dispersión de la luz del sustrato fibroso. La capa de adhesión de tinta también puede penetrar dentro del sustrato fibroso, reduciendo, de ese modo, cualquier dispersión de la luz residual ligada al núcleo/grosor de dicho sustrato fibroso.
La capa de adhesión de tinta se puede disponer directamente sobre el lado trasero del sustrato fibroso o sobre una capa de recubrimiento proporcionada sobre el lado trasero del sustrato fibroso.
La "característica impresa" se refiere a cualquier imagen o texto impreso en color o en blanco y negro, usando diversas técnicas de impresión, que incluyen, pero sin limitación, la impresión litográfica, impresión por chorro de tinta, impresión láser, impresión xerográfica, impresión serigráfica, impresión flexográfica, impresión por chorro de tinta continuo, impresión de tóner líquido, tipografía, grabado láser y el bloqueo de hoja caliente.
La característica impresa se puede colocar sobre el lado trasero del sustrato fibroso de diversos modos: (a) directamente sobre el sustrato fibroso, (b) sobre una capa de recubrimiento que se dispone sobre el sustrato fibroso o sobre una capa de imprimación o (c) sobre una capa de adhesión de tinta que se dispone sobre el sustrato fibroso o sobre una capa de recubrimiento.
La característica impresa se imprime, ventajosamente, en un modo inverso o de espejo (es decir, inversión izquierda/derecha) de modo que la característica impresa se pueda leer desde el lado delantero del sustrato fibroso transparente o del papel translúcido o transparente.
Mediante la impresión sobre el lado trasero del sustrato fibroso, resulta posible que la característica impresa se proteja de cualquier factor externo, tal como la humedad, el oxígeno, la grasa y los rayones.
La "tinta de color blanco" se dispone, ventajosamente, sobre la característica impresa para cubrir la característica impresa y, preferentemente, se dispone sobre la totalidad del lado trasero del sustrato fibroso. La tinta de color blanco aumenta el contraste de la característica impresa, que se observa desde el lado delantero del sustrato fibroso o del papel translúcido o transparente.
La invención también se refiere a un producto que comprende el papel translúcido o transparente de acuerdo con la invención pegado mediante cualquier técnica disponible, en particular, laminado en un artículo de papel o cartón ligero, tal como una caja de papel plegado y una caja ensamblada, o un estuche preparado de cartón ligero duro o una bolsa
preparada de papel, cartón ligero o cartón.
El papel translúcido o transparente de la invención se puede pegar a un papel, cartón o cartón ligero convencional (generalmente, designado como soporte de papel) impreso con una característica a través de una capa de pegamento o adhesivo que se dispone entre los dos.
El pegamento, que se puede denominar adhesivo, se usa para pegar el papel translúcido o transparente de la invención, que puede o no comprender una característica impresa sobre el lado trasero del sustrato fibroso, a cualquier artículo de papel o cartón ligero.
El pegamento o adhesivo es, preferentemente, transparente o de color blanco y se aplica en una capa continua para garantizar que no se creen burbujas de aire o espacios entre el papel translúcido o transparente y el artículo o el objeto al que se adhiere dicho papel translúcido o transparente. Ventajosamente, el pegamento o adhesivo tiene una buena propiedad de barrera contra la humedad.
Las características y detalles adicionales aparecen en los Ejemplos que siguen y en la Figura. A lo largo de los Ejemplos, se usó papel para calcar natural para demostrar las realizaciones específicas de la invención.
La Figura 1 divulga la higroexpansividad del papel para calcar recubierto del Ejemplo 6 medido mediante un aparato Varidim.
Ejemplos
Ejemplo 1: se imprimió una lámina de papel recubierto que tenía un peso de base de 115 g/m2 (obtenido a través de Satimat) mediante xerografía en negro y se pegó un papel para calcar contra la impresión con un adhesivo de poliuretano de dos componentes basado en disolvente que contenía ADCOTE 548-81R (de DOW EUROPE GmbH) y acetato de etilo. El brillo se midió con un espectrofotómetro NOVICOLOR N5950 según la norma ISO 2469 a través del papel para calcar antes y después de la aplicación de una capa de recubrimiento mediante una varilla Mayer. El Epotal SP-106D es una dispersión aniónica de un copolímero de estireno-butadieno, que proporciona una propiedad de barrera contra la humedad. El Galacryl 80.330.05 es un barniz acrílico brillante. El Diofan A297 es una emulsión acuosa de cloruro de polivinilideno. Los valores obtenidos son los siguientes:
Cuanto menor era el brillo, más oscuro era el tono a través del papel para calcar. Se observó que cuanto más delgado era el papel para calcar, menor era el brillo. El brillo fue menor después del recubrimiento, excepto el recubrimiento con Epotal. Galacryl 80.330.05 y Diofan A297 mejoraron la visibilidad de la característica impresa.
Ejemplo 2: tres láminas de láminas de papel para calcar, teniendo cada una un peso de base de 82 g/m2, 112 g/m2 y 180 g/m2, se imprimieron mediante una prensa de impresión litográfica de cuatro colores Sakurai LED UV y se cubrieron mediante una impresión de color blanco aplicada mediante impresión serigráfica. Las tintas usadas fueron negro Xcura, cian, magenta y amarillo. La cobertura de tinta del 100 % tenía densidades de tinta entre 1,2 y 1,5 en el caso del negro, entre 1 y 1,1 en el caso del cian, entre 0,9 y 1 en el caso del magenta y entre 0,8 y 0,9 en el caso del amarillo. Se recubrió una capa de transparencia sobre el lado no impreso mediante el recubrimiento de varilla Mayer. El brillo medido en la impresión de color negro del 100 % a través del papel es el siguiente:
Los inventores observaron que el brillo del color negro sólido medido anteriormente se redujo cuando se aplicó una de las composiciones de capa de recubrimiento Diofan A297 o Epotal SP-103 D. La característica impresa se distinguía visualmente a través del papel para calcar. El mejor resultado se obtuvo con el papel para calcar más delgado (es decir, el que tenía el peso de base más bajo).
Ejemplo 3: los dos lados de las láminas de papel para calcar, teniendo cada una un peso de base de 112 g/m2 y 80 g/m2, se aplicaron con un promotor de la adhesión para tinta de tóner líquido. Estas láminas se imprimieron mediante tóner líquido usando una prensa HP Indigo 7800. La imagen formada mediante 4 colores se cubrió mediante dos capas de tinta de color blanco del 100 %. El lado no impreso se recubrió con una capa de transparencia mediante el recubrimiento de varilla Mayer. El brillo medido en la impresión de color negro del 100 % es el siguiente:
continuación
Ejemplo 4: se aplicó un recubrimiento sobre un lado de un papel para calcar que tenía un peso de base de 52 g/m2 usando una varilla Mayer. Por un lado, se aplicó un producto Galacryl 80.330.05 a una tasa de 11,3 g/m2/s. Por otro lado, se aplicaron 12,9 g/m2 de un producto Diofan A297. La tasa de transmisión de vapor de agua se logró de conformidad con el método de ensayo de la norma ISO 2528 en el que la muestra se colocó a 23 °C con una atmósfera del 85 % de HR sobre un lado y un desecante sobre el otro.
Ejemplo 5: se depositó un recubrimiento de Diofan A297 (de Solvay) en una cantidad diferente entre 8 y 22 g/m2 sobre ambos lados de un papel para calcar que tenía un peso de base de 62 g/m2 (de Arjowiggins). El secado se llevó a cabo a 120 °C. La siguiente tabla muestra el índice de opacidad de las láminas.
Ejemplo 6: la siguiente tabla muestra la higroexpansividad de dos papeles para calcar que tenían un peso de base de 62 g/m2, cada uno recubierto con Diofan A 297 con un peso del recubrimiento de 10 g/m2 y 12 g/m2. La higroexpansividad/las variaciones dimensionales (medidas a lo largo de la dirección transversal del grano) se obtuvieron mediante el uso de un aparato Varidim, que midió la variación de las dimensiones en función de diferentes ciclos de humedad.
En el caso del papel para calcar convencional, las variaciones de pico a pico son del 2,3 % (1,25 1,09, por ejemplo, en el caso de los dos primeros picos), mientras que en el caso del papel para calcar recubierto con varilla Diofan 16M, las variaciones de pico a pico son solo del 0,12% (0,15 - 0,03), lo que corresponde a una variación dimensional reducida en un factor de 19.
Ejemplo 7: se aplicó un recubrimiento de Diofan A297 sobre un lado de tres papeles para calcar, teniendo cada uno un peso de base de 42 g/m2, 102 g/m2 y 140 g/m2, usando una varilla Mayer. La opacidad resultante se resume de la siguiente manera:
Los inventores observaron que cuanto más delgado era el papel para calcar, menos opaco era el papel resultante. Cuanto más espesa era la capa de recubrimiento, mayor era la disminución de la opacidad.
Los inventores observaron, sorprendentemente, una disminución muy pronunciada de la opacidad que superó sus expectativas, ya que estos lograron disminuir la opacidad en un factor de 2,2.
Ejemplo 8: el papel para calcar posee las siguientes características:
continuación
La tasa de transmisión de vapor de agua lograda de conformidad con el método de ensayo TAPPI/ANSI T 464 om-12 en el que la muestra a someter a ensayo se colocó a 37,8 °C con una atmósfera del 90 % de HR sobre un lado y un desecante sobre el otro fue de 96,5 g/m2/día. La opacidad fue del 26 %.
El papel para calcar se recubrió en una bobina mediante el método de recubrimiento por rodillo liso. La capa de recubrimiento se aplicó sobre ambos lados (el lado delantero y el lado trasero) con una cantidad de 4 g/m2 por lado. Cuando la capa de recubrimiento aplicada era un barniz de protección, la tasa de transmisión de vapor de agua era de 47,1 g/m2/día. La opacidad fue del 20,2 %.
Cuando la capa de recubrimiento aplicada era una emulsión acuosa secada de cloruro de polivinilideno (PVDC en inglés), la tasa de transmisión de vapor de agua era de 16,8 g/m2/día. La opacidad era del 24,4 % y el papel para calcar era reempastable.
Claims (18)
1. Un papel translúcido o transparente que comprende:
(i) un sustrato fibroso que tiene un lado delantero y un lado trasero, comprendiendo el sustrato fibroso fibras de celulosa refinadas hasta por encima de 40 °SR y siendo el índice de opacidad de dicho sustrato fibroso menor de o igual al 45 % medido de conformidad con la norma ISO 2471; y
(ii) una o más capas de recubrimiento, en particular, una o dos capas de recubrimiento dispuestas sobre el lado delantero de dicho sustrato fibroso, que comprenden un material elegido de un material que confiere propiedades de barrera contra la humedad y que tiene capacidad de transparencia cuando se proporciona como capa de recubrimiento sobre dicho sustrato fibroso y que permite que el papel translúcido o transparente sea reempastable, siendo dicho material elegido del grupo que comprende o que consiste en copolímero u homopolímero de cloruro de vinilideno, copolímero u homopolímero de estireno, tal como polímero de estireno 1,3-butadieno, copolímero u homopolímero de acrílico, copolímero u homopolímero de poliéster o parafina, tal como cera de parafina.
2. El papel translúcido o transparente de la reivindicación 1, en donde una o más capas de recubrimiento también se disponen sobre el lado trasero del sustrato fibroso.
3. El papel translúcido o transparente de la reivindicación 1 o 2 que tiene al menos una de las siguientes características o una combinación de las mismas: (i) una higroexpansividad menor de o igual al 1 %, preferentemente menor de o igual al 0,5 % e incluso más preferentemente menor de o igual al 0,25 %, cuando cambia la Humedad Relativa (HR) del 15 % al 80 % y, a continuación, al 15 % en 8 horas o (ii) una tasa de transmisión de vapor de agua menor de o igual a 20 g/m2/día al 85 % de HR diferencial y 23 °C, o menor o igual a 10 g/m2/día al 85 % de HR diferencial y 23 °C 0 menor de o igual a 5 g/m2/día al 85 % de h R diferencial y 23 °C.
4. El papel translúcido o transparente de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 que tiene un índice de opacidad menor de o igual al 20 % medido de conformidad con la norma ISO 2471.
5. El papel translúcido o transparente de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el sustrato fibroso tiene un peso de base en un intervalo de 40 a 200 g/m2, en particular, en un intervalo de 40 a 140 g/m2 y preferentemente en un intervalo de 40 a 90 g/m2.
6. El papel translúcido o transparente de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el sustrato fibroso comprende fibras de celulosa refinadas hasta 60 °SR o por encima de 80 °SR.
7. El papel translúcido o transparente de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el sustrato fibroso es un papel para calcar.
8. El papel translúcido o transparente de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la/s capa/s de recubrimiento total/es sobre un lado del sustrato fibroso tiene/tienen un peso de recubrimiento en seco en un intervalo de 1 a 40 g/m2, preferentemente de 2 a 20 g/m2, incluso más preferentemente de 4 a 12 g/m2.
9. El papel translúcido o transparente de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde al menos una capa de recubrimiento comprende un copolímero u homopolímero de cloruro de vinilideno, en particular, una película de látex secada de copolímero de cloruro de vinilideno u homopolímero de cloruro de vinilideno (PVDC en inglés).
10. El papel translúcido o transparente de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde una capa de adhesión de tinta se dispone sobre el lado trasero del sustrato fibroso en ausencia de una capa de recubrimiento o una capa de adhesión de tinta se dispone sobre la cara expuesta de la/s capa/s de recubrimiento que se proporciona/proporcionan sobre el lado trasero del sustrato fibroso, teniendo la capa de adhesión de tinta un espesor en un intervalo de 0,1 a 4 |jm, en particular, una capa de adhesión de tinta que comprende cualquiera de acrilato de estireno, estireno butadieno, acetato de polivinilo, ácido polietilen acrílico, o almidón modificado o una combinación de los mismos.
11. El papel translúcido o transparente de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde al menos una parte de la cara expuesta de la capa de adhesión de tinta o la cara expuesta de la capa de recubrimiento dispuesta sobre el lado trasero del sustrato fibroso comprende una característica impresa, que se invierte lateralmente de modo que la característica sea legible desde la cara expuesta de la capa de recubrimiento dispuesta sobre el lado delantero del sustrato fibroso y a través del sustrato fibroso.
12. El papel translúcido o transparente de la reivindicación 11, en donde una o más capas de tinta de color blanco se disponen sobre la característica impresa o la totalidad del lado trasero del sustrato fibroso que comprende dicha característica impresa.
13. Un producto que comprende un papel translúcido o transparente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en donde el papel translúcido o transparente se pega a un artículo de papel, cartón o cartón ligero, con una capa de pegamento o adhesivo dispuesta entre dicho artículo de papel, cartón o cartón ligero y la/s capa/s de
recubrimiento o la característica impresa o la/s capa/s de tinta de color blanco sobre el lado trasero del sustrato fibroso, teniendo dicho pegamento o adhesivo un espesor en un intervalo de 2 a 12 |jm, en particular, un pegamento o adhesivo que comprende un material seleccionado de adhesivos de poliuretano, adhesivos acrílicos, adhesivo de policloropreno de uno o dos componentes, acetato de polivinilo, almidón modificado, metilcelulosa, dispersión vinílica.
14. Un proceso para la producción de un papel translúcido o transparente de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, que comprende:
a) proporcionar o producir un sustrato fibroso que tiene un lado delantero y un lado trasero, en donde el sustrato fibroso comprende fibras de celulosa refinadas hasta por encima de 40 °SR y el índice de opacidad de dicho sustrato fibroso es menor de o igual al 45 % medido de conformidad con la norma ISO 2471;
b) aplicar una composición de recubrimiento sobre el lado delantero del sustrato fibroso, comprendiendo la composición de recubrimiento un material elegido de un material que confiere propiedades de barrera contra la humedad y que tiene capacidad de transparencia cuando se proporciona como capa de recubrimiento sobre dicho sustrato fibroso y que permite que el papel translúcido o transparente sea reempastable, siendo dicho material elegido del grupo que comprende o que consiste en copolímero u homopolímero de cloruro de vinilideno, tal como dispersión acuosa de dicho copolímero u homopolímero de cloruro de vinilideno, copolímero u homopolímero de estireno, tal como dispersión acuosa de copolímero u homopolímero de estireno, tal como estireno 1,3-butadieno, copolímero u homopolímero de acrílico, copolímero u homopolímero de poliéster, en particular, poliéster basado en agua, o parafina, tal como cera de parafina;
c) secar la composición de recubrimiento a una temperatura entre 70 y 200 °C durante 0,2 a 1 minuto, para formar una capa de recubrimiento que tiene un espesor en un intervalo de 1 a 40 jm , preferentemente de 2 a 20 jm , incluso más preferentemente de 4 a 12 jm ;
d) opcionalmente, repetir las Etapas b) y c) al menos una vez; y
e) opcionalmente, también aplicar y secar dicha composición de recubrimiento sobre el lado trasero del sustrato fibroso al menos una vez y/o aplicar y secar una composición para una capa de adhesión de tinta sobre el lado trasero del sustrato fibroso o sobre la/s capa/s de recubrimiento dispuesta/s sobre el lado trasero,
en particular, en donde dicha composición de recubrimiento y una composición para una capa de adhesión de tinta se aplican mediante una técnica seleccionada de recubrimiento de rodillo a rodillo, recubrimiento por cuchilla, recubrimiento por pulverización, recubrimiento por varilla Mayer, recubrimiento con labio soplante, huecograbado directo, huecograbado por impresión litográfica, huecograbado inverso, recubrimiento profundo, recubrimiento por rodillo liso, recubrimiento por cortina, recubrimiento por perlas, recubrimiento por ranura, recubrimiento doble h Sm , recubrimiento por prensa de película, recubrimiento por prensa de encolado y/o método de película de transferencia, en particular, recubrimiento con labio soplante o recubrimiento por huecograbado inverso.
15. El proceso de la reivindicación 14, en donde una característica se imprime sobre la cara expuesta de la capa de adhesión de tinta o la cara expuesta de la capa de recubrimiento dispuesta sobre el lado trasero del sustrato fibroso en modo inverso o de espejo (es decir, inversión izquierda/derecha) mediante una técnica seleccionada de impresión litográfica, impresión por chorro de tinta, impresión láser, impresión xerográfica, impresión serigráfica, impresión flexográfica, impresión por chorro de tinta continuo, impresión de tóner líquido, tipografía, grabado láser y/o bloqueo de hojas en caliente, en particular, impresión litográfica, impresión por chorro de tinta, impresión serigráfica, impresión por chorro de tinta continuo, impresión de tóner líquido.
16. El proceso de la reivindicación 15, en donde se aplican una o más capas de tinta de color blanco sobre la característica impresa mediante una técnica seleccionada de recubrimiento de rodillo a rodillo, recubrimiento por cuchilla, recubrimiento por pulverización, recubrimiento por varilla Mayer, recubrimiento con labio soplante, huecograbado directo, huecograbado por impresión litográfica, huecograbado inverso, recubrimiento profundo, recubrimiento por rodillo liso, recubrimiento por cortina, recubrimiento por perlas, recubrimiento por ranura, recubrimiento doble HSM, recubrimiento por prensa de película, recubrimiento por prensa de encolado, método de película de transferencia, impresión litográfica, impresión por chorro de tinta, impresión láser, impresión xerográfica, impresión serigráfica, impresión flexográfica, impresión por chorro de tinta continuo, impresión de tóner líquido, bloqueo de hoja en caliente, especialmente mediante impresión serigráfica, impresión de tóner líquido e impresión litográfica.
17. Un proceso para la producción de un producto de la reivindicación 13 que comprende llevar a cabo las etapas del proceso de acuerdo con las reivindicaciones 14 a 16, en donde, además, se aplica una capa de pegamento sobre la capa de recubrimiento o sobre la capa de tinta de color blanco y/o una superficie de un artículo de papel, cartón o cartón ligero para pegar el papel translúcido o transparente y el artículo de papel, cartón o cartón ligero.
18. El uso del papel translúcido o transparente de las reivindicaciones 1 a 17 para embalaje, especialmente embalaje de lujo, como una cinta, una bolsa, un envoltorio o un sustituto/una alternativa de laminado de plástico protectora transparente o translúcida, en donde, opcionalmente, el embalaje se termosella cuando la capa de recubrimiento del papel comprende un copolímero u homopolímero de cloruro de vinilideno, en particular, un homopolímero de cloruro de vinilideno (PVDC).
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