ITVA20110005A1 - Composizioni per impartire resistenza a grassi e oli - Google Patents

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Barbara Biasotti
Giovanni Floridi
Valentina Langella
Bassi Giuseppe Li
Michele Mazzi
Ugo Pfeiffer
Mauro Tenconi
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Description

Descrizione
COMPOSIZIONI PER IMPARTIRE RESISTENZA A GRASSI E OLI 
Settore tecnico 
La presente invenzione riguarda composizioni acquose che sono utili per impartire a materiali cellulosici resistenza a grassi e oli e che comprendono una resina fluorocarbonica, una farina di guar e un sale inorganico di fosfato. 
La presente invenzione si riferisce inoltre ad un metodo per impartire resistenza a grassi e oli a materiali cellulosici, comprendente l'applicazione sui materiali cellulosici delle composizioni acquose sopradescritte.   Stato dell'arte 
Il trattamento di materiali cellulosici come la carta con resine fluorocarboniche per impartire repellenza (resistenza) a grassi, oli, paraffine e solventi à ̈ ben noto. Per esempio, Schwartz, in “Oil Resistance Utilizing Fluorochemicals „, TAPPI, Seminar Notes, 74, 71-75, (1987), descrive l'uso di prodotti chimici fluorurati disponibili sul mercato per impartire a vari substrati resistenza nei confronti di liquidi con bassa tensione superficiale. Il brevetto US 4426466 descrive composizioni che contengono acidi carbossilici fluorurati e una resina cationica epossidica per impartire a materiali cellulosici repellenza nei confronti di acqua e oli.
 
Il brevetto US 7252740 descrive acidi carbossilici che contengono catene perfluoropolietere capaci di impartire oleo-repellenza a vari substrati artificiali o naturali, in particolare alla carta. Il brevetto US 5370919 descrive composizioni fluorochimiche per impartire repellenza nei confronti di acqua e oli a vari substrati. 
Per impartire oleo-repellenza alla carta sono stati usati anche polimeri contenenti fluoro. Per esempio, il brevetto US 5247008 descrive agenti di finissaggio per prodotti tessili, per cuoio, carta e substrati minerali che sono dispersioni acquose di un copolimero basato su perfluoroalchil acrilato o metacrilato, alchil acrilato o metacrilato e acrilato o un metacrilato di amminoalchile. 
Inoltre à ̈ noto come conferire oleo-repellenza alla carta tramite trattamento con derivati di perfluoropolieteri con struttura poliuretanica (vedi ad esempio il brevetto EP 1 273 704). 
Gli esteri parziali dell’acido fosforico o fosfonico, quali i sali di (per)fluoropolietere o fluoroalchil fosfati o i sali di N-alchil fluoroalcano sulfonamidoalchil fosfati sono conosciuti come agenti oleo-repellenti per la carta, per rendere i fogli più resistenti alla penetrazione degli oli. Tali agenti convenzionali a prova di olio, descritti per esempio in EP 0 280 115 o in EP 1 327 649, si applicano alla carta sia tramite aggiunta diretta alla massa di cellulosa (collatura interna), mediante dissoluzione o dispersione dell'agente in una sospensione o dispersione di cellulosa per la fabbricazione di carta, sia tramite aggiunta esterna (collatura superficiale), immergendo i fogli di carta in una soluzione acquosa o in una dispersione dell'agente o spalmando
 
sui fogli una soluzione o una dispersione di agente e ricoprendo la superficie della carta. 
Le resine fluorocarboniche, includendo in questa definizione tutti i differenti composti contenenti fluoro che sono disponibili sul mercato come agenti oleo-repellenti, hanno ottima resistenza chimica e resistenza ai solventi e, inoltre, possiedono buona resistenza termica, resistenza alle intemperie, impermeabilità ai gas, ecc. Le resine fluorocarboniche sono, tuttavia, difficili da lavorare (per esempio nella formazione di film), possono richiedere un trattamento termico a temperature elevate e di conseguenza possono causare difetti nei film quali puntinature e simili.  
Inoltre, il costo delle resine fluorocarboniche, che conferiscono oleorepellenza, rappresenta una larga fetta del costo finale del prodotto finito. Detti composti fluorurati, in effetti, anche se sono solitamente presenti nei prodotti finiti in quantità che variano da circa lo 0,1 al 2 % in peso, rappresentano dal 10% fino al 50% del costo totale del prodotto finito (includendo anche acque di processo, energia ed substrato cellulosico).
Poiché hanno un'adesione bassa al substrato, sono solitamente applicati insieme a uno o più prodotti (agenti per collatura), che contribuiscono a ridurre il costo del trattamento aumentando la quantità di resina trattenuta dal substrato. Questi prodotti possono essere prodotti naturali, come colle animali, emulsioni di paraffine, colofonie, amidi; prodotti semisintetici, come sali o complessi di acidi grassi, colofonie fortificate, per esempio il sale trisodico dell’acido maleopimarico, alginato di sodio, amido o amido modificato, o carbossimetil cellulosa di sodio; o prodotti sintetici, quali
 
dimeri di alchilchetene, alcool polivinilico, polimeri stirene-anidride maleica, e simili. Inoltre, possono essere usate delle miscele dei prodotti succitati.   Comunque à ̈ ancora difficile produrre materiali cellulosici in cui la resistenza a oli, la resistenza meccanica ad umido ed il drenaggio di acqua durante la produzione sono tutti aumentati allo stesso tempo.  
La presente invenzione mira a superare dette difficoltà, fornendo composizioni acquose per impartire a materiali cellulosici resistenza a grassi e oli, comprendente una resina del fluorocarbonica, una farina di guar e un sale inorganico di fosfato.    
US 4320226 descrive l'uso di un estere fosforico di una farina di guar come prodotto di collatura per la preparazione di carta resistente a grassi e oli. Questo estere, che ha un grado di sostituzione da 0,1 a 0,5, à ̈ ottenuto dalla reazione di una farina di guar e di acido fosforico a temperatura elevata in presenza di una base. Ora sorprendente abbiamo scoperto che substrati con eccezionali proprietà di resistenza nei confronti dei grassi e degli oli possono essere prodotti usando una miscela fisica di una farina di guar e un sale inorganico di fosfato come agente di collatura (“sizing agent†), in combinazione con una resina fluorocarbonica. 
Descrizione dell’Invenzione 
Sono quindi oggetto della presente invenzione composizioni acquose utili per impartire a materiali cellulosici resistenza a grassi e oli comprendenti:   a) da 0,1 a 10% in peso di una resina del fluorocarbonica;  
b) da 0,05 a 7,0 % in peso di una farina di guar;
c) da 0,01 a 1,0% in peso di un sale inorganico di fosfato.
 
Inoltre, la presente invenzione fornisce un metodo per impartire a materiali cellulosici resistenza nei confronti di grassi e oli, comprendente l'applicazione sui materiali cellulosici delle composizioni acquose sopradescritte in quantità tale che la resina fluorocarbonica a) à ̈ applicata in una quantità compresa tra 0,08 e 5.0 % in peso sul peso del materiale cellulosico.  
Un altro oggetto della presente invenzione à ̈ l’utilizzo delle composizioni acquose sopradescritte per la fabbricazione di carte e cartone per imballaggi alimentari e per il contatto alimentare.
Inoltre, la presente invenzione riguarda articoli in carta e cartone trattati con le composizioni acquose per impartire resistenza a grassi e oli sopradescritte, utili per applicazioni nel settore alimentare. 
Descrizione Dettagliata dell’Invenzione 
Il metodo per impartire a materiali cellulosici resistenza nei confronti di grassi e oli comprende la preparazione delle composizioni acquose sopradescritte per miscelazione in acqua, o in una miscela acqua/solvente, degli ingredienti da a) a c). La miscelazione à ̈ effettuata preferibilmente a temperatura ambiente e comunque in condizioni tali da non far avvenire alcuna reazione di esterificazione tra farina di guar e sale inorganico di fosfato.
Le composizioni acquose utili per impartire a materiali cellulosici resistenza a grassi e oli dell'invenzione preferibilmente comprendono:  
a) da 0,2 a 3,0% in peso di una resina fluorocarbonica;  
b) da 0,1 a 5,0% in peso di una farina di guar;  
 
c) da 0,02 a 0,6 % in peso di un sale inorganico di fosfato.
La resina fluorocarbonica può essere un qualsiasi composto o composizione, utile per trattamenti oleo-repellenti, contenente fluoro e conosciuto/a nell'arte; esempi di resine fluoro carboniche utilizzabili possono essere trovati in “Sizing with Fluorochemicals†, R.D. Howells, 1997 Sizing Short Course, Nashville, TN, 14-16 aprile, TAPPI Press, o in in “Fluorochemical Sizing†, Olson C.C. et al. in “The Sizing of Paper†, 3<a>edizione, pag. 151-177, pubblicato da Gess, J.M. e Rodriguez, J.M., TAPPI Press, 2005. 
Ad esempio, composti contenenti fluoro adatti possono includere copolimeri fluorurati.  
Composizioni commerciali contenenti fluoro adatte includono MASURF FS 130 EB (perfluoro etil alchil fosfato), un marchio di Mason Chemical Company, UNIDYNE TG 8711 e Unidyne TG 8111 (marchio registrato di DAIKIN Inc.). Simili composizioni contenenti fluoro includono SOLVERA PT 5045 (formulazione acquosa comprendente un perfluoropolietere fosfato), un marchio di Solvay Solexis. Altre composizioni adatte contenenti fluoro includono Cartafluor UHC, da Clariant. 
Un'altra resina fluorocarbonica adatta disponibile in commercio à ̈ “SEQUAPEL 1422„ (un marchio registrato depositato di Sequa Chemicals, Inc.). Altre resine fluorocarboniche adatte disponibili in commercio sono “LODYNE P-201„ e “LODYNE P-208E„, che sono marchi registrati di Ciba-Geigy Corporation, Greensboro, N.C.  
La farina di guar, o semplicemente guar, à ̈ un polisaccaride che appartiene alla famiglia dei galattomannani. È estratta dai semi del Cyamopsis
 
Tetragonolobus, una pianta delle leguminose che cresce in regione semiaride di paesi tropicali, specialmente in India e in Pakistan. Il polisaccaride contenuto in semi del guar consiste di una catena principale di unità di mannosio collegate insieme da 1-4-[beta]-glicosidici da cui si ramificano le singole unità di galattosio per mezzo di legami 1-6-[alfa]-glicosidici. Il rapporto tra le unità di galattosio e le unità di mannosio può variare a seconda della provenienza. Nel caso del polisaccaride contenuto nei semi del guar il rapporto à ̈ circa 1:2. Questo polisaccaride forma soluzioni altamente viscose in acqua a concentrazioni basse, così, le soluzioni all’un per cento di farina di guar non depolimerizzata in acqua hanno solitamente una viscosità tra compresa tra circa 1.000 e circa 9.000 mPa*s a 25 °C, misurate con un  viscosimetro Brookfield RVT® a 20 rpm.  
È ben noto che, in alcune applicazioni, la presenza di sottoprodotti di lavorazione o di materiali non espressamente aggiunti e controllati, variabili da lotto a lotto, anche se in quantità minime, può generare i problemi durante l'uso di prodotti di origine naturale quali il guar.
Nella preparazione delle composizioni acquose della presente invenzione, si preferisce quindi utilizzare guar purificato. Guar purificati possono essere ottenuti comunemente tramite lavaggi con miscele acqua-solvente o semplicemente con acqua qualora si lavorino prodotti reticolati (Whistler R. L., Industrial Gums, terza edizione).
In una forma di realizzazione preferita, si preferisce utilizzare guar depolimerizzato.
 
In una ulteriore forma di realizzazione preferita, si preferisce utilizzare guar depolimerizzato a basso contenuto di ceneri.
In natura, infatti, il peso molecolare medio dei galattomannani del guar à ̈ tipicamente molto alto. Come noto, il peso molecolare del guar può essere ridotto depolimerizzando il polimero in condizioni ossidative, per ottenere catene più corte.
Le farine di guar preferite hanno una viscosità Brookfield ® RVT compresa tra 10 e 10000 mPa*s in soluzione acquosa al 2% in peso misurata a 20 °C e a 20 rpm. Particolarmente preferite per la realizzazione della presente invenzione sono le farine di guar che hanno viscosità Brookfield ® RVT tra 20 e 500 mPa*s, in soluzione acquosa al 2% in peso misurata a 20 °C e a 20 rpm, e contenuto in ceneri inferiore a 5,5% in peso. 
Sale inorganici di fosfati utilizzabili sono, ad esempio: fosfati, idrogeno fosfati, di-idrogeno fosfati; polifosfati quali pirofosfato e tripolifosfato, e metafosfati ad anello o a lineari con 1-6 atomi di fosforo, e loro miscele. Sali inorganici di fosfato adatti includono sali di metalli alcalini di ortofosfato, metafosfato, esametafosfato, pirofosfato, tripolifosfato, tetrapolifosfato ed polifosfato. Il sale inorganico di fosfato à ̈ preferibilmente un sale di potassio o di sodio di tripolifosfato o di esametafosfato; più preferibilmente à ̈ tripolifosfato di potassio o di sodio. 
Le composizioni acquose per impartire ai materiali cellulosici resistenza a grassi e oli di questa invenzione possono contenere inoltre almeno un altro agente per collatura comunemente usato per il trattamento di materiali cellulosici, quali amido e derivati dell'amido, dimeri di alchilchetene e
 
carbossimetil cellulosa. Questo agente supplementare può essere presente in una quantità compresa tra 0,5 e 6 % in peso. Amido e derivati dell'amido sono agenti per collatura supplementari preferiti. 
Nel presente testo con l’espressione “materiali cellulosici†si intendono carta, cartone e prodotti tessili derivanti dalla celluosa.
Le composizioni acquose utili per impartire a materiali cellulosici resistenza a grassi e oli si applicano sui materiali cellulosici, quali carta o prodotti tessili, sotto forma di soluzione, emulsione o dispersione in un mezzo adatto (per esempio, in un mezzo acquoso o in una miscela di acqua e di solventi organici), in accordo con i metodi conosciuti. Il solvente può essere un qualsiasi solvente o combinazione di solventi che dissolva o disperda la composizione e eventualmente le altre componenti della composizione. In alcuni casi, un mezzo senza solventi può essere preferito, ma in altri può essere desiderabile aggiungere solventi, ad esempio alcoli, che evaporano più rapidamente. Di conseguenza, certe composizioni acquose per impartire ai materiali cellulosici resistenza a grassi e oli secondo l’invenzione si applicano come un sistema monofasico (per esempio, come sistema a base di sola acqua) o come un sistema metastabile, cioà ̈ un sistema che non subisce separazioni di fase notevoli nell’arco di tempo comprendente la preparazione della formulazione e/o l'applicazione sul substrato.
Le composizioni acquose per impartire a materiali cellulosici resistenza a grassi e oli possono essere preparate anche in forma di emulsione. In questo caso si può aggiungere un agente emulsionante quale un tensioattivo, per contribuire a stabilizzare l'emulsione.  
 
Eventualmente possono essere aggiunti alle composizioni dell’invenzione coadiuvanti quali coloranti, inibitori, antischiuma, filler (quali argilla o carbonato di calcio), sbiancanti, silice, antiossidanti, e simili. Poiché i cationi in acqua dura possono causare precipitazioni, à ̈ comune aggiungere alle composizioni un chelante, come l’acido etilendiamminatetracetico (EDTA) o uno dei suoi sali, per addolcire l'acqua.  
Le composizioni acquose utili per impartire ai materiali cellulosici resistenza a grassi e oli secondo l’invenzione possono essere applicate su materiali cellulosici usando tutte le tecniche di applicazione conosciute, sia come parte del processo di fabbricazione (ad esempio aggiungendole alla pasta di cellulosa o sulle fibre/filati tessili) o come un post-trattamento superficiale (applicazione tramite impregnazione di un cartone laminato o di un tessuto). Le composizioni dell'invenzione vengono applicata preferibilmente a spruzzo, per estrusione, impregnazione, immersione o foaming. 
Preferibilmente, le composizioni acquose sono applicate sul materiale cellulosico in quantità tale che la resina fluorocarbonica à ̈ applicata in quantità compresa tra 0,15 e 1,5 % in peso sul peso di materiale cellulosico. 
Le composizioni acquose per impartire a materiali cellulosici resistenza a grassi e oli possono essere applicate su un qualsiasi materiale cellulosico, ma sono particolarmente adatte all’applicazione su carta e cartone, che rappresentano quindi i materiali cellulosici preferiti.  
Le definizioni “carta„ e “cartone„ usate in questo testo si riferiscono ad un substrato a base di carta, che deriva da una miscela di fibre che possono
 
includere, almeno in parte, fibre vegetali e/o di legno, quali cellulosa, emicellulose, lignina; e/o fibre sintetiche.
Le composizioni acquose utili per impartire ai materiali cellulosici resistenza a grassi e oli secondo l'invenzione possono essere applicate come patina su carta e cartone preformati, o possono essere aggiunte durante il loro processo di fabbricazione.  
Le composizioni acquose utili per impartire ai materiali cellulosici resistenza a grassi e oli di questa invenzione possono essere usate insieme ai coadiuvanti per la fabbricazione di carta e cartone, quali emulsioni naturali e sintetiche di paraffine, allume, agenti di ritenzione, tamponi, agenti antifiamma, fungicidi, antistatici, coloranti, sbiancanti ottici, agenti sequestranti, sali minerali, agenti rigonfianti e filler quali biossido di titanio, argilla e talco.
Le composizioni acquose di questa invenzione possono essere utilizzate sia nella fabbricazione tramite processo acido sia nella fabbricazione tramite processo alcalino della carta e del cartone.  
I materiali cellulosici resistenti a oli e grassi preparati con le composizioni acquose secondo l'invenzione possono essere utilizzati in tutte le applicazioni per cui questo genere di materiali à ̈ normalmente usato.
In particolare, la carta e il cartone trattati possono essere utilizzati nella lavorazione dei prodotti alimentari, anche per la cottura, e nell'imballaggio di alimenti, e i prodotti tessili cellulosici trattati possono essere utilizzati per moquette, tappezzerie ed altre applicazioni simili.
Preferibilmente la carta e il cartone trattati con le composizioni acquose
 
secondo questa invenzione sono utilizzati nel settore dell’imballaggio alimentare e del trattamento degli alimenti, essendo idonei al contatto con gli alimenti. 
Alcuni esempi di applicazioni preferite della carta e del cartone trattati includono: imballaggi per fast-food, imballaggi per alimenti per cottura in forno a microonde, contenitori per pizze, involucri di caramelle, sacchetti e scatole per cibo per animali, imballaggi per gli alimenti grassi in generale, e altri prodotti simili.
L’utilizzo delle composizioni acquose comprendenti: a) da 0,1 a 10% in peso di una resina del fluoro carbonica, b) da 0,05 a 7,0 % in peso di una farina di guar e c) da 0,01 a 1,0% in peso di un sale inorganico di fosfato per la fabbricazione di carta e cartone per imballaggi alimentari e per il contatto con alimenti costituisce dunque un ulteriore aspetto della presente invenzione.
I seguenti esempi non limitanti sono forniti per illustrare ulteriormente l'invenzione. 
ESEMPI 
La resistenza a oli e grassi della carta trattata con le diverse composizioni acquose à ̈ stata misurata secondo la procedura TAPPI UM-557.  
Esempi 1-7 
100 g di miscele preparate con farina di guar e sali inorganici di fosfato (sali di sodio) sono state preparate mescolando insieme le quantità di ingredienti riportate in Tabella 1. 
Guar 1 à ̈ una farina di guar depolimerizzata. Il prodotto ha una viscosità
 
Brookfield ® RVT, a 20 °C e 20 rpm, al 2% in peso in acqua di 160 mPa*s e un contenuto in ceneri pari a circa 13%.
Guar 2 à ̈ una farina di guar depolimerizzata che ha una viscosità Brookfield® RVT, a 20 °C e 20 rpm, al 2% in peso in acqua di 150 mPa*s e contenuto in ceneri < 5%. 
Tabella 1 
Es. 1  Es. 2 Es. 3 Es. 4 Es. 5 Es. 6*  Es. 7 Ingrediente  % p/p  % p/p  % p/p  % p/p  % p/p  % p/p  % p/p <Guar 1  90,58  90,58 >90,58  90,58  90,58  100  -  Guar 2  -  -  -  -  -  -  90,58  Tripolifosfato  9,42  -  -  -  -  -  9,42  Trimetafosfato  -  9,42  -  -  -  -  -  Pirofosfato  -  -  9,42  -  -  -  -  Esametafosfato  -  -  -  9,42  -  -  -  Monofosfato  -  -  -  -  9,42  -  -  * Comparativo 
Tutte le miscele degli Esempi 1-7, sono state disciolte in acqua demineralizzata ad una concentrazione pari al 2,7% in peso con l'aggiunta di MASURF FS 130 EB (estere fosforico di perfluoropolimeri, commercializzato da MASON CHEMICAL COMPANY), per ottenere composizioni acquose per impartire a materiali cellulosici resistenza a grassi e oli con un contenuto di materia secca pari al 3,45% in peso. 
Circa 200 ml di ogni soluzione sono stati trasferiti in un Pad-Batch da laboratorio (pressione 2 bar, velocità dei rulli 4 m/min) e sono stati usati per impregnare tre fogli di carta formato A4 non trattati (40 g/m<2>). La
 
quantità di composizione resistente a grassi e oli depositata sui campioni di carta à ̈ stata pari a circa 0,5 g/m<2>.  
Dopo 3 ore di condizionamento a 23 °C e 50% di umidità relativa, à ̈ stata valutata la resistenza a grassi e oli di ogni singolo foglio di carta usando il metodo succitato. 
I risultati medi delle tre prove sono riportati in Tabella 2. Valori più elevati sono indice di una maggiore resistenza a oli e grassi. 
Tabella 2 
Kit Test
Esempio 1<11>
Esempio 2<9>
Esempio 3<10>
Esempio 4<10>
Esempio 5<9>
Esempio 6*<7>
Esempio 7<11>
* Comparativo 
I risultati indicano che l'aggiunta di un sale di fosfato inorganico alle composizioni acquose per impartire a materiali cellulosici resistenza a grassi e oli, in particolare l’aggiunta di un sale di tripolifosfato, aumenta la resistenza a grassi e oli. 
Esempi 8-13 
100 g di miscele di tripolifosfato di sodio e di farine di guar sono state preparate miscelando in un sacchetto la quantità di ogni ingrediente secondo le indicazioni riportate in Tabella 3. Guar 3 à ̈ una farina di guar con una viscosità Brookfield ® RVT di 5200 mPa*s a 25 °C, 20 rpm, soluzione acquosa al 1% in peso.
 
Tabella 3 
<MIX A >MIX B  MIX C 
Ingrediente 
% p/p  % p/p  % p/p 
Guar 1  90,58  -  - 
Guar 2  -  90,58  - 
Guar 3  -  -  90,58 
Tripolifosfato  9,42  9,42  9,42 
Le composizioni acquose per impartire a materiali cellulosici resistenza a
grassi e oli secondo l'invenzione sono state ottenute dissolvendo MIX A e
MIX B in acqua demineralizzata ad una concentrazione del 3% in peso
insieme a MASURF FS 130 EB o a UNIDYNE TG 8111 (emulsione a base
d'acqua di fluoropolimero, commercializzata da DAIKIN INC.).  
Le composizioni acquose dell'invenzione sono state paragonate ad una
composizione comprendente amido di mais ossidato, disperso in acqua
demineralizzata a freddo ed poi disciolto a 90 °C in 30 minuti. 
La Tabella 4 mostra la quantità di ingredienti attivi usati per preparare 100
g delle composizioni acquose per impartire resistenza a grassi e oli. 
Tabella 4 
Ingrediente  Es. 8  Es. 9  Es. 10* Es. 11  Es. 12  Es. 13*
MIX A  3 g  -  -  3 g  -  - 
MIX B  -  3 g  -  -  3 g  -  Amido di mais
ossidato -  -  3 g  -  -  3 g  MASURF FS 130 EB  3 g  3 g  3 g  -  -  - 
UNIDYNE TG 8111  -  -  -  3 g  3 g  3 g  Contenuto di materia
secca  3,84%  3,84%  3,84%  3,60%  3,60%  3,60%  * Comparativo 
 
Circa 200 ml di ogni soluzione sono stati trasferiti in un Pad-Batch da laboratorio (pressione 2 bar, velocità dei rulli 4 m/min) e sono stati usati per impregnare tre fogli di carta formato A4 non trattati (40 g/m<2>). La quantità di composizione resistente a grassi e oli depositata sui campioni di carta à ̈ stata pari a circa 0,5 g/m<2>.
Dopo 3 ore di condizionamento a 23 °C e 50% di umidità relativa, à ̈ stata valutata la resistenza a grassi e oli di ogni foglio di carta usando il metodo succitato. I risultati sono segnalati in Tabella 5. 
Tabella 5 
Kit Test
Esempio 8<11>
Esempio 9<15>
Esempio 10*<7>
Esempio 11<10>
Esempio 12<15>
Esempio 13*<10>
* Comparativo 
Come si può notare dai valori riportati sopra, le migliori prestazioni sono ottenute con una farina di guar con basso tenore in ceneri. 
Esempi 14-17 
MIX B, descritta precedentemente, à ̈ stata disciolta in acqua demineralizzata ad una concentrazione del 2,7% in peso con l'aggiunta di 0.6% in peso, come sostanza attiva, di MASURF FS 130 EB e di UNIDYNE TG 8111, per ottenere le composizioni acquose per impartire a materiali cellulosici resistenza a grassi e oli secondo l’invenzione con un contenuto in materia secca pari a 3.3% in peso. 
Le due composizioni acquose dell'invenzione sono state confrontate con una composizione comprendente l’amido di mais ossidato descritto
 
precedentemente. 
La quantità di ingredienti usati per preparare 100 g di composizioni per impartire resistenza a grassi e del oli sono riportate in Tabella 6. 
Tabella 6 
Ingrediente  Es.14  Es.15  Es.16* Es.17*
MIX B  2,7 g  2,7 g  -  - 
Amido di mais
ossidato -  -  2,7 g  2,7 g 
MASURF FS 130 EB  2,14 g  -  2,14 g  - 
UNIDYNE TG 8111  -  3,0 g  -  3,0 g 
Contenuto in materia
secca  3,3%  3,3%  3,3%  3,3% 
* Comparativo 
Circa 200 ml di ogni soluzione sono stati trasferiti in un Pad-Batch da laboratorio (pressione 2 bar, velocità dei rulli 4 m/min) e sono stati usati per impregnare tre fogli di carta formato A4 non trattati (40 g/m<2>). La quantità di composizione resistente a grassi e oli depositata sui campioni di carta à ̈ stata di circa 0,5 g/m<2>.
Dopo 3 ore di condizionamento a 23 °C e 50% di umidità relativa, à ̈ stata determinata la resistenza a grassi e oli di ogni foglio di carta usando il metodo citato all’inizio. I risultati medi sono riportati in Tabella 7. 
Tabella 7 
Kit Test
Esempio 14<14>
Esempio 15<15/16>
Esempio 16*<7>
Esempio 17*<10>
* Comparativo 
 
Esempi 18-21 
Un'altra soluzione in acqua di 15% di amido di mais ossidato à ̈ stata preparata come precedentemente descritto.  
Una soluzione allo 0,8% di CAMBREX SAH (alginato di sodio, viscosità Brookfield RVT di 550 mPa*s, a 25 °C, 100 rpm, in soluzione acquosa al 1% commercializzato da CAMBRIAN CHEMICALS Inc.) e una soluzione di MIX C allo 0,8% in acqua sono state preparate dissolvendo una quantità opportuna di polvere in acqua demineralizzata. 
Le composizioni acquose per impartire a materiali cellulosici resistenza a grassi e oli sono state preparate miscelando la soluzione di amido di mais con di 0,6% in peso di resine fluorocarboniche (sostanza attiva) e con le soluzioni di farina di guar o di alginato mantenendo una quantità di materia attiva di 75% in peso di amido - 25% in peso di alginato o di guar. 
La quantità di ingredienti usati per preparare 100 g delle composizioni per impartire resistenza a grassi e oli à ̈ riportata in Tabella 8. 
Tabella 8 
<Ingrediente >Es. 18*  Es. 19*  Es. 20  Es. 21 
Amido di mais ossidato 
13,5 g  13,5 g  13,5 g  13,5 g (sol. 15%.) 
Alginato (sol.0.8%)  84,4 g  84,4 g  -  - 
<MIX C (sol.0.8%) >-  -  84,4 g  84,4g 
Acqua demineralizzata 2,1 g  2,1 g  2,1 g  2,1 g 
<MASURF FS 130 EB >2,14 g  -  2,14 g  - 
UNIDYNE TG 8111 -  3 g  -  3 g Contenuto in materia
3,3%  3,3%  3,3%  3,3% secca 
* Comparativo 
 
Circa 200 ml di ogni soluzione sono stati trasferiti in un Pad-Batch da laboratorio (pressione 2 bar, velocità dei rulli 4 m/min) e sono stati usati per impregnare tre fogli di carta formato A4 non trattati (40 g/m<2>). La quantità di composizione resistente a grassi e oli depositata sui campioni di carta à ̈ stata pari a circa 0,5 g/m<2>.
Dopo 3 ore di condizionamento a 23 °C e 50% di umidità relativa, à ̈ stata determinata la resistenza a grassi e oli di ogni foglio di carta usando il metodo succitato. I risultati medi sono riportati in Tabella 9. 
Tabella 9 
Kit test
Esempio 18*<6>
Esempio 19*<4>
Esempio 20<11/12>
Esempio 21<13/14>
*Comparativo 
I risultati riportati in Tabella 5, 7, 9 dimostrano che le composizioni acquose per impartire resistenza a grassi e oli dell'invenzione possono impartire un più alto grado di resistenza a grassi e oli alla carta in confronto a composizioni dell’arte nota.  
 

Claims (11)

  1. RIVENDICAZIONI  1) Composizioni acquose utili per impartire a materiali cellulosici resistenza a grassi e oli comprendenti:  a) da 0,1 a 10% in peso di una resina fluorocarbonica;   b) da 0,05 a 7,0% in peso di una farina di guar;   c) da 0,01 a 1,0% in peso di un sale inorganico di fosfato. 
  2. 2) Le composizioni acquose utili per impartire a materiali cellulosici resistenza a grassi e oli secondo la rivendicazione 1 comprendenti:  a) da 0,2 a 3,0% in peso di una resina fluorocarbonica;   b) da 0,1 a 5,0% in peso di una farina di guar;   c) da 0,02 a 0,6% in peso di un sale inorganico di fosfato. 
  3. 3) Le composizioni acquose utili per impartire a materiali cellulosici resistenza a grassi e oli secondo la rivendicazione 1 in cui la farina di guar b) ha una viscosità Brookfield ® RVT compresa tra 20 e 500 mPa*s in soluzione acquosa al 2% in peso, misurata a 20 °C e a 20 rpm, e un contenuto in ceneri inferiore a 5,5% in peso. 
  4. 4) Le composizioni acquose utili per impartire a materiali cellulosici resistenza a grassi e oli secondo la rivendicazione 1 in cui il sale inorganico di fosfato c) Ã ̈ tripolifosfato di potassio o di sodio. 
  5. 5) Le composizioni acquose utili per impartire a materiali cellulosici resistenza a grassi e oli secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni comprendente inoltre:  d) da 0,5 a 6% in peso di un agente per collatura. 
  6. 6) Le composizioni acquose utili per impartire a materiali cellulosici   resistenza a grassi e oli secondo la rivendicazione 5 in cui l’agente per collatura à ̈ un amido o un derivato dell'amido. 
  7. 7) Metodo per impartire a materiali cellulosici resistenza a grassi e oli, comprendente l'applicazione sui materiali cellulosici delle composizioni acquose secondo la rivendicazione 1, in quantità tale che la resina fluorocarbonica a) à ̈ applicata in una quantità compresa tra 0,08 e 5,0 % in peso sul peso del materiale cellulosico. 
  8. 8) Il metodo secondo la rivendicazione 7 in cui la resina fluorocarbonica à ̈ applicata in una quantità compresa tra 0,15 e 1,5 % in peso sul peso del materiale cellulosico. 
  9. 9) Il metodo secondo la rivendicazione 7, in cui le composizioni acquose sono applicate sui materiali cellulosici come post-trattamento superficiale o durante il processo di fabbricazione. 
  10. 10) Il metodo secondo le rivendicazioni da 7 a 9, in cui i materiali cellulosici sono carta o cartone. 
  11. 11) Utilizzo di una composizione acquosa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1) a 6) per la fabbricazione di carte e cartone per imballaggi alimentari e per il contatto alimentare.    
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140102651A1 (en) * 2012-10-12 2014-04-17 Georgia-Pacific Chemicals Llc Greaseproof paper with lower content of fluorochemicals
US10428467B2 (en) * 2016-07-26 2019-10-01 Footprint International, LLC Methods and apparatus for manufacturing fiber-based meat containers
US20180030658A1 (en) * 2016-07-26 2018-02-01 Footprint International, LLC Methods and Apparatus For Manufacturing Fiber-Based Produce Containers
US11654600B2 (en) 2016-07-26 2023-05-23 Footprint International, Inc. Methods, apparatus, and chemical compositions for selectively coating fiber-based food containers
US11686050B2 (en) 2016-07-26 2023-06-27 Footprint International, LLC Methods, apparatus, and chemical compositions for selectively coating fiber-based food containers
US9988199B2 (en) * 2016-07-26 2018-06-05 Footprint International, LLC Methods and apparatus for manufacturing fiber-based microwavable food containers
US11939129B2 (en) 2016-07-26 2024-03-26 Footprint International, LLC Methods and apparatus for manufacturing high-strength fiber-based beverage holders
US10036126B2 (en) * 2016-07-26 2018-07-31 Footprint International, LLC Methods for manufacturing fiber-based beverage lids
US10124926B2 (en) 2016-07-27 2018-11-13 Footprint International, LLC Methods and apparatus for manufacturing fiber-based, foldable packaging assemblies
EP3301220A1 (en) * 2016-09-30 2018-04-04 Coöperatie Avebe U.A. Greaseproof paper
SE542217C2 (en) * 2018-04-12 2020-03-17 Stora Enso Oyj A method for the production of a coated paper, paperboard or film and a coated paper, paperboard or film
CA3048329A1 (en) * 2018-06-28 2019-12-28 Kruger Holdings L.P. Grease resistant paperboard and pizza box made therewith
US11306440B2 (en) 2019-06-28 2022-04-19 Footprint International, LLC Methods and apparatus for manufacturing fiber-based meat containers
CN112080964B (zh) * 2020-09-10 2022-10-18 将军烟草集团有限公司济南包装材料分公司 一种防渗油涂布液及制备方法与应用
WO2023180377A1 (en) 2022-03-22 2023-09-28 CHT Germany GmbH Water-based barrier coating of native substances for paper, cardboard or moulded pulp

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2868664A (en) * 1954-05-03 1959-01-13 Stein Hall & Co Inc Dry mannogalactan composition
US4529658A (en) * 1982-10-13 1985-07-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Fluorochemical copolymers and ovenable paperboard and textile fibers treated therewith
WO1999053139A1 (en) * 1998-04-14 1999-10-21 Kemira Kemi Ab A sizing composition and a method of sizing

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH642669A5 (de) 1979-12-03 1984-04-30 Meyhall Chemical Ag Wasserloesliches guarprodukt und verfahren zu dessen herstellung.
US4426466A (en) 1982-06-09 1984-01-17 Minnesota Mining And Manufacturing Company Paper treatment compositions containing fluorochemical carboxylic acid and epoxidic cationic resin
EP0280115B1 (en) 1987-02-12 1993-01-13 Daikin Industries, Limited Oil proof composition for paper
JP3210336B2 (ja) 1991-07-10 2001-09-17 ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー フルオロケミカル撥水性および撥油性処理組成物
DE4201604A1 (de) 1992-01-22 1993-07-29 Bayer Ag Fluorhaltige copolymerisate und daraus hergestellte waessrige dispersionen
ITMI20011424A1 (it) 2001-07-05 2003-01-05 Ausimont Spa Dispersioni di polimeri fluorurati
ITMI20020056A1 (it) 2002-01-15 2003-07-15 Ausimont Spa Composizioni acquose di fosfati di perfluoropolieteri e loro uso per conferire oleorepellenza alla carta
ITMI20031104A1 (it) 2003-06-03 2004-12-04 Solvay Solexis Spa Acidi carbossilici(per) fluoropolieterei e loro uso per il trattamento oleorepellente della carta

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2868664A (en) * 1954-05-03 1959-01-13 Stein Hall & Co Inc Dry mannogalactan composition
US4529658A (en) * 1982-10-13 1985-07-16 Minnesota Mining And Manufacturing Company Fluorochemical copolymers and ovenable paperboard and textile fibers treated therewith
WO1999053139A1 (en) * 1998-04-14 1999-10-21 Kemira Kemi Ab A sizing composition and a method of sizing

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