Método para estucar cartón acabado seco.

Un método para preparar cartón estucado que comprende las etapas de:

- preparar una hoja continua de fibras celulósicas, teniendo la citada hoja continua un gramaje de por lo menos 138 g/m2,

- calandrar la citada hoja continua por lo menos una vez para formar un sustrato de cartón, en el que cada una de las citadas etapas de calandrado se realiza sin introducir sustancialmente humedad en la citada hoja continua, y

- aplicar un estucado básico a por lo menos una superficie del citado sustrato de cartón para formar un cartón estucado que tiene una superficie exterior recubierta con el estucado básico, incluyendo el citado estucado básico un componente del tipo de pigmentos que contiene por lo menos un pigmento, teniendo el citado componente del tipo de pigmentos un volumen de huecos del sedimento de por lo menos 45 por ciento, medido por una técnica que implica diluir la mezcla de pigmentos con agua hasta 50% en peso de sólidos, centrifugar una muestra de 70 g de la suspensión resultante a 8.000 g durante 90 minutos y calcular el volumen de agua remanente en los huecos del sedimento después de verter y pesar el líquido sobrenadante,

en el que la superficie exterior recubierta con el estucado básico del cartón estucado tiene una lisura PPS de 3 micrómetros como máximo.

Método para estucar cartón acabado seco Campo de la invención La presente solicitud de patente se refiere a métodos para estucar cartón y, más particularmente, a métodos para estucar cartón acabado seco que originan estructuras de cartón liso.

Antecedentes En general se requiere que los sustratos de papel y cartón usados para impresión y embalaje tengan buenas propiedades ópticas y excelente aptitud de impresión. Adicionalmente, se requiere resistencia y rigidez para que los sustratos puedan pasar fácilmente por las máquinas de transformación e impresión de alta velocidad sin roturas ni atascos. Se necesita rigidez alta para mantener la integridad estructural del cartón durante el llenado y el uso posterior.

La rigidez tiene una relación estrecha con el gramaje y la densidad del sustrato. Para un calibre (espesor) dado, la tendencia general es que la rigidez se incrementa cuando se incrementa el gramaje. Sin embargo, si se incrementa el gramaje para mejorar la rigidez, se debe utilizar más fibra, aumentando el coste y el gramaje.

Además de las propiedades mecánicas de rigidez y resistencia, los sustratos de papel o cartón que van a ser impresos deben tener un nivel requerido de brillo y lisura. Uno de los medios principales para obtener lisura en un sustrato es calandrar el sustrato durante su producción. El calandrado origina una disminución del espesor, que típicamente origina la correspondiente disminución de la rigidez. Este es especialmente el caso con el proceso de calandrado en lisas húmedas. Este calandrado en lisas húmedas requiere rehumedecer la hoja que ha sido secada previamente hasta aproximadamente 5 por ciento de humedad o menos. La hoja ya rehumedecida pasa a través de un dispositivo de calandrado que tiene dos o más rodillos. La red de fibras se comprime debido a la presión ejercida por los rodillos. La rehumectación del sustrato hace que las fibras de la superficie puedan ser comprimidas más fácilmente y permite un desarrollo más agresivo de la lisura. Sin embargo, está compresión densifica la hoja de modo que el producto manufacturado usando un proceso de “acabado en húmedo” puede tener un incremento de hasta 25% en su densidad después de pasar a través de la calandra de lisas húmedas.

Alternativamente, los fabricantes han intentado alisar la superficie del cartón recubriendo toda la superficie del cartón con un estucado básico compuesto de varios pigmentos, como caolín, carbonato cálcico y dióxido de titanio, y recubriendo después este estucado básico con un segundo y a veces hasta con un tercer estucado, denominados generalmente estucado superior. Típicamente, cuanto más pigmento (en forma de recubrimientos pigmentados) se aplique sobre la superficie, mejor será la lisura resultante. Sin embargo, el uso de cantidades relativamente grandes de pigmentos incrementa usualmente el coste y gramaje del papel o cartón.

Generalmente la relación entre rigidez y lisura es inversamente proporcional para una cantidad dada de fibra por unidad de superficie. Sería deseable poder producir un papel o cartón acabado que tenga una superficie lisa desarrollada sin necesidad de densificación para mantener el espesor máximo con el uso mínimo de fibras de celulosa.

La solicitud de patente WO 2007/084806 describe un método de producir papel estucado que tiene menor veteado del brillo en el que una hoja continua de fibras celulósicas que tiene un gramaje, por ejemplo, de 180 g/m2 o más se calandra primero a alta presión, se recubre después con una composición de estucado y finalmente se calandra a baja presión. El producto resultante tiene una lisura Parker Print Surf (en lo sucesivo lisura PPS) no mayor que 1, 2

μm. Se describen composiciones de estucado que contienen pigmentos, como carbonato cálcico y caolín. Sin embargo no hay descripción sobre intervalos de volumen de huecos del sedimento en el pigmento y se especifica que la humedad de la hoja base durante la primera etapa de calandrado no está limitada particularmente y que la humedad durante la segunda etapa de calandrado está dentro del intervalo de un proceso convencional.

Resumen de la invención La presente invención proporciona un método para preparar cartón estucado, que comprende las etapas de:

– preparar una hoja continua de fibras celulósicas, teniendo la citada hoja continua un gramaje de por lo menos 138 g/m2,

– calandrar la citada hoja continua por lo menos una vez para formar un sustrato de cartón, en el que cada una de las citadas etapas de calandrado se realiza sin introducir sustancialmente humedad en la citada hoja continua, y

– aplicar un estucado básico a por lo menos una superficie del citado sustrato de cartón para formar un cartón estucado que tiene una superficie exterior recubierta con el estucado básico, incluyendo el citado estucado básico un componente del tipo de pigmentos que contiene por lo menos un pigmento, teniendo el citado componente del tipo de pigmentos un volumen de huecos del sedimento de por lo menos 45 por ciento, medido por una técnica que implica diluir la mezcla de pigmentos con agua hasta 50% en peso de sólidos, centrifugar

una muestra de 70 g de la suspensión resultante a 8.000 g durante 90 minutos y calcular el volumen de agua remanente en los huecos del sedimento después de verter y pesar el líquido sobrenadante,

en el que la superficie exterior recubierta con el estucado básico del cartón estucado tiene una lisura PPS de 3 micrómetros como máximo.

Preferiblemente la hoja continua no se somete a un proceso de calandrado en lisas húmedas.

En una realización, el citado sustrato de cartón es un sustrato de cartón homogéneo fabricado de pasta al sulfato blanqueada.

Otras características se definen en las reivindicaciones y serán evidentes por la siguiente descripción, los dibujos adjuntos y las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una fotografía de una superficie no estucada de un ejemplo de sustrato de cartón (esto es, materia prima) ,

la figura 2 es una comparación fotográfica de la superficie de un sustrato de cartón estucado con diversas cantidades (en g/m2) de carbonato cálcico molido de grano grueso de acuerdo con la técnica anterior,

la figura 3 es una comparación fotográfica de la superficie de un sustrato de cartón estucado con diversas cantidades (en g/m2) del estucado básico descrito,

la figura 4 es una ilustración gráfica del porcentaje del volumen de huecos del sedimento en función del porcentaje de caolín de diversas mezclas de pigmentos formuladas con un carbonato cálcico molido de grano extragrueso,

la figura 5 es una ilustración gráfica del porcentaje del volumen de huecos del sedimento en función del porcentaje de caolín de diversas mezclas de pigmentos formuladas con un carbonato cálcico molido de grano grueso,

la figura 6 es una ilustración gráfica del porcentaje del volumen de huecos del sedimento en función del porcentaje de caolín de diversas mezclas de pigmentos formuladas con un carbonato cálcico molido de grano fino,

la figura 7 es una primera comparación gráfica de la lisura PPS en función del gramaje de un cartón acabado seco recubierto sólo con el estucado básico,

la figura 8 es una segunda comparación gráfica de la lisura PPS en función del gramaje del estucado para diversos sistemas de pigmentos,

la figura 9 es una vista en sección transversal de un sustrato de cartón recubierto con el estucado básico descrito de acuerdo con el método descrito,

la figura 10 es una vista en sección transversal del sustrato de cartón de la figura 9 con un segundo aumento mayor,

la figura 11 es una ilustración esquemática de un aspecto de un proceso para preparar un sustrato de cartón acabado seco, y

la figura 12 es una ilustración esquemática de un aspecto de un proceso para estucar el sustrato de cartón acabado seco formado por el proceso ilustrado en la figura 11.

Descripción detallada Se describe un método para recubrir un sustrato de cartón con un estucado. El estucado puede incluir un estucado básico y, opcionalmente, uno o más estucados intermedios y uno o más estucados superiores.

En la presente memoria, “sustrato de cartón” se refiere en general a cualquier material del tipo de cartón capaz de ser recubierto con un estucado básico. Los expertos en la materia apreciarán que el sustrato de cartón puede ser blanqueado o no blanqueado, con un gramaje (sin el estucado) de aproximadamente 180 g/m2 o más. Ejemplos de sustratos de cartón apropiados incluyen cartón compacto para cajas, papel para ondular y cartón... [Seguir leyendo]

1. Un método para preparar cartón estucado que comprende las etapas de:

– preparar una hoja continua de fibras celulósicas, teniendo la citada hoja continua un gramaje de por lo menos 138 g/m2,

– calandrar la citada hoja continua por lo menos una vez para formar un sustrato de cartón, en el que cada una de las citadas etapas de calandrado se realiza sin introducir sustancialmente humedad en la citada hoja continua, y

– aplicar un estucado básico a por lo menos una superficie del citado sustrato de cartón para formar un cartón estucado que tiene una superficie exterior recubierta con el estucado básico, incluyendo el citado estucado básico un componente del tipo de pigmentos que contiene por lo menos un pigmento, teniendo el citado componente del tipo de pigmentos un volumen de huecos del sedimento de por lo menos 45 por ciento, medido por una técnica que implica diluir la mezcla de pigmentos con agua hasta 50% en peso de sólidos, centrifugar una muestra de 70 g de la suspensión resultante a 8.000 g durante 90 minutos y calcular el volumen de agua remanente en los huecos del sedimento después de verter y pesar el líquido sobrenadante,

en el que la superficie exterior recubierta con el estucado básico del cartón estucado tiene una lisura PPS de 3 micrómetros como máximo.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el citado sustrato de cartón es un sustrato de cartón homogéneo de pasta al sulfato blanqueada.

3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el citado estucado básico se aplica a la citada por lo menos una superficie del citado sustrato de cartón con un gramaje máximo, por cara, de aproximadamente 14, 6 g/m2 del citado sustrato de cartón.

4. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el citado estucado básico se aplica a la citada por lo menos una superficie del citado sustrato de cartón con un gramaje máximo, por cara, de aproximadamente 13, 0 g/m2 del citado sustrato de cartón.

5. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el citado componente del tipo de pigmentos incluye un caolín hiperlaminar que tiene una relación de longitud/anchura de por lo menos 40:1.

6. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el citado sustrato de cartón define una pluralidad de depresiones en la citada por lo menos una superficie y en el que la citada etapa de aplicación incluye aplicar el citado estucado básico de modo que el citado estucado básico se reciba sustancialmente dentro de la citada pluralidad de las citadas depresiones sin recubrir de modo sustancialmente completo la citada superficie.

7. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el citado estucado básico forma una película discontinua sobre la citada por lo menos una superficie del citado sustrato de cartón.

8. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el citado estucado básico se aplica en forma de suspensión.

9. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el citado componente del tipo de pigmentos incluye un caolín hiperlaminar que tiene una relación de longitud/anchura de por lo menos aproximadamente 40:1 y un pigmento inorgánico adicional.

10. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el citado componente del tipo de pigmentos incluye un carbonato cálcico molido que tiene una distribución de tamaños de partículas en la que 60% o menos de las partículas del carbonato cálcico tienen un diámetro menor que 2 micrómetros.

11. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la citada mezcla de pigmentos tiene un volumen de huecos del sedimento de por lo menos 47 por ciento.

12. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la citada mezcla de pigmentos tiene un volumen de huecos del sedimento de por lo menos 50 por ciento.

13. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además la etapa de aplicar un estucado superior sobre el citado estucado básico del citado cartón recubierto con el estucado básico, para formar un cartón estucado que tiene una superficie superior recubierta con un estucado superior, en el que la citada superficie superior estucada tiene una lisura PPS de 3 micrómetros como máximo.

14. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la citada hoja continua no se somete a un proceso de calandrado en lisas húmedas.

15. El método de acuerdo con las reivindicaciones 1-13, en el que la citada hoja continua se somete a un proceso de calandrado en lisas húmedas en ausencia de caja de agua.