ES2941728T3 - Estructura de revestimiento, producto de tipo lámina y su uso - Google Patents

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Abstract

La invención se refiere a una estructura de revestimiento para un sustrato en forma de lámina que comprende fibras celulósicas ya un producto en forma de lámina. La estructura comprende al menos una capa de revestimiento previo y una capa de revestimiento superior, donde la(s) capa(s) de revestimiento previo y la capa de revestimiento5 final comprenden 10 - 90% en peso de un copolímero de (met)acrilato de estireno que se polimeriza en el presencia de un estabilizador, y que tiene una temperatura de transición vítrea Tg <= 20 °C, preferentemente <= 15 °C, más preferentemente <= 13 °C. Además, la(s) capa(s) previa(s) comprende(n) un polisacárido, tal como almidón, y la capa de recubrimiento superior comprende 5 - 60% en peso de al menos un aglutinante de recubrimiento soluble en agua,10 que se selecciona de polisacáridos y alcoholes polivinílicos, como así como como máximo 5,0% en peso de un reticulante, que reacciona con grupos -OH o -COOH. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Estructura de revestimiento, producto de tipo lámina y su uso
La presente invención se refiere a una estructura de revestimiento de barrera, un producto de tipo lámina y el uso del producto según los preámbulos de las reivindicaciones independientes adjuntas.
Se pueden aplicar diversos revestimientos sobre la superficie de papel o cartón para mejorar sus propiedades. Las propiedades de barrera contra la grasa y el vapor de agua son particularmente importantes para papel y cartón que se utilizan como productos destinados a envasado. Los revestimientos aplicados a la superficie de papel o cartón deberían proporcionar una barrera eficaz contra las fugas de los productos contenidos en el interior del envase y/o proteger los productos envasados frente a la contaminación y/o contacto con la atmósfera circundante. Para los materiales envasados utilizados para productos alimenticios y líquidos consumibles, los requisitos de barrera son especialmente estrictos.
Los revestimientos con fines de envasado también deben tener una buena resistencia frente al arrugado y plegado. El revestimiento no se debe agrietar cuando el papel o cartón se doblan para dar lugar a una caja o se envuelven alrededor del producto. El agrietamiento puede disminuir o incluso destruir por completo las propiedades de barrera del revestimiento.
Además, los revestimientos de papel y cartón deben ser resistentes a la formación de bloques durante los procesos de fabricación y conversión del producto. Si la capa de revestimiento se reblandece bajo presión y temperatura elevada, se puede adherir después de rebobinar a la siguiente capa sobre el carrete y bloquear todo el carrete cuando se enfríe. Durante el proceso de conversión, el revestimiento debe tener propiedades de fricción adecuadas para que funcione sin problemas durante el proceso. El revestimiento también debe tener capacidad de pegado adecuada, que determina la velocidad y fuerza de unión generada mediante la aplicación de un adhesivo a la superficie de revestimiento, con el fin de poder ser usado en líneas de envasado de alta velocidad.
Convencionalmente, se han utilizado productos químicos fluorados en composiciones de revestimiento para proporcionar las propiedades de barrera deseadas con resistencia al agrietamiento. Por razones ambientales, sería deseable encontrar alternativas eficaces a las sustancias químicas fluoradas.
El almidón se emplea comúnmente en diversos revestimientos de superficie, por ejemplo, en el apresto de superficies. Puede proporcionar propiedades de barrera de revestimiento, por ejemplo, frente a la humedad, se encuentra fácilmente disponible y es barato. Sin embargo, los revestimientos que contienen almidón tienen tendencia a agrietarse y esta desventaja ha limitado el uso de almidón en aplicaciones más exigentes.
Los revestimientos utilizados para envases también deben cumplir los requisitos de aptitud de reciclado. De manera ideal, los envases de papel y cartón se recogen para reciclarlos, es decir, para volver a convertirlos en pasta papelera. El revestimiento aplicado sobre estos productos también debería cumplir los requisitos de reciclaje y, por ejemplo, no debería perturbar el proceso de reducción a pasta papelera. De manera necesaria, no resulta sencillo convertir en pasta papelera las películas plásticas tradicionales laminadas sobre la superficie de papel o cartón. De este modo, los productos de papel y cartón laminados con frecuencia terminan como residuo destinado a la obtención de energía, lo cual resulta poco rentable desde el punto de vista de recursos.
El documento US 5.776.619 describe un cartón útil para la formación de recipientes rígidos para alimentos. Se aplica directamente al cartón un revestimiento de base que comprende látex acrílico de estireno y un pigmento, y se aplica un revestimiento final que comprende látex polimérico acrílico de estireno y pigmento, directamente al revestimiento de base para formar el material de reserva de placa revestido.
Un objeto de la presente invención es minimizar o posiblemente incluso eliminar las desventajas existentes en la técnica anterior.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar una composición de revestimiento de barrera y un producto de tipo lámina que proporcione buenas propiedades de barrera contra la grasa y vapor de agua.
Un objeto de la presente invención es proporcionar una composición de revestimiento de barrera, que se pueda usar para crear un revestimiento que resista el agrietamiento cuando se pliega y/o dobla.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar una composición de revestimiento de barrera que sea adecuada para revestimiento a altas velocidades de revestimiento y que tenga una buena capacidad de ejecución.
Estos objetos se logran con la invención que tiene las características que se presentan a continuación en las partes caracterizantes de las reivindicaciones independientes. Algunas realizaciones preferidas de la invención se presentan en las reivindicaciones dependientes.
Las realizaciones mencionadas en el presente texto se refieren, en su caso, a todos los aspectos de la invención, incluso si esto no siempre se menciona por separado.
Una estructura de revestimiento típica según la presente invención para un sustrato de tipo lámina que comprende fibras celulósicas se define en la reivindicación 1 y comprende, entre otras cosas, al menos una capa de pre­ revestimiento y una capa de revestimiento final, donde
• la(s) capa(s) de pre-revestimiento y la capa de revestimiento final comprenden un 10-90 % en peso de un copolímero de (met)acrilato de estireno que se polimeriza en presencia de un estabilizador, y que tiene una temperatura de transición vítrea Tg < 20 °C, preferentemente < 15 °C, más preferentemente < 13 °C,
• la(s) capa(s) de pre-revestimiento comprende un polisacárido, tal como almidón, y
• la capa de revestimiento final comprende
o un 5-60 % en peso de al menos un aglutinante de revestimiento hidrosoluble, que está seleccionado entre polisacáridos y poli(alcoholes vinílicos), así como
o un 5,0 % en peso como máximo de un agente de reticulación, que reacciona con grupos -OH o -COOH.
Un producto de tipo lámina según la presente invención comprende
• un sustrato que comprende fibras celulósicas, y que tiene una primera y segunda superficie paralelas de gran tamaño, y
• una estructura de revestimiento según la presente invención, aplicada sobre al menos una de las superficies de sustrato de gran tamaño.
Ahora se ha descubierto sorprendentemente que la capa de pre-revestimiento y la capa de revestimiento final bien definidas, que comprenden un copolímero de (met)acrilato de estireno, proporcionan una buena resistencia al agrietamiento, incluso cuando una o ambas capas contienen polisacáridos, tal como almidón. El uso de polisacáridos, tales como almidón, hace que la estructura de revestimiento sea más rentable y beneficiosa para el medio ambiente, ya que se puede reducir el uso de polímeros sintéticos en la estructura. El sustrato revestido con la estructura de revestimiento se puede plegar durante la fabricación del envase sin que se agriete, y también proporciona una buena barrera contra la grasa y/o humedad.
En el presente contexto, todos los valores de porcentaje en peso proporcionados para los diversos componentes de las capas de revestimiento y la composición de revestimiento se calculan a partir del contenido total de sólidos secos de la capa o composición de revestimiento.
La estructura de revestimiento según la presente invención comprende al menos una capa de pre-revestimiento y una capa de revestimiento final. La capa de pre-revestimiento se aplica sobre la superficie de un sustrato de tipo lámina que comprende fibras celulósicas y/o lignocelulósicas. En algunas realizaciones, la superficie de la estructura de tipo lámina puede tener un tamaño de superficie, por ejemplo, con un tamaño de superficie hidrófoba, antes de la aplicación de la capa de pre-revestimiento, pero preferentemente la capa de pre-revestimiento se aplica directamente sobre la superficie de un sustrato de tipo lámina que esté exenta de cualquier capa de tratamiento preexistente. El sustrato puede comprender un tamaño interno.
Según una realización de la invención, la estructura de revestimiento puede comprender dos o más capas de pre­ revestimiento y una o más capas de revestimiento final, que se aplican sobre la capa de pre-revestimiento más externa. Preferentemente, la estructura de revestimiento puede comprender dos o más capas de pre-revestimiento y una capa de revestimiento final, que se aplica sobre la capa de pre-revestimiento más externa. Las capas de pre-revestimiento individuales pueden ser diferentes entre sí o idénticas entre sí. Mediante el uso de una pluralidad de capas de pre­ revestimiento y/o revestimiento, es posible adaptar las propiedades de barrera de la estructura de revestimiento mediante el uso de diferentes capas y/o capas individuales más ligeras. Según una realización, la estructura de revestimiento comprende una capa de pre-revestimiento y una capa de revestimiento final.
La(s) capa(s) de pre-revestimiento y la(s) capa(s) de revestimiento final comprenden un 10-90 % en peso de un copolímero de (met)acrilato de estireno que se polimeriza en presencia de un estabilizador, y que tiene una temperatura de transición vítrea Tg < 20 °C, preferentemente < 15 °C, más preferentemente < 13 °C, a veces incluso < 10 °C. Esto significa que cada capa de pre-revestimiento y/o cada capa de revestimiento final puede comprender de un 10 al 90 % en peso de un copolímero de (met)acrilato de estireno. Según una realización de la invención, la(s) capa(s) de pre-revestimiento puede(n) comprender de un 20 a un 80 % en peso, preferentemente de un 30 a un 70 % en peso, más preferentemente de un 40 a un 60 % en peso, de copolímero de (met)acrilato de estireno. También es posible que cada capa de pre-revestimiento pueda comprender de un 10 al 70 % en peso, preferentemente de un 15 a un 50 % en peso, más preferentemente de un 40 a un 60 % en peso, de copolímero de (met)acrilato de estireno. La(s) capa(s) de revestimiento final puede(n) comprender un 35-90 % en peso, preferentemente un 35-70 % en peso, más preferentemente un 40-60 % en peso, de copolímero de (met)acrilato de estireno. Las cantidades indican nuevamente la cantidad de copolímero en cada capa individual. Según una realización preferida, la cantidad de copolímero de acrilato de estireno es mayor en la(s) capa(s) de revestimiento final que en la(s) capa(s) de pre­ revestimiento.
El copolímero de (met)acrilato de estireno, que es adecuado para su uso en la presente invención, se puede obtener mediante copolimerización en emulsión por radicales libres de al menos el monómero (a), el monómero (b) y un monómero (c) opcional en presencia de un estabilizador, en el que el monómero (a) es al menos un estireno opcionalmente sustituido y el monómero (b) es al menos un (met)acrilato de alquilo C1-C4. El copolímero de (met)acrilato de estireno puede tener un peso molecular promedio expresado en peso MW < 100000 g/mol, preferentemente < 75000 g/mol. El copolímero de (met)acrilato de estireno puede tener un peso molecular promedio expresado en peso MW dentro del intervalo de 5000-95000 g/mol, preferentemente 10000-70000 g/mol.
Según una realización preferida, el monómero (a) de copolímero de (met)acrilato de estireno está seleccionado entre el grupo que comprende estireno, estirenos sustituidos, tales como a-metilestireno, viniltolueno, etilviniltolueno, clorometilestireno y cualesquiera mezclas de los mismos. La cantidad de monómero (a) puede ser de un 0,1 a un 75 % en peso, preferentemente de un 5 a un 60 % en peso, más preferentemente de un 10 a un 55 % en peso, calculado a partir del contenido total de sólidos secos de los monómeros (a), (b) y opcional (c).
El monómero (b) adecuado de copolímero de (met)acrilato de estireno puede estar seleccionado entre el grupo que consiste en acrilatos de alquilo C1-C4; metacrilatos de alquilo C1-C4; o sus mezclas, por ejemplo acrilato de n-butilo, iso-butilo, terc-butilo o 2-butilo y los metacrilatos de butilo correspondientes; acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de etilo, metacrilato de etilo, acrilato de propilo o metacrilato de propilo. Según una realización preferida de la invención, el monómero (b) está seleccionado entre (met)acrilatos de butilo. Puede comprender, por ejemplo, una mezcla de al menos dos acrilatos de butilo isoméricos. Más preferentemente, el componente monomérico (b) es acrilato de n-butilo, acrilato de terc-butilo o una mezcla de acrilato de n-butilo y acrilato de terc-butilo. La cantidad de monómero (b) puede ser de un 25 a un 99,9 % en peso, preferentemente de un 30 a un 95 % en peso, más preferentemente de un 35 a un 90 % en peso, calculado a partir del contenido total de sólidos secos de los monómeros (a), (b) y opcional (c).
Según una realización, el copolímero de (met)acrilato de estireno se origina también a partir de al menos un monómero opcional (c), que es etilénicamente insaturado y diferente de los monómeros (a) y (b). Preferentemente, el copolímero de (met)acrilato de estireno es un copolímero carboxilado, obtenido preferentemente por medio de polimerización de los monómeros (a) y (b) descritos anteriormente con el monómero (c), que está seleccionado entre ácidos carboxílicos, tales como ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico ácido, ácido maleico o ácido estirensulfónico. Se prefieren ácido acrílico y ácido estirensulfónico como monómero opcional (c). La cantidad del monómero opcional (c) puede ser de un 0,1 a un 15 % en peso, preferentemente de un 0,1 a un 10 % en peso, más preferentemente de un 1 a un 5 % en peso, calculado a partir del contenido total de sólidos secos de los monómeros (a), (b) y (c). Más preferentemente, el copolímero de (met)acrilato de estireno es un copolímero carboxilado, obtenido preferentemente por medio de polimerización de una mezcla monomérica que comprende de un 1 -5 % en peso de ácido carboxílico.
Según una realización de la invención, el copolímero de (met)acrilato de estireno se polimeriza en presencia de un estabilizador, que está seleccionado entre polisacárido o poli(alcohol vinílicos). El polisacárido puede ser almidón o puede estar seleccionado entre cualquier polisacárido que contenga un grupo hidroxilo libre, tal como amilosa, amilopectina, carragenina, celulosa, quitosano, quitina, dextrinas, goma guar (guarano) y otros galactomananos, goma arábiga, componentes de hemicelulosa y pululano. Preferentemente, el estabilizador es almidón, incluso más preferentemente almidón degradado. Según una realización preferida, el estabilizador es almidón degradado que tiene un peso molecular promedio Mn de 500 a 10000 Da. El almidón degradado se puede obtener sometiendo el almidón a degradación oxidativa, térmica, ácida, hidrolítica o enzimática. Actualmente se prefiere la degradación oxidativa. Como agentes oxidantes se pueden utilizar hipoclorito, peroxodisulfato, agua oxigenada o sus mezclas. El almidón degradado, que resulta adecuado para su uso en la presente invención, puede ser cualquier almidón natural degradado adecuado, tal como almidón de patata, arroz, maíz, maíz céreo, trigo, cebada o almidón de tapioca. Son ventajosos los almidones que tienen un contenido de amilopectina > 80 %, preferentemente > 95 %.
La polimerización del copolímero de (met)acrilato de estireno se puede llevar a cabo mediante adición de los monómeros descritos anteriormente, ya sea individualmente o en forma de mezcla, y uno o varios iniciadores de radicales libres adecuados para iniciar la polimerización, a la disolución acuosa de estabilizador. El proceso de polimerización normalmente se lleva a cabo en ausencia de oxígeno, preferentemente en una atmósfera de gas inerte, por ejemplo, bajo nitrógeno. Según una realización de la invención, la cantidad total de monómeros en la mezcla de reacción es un 10-92 % en peso, preferentemente un 20-90 % en peso, más preferentemente un 35-88 % en peso, calculado a partir del contenido total de sólidos secos de la mezcla de reacción. La cantidad de monómeros se refiere en la presente memoria a la cantidad total de monómeros (a), (b) y opcional (c), que se añaden a la mezcla de reacción durante el proceso de polimerización.
El copolímero de (met)acrilato de estireno puede tener una temperatura de transición vítrea dentro del intervalo de -40-20 °C, preferentemente -30-15 °C, más preferentemente -20-13 °C, incluso más preferentemente -10-13 °C , a veces incluso más preferentemente 0-13 °C o a veces -10-10 °C. Estos intervalos de temperatura de transición vítrea proporcionan copolímeros que muestran las propiedades de barrera requeridas pero que son lo suficientemente blandos para resistir el agrietamiento cuando el sustrato se pliega o se dobla para dar lugar a un envase.
Según una realización preferida de la invención, el copolímero de (met)acrilato de estireno utilizado en la(s) capa(s) de pre-revestimiento y el copolímero de (met)acrilato de estireno utilizado en la(s) capa(s) de revestimiento final son idénticos entre sí.
Además del copolímero de (met)acrilato de estireno, la(s) capa(s) de pre-revestimiento comprende un polisacárido, tal como almidón. Según una realización de la invención, la(s) capa(s) de pre-revestimiento puede(n) comprender de un 20 a un 80 % en peso, más preferentemente de un 30 a un 70 % en peso, incluso más preferentemente de un 40 a un 60 % en peso de polisacárido. Es posible que cada capa de pre-revestimiento comprenda de un 30 a un 90 % en peso, preferentemente de un 50 a un 85 % en peso, más preferentemente de un 40 a un 60 % en peso, de polisacárido. Las cantidades indican la cantidad de polisacárido de cada capa de pre-revestimiento individual. El polisacárido puede estar seleccionado entre almidón, carragenina, quitosano, quitina, dextrinas, goma guar (guarano) y otros galactomananos, goma arábiga. Según una realización preferida, el polisacárido de la capa de pre-revestimiento es almidón, preferentemente almidón degradado, más preferentemente almidón aniónico o no iónico degradado, más preferentemente almidón aniónico degradado. Según una realización, el almidón aniónico tiene una viscosidad por debajo de 100 mPas, medida a un 10 % de sólidos, a 60 °C, con Brookfield 100.
La(s) capa(s) de revestimiento final pueden comprender < 30 % en peso, preferentemente < 27 % en peso, más preferentemente < 25 % en peso, a veces incluso < 20 % en peso, de pigmento mineral inorgánico. La cantidad de pigmento mineral inorgánico puede estar, por ejemplo, dentro del intervalo de un 0,1-30 % en peso, preferentemente un 0,1-27 % en peso, preferentemente un 0,1-25 % en peso. Las cantidades indican la cantidad de pigmento mineral inorgánico de cada capa individual. El pigmento mineral inorgánico puede estar seleccionado entre caolín, talco, carbonato cálcico o cualquier mezcla de los mismos, preferentemente carbonato cálcico, tal como carbonato cálcico molido o carbonato cálcico precipitado. La adición de pigmentos minerales inorgánicos puede mejorar las propiedades de barrera obtenidas, al mismo tiempo que proporciona beneficios económicos, tal como una cantidad reducida de componentes poliméricos. Alternativamente, la capa de revestimiento final puede estar exenta de pigmento mineral inorgánico.
La capa de pre-revestimiento puede estar exenta de pigmento mineral inorgánico.
La capa de revestimiento final de la estructura de revestimiento puede comprender además al menos un aglutinante de revestimiento hidrosoluble, que está seleccionado entre polisacáridos y poli(alcoholes vinílicos). La cantidad de aglutinante de revestimiento hidrosoluble en la capa superior puede ser de un 5 a un 60 % en peso, preferentemente de un 10 a un 60 % en peso, en ocasiones de un 15 a un 55 % en peso.
Según una realización de la invención, la capa de revestimiento final puede comprender un aglutinante de revestimiento hidrosoluble, que es poli(alcohol vinílico) que preferentemente tiene un peso molecular promedio expresado en peso de < 50000 g/mol, preferentemente 13000-50000 g/mol. Preferentemente, el poli(alcohol vinílico) se puede hidrolizar al menos parcialmente, preferentemente con un grado de hidrólisis de al menos un 30 %, más preferentemente un 85-98 %. Como polímero hidrosoluble, el poli(alcohol vinílico) mejora la formación de película y, de este modo, mejora las propiedades de barrera contra vapor de agua y aceite mineral. También reduce la tendencia a la formación de bloques.
Según otra realización, el aglutinante de revestimiento hidrosoluble en la capa de revestimiento final puede ser un polisacárido. Ejemplos de polisacáridos adecuados son almidón, almidón, carragenina, quitosano, quitina, dextrinas, goma guar (guarano) y otros galactomananos, goma arábiga. El aglutinante de revestimiento hidrosoluble es preferentemente almidón degradado o dextrina. Según una realización preferida, el aglutinante de revestimiento es un polisacárido, que es almidón aniónico o no iónico, preferentemente almidón aniónico degradado.
La capa de revestimiento final de la estructura de revestimiento comprende además como máximo un 5,0 % en peso, preferentemente como máximo un 3,0 % en peso, de un agente de reticulación, que reacciona con grupos -OH o -COOH. Según una realización de la invención, la capa de revestimiento final puede comprender el agente de reticulación en una cantidad de un 0,1-5 % en peso, preferentemente un 0,1-4 % en peso, más preferentemente un 0,5-3 % en peso. El agente de reticulación está seleccionado entre carbonato de amonio y circonio, carbonato de potasio y circonio, glioxal o ácido cítrico. Los agentes de reticulación hacen que la capa superior sea menos sensible al agua, por ejemplo, reduciendo el número de grupos finales disponibles para reacciones con agua. El agente de reticulación también puede mejorar las propiedades de reducción a pasta papelera de la estructura de revestimiento final producida.
Según una realización de la invención, la estructura de revestimiento puede comprender una película de polietileno, que se aplica sobre la capa de revestimiento final. La película de polietileno proporciona propiedades de barrera mejoradas, especialmente cuando la estructura de revestimiento se aplica sobre un sustrato destinado al envasado de líquidos.
Según otra realización de la presente invención, la estructura de revestimiento está exenta de cualquier capa de cualesquiera películas poliméricas laminadas. Esto mejora la capacidad de reducción a pasta papelera de la estructura de revestimiento.
La estructura del revestimiento permite la fabricación de diversos revestimientos, con diferentes combinaciones de capa(s) de pre-revestimiento y capa de revestimiento final. Los pesos de revestimiento de la capa de capa de pre­ revestimiento y la capa de revestimiento final se pueden elegir libremente según el uso final deseado. Según una realización de la invención, cada capa de pre-revestimiento puede tener un peso de revestimiento de 0,5-6 g/m2, preferentemente 1-5 g/m2, más preferentemente 1-4 g/m2, y la capa de revestimiento final tiene un peso de revestimiento de 1-10 g/m2, preferentemente 2-8 g/m2, más preferentemente 2-7 g/m2.
El sustrato que se reviste con la composición de revestimiento de barrera es preferentemente un sustrato que comprende fibras celulósicas y/o lignocelulósicas. Las fibras celulósicas o lignocelulósicas se pueden haber obtenido mediante cualquier proceso convencional de reducción a pasta papelera, incluidos los procesos de reducción a pasta papelera químico, mecánico y químico-mecánico. Las fibras también pueden ser fibras recicladas. El sustrato tiene una primera y una segunda superficies paralelas de gran tamaño, y normalmente adoptan la forma de una red fibrosa. El sustrato puede tener un gramaje de 25-800 g/m2, preferentemente 30-700 g/m2, más preferentemente 40-500 g/m2.
Las capas de la estructura de revestimiento se pueden aplicar sobre al menos una de las superficies del sustrato de gran tamaño utilizando cualesquiera técnicas de revestimiento convencionales, tales como revestimiento con varilla, revestimiento con cuchilla, revestimiento por pulverización o revestimiento por cortina.
Según una realización preferida, el producto revestido obtenido tiene un valor de ensayo TAPPI 559 KIT de al menos 8, preferentemente 10, más preferentemente 12. El valor de ensayo KIT mide la repelencia del revestimiento al aceite y grasa y las mediciones se llevan a cabo según la norma TAPPI método T-559 pm-96.
Según una realización preferida, el producto revestido obtenido tiene un valor HVTR de barrera de aceite mineral < 100 g/m2/d. El valor de Tasa de Transmisión de Vapor de Hexano (HVTR) se obtiene utilizando el método de ensayo de recipiente desarrollado por BASF. En el ensayo, se coloca hexano en un recipiente de medición cubierto por una muestra de barrera y se mide la evaporación de hexano a través del área conocida. El método de ensayo es comúnmente conocido por los expertos en la materia.
Según una realización preferida, el producto revestido obtenido tiene una barrera de vapor de agua a 23 °C y un valor WVTR a 50 % de humedad relativa de < 100 g/m2/d. El valor WVTR se puede medir utilizando métodos convencionales de ASTM F-1249, ISO 15105-2, ISO 15106-3, DIN 53122-2.
El producto de tipo lámina se puede usar para preparar un envase para alimentos o para líquidos. Ejemplos típicos de envases para alimentos son envases para comida rápida, comidas preparadas, sándwiches, productos de panadería, tales como galletas, rosquillas o similares.
Parte Experimental
Algunas realizaciones de la invención se describen en los siguientes ejemplos no limitantes.
Métodos y materiales
Los ensayos de revestimiento se llevaron a cabo usando un dispositivo de revestimiento de captación de control K y diferentes varillas enrolladas. Se determinó el peso de revestimiento pesando las muestras revestidas y los papeles de base sin revestir y se obtuvo el peso de revestimiento por diferencia de peso. Los ensayos de arrugado se llevaron a cabo con la unidad Cyklos CPM 450. Se produjeron arrugado y plegado en las direcciones transversal y de máquina. Se llevó a cabo un ensayo de tinción para las muestras arrugadas usando rojo de metilo disuelto en etanol. Para el plegado, se usó un rodillo Cobb para proporcionar una presión de plegado uniforme.
La resistencia al agua se sometió a ensayo utilizando el ensayo Cobb300. Las propiedades de barrera contra vapor de agua se midieron utilizando el instrumento Systech Permeation Analyzers M7002. La tasa de transmisión de vapor de hexano se determinó usando un método de recipiente. Se colocaron 20 gramos de hexano en un recipiente metálico. La muestra de barrera se colocó en la parte superior del recipiente entre dos juntas, con el lado revestido hacia abajo. Se usó un bastidor metáli
24 horas. Las propiedades de barrera contra la grasa se sometieron a ensayo mediante el ensayo KIT.
En todos los ejemplos, los copolímeros de acrilato de estireno utilizados tenían una temperatura de transición vítrea de 10 °C y el sustrato era cartón de fibra virgen con un peso base de 295 g/m2.
Ejemplo 1
En las Tablas 1 y 2 se proporcionan las formulaciones usadas de pre-revestimiento y revestimiento final. El copolímero de acrilato de estireno tiene un alto grado de carboxilación. El peso de revestimiento aplicado para la formulación de pre-revestimiento fue de 2,0 g/m2.
Tabla 1 Formulaciones de revestimiento sometidas a ensayo para pre-revestimiento en el ejemplo 1.
Figure imgf000007_0004
Tabla 2 Formulación de revestimiento sometida a ensayo para revestimiento final en el ejemplo 1.
Figure imgf000007_0005
Tabla 3 Resultados de ensayo para formulaciones de revestimiento en el ejemplo 1.
Figure imgf000007_0001
A partir de los resultados de la Tabla 3, se puede apreciar que la estructura de revestimiento creada proporcionó buenas propiedades de barrera.
Ejemplo 2
En las Tablas 4 y 5 se proporcionan las formulaciones usadas de pre-revestimiento y revestimiento final. El copolímero de acrilato de estireno tiene un bajo grado de carboxilación. El peso de revestimiento aplicado para la formulación de pre-revestimiento P3c fue de 2,4 g/m2.
Tabla 4 Formulaciones de revestimiento sometidas a ensayo para pre-revestimiento en el ejemplo 2.
Figure imgf000007_0003
Tabla 5 Formulaciones de revestimiento sometidas a ensayo para revestimiento final en el ejemplo 2.
Figure imgf000007_0002
Tabla 6 Resultados de ensayo para formulaciones de revestimiento en el ejemplo 2.
Figure imgf000008_0001
Se aprecia en la Tabla 6 que se obtuvieron mejores valores de KIT así como buenos resultados de vapor de hexano y vapor de agua.
Incluso si la invención se describió con referencia a lo que en la actualidad parecen ser las realizaciones más prácticas y preferidas, se aprecia que la invención no se limita a las realizaciones descritas anteriormente, sino que pretende abarcar también diferentes modificaciones y soluciones técnicas equivalentes dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES
    1 Estructura de revestimiento para un sustrato de tipo lámina que comprende fibras celulósicas, comprendiendo la estructura al menos una capa de pre-revestimiento y una capa de revestimiento final, donde
    - la(s) capa(s) de pre-revestimiento y la capa de revestimiento final comprenden un 10-90 % en peso de un copolímero de (met)acrilato de estireno que se polimeriza en presencia de un estabilizador, y que tiene una temperatura de transición vítrea Tg < 20 ° C, preferentemente < 15 °C, más preferentemente < 13 °C, en donde
    - la(s) capa(s) de pre-revestimiento comprende(n) un 10-70 % en peso de copolímero de (met)acrilato de estireno y un 30-90 % en peso de un polisacárido, tal como almidón, y
    - la capa de revestimiento final comprende
    - un 5-60 % en peso de al menos un aglutinante de revestimiento hidrosoluble, que está seleccionada entre polisacáridos y poli(alcoholes vinílicos), así como
    - como máximo un 5,0 % en peso de un agente de reticulación, que reacciona con grupos -OH o -COOH, y que está seleccionado entre carbonato de amonio y circonio, carbonato de potasio y circonio, glioxal o ácido cítrico.
  2. 2. - Estructura de revestimiento según la reivindicación 1, caracterizada por que la(s) capa(s) de pre-revestimiento comprende(n) un 15-50 % en peso, más preferentemente un 40-60 % en peso, de copolímero de (met)acrilato de estireno, y un 50-85 % en peso, más preferentemente un 40-60 % en peso, de polisacárido.
  3. 3. - Estructura de revestimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que la capa de revestimiento final comprende < 30 % en peso de pigmento mineral inorgánico, preferentemente seleccionado entre caolín, talco, carbonato cálcico o cualquier mezcla de los mismos, preferentemente carbonato cálcico.
  4. 4. - Estructura de revestimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-3, caracterizada por que el copolímero de (met)acrilato de estireno tiene una temperatura de transición vítrea dentro del intervalo de -40-20 °C, preferentemente -30-15 °C, más preferentemente -20-13 °C, incluso más preferentemente 0-13 °C.
  5. 5. - Estructura de revestimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-4, caracterizada por que el copolímero de (met)acrilato de estireno tiene un peso molecular promedio expresado en peso < 100000 g/mol, preferentemente < 75000 g/mol.
  6. 6. - Estructura de revestimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-5, caracterizada por que el copolímero de (met)acrilato de estireno es un copolímero carboxilado, obtenido preferentemente por medio de polimerización de una mezcla monomérica que comprende un 1-5 % en peso de ácido carboxílico.
  7. 7. - Estructura de revestimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-6, caracterizada por que la capa de revestimiento final comprende el agente de reticulación en una cantidad de un 0,1-5 % en peso, preferentemente un 0,1-4 % en peso, más preferentemente un 0,5-3 % en peso.
  8. 8. - Estructura de revestimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-7, caracterizada por que el aglutinante de revestimiento de la capa de revestimiento final es poli(alcohol vinílico), que preferentemente tiene un peso molecular de < 50000 g/mol, preferentemente 13000-50000 g/mol.
  9. 9. - Estructura de revestimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-8, caracterizada por que el aglutinante de revestimiento de la capa de revestimiento final es almidón, preferentemente almidón degradado.
  10. 10. - Estructura de revestimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-9, caracterizada por que el polisacárido de la capa de pre-revestimiento es almidón aniónico o no iónico, preferentemente almidón aniónico degradado.
  11. 11. - Estructura de revestimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-10, caracterizada por que los copolímeros de (met)acrilato de estireno de la(s) capa(s) de pre-revestimiento y la capa de revestimiento final son idénticos entre sí.
  12. 12. - Estructura de revestimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-11, caracterizada por que la cantidad de copolímero de acrilato de estireno es mayor en la capa final que en la(s) capa(s) de pre-revestimiento.
  13. 13. - Producto de tipo lámina que comprende
    - un sustrato que comprende fibras celulósicas, y que tiene una primera y una segunda superficie paralelas de gran tamaño, y
    - una estructura de revestimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-12 aplicada sobre al menos una de las superficies de sustrato de gran tamaño.
  14. 14.- Producto según la reivindicación 13, caracterizado por que el producto tiene un valor de ensayo KIT de al menos 8, medido según el método TAPPI T-559 pm-96, y/o un valor dHVTR de barrera contra aceite mineral < 100 g/m2/d, medido según el método divulgado en la presente memoria, y/o un valor WVTR de barrera contra vapor de agua < 100 g/m2/d, medido según los métodos divulgados en la presente memoria.
  15. 15.- Uso de un producto de tipo lámina según la reivindicación 13 o 14 para preparar un envase para alimentos.
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