Nuevos pigmentos minerales tratados para recubrimientos de barrera en base acuosa.

Un método para preparar un sistema de recubrimiento en base acuosa para el recubrimiento sobre papel y/o cartón,

para suministrar barrera a líquidos, vapor de humedad, aceite y grasa, el cual incluye la mezcla de un sistema de emulsión de polímero o sistema de unión en base natural con un sistema de pigmento,

en donde el sistema de recubrimiento incluye el tratamiento superficial de un pigmento antes de la mezcla de sistema de pigmento con el sistema de emulsión de polímero o sistema de unión natural,

el cual incluye el tratamiento superficial de pigmento con materiales seleccionados de entre el grupo consistente en polímeros modificados para que sean hidrófobos, emulsión de resina de estireno-acrílico, emulsiones de látex de estireno-butadieno, mezclas de estireno acrílico y emulsiones de látex butadieno, y mezclas de silanos, siloxanos, resina de siloxano/silicona, y sus análogos a base de carbono.

Nuevos pigmentos minerales tratados para recubrimientos de barrera en base acuosa Campo de la invención Esta invención está dirigida a pigmentos de alto desempeño que contienen sistemas de recubrimiento para uso en recubrimientos de barrera en base acuosa. Específicamente, la invención consiste en nuevos pigmentos y sistemas de pigmento y tecnologías de mezcla aplicadas a sistemas de recubrimiento en base acuosa, que suministrarán propiedades deseadas en empaques a base de papel y de cartón.

Fundamento de la invención Los contenedores de fibra de cartón corrugado son usados en muchas aplicaciones de empaque en masa para alta humedad tales como para frutas frescas y productos crudos. Para superar el deterioro conocido en la fuerza de cartón corrugado en servicios de alta humedad, es corriente tratar tales contenedores, o las láminas o impresos de cartón corrugado de los cuales están formados los contenedores, impregnándolos con un material resistente a la humedad.

Las aplicaciones pueden incluir también películas para productos alimenticios tales como empaques de galletas y galletas saladas. En estos casos particulares, el objeto del empaque es no sólo retener el contenido, sino también suministrar resistencia a la transmisión de vapor de humedad (desde el ambiente hasta el interior del empaque) la cual de otro modo disminuiría la vida útil de las galletas, galletas saladas o similares contenidas, donde la vida útil es determinada por el tiempo que toman los productos para recoger suficiente humedad para que ya no estén frescos.

En aplicaciones para galletas y galletas saladas, por ejemplo, el objeto general de la capa de barrera es mantener sustancialmente afuera la humedad o bajar su ingreso.

WO 2010/052571 A2 divulga un papel o cartón reciclable recubierto y un método de fabricación del mismo, que incluye recubrimiento del papel con un recubrimiento acuoso que incluye una emulsión de polímero y un pigmento. Por otro lado, WO 2010/042162 A1, se relaciona con un papel o cartón recubierto y un método de manufactura que incluye recubrimiento del papel con una capa de biopolímero, que incluye un biopolímero y un pigmento. WO 2009/134538 A1 se refiere a una composición de barrera en base acuosa para aplicación sobre papel que incluye a agente ligante polimérico y un relleno particulado. Finalmente, US 4 686 260 A divulga una composición de tinta para impresión a base de agua que contiene un pigmento y una emulsión de polímero que incluye una primera red de polímero que está entrelazada con una segunda red de polímero.

En el pasado, se requirieron capas de recubrimiento externo de polietilenos de alta densidad (HDPE) para lograr una resistencia objetivo de transmisión de vapor de humedad (WVTR) . La práctica incluyó frecuentemente la adición de una segunda capa de recubrimiento para suministrar otras propiedades deseadas. En HDPE estas fueron frecuentemente relativamente pobres para alcanzar propiedades físicas tales como resistencia al rasgado y/o propiedades mecánicas tales como sellamiento al calor.

Típicamente, tales combinaciones tienen como consecuencia costes añadidos y pueden afectar otras propiedades importantes necesarias para la industria del empaque. Por ello, existe una necesidad por una película de barrera a la humedad o contenedor fabricado de modo que el artículo tendrá relativamente baja WVTR combinada con propiedades físicas mejoradas.

Resumen de la invención Esta invención está dirigida a nuevos pigmentos, sistemas de pigmento (incluyendo componentes no clasificados como pigmentos) y formulaciones para uso en un sistema de recubrimiento acuoso aplicado sobre sustratos de celulosa (papel y/o cartón) y que no son de celulosa (poliestireno (PE) , ácido poliláctico (PLA) , acetato de polivinilo (PVAc) , etc.) para impartirles propiedades de barrera. Esta invención está dirigida también a papel o cartón recubierto con un sistema de pigmento en un sistema de recubrimiento acuoso.

Una realización de esta invención está dirigida a un método para la preparación de un sistema de recubrimiento en base acuosa, para recubrimiento sobre papel y/o cartón para suministrar barrera a los líquidos, vapor de humedad, aceite y grasa, el cual comprende la mezcla de un sistema de emulsión de polímero o sistema de unión a base natural con un sistema de pigmento, en donde el sistema de recubrimiento comprende el tratamiento superficial de un pigmento antes de la mezcla de sistema de pigmento con el sistema de emulsión de polímero o sistema de unión natural, el cual comprende el tratamiento superficial del pigmento con materiales seleccionados de entre el grupo consistente en polímeros modificados para que sean hidrófobos, emulsión de resina de estireno-acrílico, emulsiones

de látex de estireno-butadieno, mezclas de emulsiones de látex de estireno acrílico y estireno butadieno, y mezclas de silanos, siloxanos, resina de siloxano/silicona, y sus análogos a base de carbono.

Otra realización de esta invención está dirigida a un sistema de recubrimiento en base acuosa para el recubrimiento sobre papel y/o cartón para suministrar barrera a líquidos, vapor de humedad, aceite y grasa, el cual comprende un sistema de emulsión de polímero o sistema de unión a base natural y un sistema de pigmento, donde el pigmento ha sido tratado superficialmente antes de la mezcla con el sistema de emulsión de polímero o sistema de unión de base natural, en donde el pigmento ha sido tratado superficialmente con materiales seleccionados de entre el grupo consistente en polímeros modificados para que sean hidrófobos, emulsión de resina de estireno-acrílico, emulsiones de látex de estireno-butadieno, mezclas de emulsiones de látex de estireno acrílico y estireno butadieno, y mezclas de silanos, siloxanos, resina de siloxano/silicona, y sus análogos a base de carbón.

De acuerdo con una realización preferida de ellos, el sistema de recubrimiento en base acuosa comprende un sistema de pigmento, un entrelazador, un sistema de emulsión de polímero o de unión de base natural que ha sido transformado en hidrófobo mediante la adición de materiales seleccionados de entre el grupo consistente en silanos, siloxano, mezclas de resina de siloxano / silicona, y sus análogos a base de carbón y, opcionalmente, agente antiespumante, en donde uno o más componentes del sistema de pigmento ha sido tratado superficialmente.

De acuerdo con una realización preferida adicional de ella, el sistema de recubrimiento en base acuosa comprende un sistema de pigmento transformado en hidrófobo; un sistema ligante a base acuosa, un agente antiespumante, un agente espesante, y opcionalmente un entrelazador.

De acuerdo con una realización preferida de ella, el sistema de recubrimiento en base acuosa comprende un sistema de pigmento en donde un pigmento en el sistema de pigmento ha sido tratado térmicamente antes del tratamiento superficial, con una mezcla de resina de polidimetilsiloxano / silicona de alto peso molecular.

Como se usa aquí, el término pigmento se refiere a minerales como es conocido por alguien experto en la técnica, como por ejemplo, caolín, bentonita, mica, talco, atapulgita y zeolita, en su forma natural o sintética y cualquier combinación de ellas. Los sistemas de pigmento se refieren a pigmentos que han sido tratados superficialmente para darles o mejorar propiedades de barrera. El tratamiento superficial comprende varios materiales conocidos por alguien diestro en la técnica, por ejemplo surfactantes, polímeros modificados para que sean hidrófobos, emulsión de resina de estireno-acrílico, emulsiones de látex de estireno-butadieno, mezclas de emulsiones de estireno acrílico y látex de estireno butadieno, y mezclas de silanos, siloxanos, resina de siloxano/silicona, y sus análogos a base de carbono. El término pigmento y sistema de pigmento pueden ser usados a veces de manera intercambiable, como la persona diestra en la técnica apreciará los términos según se usen en sus respectivos contextos.

Como se usa aquí, el término emulsión de polímero o látex incluye materiales tales como emulsión de resina de estireno-acrílico, emulsiones de látex de estireno-butadieno, y mezclas de emulsiones de estireno acrílico y látex de estireno butadieno. Los monómeros adecuados para uso en la producción de sistemas de emulsión para recubrimiento de papel o formulación de unión pueden ser generalmente monómeros etilénicamente insaturados incluyendo estireno, butadieno, acetato de vinilo, ácidos carboxílicos, ésteres de ácido (met) acrílico, (met) acrilamida, y (met) acrilonitrilo. Como se usa aquí, una persona diestra en la técnica conoce el término sistema de unión en base natural como, por ejemplo,... [Seguir leyendo]

1. Un método para preparar un sistema de recubrimiento en base acuosa para el recubrimiento sobre papel y/o cartón, para suministrar barrera a líquidos, vapor de humedad, aceite y grasa, el cual incluye la mezcla de un sistema de emulsión de polímero o sistema de unión en base natural con un sistema de pigmento, en donde el sistema de recubrimiento incluye el tratamiento superficial de un pigmento antes de la mezcla de sistema de pigmento con el sistema de emulsión de polímero o sistema de unión natural, el cual incluye el tratamiento superficial de pigmento con materiales seleccionados de entre el grupo consistente en polímeros modificados para que sean hidrófobos, emulsión de resina de estireno-acrílico, emulsiones de látex de estireno-butadieno, mezclas de estireno acrílico y emulsiones de látex butadieno, y mezclas de silanos, siloxanos, resina de siloxano/silicona, y sus análogos a base de carbono.

2. El método de la reivindicación 1, en donde un componente del sistema de pigmento ha sido modificado mediante un proceso de tratamiento térmico.

3. El método de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el sistema de pigmento incluye por lo menos un material inorgánico seleccionado de entre caolín, bentonita, mica, talco, atapulgita y zeolita, e incluye preferiblemente pigmento de caolín.

4. un sistema de recubrimiento en base acuosa para recubrimiento sobre papel y/o cartón, para suministrar barrera a líquidos, vapor de humedad, aceite y grasa, el cual incluye un sistema de emulsión de polímero o sistema de unión de base natural y un sistema de pigmento,

en donde el pigmento ha sido tratado superficialmente antes de la mezcla con el sistema de emulsión de polímero o sistema de unión a base natural, en donde el pigmento ha sido tratado superficialmente con materiales seleccionados de entre el grupo consistente en polímeros modificados para que sean hidrófobos, emulsión de resina estireno-acrílico, emulsiones de látex de estireno-butadieno, mezclas de estireno acrílico y emulsiones de látex de estireno butadieno, y mezclas de silanos, siloxanos, resina de siloxano/silicona, y sus análogos a base de carbono.

5. El sistema de recubrimiento en base acuosa de la reivindicación 4, en donde un pigmento del sistema de pigmento ha sido modificado mediante un proceso de tratamiento térmico.

6. El sistema de recubrimiento en base acuosa de las reivindicaciones 4 o 5, en donde el sistema de pigmento incluye por lo menos un material inorgánico seleccionado de entre caolín, bentonita, mica, talco, atapulgita, y zeolita, e incluye preferiblemente pigmento de caolín.

7. El sistema de recubrimiento en base acuosa de la reivindicación 4, que incluye un sistema de pigmento, un agente de entrelazado, una emulsión de polímero o sistema de unión en base natural que ha sido transformado para que sea hidrófobo, mediante la adición de materiales seleccionados de entre el grupo consistente en mezclas de silanos, siloxanos, resina de siloxano/silicona, y sus análogos a base de carbono y opcionalmente un antiespumante,

donde uno o más de los componentes del sistema de pigmento ha sido tratado superficialmente.

8. El sistema de recubrimiento en base acuosa de la reivindicación 7, que incluye el tratamiento térmico de un componente del sistema de pigmento.

9. El sistema de recubrimiento en base acuosa de la reivindicación 7, en donde el sistema de pigmento incluye caolín tratado superficialmente, que tiene un tamaño de partícula de por lo menos 20% en peso que es más fino que 2 micrómetros.

10. El sistema de recubrimiento en base acuosa de la reivindicación 7, en donde el sistema de pigmento incluye caolín que es aglomerado con ácido, secado y pulverizado.

11. El sistema de recubrimiento en base acuosa de la reivindicación 4, que incluye un sistema de pigmento que ha sido transformado para que sea hidrófobo; un sistema de unión a base de agua, un agente antiespumante, un agente espesante y opcionalmente un agente de entrelazado.

12. el sistema de recubrimiento en base acuosa de la reivindicación 4, que incluye un sistema de pigmento en donde un pigmento en el sistema de pigmento ha sido tratado térmicamente antes del tratamiento superficial con una mezcla de resina polidimetilsiloxano / silicona de alto peso molecular.