Máquina y procedimiento de tratamiento por injerto cromatogénico de un sustrato hidroxilado.
Máquina para el tratamiento por injerto cromatogénico de un sustrato (S) en desplazamiento que presenta una cara hidroxilada (Fh),
caracterizada por que comprende:
- un devanador (1) para desenrollar el sustrato (S),
- un dispositivo (3) de aplicación de un reactivo de injerto en la cara hidroxilada (Fh) del sustrato, siendo dicho reactivo un cloruro de ácido graso,
- un rodillo de calentamiento (4) para el desarrollo de la reacción de injerto en la cara hidroxilada (Fh) del sustrato, estando dicho rodillo (4) provisto de un sistema de embarrado (5a, 5b) para aplicar una cara del sustrato (S) contra dicho rodillo de calentamiento (4),
- un dispositivo (6) de extracción del ácido clorhídrico producido durante la reacción de injerto,
- un dispositivo (7) de aplicación de una lámina de aire sobre la cara tratada del sustrato para eliminar el reactivo de injerto residual,
- un dispositivo (8) de rebobinado del sustrato (S) tratado.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/070202.
Solicitante: CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (CNRS).
Nacionalidad solicitante: Francia.
Dirección: 3, RUE MICHEL-ANGE 75016 PARIS FRANCIA.
Inventor/es: SAMAIN, DANIEL, GUERIN,DAVID, LEMAITRE,ANDRÉ, LYANNAZ,LAURENT, GUILLOUTY,JEAN-LUC.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- C08J7/14 QUIMICA; METALURGIA. › C08 COMPUESTOS MACROMOLECULARES ORGANICOS; SU PREPARACION O PRODUCCION QUIMICA; COMPOSICIONES BASADAS EN COMPUESTOS MACROMOLECULARES. › C08J PRODUCCION; PROCESOS GENERALES PARA FORMAR MEZCLAS; TRATAMIENTO POSTERIOR NO CUBIERTO POR LAS SUBCLASES C08B, C08C, C08F, C08G o C08H (trabajo, p. ej. conformado, de plásticos B29). › C08J 7/00 Tratamiento químico o revestimiento de materiales modelados hechos de sustancias macromoleculares (revestimiento con materiales metálicos C23C; deposición electrolítica de metales C25). › con ácidos, sus sales o anhídridos.
- D21H21/16 TEXTILES; PAPEL. › D21 FABRICACION DEL PAPEL; PRODUCCION DE LA CELULOSA. › D21H COMPOSICIONES DE PASTA; SU PREPARACION NO CUBIERTA POR LAS SUBCLASES D21C, D21D; IMPREGNACION O REVESTIMIENTO DEL PAPEL; TRATAMIENTO DEL PAPEL TERMINADO NO CUBIERTO POR LA CLASE B31 O LA SUBCLASE D21G; PAPEL NO PREVISTO EN OTRO LUGAR. › D21H 21/00 Materiales no fibrosos añadidos a la pasta, caracterizados por su función, su forma o sus propiedades; Materiales de impregnación o de revestimiento del papel, caracterizados por su función, su forma o sus propiedades. › Agentes de encolado o hidrófobos.
PDF original: ES-2529253_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Máquina y procedimiento de tratamiento por injerto cromatogénico de un sustrato hidroxilado.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una máquina de tratamiento por injerto cromatogénico de un sustrato hidroxilado, y a un procedimiento realizado mediante dicha máquina.
Antecedentes de la invención
Ya se han propuesto unos procedimientos para formar unas películas que presentan unas propiedades de barrera frente al agua, a las grasas, a los gases y/o al vapor de agua.
Unas películas de este tipo son particularmente deseadas en el campo del embalaje, por ejemplo, y en particular del embalaje alimenticio.
En particular, el documento WO 99/8784 propone injertar unos grupos hidrófobos sobre un soporte que presenta unas funciones hidrófilas.
El documento WO 29/8325 propone más específicamente injertar un ácido graso sobre una película de alcohol polivinílico (PVA), haciéndola así hidrófoba. Dicha película de PVA puede estar adosada a un sustrato al que se desea hacer estanco.
Estos dos documentos proponen utilizar un injerto por química cromatogénica.
Contrariamente a la química denominada "clásica", en la que la reacción se debe realizarse en un disolvente capaz de poner en contacto la superficie del sustrato y el reactivo y atrapar el ácido clorhídrico liberado, la química cromatogénica utiliza la tensión de vapor de los reactivos y un flujo gaseoso para hacer difundir el reactivo en el interior del sustrato, lo cual permite prescindir de disolventes.
Una reacción cromatogénica de injerto particularmente interesante consiste típicamente en hacer reaccionar un sustrato S hidroxilado con un cloruro de ácido graso de cadena larga y se puede escribir según la fórmula:
>
S -OH + RCOCI S-O-C.O-R + HCl
en la que K1 y K2 son respectivamente las constantes de velocidad de asociación y de disociación.
Hasta la fecha, este procedimiento de injerto sólo se ha realizado en laboratorio.
Sin embargo, la química cromatogénica presenta unas ventajas en términos de procedimiento, de manera que ahora es deseable concebir un procedimiento de tratamiento en continuo, es decir que pueda ser realizado en un sustrato arrastrado en desplazamiento entre unos rodillos.
En efecto, en química cromatogénica, no es necesario ningún disolvente para realizar el contacto entre el sustrato a tratar y el reactivo -por lo tanto no es necesario realizar un aclarado para eliminar el reactivo en exceso.
Por otra parte, el flujo gaseoso empleado en la reacción permite eliminar al mismo tiempo el HCI liberado (lo cual permite evitar tener que atraparlo) y los reactivos en exceso.
Además, se ha demostrado en las publicaciones citadas que se obtenía un efecto de barrera satisfactorio con un bajo porcentaje de injerto, lo cual permite emplear bajas cantidades de reactivos.
Sin embargo, para que este tratamiento sea compatible con una aplicación industrial, es necesario resolver un cierto número de problemas.
En primer lugar, es necesario depositar una cantidad controlada de reactivos en la superficie del sustrato a tratar.
La cantidad necesaria depende de la naturaleza del sustrato, pero varía en un intervalo de ,1 a 1 g/m2 y de manera más precisa en un intervalo de ,1 a 2 g/m2.
Como la reacción no usa ningún disolvente, se necesita realizar este depósito sobre producto puro.
En segundo lugar, es necesario reducir tanto como sea posible el tiempo de reacción.
En efecto, una velocidad de reacción que corresponde a un tiempo de reacción de un segundo conduce, con una velocidad de desplazamiento de 6 metros/minuto, a un reactor de desarrollo de 1 metros.
Por lo tanto, es necesario definir unos parámetros de reacción que permitan aumentar la velocidad de reacción.
Otro problema a resolver para una aplicación industrial es que la liberación de ácido clorhídrico durante la reacción es perjudicial para la cinética y, debido al carácter corrosivo de este gas, es también susceptible de dañar el sustrato.
Por lo tanto, es necesario poder eliminar correctamente el HCI liberado.
Otro problema es eliminar, después del injerto, el reactivo residual que no ha reaccionado con el sustrato.
En efecto, si el reactivo permanece en contacto con el sustrato una vez bobinado éste, se sigue produciéndo una reacción de injerto que libera HCI el cual, al estar atrapado entre dos grosores de sustrato, corre el riesgo de dañar este último.
Un objetivo de la invención es por lo tanto concebir una máquina que permita la realización del injerto por cromatogenia a una escala industrial.
Otro objetivo de la invención es optimizar el procedimiento de tratamiento para que sea viable en el plano económico e industrial.
Breve descripción de la invención
De acuerdo con la invención, se propone una máquina para el tratamiento por injerto cromatogénico de un sustrato en desplazamiento que presenta una cara hidroxilada, que comprende:
- un devanador para desenrollar el sustrato,
- un dispositivo de aplicación de un reactivo de Injerto en la cara hidroxilada del sustrato, siendo dicho reactivo un cloruro de ácido graso,
- un rodillo de calentamiento para el desarrollo de la reacción de injerto en la cara hidroxilada del sustrato, estando dicho rodillo provisto de un sistema de embarrado para aplicar una cara del sustrato contra dicho rodillo de calentamiento,
- un dispositivo de extracción del ácido clorhídrico producido durante la reacción de injerto,
- un dispositivo de aplicación de una lámina de aire sobre la superficie tratada del sustrato para eliminar el reactivo de Injerto residual,
- un dispositivo de reboblnado del sustrato tratado.
Según una primera forma de realización de dicha máquina, el sistema de embarrado está dispuesto de manera que se aplique la cara hidroxilada del sustrato contra dicho rodillo de calentamiento.
Según un modo de realización particularmente ventajoso de dicha máquina, ésta comprende por lo menos dos rodillos de calentamiento sucesivos y unos sistemas de embarrado respectivos para aplicar la cara hidroxilada del sustrato contra dichos rodillos de calentamiento para el desarrollo de la reacción de injerto.
Según un modo de realización particular de la invención, en particular en el caso en el que el sustrato no es poroso, la superficie del rodillo de calentamiento está provista de una rugosidad para procurar un entrehierro entre el rodillo y el sustrato.
El dispositivo de aplicación de la lámina de aire es preferentemente una boquilla inclinada con un ángulo superior a 3° con respecto a la superficie del sustrato y orientada a contracorriente de la dirección de desplazamiento del sustrato.
Según una segunda forma de realización, dicha máquina comprende un dispositivo de carenado que comprende dicho rodillo de calentamiento, estando el sistema de embarrado entonces dispuesto de manera que se aplica la superficie del sustrato opuesta a la cara hidroxilada contra dicho rodillo de calentamiento.
El dispositivo de aplicación de la lámina de aire está entonces ventajosamente dispuesto en la salida del dispositivo de carenado de manera que la lámina de aire barra la cara hidroxilada del sustrato a contracorriente de la dirección
de desplazamiento del sustrato cuando el sustrato está contra el rodillo de calentamiento.
Por otra parte, el dispositivo de extracción está preferentemente dispuesto a la entrada del dispositivo de carenado de manera que aspire los productos transportados por dicha lámina de aire.
El dispositivo de aplicación del reactivo de injerto es preferentemente un dispositivo de flexografía o de heliografía, o un dispositivo de depósito por cilindro grabado o rugoso.
Otro objeto de la invención se refiere a un procedimiento de tratamiento por injerto cromatogénico de un sustrato en desplazamiento que presenta una cara hidroxilada, que comprende las etapas siguientes:
(a) aplicación, sobre la cara hidroxilada del sustrato, de un reactivo de injerto, siendo dicho reactivo un cloruro de ácido graso,
(b) desarrollo de la reacción de injerto, siendo una cara del sustrato aplicada contra un rodillo de calentamiento,
(c) extracción del ácido clorhídrico emitido durante la reacción de injerto cuando el sustrato sale del contacto del rodillo de calentamiento,
(d) aplicación de una lámina de aire caliente sobre la cara tratada del sustrato con el fin de evacuar el reactivo de injerto residual,
y por que se selecciona el diámetro, la temperatura y la velocidad de rotación del rodillo de calentamiento... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Máquina para el tratamiento por injerto cromatogénico de un sustrato (S) en desplazamiento que presenta una cara hidroxilada (Fh), caracterizada por que comprende:
- un devanador (1) para desenrollar el sustrato (S),
- un dispositivo (3) de aplicación de un reactivo de injerto en la cara hidroxilada (Fh) del sustrato, siendo dicho reactivo un cloruro de ácido graso,
- un rodillo de calentamiento (4) para el desarrollo de la reacción de injerto en la cara hidroxilada (Fh) del sustrato, estando dicho rodillo (4) provisto de un sistema de embarrado (5a, 5b) para aplicar una cara del sustrato (S) contra dicho rodillo de calentamiento (4),
- un dispositivo (6) de extracción del ácido clorhídrico producido durante la reacción de injerto,
- un dispositivo (7) de aplicación de una lámina de aire sobre la cara tratada del sustrato para eliminar el reactivo de injerto residual,
- un dispositivo (8) de rebobinado del sustrato (S) tratado.
2. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada por que el sistema de embarrado (5a, 5b) está dispuesto de manera que la cara hidroxilada (Fh) del sustrato (S) se aplique contra dicho rodillo de calentamiento (4).
3. Máquina según la reivindicación 2, caracterizada por que comprende por lo menos dos rodillos de calentamiento (4', 4") sucesivos y unos sistemas de embarrado respectivos (5a1, 5b', 5a", 5b") para aplicar la cara hidroxilada (Fh) del sustrato contra dichos rodillos de calentamiento para el desarrollo de la reacción de injerto.
4. Máquina según una de las reivindicaciones 2 a 3, caracterizada por que la superficie del rodillo de calentamiento (4, 4', 4") está provista de una rugosidad para procurar un entrehierro (e) entre el rodillo y el sustrato.
5. Máquina según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizada por que el dispositivo (7) de aplicación de la lámina de aire es una boquilla inclinada con un ángulo superior a 3° con respecto a la superficie del sustrato (S) y orientada a contracorriente del sentido de desplazamiento del sustrato.
6. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada por que comprende un dispositivo de carenado (4) que comprende dicho rodillo de calentamiento (4), y por que el sistema de embarrado (5a, 5b) está dispuesto de manera que la cara del sustrato (S) opuesta a la cara hidroxilada (Fh) se aplique contra dicho rodillo de calentamiento (4).
7. Máquina según la reivindicación 6, caracterizada por que el dispositivo (7) de aplicación de la lámina de aire está dispuesto a la salida del dispositivo de carenado (4) de manera que la lámina de aire barra la cara hidroxilada (Fh) del sustrato a contracorriente del sentido de desplazamiento del sustrato cuando el sustrato está contra el rodillo de calentamiento (4).
8. Máquina según la reivindicación 7, caracterizada por que el dispositivo (6) de extracción está dispuesto a la entrada del dispositivo de carenado (4) de manera que aspire los productos transportados por la lámina de aire.
9. Procedimiento de tratamiento por injerto cromatogénico de un sustrato (S) en desplazamiento que presenta una cara (Fh) hidroxilada, caracterizado por que comprende las etapas siguientes:
(a) aplicación, sobre la cara hidroxilada (Fh) del sustrato (S), de un reactivo de injerto, siendo dicho reactivo un cloruro de ácido graso,
(b) desarrollo de la reacción de injerto, estando una cara del sustrato (S) aplicada contra un rodillo de calentamiento (4),
(c) extracción del ácido clorhídrico emitido durante la reacción de injerto,
(d) aplicación de una lámina de aire caliente sobre la cara tratada del sustrato de manera que evacúe el reactivo de injerto residual,
y por que se selecciona el diámetro, la temperatura y la velocidad de rotación del rodillo de calentamiento (4) de manera que la duración de contacto del sustrato (S) con el rodillo de calentamiento (4) sea sustanclalmente Igual a la duración de la reacción de injerto.
1. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado por que para el desarrollo de la reacción de Injerto, se aplica la cara hidroxilada (Fh) del sustrato contra dicho rodillo de calentamiento (4) con un entrehierro (e) adecuado para confinar el reactivo de injerto entre el rodillo y el sustrato y para permitir la disipación del ácido clorhídrico emitido durante la reacción de injerto.
11. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que se extrae el ácido clorhídrico cuando el sustrato sale del contacto con el rodillo de calentamiento.
12. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la etapa (b) de desarrollo de la reacción se lleva 1 a cabo mediante la aplicación de la cara hidroxilada (Fh) del sustrato (S) contra por lo menos dos rodillos (4', 4")
sucesivos, y por que la etapa (c) de extracción del ácido clorhídrico se lleva a cabo cuando el sustrato sale del contacto de cada uno de dichos rodillos (41, 4").
13. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado por que para el desarrollo de la reacción de injerto, se 15 aplica la cara opuesta a la cara hidroxilada del sustrato contra el rodillo de calentamiento.
14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado por que se aplica simultáneamente la lámina de aire caliente de manera que barra la cara tratada del sustrato a contracorriente del sentido de desplazamiento del sustrato.
15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizado por que la temperatura de la lámina de aire caliente es superior a la temperatura de la cara hidroxilada del sustrato durante la reacción de Injerto.
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