Procedimiento para recubrir una superficie de papel y producto así obtenido.

Producto de papel o de cartón, en cuyo recubrimiento se ha usado una transferencia asistidaeléctricamente,

caracterizado porque más del 90 % del agente de recubrimiento presente en el producto y/o sudisolvente o vehículo se encuentra retenido sustancialmente sobre la superficie del producto o penetra en la capa defibras como máximo hasta la profundidad de 30 μm en relación con la superficie de aplicación del recubrimiento.

Procedimiento para recubrir una superficie de papel y producto así obtenido.

Campo de la invención La invención forma parte del campo del recubrimiento eléctricamente asistido de productos de papel y de cartón. Más exactamente, la invención se refiere a un procedimiento para la transferencia de cantidades muy pequeñas de recubrimiento sobre la superficie de un producto y a un producto así obtenido.

Antecedentes de la invención Cuando se usa un agente de recubrimiento disuelto en una cantidad abundante de disolvente en el recubrimiento de productos de papel y de cartón, se puede lograr una aplicación lisa y se puede ajustar el grosor de la capa de 15 recubrimiento desde una capa delgada de unos pocos micrómetros hasta capas más gruesas. En este caso, una gran cantidad de disolvente penetra en la capa de fibras, de modo que el componente destinado principalmente al recubrimiento de una superficie resulta parcialmente forzado a penetrar en la capa de fibras. Asimismo, en la capa de fibras penetra un disolvente, que también puede afectar a otras fibras aparte de las presentes en la superficie. Resulta más complicado evaporar el disolvente a mayor profundidad en la capa de fibras, algo que consume energía 20 y somete a las fibras a tensiones. El disolvente que penetra en las inmediaciones y en el interior de la capa de fibras también puede generar fenómenos no deseables, tales como hinchamiento reversible o irreversible de las fibras, disolución de las fibras, etc. Por otro lado, también se puede usar un disolvente que no provoque hinchamiento. En la bibliografía se han presentado resultados en los que, cuando se usa un disolvente que no provoque hinchamiento, se pueden lograr mejoras en las propiedades superficiales del papel con pequeñas cantidades de productos químicos. Sin embargo, se plantea el inconveniente de una mala adherencia del producto químico a la banda. Con estos procedimientos, el recubrimiento se lleva a cabo cubriendo toda la anchura de la banda.

El recubrimiento eléctricamente asistido como tal es un procedimiento conocido en el campo del recubrimiento de productos de papel procesados. Se usan procedimientos tanto secos como húmedos para transferir y adherir el

recubrimiento sobre una superficie deseada. Debido a que el producto en sí es típicamente no conductor, además de las propiedades finales deseadas de los agentes de recubrimiento y de los aditivos usados, también se buscan unas propiedades eléctricas adecuadas. Por lo tanto, se pueden mencionar como inconvenientes en la transferencia asistida eléctricamente la complejidad de los componentes de recubrimiento conocidos hasta la fecha y la necesidad de usar disolventes orgánicos polares.

Al tratar de reducir el uso de un disolvente, se perderán algunas de las ventajas que se pueden obtener con el uso de una gran cantidad de disolvente, por ejemplo, una aplicación lisa. Se sabe que es posible mejorar el poder de recubrimiento en muchas aplicaciones mediante la reducción del tamaño de la gota. Sin embargo, en una aplicación por pulverización, la reducción del tamaño de la gota provoca que las gotas más pequeñas se desplacen con las corrientes de aire. En consecuencia, al aumentar las velocidades de funcionamiento, no resulta sencillo usar un tamaño de gota pequeño debido a las grandes corrientes de aire presentes. Si se usa un tamaño de gota pequeño, es preciso construir un embudo de vacío invertido independiente, e incluso en tal caso el resultado del recubrimiento no será lo suficientemente liso, puesto que no es posible lograr que las corrientes de aire sean completamente uniformes. Cuando se pretende evitar además la difusión de «polvo de aerosol» al entorno mediante el uso de un 45 embudo invertido, el coste de la solución pronto resultará excesivamente elevado.

A escala de laboratorio, es posible lograr una aplicación lisa al recubrir un producto estacionario, pero el reto consiste en lograr una aplicación suficientemente lisa a gran escala y con altas velocidades de funcionamiento. La separación de la boquilla debe aumentar, lo que conducirá a mayores distancias de vuelo de las partículas. De 50 nuevo, esto aumentará su sensibilidad a las perturbaciones en las corrientes de aire.

Las boquillas de pulverización que producen el tamaño de gota pequeño son susceptibles a sufrir obturaciones. Además, resulta complicado lograr un tamaño de gota pequeño con productos químicos de alta viscosidad. Se han publicado patentes relacionadas con el control de las nieblas de pulverización (FI 111912B / DE10330801) .

Debido a los problemas mencionados anteriormente, la unidad de recubrimiento por pulverización resultará compleja y costosa.

Además, debido a que no ha sido posible resolver los problemas mencionados de una manera satisfactoria, sigue siendo necesario usar, especialmente en la aplicación por pulverización, grandes cantidades de líquido para obtener un recubrimiento liso. Es habitual que la cantidad de disolvente o vehículo líquido sea muy elevada en comparación con el agente de recubrimiento real.

La publicación WO03/064766 da a conocer un recubrimiento por pulverización asistida electrostáticamente, en el que se aplicaron 9 g/m2 de color de recubrimiento se aplicó a 52 g/m2 de papel de calidad LWC (estucado ligero) . En dicho procedimiento, el contenido de materia seca en el color de recubrimiento era del 55 %. En consecuencia, la cantidad de vehículo era de varios gramos por m2, cantidad que inevitablemente no se mantiene sobre la superficie, sino que penetra a través de las capas de fibra. Al aplicar un procedimiento de este tipo, la lisura y el brillo tienden a aumentar a medida que aumenta la cantidad de pigmento.

La patente GB-A-1328238 describe un procedimiento para aplicar un adhesivo sobre una tira de papel. Sobre la base o tira de papel se dispersa un adhesivo líquido, y sobre la capa de adhesivo líquido se adhieren granos secos de adhesivo humectable, por ejemplo, almidón. Se usan medios electrostáticos para resolver el problema de la distribución desigual del adhesivo en polvo. Si se considera en forma de capas, dicha estructura se compone de papel de base, adhesivo líquido y adhesivo en polvo. El adhesivo líquido se aplica al papel de base sin medios electrostáticos, pero la capa de adhesivo seco se aplica usando una carga eléctrica sobre la capa de adhesivo líquido.

El documento de la técnica anterior GB-A-1219802 da a conocer la aplicación de una suspensión de almidón-agua sobre una banda con un contenido de humedad de al menos el 25 %, pero inferior al 80 %, debido a que por encima de este contenido de humedad, las partículas de almidón drenan a través de la banda y se pierden junto con las aguas blancas. En los ejemplos, se demostró que al aumentar la cantidad de almidón aplicada al triple, del 1 al 3 %, se logró una distribución más uniforme a través del cuerpo del papel.

La publicación GB-A-1285551 se refiere al campo del termomoldeo. El documento da a conocer un procedimiento de recubrimiento el polvo de una hoja de papel unida a una placa de respaldo metálica puesta a tierra. Para completar el proceso, resulta esencial endurecer la resina, ya sea por calentamiento o prensado, de una manera tal que la resina penetre en la hoja. Dicho documento no explica nada acerca del peso del recubrimiento.

Por consiguiente, existe la necesidad de desarrollar un procedimiento, cuyas formas de realización resuelvan estos problemas, y ofrecer la utilización de un procedimiento para la aplicación de diversos agentes de recubrimiento de una manera eléctricamente asistida, de modo que los agentes de recubrimiento no se pierdan en el interior de la estructura, donde no contribuyen en absoluto a las propiedades del producto, que los agentes de recubrimiento no pasen al entorno o no se descarguen junto con las corrientes de la unidad de recubrimiento, y que las fibras presentes en la capa de base no se vean innecesariamente hinchadas como consecuencia del uso excesivo de disolventes. También existe la necesidad de desarrollar productos de papel y de cartón, en los que sea posible lograr la lisura deseada del recubrimiento y de la superficie con una pequeña cantidad de recubrimiento.

Características de la invención Un producto de papel o de cartón, cuyo recubrimiento se ha realizado mediante el uso de una transferencia asistida eléctricamente, se caracteriza porque la parte principal del agente de recubrimiento y/o su disolvente o vehículo quedará retenida sobre la superficie, penetrando en la capa de fibras como máximo hasta la profundidad de 30 μm

en relación con la superficie de aplicación del recubrimiento. Esto significa que la parte principal del recubrimiento permanecerá sobre... [Seguir leyendo]

1. Producto de papel o de cartón, en cuyo recubrimiento se ha usado una transferencia asistida eléctricamente, caracterizado porque más del 90 % del agente de recubrimiento presente en el producto y/o su disolvente o vehículo se encuentra retenido sustancialmente sobre la superficie del producto o penetra en la capa de fibras como máximo hasta la profundidad de 30 μm en relación con la superficie de aplicación del recubrimiento.

2. Producto de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque más del 90 % del agente de recubrimiento presente en el producto se encuentra retenido sustancialmente sobre la superficie del producto o penetra en la capa de fibras como máximo hasta la profundidad de como máximo 20 μm, preferentemente como máximo 10 μm y más preferentemente como máximo 5 μm.

3. Producto de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque más del 99 % del agente de recubrimiento presente en el producto se encuentra retenido sustancialmente sobre la superficie del producto o penetra en la capa de fibras como máximo hasta la profundidad de 30 μm en relación con la superficie de aplicación del recubrimiento.

4. Producto de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque la capa de fibras no contiene sustancialmente ningún agente de recubrimiento a la profundidad de más de 50 μm en relación con la superficie de 20 aplicación del recubrimiento.

5. Producto de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado porque a la profundidad de más de 50 μm en relación con la superficie de aplicación del recubrimiento, la capa de fibras no contiene sustancialmente ningún agente de recubrimiento y/o su disolvente o vehículo.

6. Producto de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el agente de recubrimiento forma una capa reticular sobre la superficie del producto, encontrándose la capa en contacto con las fibras esencialmente de las partes superiores de las fibras.

7. Producto de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la capa de agente de recubrimiento no reproduce la topografía de la superficie de las fibras.

8. Producto de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el agente de recubrimiento solo se aplica a una parte de la superficie del producto. 35

9. Producto de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se usa un procedimiento de desfibrado electrostático (e-spin) como la transferencia asistida eléctricamente.

10. Producto de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque el grosor del agente de

recubrimiento sobre la superficie del producto se encuentra comprendido entre 0, 0001 y 1, 0 g/m2, preferentemente entre 0, 0001 y 0, 5 g/m2.

11. Producto de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se usa un procedimiento de pulverización electrostática (e-spray) como la transferencia asistida eléctricamente. 45

12. Producto de acuerdo con la reivindicación 11, caracterizado porque el grosor del agente de recubrimiento sobre la superficie del producto se encuentra comprendido entre 0, 00001 y 1, 0 g/m2, preferentemente entre 0, 00001 y 0, 1 g/m2.

13. Procedimiento para el recubrimiento eléctricamente asistido de un producto de papel o de cartón, en el que el procedimiento contiene al menos las etapas (ii) y (iii) en el citado orden:

(i) el agente de recubrimiento, opcionalmente, será preparado en forma de una solución o dispersión disolviendo o dispersando este en el disolvente o vehículo; 55

(ii) el agente de recubrimiento como tal o su solución o dispersión obtenida en la etapa (i) se forma en gotas y/o fibras mediante el uso de una boquilla de una manera eléctricamente asistida,

(iii) las gotas y/o fibras formadas son dirigidas de una manera eléctricamente asistida sobre la superficie del sustrato que se desea recubrir, a la que se adherirán, y

la parte principal del agente de recubrimiento y/o su disolvente o vehículo es retenido sobre la superficie o penetra en la capa de fibras como máximo hasta la profundidad de 30 μm, preferentemente como máximo 20 μm, más 5 preferentemente como máximo 10 μm y lo más preferentemente como máximo 5 μm, en relación con la superficie de aplicación del recubrimiento.

14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque cuando el agente de recubrimiento sale de la boquilla, se encuentra en una forma líquida y/o en forma de una solución o dispersión. 10

15. Procedimiento de acuerdo con las reivindicaciones 13 o 14, caracterizado porque el disolvente de la citada solución o el vehículo de la dispersión es agua.

16. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque se usa un procedimiento de

desfibrado electrostático (e-spin) o de pulverización electrostática (e-spray) como la transferencia asistida eléctricamente.

17. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque en la transferencia asistida eléctricamente, la distancia de vuelo entre la boquilla y el objeto que se desea recubrir es de más de 10 mm y 20 preferentemente de más de 90 mm.

18. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, caracterizado porque la aplicación se realiza mientras el objeto que se desea recubrir se mueve con una velocidad de al menos 50 m/min, preferentemente 500 m/min, y aún más preferentemente de más de 700 m/min.