PT94060B

PT94060B - Processo de fabrico de um substrato plano, fibroso, macio, dificilmente rasgavel e substrato assim obtido

Info

Publication number: PT94060B
Application number: PT94060A
Authority: PT
Inventors: Fernand Mora; Raymond Riou Claude
Original assignee: Aussedat Rey Sa
Priority date: 1989-05-18
Filing date: 1990-05-16
Publication date: 1996-11-29
Also published as: DE69007856D1; NO176675C; FR2647128A1; IE63968B1; FI902455A0; NO176675B; FI94272B; PT94060A; ATE104003T1; DK0398825T3; NO902089D0; FI94272C; IE901783L; US5387319A; DE69007856T2; EP0398825B1; ES2055387T3; EP0398825A1; CA2017060A1; FR2647128B1

Description

PROCESSO DE FABRICO DE UM SUBSTRATO PLANO, FIBROSO, MACIO, DIFICILMENTE RASGÁVEL E SUBSTRATO ASSIM OBTIDO

- se misturar na água uma carga de fibras celulósicas purificadas deste modo e pelo menos 30% em peso de material seco de fibras artificiais, em relação à guantidade total das referidas fibras artificiais e celulósicas,

- se diluir a mistura obtida,

- e produzir uma folha de substrato a partir de uma máquina de papel alimentada com a mistura.

Este tipo de substrato tem aplicação no fabrico de invólucros e saquinhos.

-3Θ presente invento diz respeito ao fabrico de um substrato plano, fibroso, macio, do tipo em toalha, folha ou filme e ela visa, mais particularmente, tais substratos macios apresentando uma boa resistência ao rasgão assim como uma boa aptidão à impressão.

O invento visa, mais especificamente, tais substratos utilizados como suporte do fabrico do papel para a impressão, a escrita, ver a embalagem de produtos e artigos diversos.

A título de aplicação particular, o invento é dirigido para os substratos planos, fibrosos, macios, dificilmente rasgáveis, destinados ao fabrico de invólucros de acondicionamento, de saquinhos, de sacos ou de bolsinhas, de certas geográficas, de impressos.

Tais artigos foram fabricados desda sempre a partir de folhas de papel, do tipo clássico ou particular desde que se deseje reforçar a sua resistência pela sua qualidade intrínseca ou por entrega de armaduras.

Os papéis são, desde sempre,- fabricados a partir de fibras celulósicas que são pouco ou muito purificadas a fim de aumentar a superfície específica e melhorar a potencialidade de criar as ligações interfibras.

Os papeis são reputados por possuir certas características positivas como aptidão à im ressão e tão negativas como a fraca resistência ao rasgão e a sensibilidade hixroscópica.

Se é possível melhorar a resistência à humidade por adição de aditivos especificos aquando do fabrico dos papéis, verifica-se que os m .'ios de fabrico clássicos não permitem encarar um acréscimo de resistência ao rasgão.

-4Esta característicasnegativa põe problemas reais em numerosas aplicações, particularmente na do fabrico de invólucros, saquinhos e de bolsinhas.

Para resolver este problema, a técnica anterior viu nascer um produto dificilmente rasgável se não não rasgável, comercializado sob a denominação Tyvek. Este produto apresenta-se sob a forma de uma folha formada a partir de fibras de matéria plástica depositadas sobre um plano e prensadas a quente, a folha apresenta um carácter macio, efectivamente de dificil rasgamento, mas possui um certo número de inconvenientes para além do seu preço de custo liquido elevado.

Entre estes inconvenientes, é preciso citar ura aspecto plástico pouco estético, uma grande dificuldade de impressão-escrita devido à primeira matéria utilizada e uma reacção elástica colocando problemas reais, por exemplo, ao técnico encarregado de executar sobre as folhas as pré-dobraduras para a confecção de invólucros, saquinhos ou bolsinhas.

Estes três inconvenientes e o custo elevado de produção limitam considerávelmente o desenvolvimento comercial de um tal produto em particular na aplicação na produção de invólucros, saquinhos ou bolsinhas.

A técnica anterior também propôs uma solução consistindo em realizar um papel apresentando uma melhor resistência ao rasgão incorporando nas fibras celulósicas clássicas as fibras sintéticas escolhidas entre as poliolefinas, as poliamidas, os poliesteres, etc. O objectivo procurado era tentar melhorar as caracteristicas físicas dos papeis vulgares por adição das fibras sintéticas.

Na realidade, esta técnica não parece ter conhecido um real desenvolvimento industrial e co-5mercial. Esta ausência de desenvolvimento é, verosimilraente, de colocar em conta a incorporação das fibras sintéticas que constituem as fibras não ligantes era relação às fibras celulósicas utilizadas vulgarmente na indústria do fabrico do papel. A presença destas fibras sintéticas entre as fibras celulósicas traduz-se por ura afrouxamento das ligações interfibras celulósicas levando a ura abaixamento das caracteristicas físicas habituais tais como o comprimento de rupturas segundo a norma (I) Afnor NF Q 03-004 ou ISO 1924/1 - 1983, as coesões internas segundo a norma (II) Afnor NF Q 03-045, o rebentamento segundo a norma (III) Afnor NF Q 03-053 ou ISO 2758 - 1983. Só a resistência à rasgadura estimulada segundo a norma lIV) Afnor NF Q 03-011 ou ISO 1974-1974 e à rasgudura não estimulada segundo a norma (V) TAPPI T 470 os - 78 parece ter sido melhorada em alguns casos até cerca de 25%.

Os ensaios gue foram executados sobre a base de uma tal técnica permitiram constatar um limiar de adição vizinho de 20% para as fibras sintéticas e a obrigação de recorrer à incorporação na mistura de diferentes produtos adjuvantes com vista a tentar realçar as diferentes características físicas diminuidas pela presença das fibras sintéticas. Com este fim, é normal incorporar latex para melhorar a coesão interface entre as fibras naturais e sintéticas. Uma tal incorporação aumenta particularmente o custo de produção e não dá satisfação sobre a reconstrução positiva das características físicas diminuidas.

Conhece-se, deste modo, o ensinamento da patente BE-A-670 968 que consiste, para melhorar a resistência global dos papeis absorventes de limpeza em condições húmidas, em misturar as longas fibras artificiais não fibrilháveis com as fibras curtas fibrilháveis e era adicionar um ligante por ponto assegurando o essencial melhoramento da resistência. Esta ciência anterior não diz respeito a um papel dificilmente rasgável possuindo, além diseç, uma aptidão para impressão-escrita. Deste modo, o grau de refinação das fibras celulósicas é extremamente fraca, da ordem de 160 SR, o que corresponde praticamente a uma pasta bruta dispersa. Nenhum ensinamento útil para a obtenção de uma melhor resistência ao rasgamento não pode assim ser retido.

Poder-se-ia ter pensado que seria suficiente aumentar o refinamento da pasta para obter um papel dificilmente rasgável. É, pelo contrário, bem sabido no comércio do papel e, particularraente, segundo PULP e PAPER, Chemistry e Chemical Technology, vol. II, 1960, execução de papel, página 595-596, que pelo contrário a resistência à rasgadura decresce com a sobrepurificação da pasta. Também na publicação FUNDAMENTALS OF PAPER MAKING FIBERS; Setembro 1957, página 387, na qual está igualmente consignado que o aumento da purificação leva, pelo menos a partir de um certo limite, a uma diminuição da resistência à rasgadura.

objectivo do invento é para remediar os inconvenientes das técnicas era cima propondo ura novo processo de fabrico de um substrato plano, fibroso, macio, dificilmente rasgável, mais particularmente raas não exclusivamente, destinado à produção de invólucros, bolsinhas, saquinhos ou sacos.

objectivo do invento é produzir, a um preço de custo liquido interessante, um substrato plano, fibroso, macio, dificilmente rasgável, apresentando, também, uma boa aptidão à impressão - escrita, assim como uma resistência particularmente aumentada às variações de higrometria ambiente.

Um outro objectivo do invento é para propor um novo substrato apresentando uma boa aptidão à dobradura para facilitar a confecção de invólucros, bolsinhas, saquinhos ou sacos.

Para atingir os objectivos em cima, o processo de fabrico segundo o invento consiste em:

- preparar por fibrilhação as fibras naturais celulósicas até lhes conferir um esgotamento superior a 60° Schopper-Riegler,

- misturar na água uma carga de fibras celulósicas assim purificadas e pelo menos 30% em peso de material seco de fibras artificiais em relação à quantidade total das referidas fibras artificiais e celulósicas ,

- deitar a mistura obtida numa caixa superior de uma máquina de fabrico de papel,

- e produzir uma folha de substrato a partir da dita máquina alimentada com a mistura e funcionamento com respeito dos parâmetros da conduta tradicionais.

O invento tem igualmente por objectivo, a título de novo produto industrial, um substrato macio, fibroso, plano, dificilmente rasgável, caracterizado por compreender as fibras naturais celulósicas purificadas por fibrilhação até atingir um esgotamento vizinho de 60° Schopper-Riegler e as fibras artificiais misturadas na proporção de pelo menos 30% em peso de material seco da quantidade total das referidas fibras artificiais e celulósicas.

O processo segundo o invento consiste primeiramente em preparar as fibras celulósicas de preferência das mesmas espécies ou variedades vegetais. São preferidas as fibras celulósicas provenientes de copados ou de gramíneas lenhosas , se bem que se possam obter igualmente bons resultados com as fibras obtidas de resinosas.

Por fibras celulósicas, convém considerar as pastas do fabrico do papel vulgarmente produzido para o fabrico de papeis. A preparação de uma tal pasta segundo o invento consiste em purificar as fibras por fibrilhação, de um modo a lhes conferir um esgotamento superior a 60° e de preferência superior a 80° Schopper-Riegler. A apreciação de um tal esgotaI mento pode ser efectuada apoiando-se sobre a aplicação das condições da norma Afnor NF Q 50-003 ou ISO 5267/1 - 1979.

O objectivo visado é de microfibrilhar as fibras celulósicas de modo a aumentar a superfície espe' cífica para melhorar a aptidão à criação de ligações hidrogénios.

Prepara-se, em seguida, uma mistura incorporando à pasta do fabrico do papel, sobre purificado em relação ao tratamento vulgar da pasta de papel clássico, uma carga de fibras artificiais pelo menos igual a 30% em peso de material seco da quantidade total de fibras artificiais e de fibras celulósicas. Por fibras artificiais, convém considerar todas as fibras não naturais, tais como plásticos, regenerados, etc.

A mistura é efectuada em meio aquoso segundo as condições habituais da técnica do fabrico do ι papel, por exemplo na proporção de 2 a 4% em peso de fibras celulósicas e artificiais.

As fibras artificiais utilizadas podem pertencer a uma ou várias famílias e, de preferência, à das

I poliolefinas, as poliamidas e os poliésteres para as fibras plásticas, e à viscose ou acetato de celulose para os regenerados. As fibras de polietileno teraftalato são particularmente convenientes para a família plástica.

Segundo o invento, as fibras artificiais incorporadas apresentam-se sob a forma de segmentos de determinado comprimento superior igual a 3 mm e, de preferência, compreendido entre 4 e 12. As fibras escolhidas são mais ou menos iguais a 10 decitex e, de preferência, entre 1,1 e 2 decitex.

Segundo o invento, a carga de fibras artificiais é, de preferência, compreendida entre 30 e 70% e, preferencialmente, igual a 50% em peso de material seco em relação à quantidade total de fibras artificiais e celulósicas.

¹ A mistura entre as fibras celulósicas e as fibras artificiais em meio aquoso é efectuado com eventual adição de adjuvantes permitindo melhorar posteriormente a opacidade, a hidrofobia ou ainda a insensibilidade à água ou à humidade. Os adjuvantes utilizados para este fim podem ser considerados como produtos conhecidos para estas funções no domínio das pastas do fabrico do papel e não entram, propriamente falando, no objectivo do invento, pois a sua incorporação na mistura, apesar da presença das fibras artificiais, resulta directamente do conhecimento do homem do ofício.

A mistura obtida, após homogeneização nas condicões habituais, é diluida em água entre 0,2 e 0,4 % depois deitada na caixa superior de uma máquina de fabrico de papel, de modo a ser libertada de modo habitual sobre a tela de esgotamento a partir da qual se pode produzir uma folha segundo as condições tradicionais. Entre estas condições, convém reter o esI gotamento, a secagem, ver o encolamento e a prensagem no seguimento da qual o substrato produzido em folha pode ser armazenado em bobina ou, eventualmente, ser cortado em ramas ou resmas de formato pré-determinado.

9.1

Dá-se a seguir seguramente um exemplo de composição permitindo comparar os melhoramentos dos resultados obtidos do substrato consoante o invento em relação a um papel vulgar e a um substrato do tipo Tyvek.

-10EXEMPLO 1

O substrato segundo o invento e, por exemplo, produzido a partir de uma mistura de pasta de fabrico de papel proveniente de uma variedade vegetal Eucalyptus sp.. Uma tal pasta é sobrepurifiçada por fibrilhação até apresentar ura esgotamento igual a 95S SR.

Efectua-se uma mistura, em meio aquoso, incorporando as fibras na concentração de 3% em peso. Estas fibras incluindo 50% de fibras celulósicas e 50% de,fibras artificiais da familia dos poliéster de 6 mm de comprimento e 1,7 decitex. Esta mistura é em seguida diluida a 0,45% no corpo da máquina para produzir um substrato com um peso de 90 g/m^.

O quadro a seguir permite pôr em evidência as diferentes características comparáveis entre um papel 1 do tipo vulgar, ura substrato 2 do tipo Tyvek e um substrato segundo o invento.

)

	1	2	3
I NORMa (I) en Km	5,8	9,4	4,2
< NORMA (ii) θη SCOTT	250, 0	66,0	350,0
NORM A (III) en KPa	3,3	14,0	5,1
NORMa (IV) en mN	765,0	5 680,0	3 250,0
NORMa (V) en KN/m	0,9	16,7	6,5

Qs valores indicados são levados 2 a ura peso era gramas de 100 g/m .

EXEMPLO 2

O substrato segundo o invento é o mesmo gue no Exemplo anterior, excepto que as fibras artificiais são inteiramente constituídas por viscose.

	1	2	3
NORMA (I) en Km	5,8	9,4	4,7
NORMjA (II) en SCOTT	250,0	66,0	160,0
NORMA (III) en KPa 1	3,3	14,0	4,3
NORM A (IV) en mN	765,0	5 680,0	1 960,0
NORMa (V) en KN/m	0,9	16,7	1,2

Os valores dados sao levados a um peso era gramas de 100 g/ra .

Convém anotar que o substrato sequndo o Exemplo 2 apresenta a mais a vantagem de ser totalmente biodegradável.

O invento não é limitado aos

Exemplo descritos e representados, pois podem ser feitas várias modificações sem sair do seu âmbito.

de fabrico de um rasgável, à base de por consistir em:

Claims

REIVINDICAÇÕES:

I^a. - Processo substrato plano, fibroso, macio, dificilmente fibras naturais e não naturais, caracterizado

- se preparar por fibrilhação as fibras naturais celulósicas até lhes conferir um esgotamento superior a 60° Schopper-Riegler,

- se misturar na água uma carga de fibras celulósicas purificadas deste modo e pelo menos 30% em peso de material seco de fibras artificiais em relação à quantidade total das referidas fibras artificiais e celulósicas,

- se diluir a mistura obtida e deitá-la numa caixa superior de uma máquina de fabrico de papel,

- e se produzir uma folha de substrato a partir da referida máquina alimentada com a mistura e funcionando com o comprimento dos parâmetros de procedimento tradicionais.
2^a. - Processo de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por se misturar de 30 a 70% em peso de material seco de fibras artificiais em relação à quantidade total de fibras artificiais e celulósicas com a carga de fibras celulósicas purificadas.
3^a. - Processo de acordo com a Reivindicação 1 ou 2, caracterizado por se escolher as fibras artificiais entre elas de 1 a 10 decitex.
4⁴. - Processo de acordo con uma das Reivindicações 1 a 3, caracterizado por as fibras artificiais apresentarem um comprimento pelo menos igual a 3 mm.
5^a. - Processo de acordo com a Reivindicação 4, caracterizado por as fibras artificiais apresentarem um comprimento compreendido entre 4 e 12 mm.
6^a. - Processo de acordo com uma das Reivindicações 1 a 5, caracterizado por as fibras artificiais incorporarem as fibras plásticas e as fibras regeneradas.
7^a. - Substrato plano, fibroso, macio, dificilmente rasgável, do género à base de fibras celulósicas, caracterizado por compreender fibras naturais celulósicas purificadas por fibrilhação até atingir um esgotamento próximo de 60° Schopper-Riegler e fibras artificiais misturadas na proporção de pelo menos 30% em peso de material seco da quantidade total das referidas fibras artificiais e celulósicas.
8^a. - Substrato plano de acordo com a Reivindicação 7, caracterizado por compreender fibras artificiais na proporção de 30 a 70% em peso da carga de fibras celulósicas .
9^a. - Substrato plano de acordo com a Reivindicação 7, caracterizado por as fibras artificiais serem de 1 a 10 decitex.
10^a. - Substrato plano de acordo com uma das Reivindicações 7 a 9, caracterizado por as fibras artificiais apresentarem um comprimento de pelo menos igual a

3 mm.
11®. - Substrato plano de acordo com uma das Reivindicações 7 a 10, caracterizado por as fibras artificiais apresentarem um comprimento compreendido entre 4 e 12 mm.
12®. - Substrato plano de acordo com uma das Reivindicações 7 a 11, caracterizado por as fibras artificiais serem à base de viscose.