ES2287046T3 - Polimeros de hidroxi-fenoxieter en la fabricacion de papel. - Google Patents

Polimeros de hidroxi-fenoxieter en la fabricacion de papel. Download PDF

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Gerald A. Hutchinson
Basharat A. Nazir
Charles P. Klass
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Abstract

Procedimiento para realizar una lámina de papel u objeto tridimensional, que comprende: proporcionar un lodo de pasta o banda de papel, proporcionar una solución o dispersión que comprende un polímero de hidroxi-fenoxiéter, entremezclar dicha solución o dispersión con dicho lodo de pasta o banda de papel para formar un aditivo, y conformar una lámina de papel u objeto tridimensional de dicho aditivo, en el que el pH de la solución, dispersión o aditivo se ajusta para precipitar por lo menos una parte de dicho polímero de hidroxi-fenoxiéter y dicho polímero de hidroxi-fenoxiéter se utiliza en una cantidad que sea efectiva para dotar a dicha lámina de papel u objeto tridimensional de un aumento en el apresto o la resistencia.

Description

Polímeros de hidroxi-fenoxiéter en la fabricación de papel.
Antecedentes de la invención Campo de la invención
La presente invención se refiere a papel y procedimientos para realizar papel que incluyen el uso de polímeros de hidroxi-fenoxiéter para dotar al papel de propiedades mejoradas, como un aumento del apresto y la resistencia. La presente invención se refiere asimismo a papel revestido y laminados compuestos de papel y polímeros de hidroxi-fenoxiéter, y a procedimientos para realizarlos. En las formas de realización preferidas, el papel y los laminados son reciclables.
Descripción de la técnica relacionada
El papel es un material de alta versatilidad que se utiliza en todo el mundo para una variedad de aplicaciones. Las propiedades del papel tienden a estar dominadas por las propiedades de los materiales celulósicos de los que está realizado, salvo que se utilicen aditivos para modificar, controlar o mejorar dichas propiedades. En alguna medida, la versatilidad del papel se deriva del grado en el que pueden controlarse las propiedades básicas de los materiales celulósicos mediante el uso de aditivos en la fabricación del papel. A este efecto, se conocen una amplia variedad de dichos aditivos para los entendidos en la técnica.
Por ejemplo, el grado en el que el papel resiste la penetración del agua y otros líquidos puede controlarse mediante el uso de agentes de apresto. Los agentes de apresto pueden aplicarse a la superficie del papel para obtener un apresto de la superficie, o pueden incorporarse a la masa del papel entremezclando el agente de apresto con el lodo de pasta celulósica acuosa durante la fabricación. Dado que los materiales celulósicos tienden a ser relativamente hidrofílicos, el papel normalmente tiene un apresto escaso en ausencia de agentes de apresto. Agentes habituales de apresto son sustancias relativamente hidrofílicas que se emulsionan o dispersan en agua, entremezclándolas entonces con el lodo de pasta, la banda de papel o papel formado mediante una serie de técnicas conocidas para hacer el papel más hidrofóbico y aumentar así su resistencia a la permeabilidad por líquidos, tales como el agua. Para aprestar el papel, en la práctica comercial se utilizan ampliamente el Anhídrido Alquenil-succínico (ASA) y el dímero de alquil-ceteno (AKD), pero son sustancias reactivas que se ponen generalmente en la forma de emulsión apropiada mediante un complicado procedimiento de mezclado in-situ. Así pues, existe la necesidad de agentes de apresto que sean más fáciles de utilizar y que muestren una capacidad de apresto comercialmente aceptable.
En una serie de casos, el papel tiene una resistencia en seco relativamente baja en ausencia de aditivos. En muchas aplicaciones, como el embalaje, es a menudo deseable una buena resistencia en seco. Para proporcionar un aumento de la resistencia en seco, en la práctica comercial se utilizan ampliamente polímeros solubles en agua, como la poliacrilamida. Estos polímeros pueden incorporarse convenientemente al papel disolviéndolos en el medio acuoso de procesamiento, es decir, el lodo de pasta. No obstante, para muchas aplicaciones, estos polímeros no proporcionan una resistencia adecuada en húmedo debido a su tendencia a disolverse en agua. En muchas aplicaciones de embalaje es a menudo deseable una buena resistencia en húmedo. Así pues, existe la necesidad de aditivos de polímero que proporcionen una buena resistencia en seco pero que también proporcionen una resistencia aceptable en húmedo.
Muchos de los aditivos poliméricos utilizados comercialmente para proporcionar resistencia en húmedo pueden formar enlaces con el material celulósico o bien formar una estructura polimerizada o en red que no se disuelve totalmente, proporcionando así la denominada resistencia en húmedo "permanente". Ejemplos de resinas con resistencia permanente en húmedo utilizadas habitualmente en la práctica comercial son poliamina-epiclorohidrina, poliamida-epiclorohidrina y poliamina-amida-epiclorohidrina. Pero en algunos casos la resistencia permanente en húmedo no es deseable dado que la naturaleza polimerizada (degradada) de la resina hace que el papel resultante sea más difícil de reciclar. Las resinas denominadas de resistencia en húmedo "temporal" tienen a ser más fáciles de reciclar dado que tienen un grado de resistencia a la humedad que disminuye a lo largo del tiempo cuando se exponen al agua. Un ejemplo de una resina con resistencia temporal a la humedad es la vinilamida glioxalada. Sin embargo, estas resinas pueden ser inapropiadas para aplicaciones en que es deseable una resistencia permanente a la humedad. Así pues, existe la necesidad de resinas con resistencia permanente a la humedad que sean compatibles con el reciclado.
En ausencia de aditivos, el papel es generalmente un material más bien flexible y en consecuencia tiene una rigidez o resistencia a la flexión relativamente bajas, especialmente cuando está húmedo o cuando se expone a humedad cíclica. La industria actualmente reviste el papel con cera para hacerlo más rígido. No obstante, la cera hacer que el papel sea mucho más difícil de reciclar. La presencia de cera tiende a debilitar el papel reciclado y reducir su coeficiente de fricción, teniendo como resultado problemas en la conversión y el manejo. En consecuencia, existe la necesidad de un aditivo y/o revestimiento para papel que sea capaz de proporcionar una resistencia a la flexión mejorada, especialmente en condiciones de humedad, y que sea compatible con el reciclado.
El uso de cualquier aditivo particular puede complicarse también por los requisitos impuestos por el procedimiento. Por ejemplo, los agentes de apresto de tipo ASA se consideran generalmente como compatibles con los procedimientos de apresto alcalino, mientras que muchos otros agentes de apresto no lo son. De igual modo, se utilizan frecuentemente aditivos secundarios para aumentar el rendimiento del aditivo que tiene el efecto primario; por ejemplo, para facilitar la producción de las emulsiones de apresto, al agente de apresto se añaden a menudo emulsionadores. Además, la industria generalmente prefiere procedimientos más compatibles medioambientalmente, es decir, disminuir el nivel de contaminantes producidos durante el procedimiento de fabricación del papel y aumentar el grado en el que puede reciclarse el papel resultante. Por último, las demandas del consumidor cambian frecuentemente, por ejemplo, en los últimos años ha aumentado la demanda de papel compatible con las impresoras de chorro de tinta a medida que dichas impresoras han pasado a ser más ampliamente accesibles. En consecuencia, existe la necesidad de aditivos de polímero que sean generalmente compatibles con los procedimientos y equipos existentes y que sean lo suficientemente versátiles para permitir el cumplimiento futuro de las demandas impuestas por la sociedad y el consumidor.
Se conocen los polímeros hidroxi-fenoxiéter, ver por ejemplo las patentes US nº 6.011.111; nº 5.834.078; nº 5.814.373; nº 5.464.924; y nº 5.275.853; ver también las solicitudes PCT números WO 99/48962; WO 99/12995; WO 98/29491; y WO 98/14498. No obstante, estas descripciones no solucionan los problemas arriba mencionados.
La patente US nº 5.834.078 describe sales de poli(amino-éter) hidroxi-funcionalizadas que son útiles en artículos barrera que protegen materiales sensibles al oxígeno. La Publicación Internacional PCT número 99/48962 describe compuestos de polímero que comprenden polímeros hidroxi-fenoxiéter llenos con rellenos inorgánicos. La adición del relleno puede mejorar una o más propiedades físicas de los polímeros, y los artículos realizados del compuesto pueden utilizarse para una variedad de propósitos, incluidas la construcción y materiales de embalaje. La Publicación Internacional PCT número 99/12995 describe la producción de dispersiones estabilizadas de polímeros hidroxi-funcionales que son útiles para revestimientos que muestran propiedades de barrera al oxígeno y al dióxido de carbono.
Sumario de la invención
Se ha descubierto que los polímeros hidroxi-fenoxiéter pueden utilizarse para dotar al papel de diferentes propiedades deseables, como un aumento del apresto y/o resistencia. Esto beneficia al fabricante de papel proporcionando una nueva categoría de polímeros adecuados para su uso en la fabricación de papel. El fabricante de papel puede utilizar estos polímeros como alternativa a los aditivos existentes para la fabricación de papel, o junto con los mismos. Los fabricantes de productos que contengan papel pueden también beneficiarse teniendo acceso a un nuevo tipo de papel para la incorporación en diferentes artículos fabricados. El consumidor que compra estos productos se beneficia cuando el papel proporciona propiedades mejoradas que aumentan el disfrute del producto por parte del consumidor, o cuando el papel proporciona propiedades adecuadas a un coste aceptable. Por último, se beneficia toda la humanidad cuando la fabricación del papel es más eficiente y menos contaminante, y cuando el producto que contiene papel es reciclable.
Las realizaciones preferidas proporcionan papel que comprende una cantidad de polímero hidroxi-fenoxiéter que es efectivo para dotar al papel de un aumento en el apresto o la resistencia. En una forma de realización más preferida, el polímero hidroxi-fenoxiéter es una polieteramida. En otra forma de realización más preferida, el aumento en la resistencia es un aumento en la resistencia a la tracción en húmedo, resistencia a la tracción en seco, resistencia a la flexión en húmedo o resistencia a la flexión en seco. En otra realización adicional más preferida, el aumento en el apresto es un aumento en el apresto de Cobb, como se manifiesta por una disminución en el valor de Cobb. En otra realización preferida, el papel es fácilmente reciclable.
En otra forma de realización preferida, se proporciona un procedimiento para fabricar papel, que comprende un lodo de pasta o banda de papel, que proporciona una solución o dispersión que comprende un polímero hidroxi-fenoxiéter, entremezclando la solución o dispersión con el lodo de pasta o banda de papel para formar un aditivo, y formando el papel a partir del aditivo, utilizándose el polímero hidroxi-fenoxiéter en una cantidad que sea efectiva para proporcionar al papel un aumento en el apresto o la resistencia. En una realización más preferida, se ajusta el pH del aditivo, para precipitar por lo menos una parte del polímero hidroxi-fenoxiéter y/o para estar en el intervalo de aproximadamente 4 a aproximadamente 7.
En otra forma de realización preferida, se proporciona un procedimiento para revestir el papel, que comprende proporcionar un papel, proporcionar una solución o dispersión que comprende un polímero hidroxi-fenoxiéter, aplicando la solución o dispersión a por lo menos una parte del papel para formar un papel húmedo, y secando el papel húmedo para formar un papel revestido. En una realización más preferida, este procedimiento comprende además la formación de un laminado húmedo poniendo el papel húmedo o el papel revestido en contacto con un material sólido, una segunda solución o dispersión compuesta de un polímero hidroxi-fenoxiéter, o un lodo de los mismos, y secando el laminado húmedo para formar un laminado.
En otra forma de realización preferida, se proporciona un laminado, compuesto de polímero hidroxi-fenoxiéter, por lo menos una capa compuesta de papel, y por lo menos una capa compuesta de un segundo papel o un material sólido distinto del papel.
En otra forma de realización preferida, se proporciona un procedimiento para obtener polímeros reciclados de hidroxi-fenoxiéter de papel compuesto de polímeros hidroxi-fenoxiéter, que comprende: proporcionar un papel compuesto de polímero de hidroxi-fenoxiéter; poner en contacto el papel con una solución acuosa que comprende 1-50% de ácido en peso para disolver por lo menos parcialmente el polímero hidroxi-fenoxiéter y formar una solución acídica de polímero hidroxi-fenoxiéter; separar la solución acídica de polímero hidroxi-fenoxiéter de cualesquiera sólidos presentes, añadiendo una base a la solución de polímero acídico hidroxi-fenoxiéter para formar un precipitado de polímero hidroxi-fenoxiéter; y separar el precipitado de polímero de hidroxi-fenoxiéter.
Estas y otras formas de realización se describen con mayor detalle a continuación.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un gráfico de barras de la resistencia a la compresión de las muestras de papel moldeado en función del espesor de la muestra y la cantidad de polímero hidroxi-fenoxiéter contenida dentro del papel.
La figura 2 es un plano de la carga vs. número de ciclos para 3 muestras de papel moldeado que contienen diferentes cantidades de polímero hidroxi-fenoxiéter.
La figura 3 muestra un ejemplo no limitativo de un diagrama de flujo que ilustra diferentes aspectos de un procedimiento habitual de fabricación de papel.
La figura 4 muestra un diagrama esquemático no limitativo que ilustra diferentes aspectos de una prensa de apresto "de pudelado".
La figura 5 muestra un diagrama esquemático no limitativo que ilustra diferentes aspectos de una prensa dosificadora de apresto.
La figura 6 muestra diagramas esquemáticos no limitativos que ilustran diferentes tipos de revestidores de rodillos.
La figura 7 muestra diagramas esquemáticos no limitativos que ilustran diferentes aspectos de revestidores por cuchilla y de cuchillo de aire.
La figura 8 muestra un diagrama esquemático no limitativo que ilustra diferentes aspectos de un revestidor simple de permanencia breve.
La figura 9 es un diagrama de flujo para un procedimiento preferido de reciclado de papel.
La figura 10 es un diagrama de flujo para un procedimiento preferido de reciclado de papel.
Descripción detallada de las formas de realización preferidas
Las formas de realización preferidas se refieren a un papel compuesto de polímero de hidroxi-fenoxiéter y procedimientos para fabricar dicho papel. El término "papel", como se utiliza en el presente, es un término amplio y se utiliza en su sentido normal para incluir, si que esto represente limitación alguna, todos los tipos de materiales celulósicos procesados o moldeados e incluye así todos los tipos de productos de papel producidos a partir de un lodo de pasta celulósica incluidos, sin limitación, productos intermedios de fibra de papel, productos acabados como hojas finas de papel utilizadas para documentos, libros, periódicos, revistas y similares y clasificaciones más pesadas de papel como cartón, papel de varias capas, laminados de papel, papel satinado, papel ondulado, papel moldeado, y papel utilizado para envases, recipientes para el transporte y similares, sin limitación alguna. La expresión "lodo de pasta", como se utiliza en el presente, es un término amplio y se utiliza en su sentido normal para incluir, sin que esto represente limitación alguna, un lodo acuoso que contenga celulosa o fibra celulósica derivada de un procedimiento de reducción a pasta de una planta o de madera o un procedimiento de reciclado de papel, independientemente de que dicha celulosa se derive de plantas tales como el algodón o de madera dura o madera blanda o combinaciones de las mismas, e independientemente de que el procedimiento o procedimientos de reducción a pasta empleados para proporcionar dicho lodo, sea denominado como un procedimiento mecánico, químico, secundario o un procedimiento híbrido, o si el lodo se deriva de una serie de tipos de procedimientos de reducción a pasta, e independientemente de si se ha blanqueado o no la pasta, o parte de la misma.
La expresión "polímero de hidroxi-fenoxiéter", como se utiliza en el presente, es un término amplio y se utiliza en su sentido normal para incluir, sin que esto represente limitación alguna, un polímero que posea mitades de éter aromático en su cadena central y grupos de hidroxilo dependientes, ver por ejemplo Patente de los Estados Unidos Número 6.011.111. Los polímeros de hidroxi-fenoxiéter preferidos son los siguientes:
(1) poli(amida-éteres) hidroxi-funcionales, que poseen unidades de repetición representadas por cualquier de la Fórmulas Ia, Ib, o Ic:
1
2 
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3 
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(2) poli(hidroxi-amida-éteres) que poseen unidades de repetición representadas por cualquier de las Fórmulas Ia, Ib, o Ic
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4 
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5 
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6 
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(3) poliéteres funcionarizados con amida y con hidroximetilo que poseen unidades de repetición representadas por la Fórmula III:
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7 
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(4) poliéteres hidroxi-funcionales que poseen unidades de repetición representadas por la Fórmula IV:
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8 
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(5) poli(éter-sulfonamidas) hidroxi funcionales que poseen unidades de repetición representadas por la Fórmula Va o Vb:
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9 
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10 
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(6) poli(hidroxi-éster-éteres) que poseen unidades de repetición representadas por la Fórmula VI:
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11 
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(7) polímeros hidroxi-fenoxiéter que poseen unidades de repetición representadas por la Fórmula VII:
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12 
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y
(8) poli(hidroxiamino-éteres) que poseen unidades de repetición representadas por la Fórmula VIII:
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13 
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en la que cada Ar representa individualmente una mitad aromática divalente, una mitad aromática divalente sustituida o una mitad heteroaromática o una combinación de diferentes mitades aromáticas divalentes, mitades aromáticas sustituidas o mitades heteroaromáticas; R es hidrógeno individual o una mitad de hidrocarbilo monovalente; cada Ar_{1} es una mitad aromática divalente o combinación de mitades aromáticas divalentes que llevan grupos de amida o hidroximetil; cada Ar_{2} es igual o diferente que Ar y es individualmente una mitad aromática divalente, mitad aromática sustituida o mitad heteroaromática o una combinación de diferentes mitades aromáticas divalentes, mitades aromáticas sustituidas o mitades heteroaromáticas; R_{1} es individualmente una mitad de hidrocarbileno, por ejemplo una mitad aromática divalente, mitad aromática divalente sustituida, mitad divalente heteroaromática, mitad de alquileno divalente, mitad de alquileno sustituido divalente o mitad de heteroalquileno divalente o una combinación de dichas mitades; R_{2} es individualmente una mitad de hidrocarbilo monovalente; A es una mitad de amina o una combinación de diferentes mitades de amina; X es una amina, un arilendioxi, un arilendisulfonamido o una mitad arilendicarboxi o combinación de dichas mitades; y Ar3 es una mitad "cardo" representada por cualquiera de las Fórmulas:
14 
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15
en las que Y es cero, un enlace covalente, o un grupo de enlace, donde los grupos adecuados de enlace incluyen, por ejemplo, un átomo de oxígeno, un átomo de azufre, un átomo de carbonil, un grupo de sulfonil, o un grupo de metileno o enlace similar: R^{1} y R^{2} son independientemente hidrógeno, halógeno, un hidrocarbilo o hidrocarbilo sustituido, donde el hidrocarbilo es un hidrocarburo monovalente como alquil, cicloalquil, aralquil, o aralquil o aril y el sustituto o sustitutos son una mitad monovalente que es inerte en las reacciones utilizadas para preparar el polímero, y R^{3} es hidrógeno, un hidrocarbilo o hidrocarbilo sustituto donde el hidrocarbilo es como se definió anteriormente y el sustituto o sustitutos son como se definen también previamente. Ejemplos de dichos sustitutos incluyen mitades de hidroxi, ciano y halo. Preferentemente, n es un número entero de aproximadamente 10 a aproximadamente 1000; x es 0,01 a 1,0; e y es 0 a 0,5.
La expresión "predominantemente hidrocarbileno", como se utiliza en la presente, significa un radical divalente que es predominantemente hidrocarburo, pero que contiene opcionalmente una pequeña cantidad de una mitad heteroatómica como por ejemplo oxígeno, azufre, imino, sulfonil, sulfoxil y similares.
Los poli(amida-éteres) hidroxi-funcionales representados en la Fórmula I pueden prepararse mediante la conexión de un N,N'-bis(hidroxifenilamido)alcano o areno con éter de diglicidilo como se describe en las patentes US nº 5.089.588 y nº 5.143.998.
Los poli(hidroxi-amida-éteres) representados en la Fórmula II pueden prepararse mediante la conexión de un bis(hidroxifenilamido)alcano o areno, o una combinación de 2 o más de estos compuestos, como N,N'-bis(3-hidroxifenil)adipadima o N,N'-bis(3-hidroxifenil)glutaramida, con un epihalohidrina como se describe en la patente US nº 5.134.218.
Los poliéteres funcionarizados con amida y con hidroximetilo representados por la Fórmula III pueden prepararse, por ejemplo, mediante la reacción de los éteres de diglicidilo, como el éter de diglicidilo de bisphenol A, con un fenol dihídrico que tiene un amido dependiente, un amida N-sustituida y/o mitades de hidroxialquil, como 2,2-bis(4-hidroxifenil)acetamida y 3,5-dihidroxibenzamida. Estos poliéteres y su preparación se describen en la patente US nº 5.115.075 y nº 5.218.075.
Los poliéteres hidroxi-funcionales representados por la Fórmula IV pueden prepararse, por ejemplo, permitiendo que un éter de diglicidilo o combinación de éteres de diglicidilo reaccionen con un fenol dihídrico o una combinación de fenoles dihídricos utilizando el procedimiento descrito en la patente US nº 5.164.472. Alternativamente, los poliéteres hidroxi-funcionales pueden obtenerse permitiendo que un fenol dihídrico o una combinación de fenoles dihídricos reaccionen con una epihalohidrina por mediante el procedimiento descrito por Reinking, Barnabeo y Hale en la Revista de Ciencia Aplicada de Polímeros, Vol. 7, p. 2135 (1963).
Las poli(éter-sulfonamidas) hidroxi funcionales representadas por la Fórmula V pueden prepararse, por ejemplo, polimerizando una N,N'-dialquil o N,N'-diarildisulfonamida con un éter de diglicidilo como se describe en la patente US nº 5.149.768.
Los poli(hidroxi-éster-éteres) representados por la Fórmula V pueden prepararse haciendo que unos éteres de diglicidilo de diácidos alifáticos o aromáticos, como el tereftalato de diglicidilo, o los éteres de diglicidilo de fenoles dihídricos reaccionen con diácidos alifáticos o aromáticos como el ácido adípico o el ácido isoftálico. Estos poliésteres se describen en la patente US nº 5.171.820.
Los polímeros de hidroxi-fenoxiéter representados en la Fórmula VII pueden prepararse, por ejemplo, mediante la conexión de por lo menos un monómero dinucleofílico con por lo menos un éter de diglicidilo de un cardo-bisfenol, por ejemplo un 9,9-bis(4-hidroxi-fenil)fluoreno, fenolftaleína, o fenolftalimidina o cardo-bisfenol sustituido, por ejemplo un bis(hidroxifenil)fluoreno, un fenolftaleína sustituida o un fenolftalimidina sustituida en condiciones suficientes para provocar que las mitades nucleofílicas del monómero dinucleofílico reaccionen con las mitades epoxy para formar una cadena central de polímero que contenga mitades hidroxi dependientes y enlaces con éter, imina, amino, sulfonamido o éster. Estos polímeros hidroxi-fenoxi-eter se describen en la patente US nº 5.814.373.
Los poli(hidroxiamino-éteres) (``PHAE o polieteraminas) representados por la Fórmula VIII pueden prepararse mediante la conexión de uno o más éteros de diglicidil o fenol dihídrico con una amina que posea dos hidrógenos de amina, en condiciones suficientes para provocar que las mitades de amina reaccionen con las mitades epoxy para formar una cadena central que posea enlaces de amina, enlaces de éter y mitades de hidroxilo dependientes. Ejemplos de polímeros de este tipo se describen en la patente US nº 5.275.853.
Los materiales fenoxi-termoplásticos apropiados para su uso en las relaciones preferencias incluyen los disponibles comercialmente en Phenoxy Associates, Inc. Estos polímeros hidroxi-fenoxiéter son preferentemente los productos de reacción de la condensación de un fenol polinuclear hídrico, como el bisphenol A, y una epihalodrina y tienen unidades de repetición representadas por la fórmula IV donde Ar es una mitad de difenileno de isopropileno. Un procedimiento para preparar estos polímeros se describe en la patente US nº 3.305.528.
Los termoplásticos del tipo fenoxi de las Fórmulas I-VIII pueden obtenerse comercialmente de Dow Chemical company (Midland, Michigan, EE.UU.). Los polímeros hidroxi-fenoxiéter más preferidos son los poli(éteros-hidroxiamino) (``PHAE o polieteraminas) representadas por la Fórmula VIII, como XU19040.00L o BLOX 0005 disponibles en The Dow Chemical Company.
La cantidad de polímero hidroxi-fenoxiéter en el papel de las realizaciones preferidas se selecciona generalmente para tener el efecto de proporcionar al papel con una propiedad deseada, como un aumento del apresto y/o resistencia. Las cantidades preferidas de polímero hidroxi-fenoxiéter en el papel pueden estar en el intervalo de 0,01% a aproximadamente el 50%, más preferentemente aproximadamente 0,1% a aproximadamente 25%, incluso más preferentemente entre 0,5% y entre 20%, más preferentemente entre 1% y entre 10%, en peso basado en el peso total del papel, dependiendo de la aplicación particular y el grado de apresto, resistencia u otra propiedad deseada.
El polímero hidroxi-fenoxiéter utilizado en los procedimientos y materiales descritos en el presente pueden comprender material virgen, reciclado o material post-consumidor o una combinación de ambos. Se ha observado que el uso del polímero hidroxi-fenoxiéter reciclado en los materiales, productos, y procedimientos descritos a continuación tiene como resultado una pequeña reducción de las propiedades ventajosas que se derivan de la inclusión del polímero hidroxi-fenoxiéter, si es que ocurre ciertamente una reducción. Como tal, se pretende que el polímero hidroxi-fenoxiéter que comprende parte o la totalidad de polímero reciclado se utilice opcionalmente en cualquiera de los procedimientos descritos a continuación, se mencione o no específicamente la opción de su uso en cualquier ejemplo dado o descripción.
El término "apresto", como se utiliza en la presente memoria, es un término amplio y se utiliza en su sentido normal para incluir, sin que esto represente limitación alguna, la resistencia a la penetración por un líquido. El líquido en cuestión puede ser de naturaleza acuosa u orgánica. Para un líquido concreto, puede evaluarse cualitativamente el apresto observando la medida y porcentaje en que una gota de líquido se extiende en el papel después de haber situada sobre la superficie del papel, por ejemplo midiendo el porcentaje de extensión en función del tiempo. Para evaluar el apresto, pueden utilizarse varios tipos de agua, grasa y líquidos acuosos, dependiendo de la aplicación prevista para el papel. Por ejemplo, en una aplicación de embalaje que incluya un alimento grasoso o aceitoso, puede ser apropiado el uso de la grasa o aceite en cuestión, mientras que el zumo de naranja, leche o agua pueden ser fluidos de ensayo más apropiados en situaciones donde es conveniente la resistencia a dichos líquidos. El ensayo de Cobb evalúa el apresto en términos de la cantidad de líquido absorbida por el papel a lo largo de un intervalo definido de tiempo y se informa normalmente como el peso del líquido absorbido en unidades de gramos de líquido por metro cuadrado de papel. Es un procedimiento bien definido para los entendidos en la técnica, véase por ejemplo TAPPI T 441 om-90 (1990). Cuando menor
sea el valor de Cobb, mejor es el apresto, y una disminución en el valor de Cobb representa un aumento en el apresto.
Existen también ensayos de apresto cuantitativo para la resistencia al aceite y la grasa. Para el aceite, estos incluyen el Ensayo con el Kit de 3M, que es idéntico al Procedimiento Util TAPPI 557. Consiste en probar el papel con gotitas de mezclas cada vez más agresivas de aceite de ricino, tolueno y heptano para determinar la resistencia a las manchas. Números más altos del Kit indican una mejor resistencia al aceite y la grasa. Para la grasa, estos incluyen el Procedimiento de Ensayo TAPPI T 454 om-89 (ensayo de trementina para la resistencia del papel a la grasa). Este ensayo consiste en exponer la superficie de la hoja a arena saturada con trementina coloreado durante diferentes períodos de tiempo. Mayores períodos de exposición sin coloración indican una mejor resistencia a la grasa. Los papeles preferidos contienen polímero de hidroxi-fenoxiéter en una cantidad que es efectiva para proporcionar al papel una mejor resistencia al agua, aceite y/o grasa, cuando se compara con un papel similar.
Cuando se evalúa la resistencia al agua, un papel preferido tiene un aumento en el apresto que se manifiesta como una disminución en el valor Cobb de aproximadamente 5% o más, cuando se compara con un papel similar. Cuando se evalúa la resistencia al aceite, un papel preferido tiene un aumento en el apresto que se manifiesta como un aumento en el valor Kit de aproximadamente uno o más, cuando se compara con un papel similar. Cuando se evalúa la resistencia a la grasa, un papel preferido tiene un aumento en el apresto que se manifiesta como un aumento en el valor del ensayo de trementina de aproximadamente 5% o más, cuando se compara con un papel similar. Como se utiliza en el presente, un "papel similar" no contiene polímero de hidroxi-fenoxiéter, pero es todos los demás aspectos del significado, esencialmente idéntico al papel que contiene polímero de hidroxi-fenoxiéter, que es el objeto del ensayo. Por ejemplo, si un papel similar tiene un valor de Cobb de 100g/m^{2}, entonces un papel que tiene un aumento en el apresto que se manifiesta como una disminución en el valor de Cobb de aproximadamente el 5% o más, tiene un valor Cobb que es (100 - (100 x 0,05)) = 95 g/m^{2} o inferior. Preferentemente, el papel tiene un valor Cobb de 100 g/m^{2} o inferior, más preferentemente 40 g/m^{2} o inferior.
Pueden utilizarse otros ensayos para evaluar el apresto. Por ejemplo, los entendidos en la técnica tienen conocimiento del conocido Ensayo de Apresto Hercules (HST), que es el Ensayo de Apresto Procedimiento de Ensayo TAPPI T530 pm-89 para papel mediante la resistencia a la tinta (procedimiento Hércules), y seleccionarán el ensayo que sea más apropiado de acuerdo con los principios entendidos por los entendidos en la técnica.
El polímero hidroxi-fenoxiéter puede incorporarse al papel mediante los diferentes procedimientos descritos en el presente para proporcionar al papel con un aumento en la resistencia. El término "resistencia" como se utiliza en el presente es un término amplio y se utiliza en su sentido normal para significar, sin limitación alguna, la resistencia a la ruptura o la deformación bajo una carga aplicada. Puede incluir una o más de las siguientes y puede medirse la resistencia a la tracción en seco o en húmedo, la resistencia a la compresión, la resistencia al desgarre, la resistencia al estallido, la rigidez (coeficiente de flexión, también denominado en el presente resistencia a la flexión), absorción de la energía de flexión, (TEA), resistencia superficial, resistencia a la abrasión, resistencia al plegado, y resistencia de la unión entre capas. Preferentemente, el papel tiene un aumento de la resistencia a la tracción en seco y/o un aumento de la resistencia a la tracción en húmedo de aproximadamente el 5% o más, más preferentemente el 10% o más. Preferentemente, el papel tiene un aumento de la resistencia (o coeficiente) de flexión y/o un aumento de la resistencia (o coeficiente) de flexión en húmedo de aproximadamente el 5% o superior, más preferentemente el 10% o superior. En una realización preferida particular, el papel ondulado tiene un aumento de la resistencia a la flexión en húmedo de aproximadamente el 5% o superior, más preferentemente el 10% o superior. Este aumento en la resistencia a la flexión en húmedo del papel ondulado puede conseguirse mediante la incorporación del polímero de hidroxi-fenoxiéter al papel de capas y/o papel ranurado con el que se realiza el papel ondulado. La magnitud de un aumento en la resistencia puede determinarse en comparación con un papel similar como se define anteriormente, utilizados procedimientos de ensayo bien conocidos por los entendidos en la técnica.
El polímero de hidroxi-fenoxiéter puede utilizarse también para mejorar la productividad del procedimiento de fabricación de papel. Preferentemente, el polímero de hidroxi-fenoxiéter se incorpora a una banda de papel húmedo en una cantidad efectiva para aumentar la resistencia de la banda en húmedo. Más preferentemente, este aumento en la resistencia de la banda en húmedo tiene como resultado una disminución de las roturas lineales en el extremo húmedo de la máquina, teniendo como resultado un aumento de la productividad de la fábrica de papel.
Para alimentos tales como alimentos cocinados, es a menudo conveniente que el envase tenga un cierto grado de "respirabilidad" o permeabilidad a fin de permitir que la humedad contenida cambie en una cantidad que sea efectiva para conservar su frescura y las calidades crujientes. No obstante, si el envase es totalmente permeable puede tener lugar un menor período de caducidad del producto cocinado. Se ha observado que puede ajustarse la permeabilidad del papel o cartón controlando la cantidad de polímero de hidroxi-fenoxiéter incorporado al mismo. En relación con el papel similar como se define anteriormente, el papel muestra preferentemente una menor permeabilidad a gases como el oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, y/o vapor de agua, Más preferentemente, la cantidad de polímero de hidroxi-fenoxiéter en el papel es efectiva para permitir los grados deseados de permeabilidad al gas, dependiendo de la aplicación particular. Por ejemplo, para algunas aplicaciones de envases para alimentos y distintos de alimentos, como resma o envoltorio en rollo, se prefieren frecuentemente niveles relativamente altos de resistencia a la humedad (vapor de agua) y transmisión de vapor, y puede obtenerse incorporando polímero de hidroxi-fenoxiéter. La permeabilidad al vapor de agua puede medirse por el Procedimiento de Ensayo TAPPI T 523 om-93, medición dinámica de la transferencia de vapor de agua a través de los materiales de lámina. Los resultados se informan normalmente en unidades de gramos por metro cuadrado al día (gsm/día). Los valores preferidos tienden a depender de la aplicación, por ejemplo aproximadamente 15 gsm o menos para cajas de repostería, aproximadamente 10 gsm o menos para papel de resma, y aproximadamente 5 gsm o menos para cajas de detergente. La permeabilidad al oxígeno puede medirse mediante un instrumento Mocon en unidades de centímetros cúbicos por metro cuadrado al día (cm^{3}/m^{2}/día). Los valores preferidos tienden a depender de la aplicación, por ejemplo aproximadamente 250 cm^{3}/m^{2}/día o menos para mantener cajas frescas, aproximadamente 200 cm^{3}/m^{2}/día o menos para papel para bolsas, y aproximadamente 100 cm^{3}/m^{2}/día o menos para papel de barrera.
El papel descrito en la presente memoria puede configurarse, procesarse o incorporarse en artículos semiacabados o acabados como papel para escritura, papel para dibujo, toallas de papel, pañuelos, recipientes (por ejemplo bolsas de papel, cajas de papel, cajas de cartón, tubos de envío por correo, carpetas archivadoras), papel fotográfico, papel brillante, cartón, cartón ondulado, pañales desechables, etiquetas adhesivas, estructuras de panal (por ejemplo estructuras celulares que poseen células abiertas o cerradas de una o más formas, incluida sin limitación hexagonal, poligonal, y/o formas redondeadas), papel de lija, y material de embalaje, por procedimientos y procedimientos conocidos generalmente para los entendidos en la técnica.
En una forma de realización preferida, se proporciona un procedimiento para fabricar papel. Un procedimiento preferido incluye la fabricación de papel utilizando una cantidad de un polímero de hidroxi-fenoxiéter que sea efectivo para dotar al papel de un aumento en el tamaño o la resistencia. El polímero de hidroxi-fenoxiéter puede incorporarse al papel en cualquier punto o puntos adecuados durante el procedimiento de fabricación del papel o mediante el tratamiento o revestimiento del papel formado.
En la Figura 3 se ilustra un ejemplo ilustrativo no limitativo de un diagrama de flujo para un procedimiento normal de fabricación de papel. La Figura 3 también identifica el equipo utilizado en las diferentes etapas del procedimiento. En dicho procedimiento, en un hidrodisgregador pueden reducirse a pasta fardos de madera seca o papel de desecho para formar un lodo de pasta (dispersión de fibra 300) con una consistencia en el intervalo de aproximadamente 2 a aproximadamente 30%, dependiendo del triturador y el procedimiento de fabricación. La pasta puede entonces refinarse para mejorar las propiedades de resistencia y enlace del material celulósico. El refinado puede efectuarse en un intervalo de consistencias dependiendo de los refinadores utilizados y en consecuencia pueden incluir la dilución del lodo de pasta. Después del refinado, el lodo de pasta se tamiza y limpia para retirar impurezas, y después se pasa a los depósitos de mezclado donde se realizan las adiciones químicas. Este es un punto donde el polímero de hidroxi-fenoxiéter puede entremezclarse con el lodo de pasta.
Normalmente, la siguiente etapa de la fabricación de papel es la formación de láminas y el procedimiento de drenaje 310. El procedimiento de formación de lámina consiste apropiadamente de siete secciones distintas: Caja de cabeza (o caja de flujo), sección de cinta sin fin, sección de prensa, sección de secado, prensa de apresto, calendario y elevador. La caja de cabeza es una caja de recolección para diluir el lodo de pasta. Una apertura estrecha que corre a lo largo de la anchura de la caja permite que el lodo de pasta fluya hacia el cinta sin fin, distribuyéndose el material uniformemente en toda la anchura de la máquina de papel. La cinta sin fin es a menudo una cinta transportadora de malla plástica tejida y a medida que el lodo de pasta fluye desde la caja de flujo al cinta sin fin, se escurre el agua inicialmente por la gravedad y después se le ayuda por la aspiración para dejar una banda de papel sobre la cinta sin fin. Este es un punto donde puede entremezclarse la solución o dispersión de polímero de hidroxi-fenoxiéter con la banda de papel, por ejemplo mediante la pulverización en la banda. La cantidad del polímero arrastrado en la banda depende normalmente de la temperatura y el contenido de humedad en la banda, el contenido de sólidos y la viscosidad de la solución o dispersión de polímero, la velocidad de la máquina y la presión de los rodillos en la sección de prensa.
En la sección de prensa 320, la banda de papel, soportada normalmente en una correa sin fin, pasa a través de una serie de rodillos, que tienden a consolidar la banda y retirar más agua. La banda entonces pasa a la sección de secado 330, que consiste de un gran número de "cápsulas" o cilindros calentados para evaporar el agua restante. El apresto de superficie 340 puede efectuarse con una prensa de apresto, que podría colocarse parte en la sección de secado, y es otro punto donde la solución o dispersión de polímero de hidroxi-fenoxiéter puede entremezclarse con el papel húmedo o la banda de papel. Después de la sección de secado 350, en muchas máquinas hay una pila de calandria 360. Aquí una serie de rodillos pulidos consolidan y pulen o abrillantan la superficie del papel, proporcionando un acabado liso. Puede utilizarse también el apresto con calandria para aprestar el papel con el polímero de hidroxi-fenoxiéter. Por último, el papel acabado se enrolla en el carrete 370 para el transporte a un procesamiento adicional o para su corte en carretes más pequeños o láminas individuales.
El procedimiento de fabricación de papel también ofrece la posibilidad de la aplicación del polímero de hidroxi-fenoxiéter a un papel de una capa o de varias capas. El papel multi-capa puede fabricarse con el laminado de polímero entre las capas o, como en el caso de capas individuales, con el polímero contenido a través de toda la lámina de papel. El papel multi-capa y cartón ofrece una buena versatilidad de producto especialmente con la aplicación del polímero de hidroxi-fenoxiéter. El papel/cartón puede fabricarse con las capas realizadas del mismo lodo de pasta y con el mismo peso base, o las capas pueden ser de diferentes lodos de pasta y/o tienen diferentes pesos bases. Las láminas multi-capa están realizadas generalmente en una manera similar a las láminas de capa individual, pero cada capa tiene a tener su propia caja de cabeza y sección de cinta sin fin reuniéndose las dos o más capas en la sección de prensa para la consolidación y el enlace. El entremezclado del polímero de hidroxi-fenoxiéter puede mejorar este enlace, por ejemplo proporcionado un aumento de la resistencia del enlace de capa, y puede aumentar las propiedades de resistencia y elasticidad del papel o cartón.
El término "moldeado" como se utiliza en el presente, es un término amplio y se utiliza en su sentido normal para incluir, sin limitación, varios procedimientos para moldear el papel o los lodos de pasta concentrada para adoptar formas deseadas como láminas u objetos tridimensionales. Los productos derivados de estos procedimientos pueden denominarse en el presente como productos "moldeados". Por ejemplo, el moldeado de pasta puede utilizarse para realizar el papel de las realizaciones preferidas. Como ejemplo del moldeo de pasta, también conocido como moldeado por inmersión, se forma un molde de cinta sin fin en la forma del objeto en cuestión, por ejemplo, un cartón para huevos. La unidad de molde se conecta a una fuente de vacío con un separador o trampilla intermedia, de manera que cuando el molde se sumerge en un lodo de pasta, el agua se extrae a través de la cinta sin fin y deposita una banda de papel en la superficie de la cinta sin fin en la forma del objeto. Cuando se consigue en molde un espesor suficiente de material celulósico, el molde se retira del lodo de pasta y el aire puede entonces retirarse a través de la banda húmeda para secarla parcialmente. La forma conformada se transfiere entonces a un soporte y se seca por ejemplo mediante el paso a través de un horno, unidad de secado por infrarrojos o sistema de secado similar para producir el artículo final. En algunos casos, por ejemplo la producción de recipientes lisos y satinados, el artículo húmedo puede insertarse en un troquel pulido y expandirse contra las paredes calentadas del troquel mediante una vejiga de goma inflable. La vejiga puede entonces desinflarse y retirarse la pieza del troquel para el secado final.
El polímero de hidroxi-fenoxiéter puede añadirse al lodo de pasta antes del moldeo, al igual que puede añadirse al lodo de pasta antes del conformado en una máquina de papel. Alternativamente, puede añadirse mediante impregnación del artículo secado, sumergiéndolo en una solución o dispersión de polímero con o sin la aplicación de presión o vacío al artículo para empujar al polímero al interior de la masa celulósica. A continuación, el artículo puede secarse de la manera habitual para dar al producto propiedades superiores, por ejemplo una mejor resistencia al agua y al aceite, una mejor rigidez y una mejor resistencia a la compresión y la torsión.
En las formas de realización preferidas, el polímero de hidroxi-fenoxiéter se incorpora al papel mediante el entremezclado con el lodo de pasta, la banda de papel o la lámina de papel húmedo en la máquina de papel o de cartón, capas de papel conformado para formar laminados de carón o papel multi-capa, el papel o la banda de papel, mediante la adición en superficie en la prensa de apresto, papel o cartón por un revestimiento de superficie en la máquina o fuera de ella en otro procedimiento, etc. El término "entremezclado" como se utiliza en el presente, es un término amplio que se utiliza en su sentido normal para incluir, sin limitación alguna, todas las maneras de aplicar, mezclar, revestir y/o pulverizar el polímero de hidroxi-fenoxiéter (o mezcla que contenga el polímero) con o en el material celulósico para formar un aditivo que comprende el polímero y el material celulósico. Así pues, el aditivo resultante puede ser, pero no necesita ser, una mezcla física heterogénea u homogénea de material celulósico y polímero de hidroxi-fenoxiéter. El aditivo puede tener la naturaleza de una capa o revestimiento de polímero de hidroxi-fenoxiéter en el material celulósico. El término "material celulósico" como aquí se utiliza, es un término amplio que se utiliza en su sentido normal para incluir, sin limitación alguna, todas las maneras de composiciones que contengan celulosa, incluido el lodo de pasta, la banda de papel que se forma durante el procedimiento de fabricación del papel, el lodo de pasta concentrado utilizado en el procedimiento de moldeo de pasta, papel húmedo, y papel seco.
En una forma de realización preferida, el papel se fabrica mediante un procedimiento que comprende proporcionar un lodo de pasta o banda de papel, proporcionar una solución o dispersión que comprende un polímero de hidroxi-fenoxiéter, entremezclando la solución o dispersión con el lodo de pasta o banda de papel para formar un aditivo, y formar el papel a partir del aditivo, utilizándose el polímero de hidroxi-fenoxiéter en una cantidad que sea efectiva para dotar al papel de un aumento en el apresto o la resistencia. Para el apresto, las cantidades preferidas de polímero pueden estar en el intervalo comprendido entre 0,01% y entre 10%, más preferentemente cerca de 0,1% a cerca del 5% en peso basado en el peso total del papel. Para la resistencia, las cantidades preferidas de polímero pueden estar en el intervalo de cerca del 0,1% a cerca del 50%, más preferentemente cerca del 1% a cerca del 30% en peso basado en el peso total del papel. En formas de realización más preferidas, el polímero de hidroxi-fenoxiéter se entremezcla con el material celulósico mediante la formación de una solución o dispersión compuesto del polímero, y añadiéndolo al lodo de pasta, banda de papel o papel conformado mediante técnicas preferidas como el mezclado mecánico con el lodo de pasta acuosa (con o sin ajuste de pH) y/o pulverización o revestimiento de la banda de papel o papel
conformado.
El polímero de hidroxi-fenoxiéter puede también aplicarse en un procedimiento de revestimiento de espuma. Por ejemplo, una espuma compuesta de polímero de hidroxi-fenoxiéter puede ser "metida" entres dos o más capas de papel para producir una estructura laminada. La impregnación de una lámina secada previamente hace un uso más eficiente de las propiedades de enlace natural del material celulósico y permite algún control de la distribución del polímero a través del espesor de la lámina. Esto puede realizarse bien en la prensa de apresto o como un procedimiento fuera de línea.
Los polímeros hidroxi-fenoxiéter son solubles en ácido acuoso y dichas soluciones de polímero pueden entremezclarse con el material celulósico. Un ejemplo de un polímero preferido es polieteramina. Un polímero más preferido está disponible en Dow Chemical con el nombre comercial BLOX®. Puede prepararse una solución de polímero mediante la agitación del polímero de hidroxi-fenoxiéter en una solución de agua con ácido, preferentemente ácido acético o fosfórico. La solución de polímero resultante puede entremezclarse con material celulósico para formar un aditivo. El aditivo puede entonces procesarse de la manera habitual para retirar eventualmente el exceso de agua y formar el papel. En una realización preferida, la concentración de ácido en la solución de polímero está preferentemente en el intervalo de cerca del 5%-20%, más preferentemente cerca del 5%-10% en peso basado en el peso total. En otras realizaciones preferidas, la concentración de ácido puede estar por debajo de aproximadamente el 5% o por encima de aproximadamente el 20% dependiendo del tipo de polímero y su peso molecular. La cantidad de polímero disuelto en una realización preferida es aproximadamente de 0,1% a aproximadamente el 40%. Para la aplicación en el extremo húmedo se prefiere una solución de polímero uniforme y de flujo libre. Más preferentemente, se prepara una solución con un 10% de polímero mediante la disolución del polímero en una solución de ácido acético a 90ºC y mientras está aún caliente, la solución se diluye con un 20% de agua destilada para dar una solución de polímero al 8%. Con concentraciones más elevadas de polímero, la solución de polímero tiende a ser más viscosa.
Una solución de polímero puede neutralizarse opcionalmente mediante la adición de una base antes o después del entremezclado con material celulósico para precipitar el polímero, formando una dispersión de polímero. Puede formarse también una dispersión de polímero entremezclando las pequeñas partículas de polímero con un líquido, preferentemente un líquido acuoso y preferentemente mediante técnicas de mezclado de elevado cizallamiento conocidas para los entendidos en la técnica. Dependiendo de las características específicas del procedimiento utilizado para formar el papel, puede ser conveniente que la solución o dispersión de polímero posea unas determinadas cualidades como un grado particular de disolución/precipitación, un tamaño de partícula de precipitado mayor o menor, o un pH en un determinado intervalo. Estas propiedades pueden, en parte, controlarse mediante el grado de neutralización, la manera en que se efectúa la neutralización, y el lugar en el procedimiento en que se efectúa la neutralización,
La neutralización se realiza preferentemente mediante la adición de un material de base fuerte (alcalino) tal como sosa cáustica (hidróxido de sodio), o hidróxido de potasio, al medio que contiene el polímero. Puede utilizarse el grado de neutralización para controlar el grado de precipitación del polímero de la solución, aumentando el grado de precipitación a medida que se utiliza más álcali. Si se añade suficiente álcali, la solución eventualmente se convierte en una dispersión de partículas de polímero en la solución. No es necesario que se neutralicen totalmente la solución o el aditivo antes del procesamiento; puede neutralizarse parcialmente. Un grado más elevado de neutralización puede ser conveniente en algunas realizaciones, dado que puede haber un grado mayor de adhesión entre los materiales de polímero y celulósicos, cuando se han agregado moléculas de polímero hasta el punto de no disolverse ya. Así pues, en realizaciones preferidas, el procedimiento de fabricar papel comprende el ajuste del pH del aditivo para precipitar por lo menos una parte del polímero de hidroxi-fenoxiéter, más preferentemente en presencia del material celulósico antes de formar una banda. Más preferentemente, el procedimiento comprende ajustar el pH del aditivo para estar en el intervalo de aproximadamente 4 a aproximadamente 7.
La manera en que se efectúa la neutralización puede afectar también al resultado. Si el álcali utilizado para la neutralización se añade lentamente, la dispersión que forma tiende a ser bastante uniforme y de un tamaño de partícula de moderado a pequeño. Por otro lado, si se añade rápidamente la totalidad del álcali, la dispersión que forma tiende a tener una mayor variedad de tamaños de partícula así como a tener más partículas de mayor tamaño en comparación con el material neutralizado lentamente. En consecuencia, puede utilizarse la velocidad de la adición del álcali para promover un tamaño particular de partícula o una distribución de partícula por tamaño. Preferentemente, la dispersión tiene un número de tamaño de partícula medio de aproximadamente 500 micrómetros o menos, más preferentemente 100 micrómetros o menos, más preferentemente 10 micras o menos.
La precipitación/neutralización puede tener lugar antes de entremezclar la solución/dispersión de polímero con el material celulósico, o puede realizarse mientras que el polímero está en contacto con el material celulósico. También, puede ser conveniente efectuar la neutralización en un punto particular en el procedimiento por razones que incluyen, pero sin limitación alguna, el minimizado o maximizado de la duración de tiempo que toma un procedimiento particular, la optimización de la viscosidad del medio en uno o más lugares en el procedimiento, o impedir que un cierto equipo quede expuesto al material que caiga por encima o por debajo de un pH particular. Los materiales que tienen un pH alto o bajo pueden corroerse, disolverse, o dañar o degradar cierto equipo o materiales utilizados en el procedimiento de fabricación de papel. Las dispersiones no tienden a ser de flujo libre como soluciones de polímero, y esta diferencia puede ser más notable si el material celulósico está ya en contacto con el polímero.
Preferentemente, el polímero se añade bien en la etapa de preparación del lodo de pasta o bien en la etapa de formación de banda. En la etapa de preparación del lodo de pasta, el polímero y la base (preferentemente hidróxido de potasio o sodio) pueden añadirse conjuntamente, mientras que en la etapa de formación de la lámina húmeda, el polímero se añade preferentemente después de la base. El punto más preferido de la adición del polímero depende de la viscosidad de la solución de polímero, su potencial de retención y enlace en diferentes consistencias de pasta (la consistencia en la etapa de preparación del lodo de pasta tiende a ser mayor que en la etapa de formación de banda) y el procedimiento de operación de la máquina de papel.
Normalmente se prefiere una retención máxima del polímero en el material celulósico para minimizar la pérdida de polímero. La retención se maximiza preferentemente en el punto isoeléctrico y disminuye a medida que se baja el pH. Aunque la retención puede ser menor en valores bajos de pH, tanto la resistencia en húmedo como en seco tiende a ser alta. A medida que se aumenta el pH la resistencia tiende a disminuir debido a la formación agregada y después tiende a aumentar de nuevo a medida que aumenta la retención de polímero. Preferentemente, se cargan opuestamente las partículas de polímero y el material celulósico a fin de obtener una buena retención. Para ayudar la precipitación del polímero, puede añadirse un coadyuvante catiónico o amfotérico en la superficie el material celulósico y ajustando el pH al punto electroquinético en el que se deposita preferentemente el polímero. Los ejemplos de dichos coadyucantes incluyen alumbre, aluminatos de sodio, sales de zirconio, poliaminas, poli(cloruro de dialildimetilammonio) (poliDADMAC), poli(etilenimina) (PEI), polímeros de diamina- y dicianoamia, copolímeros de poliacrilamida, almidones catiónicos, resinas poliamida-epiclorohidrina, y resinas aminoplásticas.
El papel puede formarse mediante el entremezclado de una solución o polímero con una banda de papel o papel formado. En la técnica se conocen varios procedimientos. Por ejemplo, puede pulverizarse una solución o dispersión de polímero en uno o más lados de la banda o papel. Otros procedimientos incluyen: aplicar un revestimiento de dispersión o solución en uno o más lados de la banda o papel; revestimiento o impregnación mediante la colocación de la dispersión o solución en uno o más lados del papel o banda y permitiendo que la gravedad, presión o vacío atraigan el papel hacia el polímero; y utilizar la tecnología de presión de apresto, como se conoce en la técnica, para revestir un papel o banda con una dispersión o solución de polímero. Como se describió anteriormente, la aplicación de la solución o dispersión puede realizarse con o sin neutralización, y si se emplea la neutralización, como se prefiere en la presente, puede ser parcial o completa y puede tener lugar en cualquier etapa en el procedimiento.
Se emplean preferentemente procedimientos de molino o adición al extremo húmedo que incluyen la adición de la solución de polímero al lodo de pasta, teniendo preferentemente un resultado en el pH comprendido entre 4 y 5, añadiendo después un álcali, preferentemente NaOH, para llevar el pH sobre 6 y precipitar el polímero en el material celulósico. El polímero, preferentemente la solución de polímero, puede añadirse también al bucle diluido, preferentemente en la válvula de pesada de la base, junto con el álcali en el agua de la bandeja, preferentemente NaOH, para controlar que el pH en la caja de cabeza esté en el intervalo de aproximadamente 6,0 a aproximadamente 6,5.
En el procedimiento de saturación de banda húmeda, que puede utilizarse para la adición de polímero a la banda en una concentración relativamente elevada (por ejemplo 35-50% del peso total), el procedimiento incluye preferentemente tres estrategias: la retirada de agua mediante la presión en húmedo; la saturación de polímero de la banda húmeda mediante fuerzas capilares e hidrostáticas; y la redistribución y retirada del exceso de polímero.
Los factores que influyen en la consolidación de banda y el porcentaje de polímero en la banda incluyen la capacidad de la banda para absorber polímero, el porcentaje de penetración del polímero en la banda y la presión en húmedo de la banda a un nivel de secado (preferentemente <50%) antes de saturación con el polímero.
Pueden añadirse componentes adicionales a la solución o dispersión de polímero de hidroxi-fenoxiéter para mejorar las propiedades de embalaje y/o aspecto del papel. Se prefieren dos categorías de aditivos, ayudas de procedimiento y aditivos de producto. Ejemplos de ayudas de procedimiento son, como modificadores de la reología o espesantes, lubricantes de calandria, y biocidas. Ejemplos de aditivos de producto son agentes de abrillantado óptico, agentes de polimerización, plastificantes, colorantes, rellenos, agentes anti-estáticos, agentes anti-deslizantes o anti-adherencia, y piro-retardantes. Pueden añadirse al polímero otros materiales, por ejemplo, plásticos, metales, madera, cerámica, minerales, vidrio, carbón, etc., en diferentes formas, por ejemplo, fibras largas, fibras cortas, fibras tejidas, polvo, etc. y pueden añadirse u ocupar el lugar de materiales celulósicos. Pueden utilizarse aditivos de procedimiento para mejorar la eficiencia de las operaciones de revestimiento, por ejemplo controlando el peso y la uniformidad del revestimiento o previniendo el ataque microbiano. Pueden utilizarse los aditivos de producto para mejorar el resultado del producto. Por ejemplo, los agentes de polimerización tienden a aumentar la rigidez y resistencia al agua del producto. Incluyen materiales como el aminoplasto, epihalohidrina o resinas glioxales e inorgánicos como compuestos de zirconio. Los plastificantes pueden incluir resinas acrílicas o vinílicas de baja T_{g} (temperatura de transición de vidrio) para mejorar las propiedades de flexión.
El orden y modo de adición de los ingredientes se controla preferentemente para evitar la precipitación del polímero de hidroxi-fenoxiéter de la solución o aumentos repentinos en la viscosidad. Se utiliza preferentemente un mezclador de elevado cizallamiento, pero conviene llevar preferentemente precaución para evitar el cizallamiento del polímero hasta un punto en que se reduzcan la viscosidad y efectividad del revestimiento. Los aditivos deberán ser también compatibles con la naturaleza acídica de la dispersión o solución.
Para el entremezclado pueden utilizarse tanto las prensas de apresto estándar "de pudelado" como las prensas dosificadoras de apresto. Las prensas de apresto de pudelado se utilizan preferentemente en máquinas de papel más lentas y tienden a dar mejoramientos en la resistencia junto con resistencia al aceite y la grasa. En la Figura 4 se ilustra un diagrama esquemático no limitante que describe varios aspectos de una prensa 400 de apresto "de pudelado" habitual. En dicha prensa de apresto de pudelado, una banda de papel 410 se alimenta entre un rodillo 420 cubierto de caucho y un rodillo duro 430, por medio de rodillos de giro 440 y 445, y se suministra un compuesto de apresto por medio de pulverizadores 450, formando un pudelado 460 entre la banda de papel 410 y el rodillo cubierto de caucho 420.
La prensa dosificador de apresto tiende a dar una menor penetración, en consecuencia un menor mejoramiento de la resistencia pero una mayor formación de película y características de barrera. Se utilizan a menudo en máquinas de mayor tamaño, de mayor velocidad. En la Figura 5 se ilustra un diagrama esquemático no limitante que describe varios aspectos de una prensa 500 dosificadora de apresto. En dicha prensa dosificadora de apresto, una banda de papel 510 se alimenta entre un rodillo 520 y un rodillo 530, por medio de un rodillo de giro 540 y un giro 545 de aire, y un compuesto de apresto se aplica al rodillo duro 530 mediante el cabezal de revestimiento 550, y también al rodillo 520 cubierto de caucho mediante el cabezal de revestimiento 551, suministrando el apresto a la banda de papel 510 dichos rodillos 530 y 520 al girar. El rodillo 520 y el rodillo 530 están preferentemente revestidos con un elastómero, siendo el elastómero en el rodillo 520 preferentemente más suave que el elastómero en el rodillo 530. El tratamiento de prensa de apresto puede utilizarse para proporcionar un revestimiento funcional único o un revestimiento de base para aplicaciones posteriores de revestimiento como en la producción de material base para papeles de liberación de silicona. Para mejorar la rentabilidad del revestimiento, en la fórmula del polímero pueden incorporarse arcillas laminares o minerales similares.
La resistencia del papel se ve influida a menudo por el enlace entre el material celulósico y el polímero. Los factores que incluyen la adhesión o enlace adhesivo entre el material celulósico y el polímero incluyen: humectación las superficies; solidificación (para proporcionar resistencia al desgarro); deformabilidad (para reducir la concentración de esfuerzo); contacto estrecho entre superficies (como se prefiere en el enlace químico); difusión de macromoléculas de materiales de enlace en la zona adhesiva; temperatura (la adhesión aumenta cerca de Tg' y disminuyendo Tg's, por ejemplo, añadiendo agua, puede aumentarse la adhesión en el compuesto). La adhesión puede verse también influida por la capacidad de las moléculas de polímero para penetrar en las grietas y poros del material celulósico. El diámetro efectivo del polímero puede también afectar a su capacidad de penetración.
Puede aumentarse la adhesión o enlace mejorando la reactividad de superficie del material celulósico. Preferentemente, esto puede realizarse por medios químicos o electroquímicos. Por ejemplo, puede aumentarse el carácter iónico del material celulósico. El enlace iónico con el material celulósico puede ser de ayuda dado que los enlaces iónicos se forman rápidamente en sistemas acuosos y no necesitan un curado adicional, y los compuestos capaces de formar enlaces iónicos son a menudo solubles en agua, el disolvente preferido para las soluciones y dispersiones del presente. Además, los enlaces iónicos son habitualmente reversibles, y estas atracciones electroestáticas pueden utilizarse para crear lugares aniónicos en el material celulósico. La poliacrilamida catiónica, amina de polietileno, almidón catiónico, goma guar catiónica (galactomannan) y quitosa (de moluscos marinos) son ejemplos de productos preferidos utilizados para mejorar la resistencia de papel, y pueden funcionar mediante el aumento del enlace.
Además, pueden utilizarse otros procedimientos como el tratamiento con agentes de humectación, surfactantes, y ácidos o bases. Los polímeros que tienen una buena capacidad de humectación frente al material celulósico pueden, durante el procedimiento de secado, aumentar la resistencia cuando el polímero entra en contacto estrecho con el material celulósico. Otros factores que pueden incluir sobre el enlace, son el tamaño de partículas, viscosidad, nivel de estabilizador, y presencia de grupos funcionales como grupos de carboxilo dentro del polímero o en la superficie del material celulósico. Los surfactantes puede mejorar el enlace ayudando a reducir la tensión de superficie o aumentar la hidrofobicidad del material celulósico. Esto, a su vez, permite obtener una banda más gruesa en un nivel determinado de agua. Para mejorar la estabilidad y la adhesión pueden utilizarse surfactantes POLYWET^{TM}, disponibles comercialmente en Peach State Labs, Inc., Rome, Gergia, EE.UU.
Cuando los procedimientos descritos en la presente memoria se utilizan en un papel formado, esto puede tener como resultado un papel revestido. En consecuencia, se proporciona también un procedimiento para revestir el papel, que comprende proporcionar una solución o dispersión compuesta de un polímero de hidroxi-fenoxiéter, aplicando la solución o dispersión a por lo menos una parte del papel para formar un papel húmedo, y secando el papel húmedo para formar un papel revestido. La solución o dispersión puede aplicarse utilizando cualquier técnica descrita en el presente para entremezclar un polímero con una banda de papel o papel formado. El secado puede obtenerse por técnicas simples de evaporación, puede fomentarse por procedimientos conocidos como calentamiento del papel húmedo. Preferentemente, para los procedimientos descritos en el presente que incluyen el secado, la temperatura de secado es cercana a la temperatura de transición al vidrio del polímero de hidroxi-fenoxiéter. En las formas de realización preferidas, el papel revestido tiene un valor Cobb de aproximadamente 100 g/m^{2} o inferior, preferentemente cerca de 50 g/m^{2} o inferior. Preferentemente, el papel revestido se compone de aproximadamente 0,1% y aproximadamente el 50%, más preferentemente entre aproximadamente 1% y aproximadamente 30%, incluso más preferentemente cerca del 2% a cerca del 20%, más preferentemente cerca del 5% a cerca del 15%, por peso basado en el peso total del papel, de polímero de hidroxi-fenoxiéter.
El papel puede revestirse utilizando una serie de procedimientos conocidos, que incluyen, rodillo, rodillo inverso, grabado, saturación por inmersión, fuente, cuchilla, varilla y cuchillo de aire. En la Figura 6 se ilustra un esquema no limitante que describe varios tipos de revestidores de rodillo. La forma más sencilla de revestidor de rodillo tiene un papel 600 que está en contacto con un rodillo 610 que se sumerge en la dispersión o solución de polímero 630 que se contiene en una bandeja 640. Este tipo de sistema es muy sensible a cambios en la velocidad y el nivel de líquido en la bandeja. La adición de un rodillo de transferencia 650 tiende a suavizar la película de líquido en el rodillo inferior y presenta un revestimiento más uniforme del papel. El cambio del espacio entre los rodillos controla el espesor de la película de líquido transferida a la lámina. La película de líquido puede cizallarse más utilizando un aplicador de rodillo inverso 660 en el que la dirección de rotación del rodillo de transferencia es opuesta a la dirección de viaje del papel o el sustrato de placa. Se prefieren pesos de revestimiento de entre 5 y 20 g/m^{2} por lado.
Para el revestimiento de grabado, las celdillas grabadas en la superficie del rodillo 670 absorben la solución o dispersión, raspando el sobrante una cuchilla. Esto permite que el rodillo de grabado aplique un espesor preciso de revestimiento independientemente de las variaciones en el espesor del substrato, colocando normalmente pesos de revestimiento entre 0,5 y 8 g/m^{2}. La solución o dispersión de revestimiento es preferentemente de una viscosidad bastante baja.
El papel está soportado normalmente por un rodillo de apoyo en el punto de contacto con el rodillo de transferencia. El rodillo de transferencia, de inversión y los revestidores de grabado normalmente dosifican previamente la dispersión o solución de polímero antes de la aplicación. En el caso de revestidores de cuchilla, cuchilla de aire y de varilla, el procedimiento de dosificación tiene lugar normalmente después de la aplicación. En la Figura 7 se ilustra un esquema no limitante que describe varios aspectos del revestidor de cuchilla 700 y el revestidor de cuchillo 750.
Los revestidores de cuchillo de aire, de cuchilla o de varilla pueden utilizar bien un revestidor de rodillo 710 o un aplicador de fuente 760 para aplicar una capa inicial de revestimiento a la lámina revestida 720 ó 721, y después de emplear un procedimiento de dosificación separado para controlar el peso del revestimiento. El aplicador de fuente 760 es una ranura o canal a través del cual se empuja a la dispersión o solución a fin de plegarse sobre la superficie de lámina en paso y ser recogida por la misma.
En el revestimiento con cuchillo de aire, la dispersión o solución de polímero se aplica en exceso al substrato de papel 721, y después se utiliza un rodillo de apoyo 770 para llevar el papel a una cortina de aire 780 que se utiliza para retirar el exceso así como nivelar el revestimiento en la lámina. El exceso puede recuperarse en una bandeja de recogida 790. La cantidad de revestimiento aplicado se rige por la presión de aire, ángulo de chorro de aire, velocidad de la máquina y sólidos de resina. En el revestimiento de cuchilla, se utiliza un rodillo de apoyo 730 para llevar el papel 720 a una cuchilla de acero flexible 740, que actúa como el dispositivo de dosificación. El peso del revestimiento depende entonces del ángulo y presión de la cuchilla, sólidos de la solución o dispersión y velocidad de la máquina así como la compresibilidad y permeabilidad rugosa del material.
En el revestimiento de varilla, el exceso de solución o dispersión se retira bien a través de una varilla suave o una varilla giratoria tejida de cinta sin fin (barra Mayer). La cantidad de revestimiento aplicado se rige por un cinta alrededor del rodillo aplicador, el diámetro de cinta sin fin alrededor de la varilla, la tensión de la banda y la viscosidad y sólidos de la solución o dispersión de revestimiento. Otro procedimiento de aplicación es el revestimiento por fundición, en el cual una capa de polímero se reviste en un cilindro liso calentado y después se transfiere en un estado semi-seco a la superficie del papel. Dichos procedimientos se utilizan normalmente cuando se aplica una superficie lisa y brillante pero se opera a velocidades menores que el revestimiento de cuchilla. Para obtener las propiedades deseadas de abultamiento y liberación en el revestimiento, pueden utilizarse aditivos como la caseína. Los revestidores de permanencia breve combinan las etapas de aplicación y dosificación en una unidad. En la Figura 8 se ilustra un esquema no limitante que describe varios aspectos de un revestidor simple 800 de permanencia breve. Los revestidores de permanencia breve se conocen bien por los expertos en la materia, véase la patente US nº 4.250.211.
Otros procedimientos para aplicar la solución o dispersión de polímero al papel incluyen la pulverización a través de finas toberas en un haz de pulverización o utilizando un pulverizador de chorro de aire como en una aplicación de pintura. Este procedimiento limita los sólidos en la solución y requiere elevados niveles de filtrado, pero es apropiado para pulverizar dispersiones de polímero entre las capas de una lámina multi-capa como en la fabricación de cartón. Otra posibilidad es la adición de espuma. Puede utilizarse un generador de espuma y un sistema aplicador, junto con un formador de espuma como una mezcla de proteína y surfactante. Puede utilizarse uno o más de los procedimientos de revestimiento arriba indicados.
En muchos casos, se utilizan agentes de espesado o reología para mejorar la cobertura y uniformidad del revestimiento. Puede mejorarse la característica del polímero de hidroxi-fenoxiéter como revestimiento-barrera mediante la adición de arcillas laminares, preferentemente a un nivel por debajo de la concentración crítica de volumen de pigmento. Después del revestimiento, el papel revestido puede satinarse para mejorar la suavidad de la superficie.
Las formas de realización preferidas proporcionan laminados y procedimientos para realizarlos. Como se utiliza en el presente "laminado" es un término amplio que se utiliza en su sentido habitual para abarcar estructuras en capa, aquí formadas de una capa de papel, una capa de material sólido como un segundo papel o material distinto del papel, y un polímero de hidroxi-fenoxiéter. El polímero puede ser una capa separada y/o puede estar contenido dentro de una o más capas de papel, y sirve preferentemente para enlazar una o más capas entre sí. El material sólido puede ser virtualmente cualquier material incluido papel, metal, espuma, por ejemplo espuma plástica, madera, polímero, por ejemplo polímero termoplástico, polímero termofijado, polímero relleno (por ejemplo con contenido de fibras o partículas de relleno orgánico o inorgánico), vidrio, piedra, hormigón, y cerámica. Un laminado preferido está compuesto de polímero de hidroxi-fenoxiéter, por lo menos una capa compuesta de papel, y por lo menos una capa compuesta de un segundo papel o material sólido distinto del papel. Preferentemente, el laminado está compuesto de entre 1% y 50%, más preferentemente entre aproximadamente el 2% y el 30%, incluso más preferentemente entre 3% y 20%, más preferentemente entre 5% y 15%, por peso basado en el peso total del papel, de polímero de hidroxi-fenoxiéter.
Un laminado preferido muestra un sinergismo en comparación con los componentes individuales del laminado. El término "sinergismo" como se utiliza en el presente, es un término amplio y se utiliza en su sentido normal para incluir interacciones entre partes que producen un resultado que es mayor que la suma de los efectos individuales. Por ejemplo, un laminado preferido puede mostrar sinergismo mostrando una propiedad física que sea mayor de lo que se esperaría basándose en la norma de mezclas, sobre una base de peso. Más preferentemente, un laminado muestra una resistencia sinergística, por ejemplo tiene una mayor resistencia, más preferentemente resistencia a la flexión, que la suma de las resistencias correspondientes de cada uno de sus componentes individuales, ajustada para los pesos de los componentes en el laminado.
Un laminado preferido está compuesto además de materiales o rellenos adicionales, más preferentemente materiales fibrosos. Los materiales fibrosos preferidos incluyen fibras de plantas realizadas de pastas de madera, fibras de algodón, cáñamo, bagazo, abacá, lino, pino del sur, fibras de madera dura del sur, celulosa, trigo, almidón, almidón modificado, quitina, quitosa, queratina, acetato de celulosa, materiales de celulosa derivados de productos de la agricultura, gluten, harina de cáscara de nuez, polvo de madera, harina de mazorca de maíz, goma guar, y mezclas de los mismos.
Una forma de realización preferida proporciona un laminado que es menos permeable a los gases y al vapor de agua, en comparación con un laminado comparable. Como se utiliza en el presente, un "laminado comparable" no contiene un polímero de hidroxi-fenoxiéter, pero es en todos los demás aspectos esencialmente idéntico al laminado que contiene el polímero de hidroxi-fenoxiéter que se somete a ensayo. Por ejemplo, un laminado preferido que tiene un espesor de un milímetro (mm.) y comprende una primera capa de papel de 0,4 mm., una segunda capa de papel de 0,4 mm. y una capa de polímero de hidroxi-fenoxiéter de 0,2 mm., es menos permeable a los gases y al vapor de agua que un laminado comparable compuesto de una primera capa de papel de 0,5 mm. y una segunda capa de papel de 0,5 mm. pero sin el polímero de hidroxi-fenoxiéter. Los inventores han observado que la permeabilidad de un laminado puede ajustarse controlando la cantidad de polímero de hidroxi-fenoxiéter incorporada al mismo. En relación con un laminado comparable como se define anteriormente, el laminado muestra preferentemente una menor permeabilidad a los gases como el oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono y/o vapor de agua. Más preferentemente, la cantidad de polímero de hidroxi-fenoxiéter en el laminado es efectivo para permitir el grado deseado de permeabilidad, dependiendo de la aplicación particular, como se describe en el presente. La permeabilidad de vapor de agua y gas puede de-
terminarse por procedimiento conocidos por los entendidos en la técnica, como se describe en la presente memoria.
Un laminado preferido está compuesto de una cantidad de un polímero de hidroxi-fenoxiéter que es efectiva para proporcionar al laminado un aumento en el apresto, preferentemente como se manifiesta por un aumento en la resistencia al agua, aceite y/o grasa cuando se compara con un laminado comparable. Para las aplicaciones en las que es conveniente una resistencia al aceite, el aumento en el apresto se manifiesta preferentemente como un aumento en el valor de Kit de aproximadamente uno o más, cuando se compara con un laminado comparable. Para aplicaciones en las que es conveniente una resistencia a la grasa, el aumento en el apresto se manifiesta preferentemente como un aumento en el valor del ensayo de trementina de aproximadamente 5% o más, cuando se compara con un laminado comparable.
Preferentemente, el procedimiento para formar el laminado se efectúa presionando entre sí uno o más de los materiales sólidos de manera que se permite al polímero de hidroxi-fenoxiéter fijar por lo menos parcialmente las capas entre sí para formar un laminado. Más preferentemente, el procedimiento comprende poner papel en contacto con un material sólido, en presencia de una solución o dispersión compuesta de un polímero de hidroxi-fenoxiéter para formar un laminado húmedo, seguido por el secado. El papel puede ser un papel húmedo o un papel revestido como se describe en el presente. Si el papel ya está húmedo con la solución o dispersión que comprende el polímero de hidroxi-fenoxiéter, entonces pueden utilizarse más cantidades de solución o dispersión de polímero pero no son necesarias. Más preferentemente, el procedimiento comprende formar un laminado húmedo poniendo el papel húmedo en contacto con un material sólido, secar entonces dicho laminado húmedo para formar un laminado, opcionalmente con presión para crear un mejor enlace entres las capas. Incluso más preferentemente, el procedimiento comprende formar un laminado húmedo poniendo en contacto un papel revestido con una solución o dispersión que comprende un polímero de hidroxi-fenoxiéter, y opcionalmente en contacto adicional con otro material de papel o distinto del papel, secando después el laminado húmedo para formar un laminado, y opcionalmente con presión para crear un mejor enlace entre las capas. La presión se aplica preferentemente pasando el laminado entre los rodillos. Pueden formarse múltiples capas repitiendo el procedimiento y/o poniendo en contacto múltiples capas simultáneamente.
Los procedimientos de revestimiento como se describen en la presente memoria pueden también utilizarse para aplicar dispersiones de polímero de hidroxi-fenoxiéter a la superficie del papel o cartón a efectos de laminarlo a otra lámina. Pueden realizarse láminas de varias capas para proporcionar material de alimentación para cartones de conservación, envasado de líquidos y bolsas. El polímero de hidroxi-fenoxiéter también puede aplicarse entre las capas como compuesto de espuma en lugar de mediante un procedimiento de revestimiento. Las láminas o capas individuales del laminado pueden tratarse previamente con polímero de hidroxi-fenoxiéter por cualquiera de los procedimientos aquí descritos. De este modo puede realizarse una estructura compuesta multi-capa con un contenido de polímero relativamente elevado, adecuado para la formación de termoplásticos, por ejemplo para bandejas e insertos.
La adición entre capas de polímero de hidroxi-fenoxiéter mediante el revestimiento o aplicación de espuma puede también utilizarse en la producción de tubos de papel tejido en espiral, núcleos y contenedores. El polímero de hidroxi-fenoxiéter puede actuar tanto como adhesivo entre capas como agente de refuerzo para mejorar la resistencia y la rigidez.
En las formas de realización preferidas, el papel es fácilmente reciclable. En realizaciones donde el polímero de hidroxi-fenoxiéter es soluble en ácido acuoso, el reciclado puede facilitarse poniendo en contacto el papel con ácido acuoso y disolver el polímero, filtrando después el material celulósico. El polímero puede entonces recuperarse de la solución mediante la precipitación con base para formar una dispersión, seguido por la separación utilizando técnicas conocidas, por ejemplo decantación, filtrado, precipitación, etc. o la dispersión puede utilizarse directamente en el procedimiento para fabricar papel como se describe en el presente. Un procedimiento preferido para obtener polímeros de hidroxi-fenoxiéter reciclados comprende proporcionar un papel compuesto de polímero de hidroxi-fenoxiéter, preferentemente un papel compuesto de una cantidad de polímero de hidroxi-fenoxiéter en el intervalo de cerca del 1% a cerca del 10%, por peso basado en el peso total del papel; poner en contacto el papel con una solución acuosa que comprende cerca del 1-50% de ácido por peso, preferentemente 10 al 20% de ácido por peso, preferentemente ácido acético o ácido fosfórico, para disolver por lo menos parcialmente el polímero de hidroxi-fenoxiéter de cualesquiera sólidos presentes (por ejemplo material celulósico); añadir una base, preferentemente un hidróxido de un metal álcali o metal terroso alcalino, más preferentemente una solución acuosa de NaOH o KOH, a la solución acídica de polímero de hidroxi-fenoxiéter para formar un precipitado de polímero de hidroxi-fenoxiéter; y separar el precipitado de polímero de hidroxi-fenoxiéter, preferentemente mediante el asentamiento, decantación, presión, filtrado o centrifugación. El polímero separado así recuperado es un polímero de hidroxi-fenoxiéter que puede utilizarse en cualquiera de los procedimientos o materiales descritos en el presente, que necesiten el uso de un polímero de hidroxi-fenoxiéter.
En las formas de realización preferidas donde el polímero de hidroxi-fenoxiéter es un termoplástico, el papel puede reciclarse directamente calentando el papel para suavizar o fundir el polímero y después moldear o procesar de otro modo el papel en la forma deseada para formar un producto compuesto de papel reciclado, en su totalidad o en parte. Durante el reciclado y/o procesamiento pueden añadirse o retirarse polímeros adicionales, material celulósico y/o otros aditivos.
Procedimientos de reciclado
De acuerdo con una forma de realización preferida, el polímero de hidroxi-fenoxiéter utilizado en procedimientos y materiales descritos en el presente, comprende por lo menos algún polímero de hidroxi-fenoxiéter reciclado. Cuando en la discusión siguiente se indica que la fibra o el polímero puede ser "usado", dichos usos incluyen, sin limitación alguna, los discutidos en la presente aplicación. Un procedimiento para obtener polímero de hidroxi-fenoxiéter reciclado es el de FIGURA 9, una tabla de flujo que muestra un procedimiento preferido para obtener polímero de hidroxi-fenoxiéter reciclado y fibra de los artículos 910 realizados con diferentes fibras y polímero de hidroxi-fenoxiéter. El procedimiento que se establece a continuación puede utilizarse también para reciclar otros materiales que comprenden celulosa y otras fibras y polímero de hidroxi-fenoxiéter, puedan o no denominarse dichos materiales apropiadamente como "papel".
Como se observa en la FIGURA 9, las primeras partes del procedimiento se refieren a la preparación de los artículos que deben reciclarse. La primera etapa se refiere a la rotura de los artículos en piezas más pequeñas o "copos" 912. Dado que algunos de los artículos que contienen materiales son relativamente grandes, los artículos son preferentemente granulados, triturados, desmenuzado, pulverizado, raspado o hechos trozos más pequeños de otro modo. El tamaño de dichas piezas no es importante.
La segunda parte del procedimiento es la limpieza 914. Los artículos reciclados a menudo contienen suciedad, partículas de comida, grasa, etiquetas, adhesivo u otros ítems o residuos pegados a ellos que deben retirarse o limpiarse. La limpieza puede realizarse mediante tratamiento de vapor en un aspirador, lavado cáustico, limpieza con agua con o sin solución de limpieza, o tratamiento con disolventes o soluciones de limpieza sin presencia de agua. Las soluciones de limpieza preferidas son las que no disuelven los polímeros de hidroxi-fenoxiéter, por ejemplo aquellas que tienen un carácter neutro o base o no son buenos disolventes para el plástico. Después de la exposición a los agentes de limpieza, los materiales son opcionalmente enjuagados y/o secados antes de proceder con el procedimiento.
Después de la preparación, los copos se combinan con una solución acuosa que contiene aproximadamente 1-50%, más preferentemente 5-20% de ácido acético por peso 916. El pH de la solución está preferentemente por debajo de 4, más preferentemente cerca de pH 3,0-3,5 o inferior. Los copos se combinan con la solución de ácido durante un período de tiempo suficiente para tener el resultado de la disolución del polímero de hidroxi-fenoxiéter, preferentemente entre 0,5 y 5 horas a aproximadamente 25-95ºC con agitación.
Después de la disolución del polímero de hidroxi-fenoxiéter, la solución de polímero de hidroxi-fenoxiéter 922 se separa de los otros materiales en la mezcla, principalmente fibra 936. La separación 918 se realiza preferentemente mediante filtrado, pero puede realizarse por cualquier procedimiento capaz de separar sólidos y líquidos como la decantación, centrifugado o sedimentación. Las soluciones realizadas de materiales reciclados pueden utilizarse sin otro procedimiento de reciclado como se describe a continuación, bien antes o después de la separación de la parte sólida (fibra). Los usos para dichas soluciones, incluyen, pero sin limitación alguna, los procedimientos y procedimientos en la presente aplicación.
La solución acídica de polímero de hidroxi-fenoxiéter puede recibir un tratamiento adicional para precipitar parcial o totalmente el polímero de hidroxi-fenoxiéter de la solución para dar una dispersión o sólido. La precipitación 924, ya sea completa o parcial, se realiza mediante la adición de uno o más materiales bases (alcalino). Preferentemente, el compuesto base es una base fuerte, como hidróxido de sodio o hidróxido de potasio, en forma de solución. Cuando se añade la base, el pH de la solución comenzará a subir. Cuando el pH de la solución se acerca a pH 4, el precipitado puede comenzar a formarse. Cuando el pH sube por encima de pH 4, la cantidad de precipitado disminuye, formándose más precipitado a pH 5 y pH 6, hasta aproximadamente un pH 7, completándose prácticamente la precipitación en dicho punto.
Las soluciones o dispersiones precipitadas realizadas de materiales reciclados pueden utilizarse sin otro procedimiento de reciclado como se describe a continuación. Además, la formación de la dispersión puede realizarse en presencia de la fibra (sin filtrado), después de la adición de nuevo material de fibra, o alguna combinación de ambos. Las dispersiones formadas de materiales reciclados pueden utilizarse de la misma manera que los materiales vírgenes incluidos, sin limitación alguna, los procedimientos y procedimientos descritos en la presente aplicación.
Después de la precipitación, el polímero de hidroxi-fenoxiéter se separa 926 del componente líquido o solución madre de la cual se formó el precipitado. Los sólidos pueden separarse de líquido por cualquier procedimiento capaz de separar sólidos y líquidos, preferentemente el filtrado, presión, decantación, centrifugado o sedimentación. El precipitado de polímero de hidroxi-fenoxiéter se enjuaga 928 preferentemente para retirar cualesquiera sales u otros materiales que puedan depositarse en el precipitado procedentes de las partes líquidas. El medio de enjuague preferido incluye agua, preferentemente agua destilada y/o desionizada, y disolventes en los cuales el polímero de hidroxi-fenoxiéter sea indisoluble o sólo parcialmente soluble, prefiriéndose el agua. Al agua de enjuague puede calentarse para ayudar a la disolución de los residuos en el precipitado. A continuación se seca 928 el precipitado. El secado puede efectuarse mediante secado por aire, secado por vacío con o sin calor añadido, secado en horno, secado por lámpara de infrarrojos, desecantes u otros procedimientos que ayudan a la evaporación o eliminación del agua.
El precipitado puede utilizarse después del secado o puede procesarse 930 antes del uso. Otro procesamiento del precipitado antes del uso incluye, sin limitación alguna, la pulverización para formar un polvo y extrusión para formar láminas o masas. Dicho procesamiento puede incluir la adición de uno o más aditivos. Los aditivos adecuados incluyen, sin limitación alguna, agentes de liberación de molde, colorantes, y lubricantes. Los aditivos pueden mezclarse en seco con el polímero de hidroxi-fenoxiéter o añadirse a una masa fundida del polímero de hidroxi-fenoxiéter.
Después de la separación de la solución acídica de polímero de hidroxi-fenoxiéter, la fibra se enjuaga preferentemente 938 con agua. El agua de enjuague es preferentemente destilada o desionizada, y bien neutra o ligeramente acídica de manera que impida la precipitación de cualquier polímero de hidroxi-fenoxiéter en la fibra durante el enjuagado. De acuerdo con una realización preferida, la fibra se enjuaga primero con una solución acídica que tiene un pH por debajo de 4, seguido por un segundo enjuague con agua que tenga un pH neutro o casi neutro.
A continuación puede tratarse la fibra mediante el secado u otro procesamiento 940. El secado de la fibra se realiza mediante secado por aire, secado por vacío con o sin calor añadido, secado en horno, secado por lámpara de infrarrojos, desecantes u otros procedimientos que ayudan a la evaporación o eliminación del agua. Pueden realizarse otros procedimientos que influyan en las propiedades de la fibra que puedan mejorar su capacidad de formar enlaces con el polímero de hidroxi-fenoxiéter. Dichos procedimientos se discuten en otro lugar del presente, y pueden realizarse bien antes o después del secado.
El papel y otros artículos tratados con niveles inferiores de polímero de hidroxi-fenoxiéter para apresto y niveles inferiores de secado o resistencia a la humedad podrían tratarse como parte de un sistema habitual de reciclado de fábrica de papel, permitiendo que se recuperen y reutilicen la celulosa u otras fibras sin reciclar el polímero. No obstante, si el artículo de papel tiene niveles más elevados de polímero de hidroxi-fenoxiéter o si se desea el reciclado del polímero de hidroxi-fenoxiéter, en la FIGURA 10 se muestra un procedimiento preferido para dicho reciclaje. En relación con la Figura 10, existe un procedimiento alternativo para reciclar artículos realizados de fibra y polímero de hidroxi-fenoxiéter, descritos en términos de una realización preferida utilizando papel realizado de celulosa.
El papel para el reciclaje es normalmente enfardado y llevado al molino. Los fardos se echan en la trituradora 942, una tina de gran tamaño que contiene agua y está dotada con un agitador de elevado cizallamiento. La combinación de la acción de humectación y mecánica rompe los enlaces de hidrógeno entre las fibras de celulosa para realizar un lodo de pasta. Se acidifica 916 el agua en la trituradora, como se discutió anteriormente, para disolver el polímero de hidroxi-fenoxiéter. Un "extractor de residuos" 944 retira los alambres de enfardado y otros contaminantes de gran tamaño de la trituradora. La pasta y la solución de polímero de hidroxi-fenoxiéter se descargan de la trituradora y después se limpian 946 y tamizan 948 para retirar otros contaminantes. La fibra buena junto con la solución de polímero de hidroxi-fenoxiéter "aceptada" 950'' puede ser procesada para realizar papel 952 u otros materiales de fibra/polímero de hidroxi-fenoxiéter como se describe en otro lugar de la presente, o puede recibir un procedimiento de separación 918. Preferentemente, la separación de las fibras de celulosa y solución de polímero de hidroxi-fenoxiéter y cualquier otro procesamiento adicional de las fibras y/o la solución de polímero de hidroxi-fenoxiéter como se describe anteriormente.
Los materiales que no son "aceptados" pasan al desmoteador 954 y después a través de un pantalla vibratoria 956. Cualquier material de pasta utilizable se vuelve a depositar entonces en la trituradora 942, descartándose los materiales no deseados restantes como "rechazados" 958.
Ejemplos
Ejemplos 1-5
Se determinó la tracción en seco, la tracción en húmedo y el apresto de Cobb en una serie de láminas de papel preparadas de papel kraft de madera blanqueada sin refinar que tenía una consistencia del 0,75% utilizando un formador de hojas de papel de prueba. Se preparó una solución al 10% de polímero de hidroxi-fenoxiéter "BLOX®" (BLOX 0005®, Dow Chemical Co., Midland MI) en ácido acético, a 90ºC, y mientas estaba aún caliente, se diluyó con agua destilada al 20%, dando una concentración final de polímero del 8%. Esta solución se entremezcló con el lodo de pasta de manera que la cantidad de polímero era el 5% en peso, basado en el peso del material celulósico, en las hojas de papel de prueba resultantes (Ejemplos 2, 3 y 4). El peso base de las hojas de prueba era 315 g/m^{2}. El ejemplo 1C era un papel comparable que se realizó del mismo modo que el Ejemplo 2 salvo que sin polímero de hidroxi-fenoxiéter. Los ejemplos 3 y 4 se efectuaron del mismo modo que el Ejemplo 2 salvo que el polímero se precipitó en presencia del lodo de pasta mediante la adición de NaOH o KOH, respectivamente. El Ejemplo 5C se realizó en el mismo modo que el Ejemplo 2 salvo que se utilizó una resina de resistencia a la humedad disponible comercialmente (KYMENE 557, Hercules) en lugar de un polímero de hidroxi-fenoxiéter. Los resultados en la Tabla 1 muestran el polímero de hidroxi-fenoxiéter al 5% fue efectivo para aumentar sustancialmente la resistencia a la tracción en seco, la resistencia a la tracción en húmedo y el apresto del papel en el que se incorporó. Cuando se compara con KYMENE 557, se mejoraron sustancialmente la resistencia a la tracción en húmedo y el apresto.
TABLA 1
16
Ejemplos 6-9
Se realizaron los ejemplos 6-9 de la misma manera que en los ejemplos 1-4, excepto que el peso base de las hojas de papel era 345 g/m^{2} y la cantidad de BLOX® era el 15% en peso, basado en el peso total del material celulósico. Los resultados de la Tabla 2 demuestran que un 15% del polímero de hidroxi-fenoxiéter fue eficaz para aumentar sustancialmente la resistencia a la tracción en seco, la resistencia a la tracción en húmedo y el apresto del papel al que fue incorporado.
TABLA 2
17
Ejemplos 10-13
Se realizaron los ejemplos 10-13 de la misma manera que en los ejemplos 1-4, excepto que el peso base de las hojas de papel era 375 g/m^{2} y la cantidad de BLOX® era el 25% en peso, basado en el peso total del material celulósico. Los resultados de la Tabla 3 demuestran que un 25% del polímero de hidroxi-fenoxiéter fue eficaz para aumentar sustancialmente la resistencia a la tracción en seco, la resistencia a la tracción en húmedo y el apresto del papel al que fue incorporado.
TABLA 3
18
Ejemplos 14-16
Se realizaron los ejemplos 14-16 de la misma manera que en los ejemplos 1-4, excepto que, en lugar del papel Kraft de madera blanca blanqueada y no refinado, se utilizó un papel Kraft de madera blanda blanqueado y refinado de una consistencia del 1,5% y que no se realizaron neutralizaciones con NaOH. Los resultados de la Tabla 4 demuestran que un 5% del polímero de hidroxi-fenoxiéter fue eficaz para aumentar sustancialmente la resistencia a la tracción en seco, la resistencia a la tracción en húmedo y el apresto del papel al que fue incorporado.
TABLA 4
19
Ejemplos 17-19
Se realizaron los ejemplos 17-19 de la misma manera que en los ejemplos 6-9 excepto que, en lugar del papel Kraft de madera blanca blanqueada y no refinado, se utilizó un papel Kraft de madera blanda blanqueado y refinado de una consistencia del 1,5% y que no se realizaron neutralizaciones con NaOH. Los resultados de la Tabla 4 demuestran que un 15% del polímero de hidroxi-fenoxiéter fue eficaz para aumentar sustancialmente la resistencia a la tracción en seco, la resistencia a la tracción en húmedo y el apresto del papel al que fue incorporado.
TABLA 5
20
Ejemplos 20-22
Se realizaron los ejemplos 17-19 de la misma manera que en los ejemplos 10-13 excepto que, en lugar del papel Kraft de madera blanca blanqueada y no refinado, se utilizó un papel Kraft de madera blanda blanqueado y refinado de una consistencia del 1,5% y que no se realizaron neutralizaciones con NaOH. Los resultados de la Tabla 6 demuestran que un 25% del polímero de hidroxi-fenoxiéter fue eficaz para aumentar sustancialmente la resistencia a la tracción en seco, la resistencia a la tracción en húmedo y el apresto del papel al que fue incorporado.
TABLA 6
21
Ejemplos 23-25
Se realizaron los ejemplos 23-25 de la misma manera que en los ejemplos 1-4 excepto que, en lugar del papel Kraft de madera blanca blanqueada y no refinado, se utilizó un lodo de pasta de cajas para huevos hechas pasta de nuevo, con una consistencia del 0,75% y que no se realizaron neutralizaciones con NaOH. Los resultados de la Tabla 7 demuestran que un 5% del polímero de hidroxi-fenoxiéter fue eficaz para aumentar sustancialmente la resistencia a la tracción en seco, la resistencia a la tracción en húmedo y el apresto del papel al que fue incorporado.
TABLA 7
22
Ejemplos 26-28
Se realizaron los ejemplos 26-28 de la misma manera que en los ejemplos 6-9 excepto que, en lugar del papel Kraft de madera blanca blanqueada y no refinado, se utilizó un lodo de pasta de cajas para huevos hechas pasta de nuevo, con una consistencia del 0,75% y que no se realizaron neutralizaciones con NaOH. Los resultados de la Tabla 8 demuestran que un 15% del polímero de hidroxi-fenoxiéter fue eficaz para aumentar sustancialmente la resistencia a la tracción en seco, la resistencia a la tracción en húmedo y el apresto del papel al que fue incorporado.
TABLA 8
23
Ejemplos 29-31
Se realizaron los ejemplos 29-31 de la misma manera que en los ejemplos 10-13 excepto que, en lugar del papel Kraft de madera blanca blanqueada y no refinado, se utilizó un lodo de pasta de cajas para huevos hechas pasta de nuevo, con una consistencia del 0,75% y que no se realizaron neutralizaciones con NaOH. Los resultados de la Tabla 7 demuestran que un 25% del polímero de hidroxi-fenoxiéter fue eficaz para aumentar sustancialmente la resistencia a la tracción en seco, la resistencia a la tracción en húmedo y el apresto del papel al que fue incorporado.
TABLA 9
24
Ejemplos 32-41
Se prepararon las hojas de papel mediante el procedimiento general de los Ejemplos 1-4, salvo que la cantidad de polímero era 0% (control), 5%, 10%, 20% y 40% y todos los polímeros se neutralizaron con KOH. Las hojas resultantes se moldearon en pasta para producir muestras de 1,5 mm y 2,5 mm de espesor y se midieron las resistencias a la compresión y de estas muestras como se ilustra en la Figura 1. La Figura 2 muestra el ensayo de compresión cíclica. Estos resultados muestran que el polímero de hidroxi-fenoxiéter fue efectivo para aumentar sustancialmente la resistencia a la compresión del papel al que fue incorporado.
Ejemplo 42
Se revistieron muestras de cartón con material de 26 libras, (11,8 Kg.) a 69 libras (31,3 Kg.) con una dispersión de polímero de hidroxi-fenoxiéter. Se observó que polímero proporcionó un aumento significativo en la repelencia al agua. A 15 gramos/m^{2} de peso de revestimiento, el papel pasó el ensayo de resistencia al aceite de 3M (Procedimiento Util 557 del Ensayo TAPPI del Kit de 3M) hasta la solución de ensayo número 12 (45% de tolueno y 55% de heptano). Los resultados del ensayo mostraron que el papel revestido mostró diferentes niveles de protección, proporcionándose la mayor protección por un revestimiento con un espesor estimado de aproximadamente 0,5-1,0 mil (0,0127 mm-0,025 mm). El papel impregnado revestido con la película de polímero (espesor estimado de revestimiento de aproximadamente 0,5 mil (0,0127 mm)) pasó el ensayo de empape número 12.
Ejemplo 43C-48
Se prepararon las láminas realizadas a mano como se describe en el Ejemplo 2, excepto que el peso base de las láminas era 360 g/m^{2} (300 gramos de material celulósico, 60 gramos de polímero). A continuación se volvieron a hacer pasta las láminas bien en agua o una solución de ácido acético al 8% para producir dos lotes de lodo, un lote de agua y un lote de ácido acético.
Después se evaluó de dos maneras diferentes la reciclabilidad del material celulósico y del polímero para cada uno de los lotes. En el primer sistema, se realizaron las hojas de prueba del modo descrito anteriormente, tanto del lote de agua ("Realizado de nuevo con agua") como del lote de ácido acético ("Realizado de nuevo con ácido acético"), utilizando KOH. En la segunda manera, se separaron las soluciones de ácido acético del material celulósico en cada uno de los lotes de agua y ácido acético, respectivamente, y se combinó cada uno de ellos con material celulósico fresco y KOH para realizar un nuevo lodo de agua y un nuevo lodo de ácido acético, respectivamente. A continuación se prepararon las hojas de prueba como se describió anteriormente a partir del nuevo lodo de agua ("Nuevo con agua") y del nuevo lodo de ácido acético ("Nuevo con ácido acético"), utilizando KOH.
Se midió la resistencia al estallido y el apresto de Cobb de cada uno de los cuatro grupos de hojas recicladas, junto con las resistencias al estallido y apresto de Cobb de las hojas iniciales sin reciclar ("Inicial") y se realizaron hojas de control sin polímero ("Control"). Los resultados se ilustran a continuación en la Tabla 10 con el encabezamiento "Primer Reciclaje". Cada una de las hojas se recicló de nuevo como se describe anteriormente para formar nuevas hojas. Las resistencias y apresto de estas hojas se ilustran con el encabezamiento "Segundo Reciclaje" en la Tabla 10.
TABLA 10
25

Claims (32)

1. Procedimiento para realizar una lámina de papel u objeto tridimensional, que comprende:
proporcionar un lodo de pasta o banda de papel,
proporcionar una solución o dispersión que comprende un polímero de hidroxi-fenoxiéter,
entremezclar dicha solución o dispersión con dicho lodo de pasta o banda de papel para formar un aditivo, y
conformar una lámina de papel u objeto tridimensional de dicho aditivo,
en el que el pH de la solución, dispersión o aditivo se ajusta para precipitar por lo menos una parte de dicho polímero de hidroxi-fenoxiéter y dicho polímero de hidroxi-fenoxiéter se utiliza en una cantidad que sea efectiva para dotar a dicha lámina de papel u objeto tridimensional de un aumento en el apresto o la resistencia.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende ajustar el pH de dicha solución, dispersión o aditivo para estar en el intervalo comprendido entre aproximadamente 4 y aproximadamente 7.
3. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho entremezclado se efectúa mediante la pulverización de dicha solución o dispersión en dicha banda de papel.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que la banda de papel tiene la forma de un objeto tridimensional.
5. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha dispersión tiene un número medio de tamaño de partícula de aproximadamente 100 micrómetros o menos.
6. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho polímero de hidroxi-fenoxiéter comprende un polímero reciclado de hidroxi-fenoxiéter.
7. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho aumento es un aumento en la resistencia a la tracción en húmedo, resistencia a la tracción en seco, resistencia a la flexión en húmedo o resistencia a la flexión en seco de aproximadamente 5% o más, cuando se compara con una lámina de papel u objeto tridimensional comparable que no contiene un polímero de hidroxi-fenoxiéter.
8. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la formación comprende depositar la adición en un molde y aplicar un vacío para retirar el agua y/o aire a través del molde.
9. Procedimiento según la reivindicación 8, en el que la formación comprende asimismo el secado.
10. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que la formación comprende depositar la adición en una cinta sin fin para la fabricación de papel, drenar el agua y opcionalmente formar un papel húmedo.
11. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que el agua de drenaje incluye utilizar la aspiración.
12. Procedimiento según la reivindicación 10, en el que la formación comprende asimismo calentar dicho papel húmedo.
13. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque comprende asimismo
formar un laminado húmedo poniendo dicho papel húmedo en contacto con un material sólido, y
secar dicho laminado húmedo para formar un laminado.
14. Laminado fabricado según el procedimiento de la reivindicación 13 compuesto entre aproximadamente 1% y aproximadamente 50%, en peso basado en el peso total del laminado, de un polímero de hidroxi-fenoxiéter, por lo menos una capa compuesta de papel, y por lo menos una capa compuesta de un segundo papel o un material sólido distinto del papel.
15. Laminado según la reivindicación 14, en el que dicho polímero de hidroxi-fenoxiéter es un poli (hidroxiamino-éter) o un poli(hidroxi-éster-éter).
16. Laminado según la reivindicación 14, en el que dicho material distinto del papel se selecciona de entre el grupo constituido por metal, tejido textil, espuma, polímero termoplástico, polímero termofijado, y polímero relleno.
17. Laminado según la reivindicación 14, que muestra una resistencia sinergística.
18. Laminado según la reivindicación 14, que está compuesto asimismo de un material fibroso.
19. Laminado según la reivindicación 18, en el que dicho material fibroso se selecciona de entre el grupo constituido por fibras de plantas realizadas de pasta de algodón, fibras de algodón, cáñamo, bagazo, ábaco, lino, pino pantano, fibras de madera dura del sur, celulosa, trigo, almidón, almidón modificado, quitina, quitosa, queratina, acetato de celulosa, materiales de celulosa derivados de productos agrícolas, gluten, harina de cáscara de nuez, polvo de madera, harina de mazorca de maíz, goma guar y mezclas de los mismos.
20. Laminado según la reivindicación 14, en el que dicho laminado es menos permeable al oxígeno, dióxido de carbono, nitrógeno, o vapor de agua en comparación con un laminado comparable que no contenga polímero de hidroxi-fenoxiéter.
21. Laminado según la reivindicación 14, en el que dicho laminado está compuesto de una cantidad de un polímero de hidroxi-fenoxiéter que es efectivo para dotar al laminado de un aumento en el apresto.
22. Laminado según la reivindicación 21, en el que dicho aumento en el apresto se manifiesta como un aumento en la resistencia al agua, aceite o grasa en comparación con un laminado comparable.
23. Lámina de papel u objeto tridimensional realizado según el procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.
24. Lámina de papel u objeto tridimensional según la reivindicación 23, en el que la lámina u objeto comprende aproximadamente entre 0,1 % y aproximadamente 20% en peso de polímero de hidroxi-fenoxiéter basado en el peso total del papel.
25. Lámina de papel u objeto tridimensional según la reivindicación 23, en el que la lámina u objeto comprende aproximadamente entre 0,5% y 20% en peso de polímero de hidroxi-fenoxiéter basado en el peso total del papel.
26. Lámina de papel u objeto tridimensional según la reivindicación 23, en el que dicho aumento en el apresto se manifiesta como una disminución en el apresto de Cobb de aproximadamente 5% o más, en comparación con un papel comparable que no contiene polímero de hidroxi-fenoxiéter.
27. Lámina de papel u objeto tridimensional según la reivindicación 23, en el que dicho aumento en el apresto se manifiesta como un aumento en la resistencia al aceite o grasa, en comparación con un papel comparable.
28. Lámina de papel u objeto tridimensional según la reivindicación 23, en el que dicho aumento en el apresto es efectivo para proporcionar al papel un valor de apresto de Cobb de aproximadamente 50 g/m2 o menos.
29. Lámina de papel u objeto tridimensional según la reivindicación 23, en el que dicho aumento en la resistencia es un aumento en la resistencia a la tracción en húmedo, resistencia a la tracción en seco, resistencia a la flexión en húmedo o resistencia a la tracción en seco de aproximadamente 5% o más, en comparación con un papel comparable que no contenga un polímero de hidroxi-fenoxiéter.
30. Lámina de papel u objeto tridimensional según la reivindicación 23, en e que dicho papel es menos permeable al oxígeno, dióxido de carbono, nitrógeno, o vapor de agua en comparación con un papel comparable que no contenga un polímero de hidroxi-fenoxiéter.
31. Lámina de papel u objeto tridimensional según la reivindicación 23, en el que dicho papel es papel ondulado y en el que dicho aumento en la resistencia es un aumento en la resistencia a la flexión en húmedo.
32. Utilización de una lámina de papel u objeto tridimensional según cualquiera de las reivindicaciones 23 a 30 en papel para escritura, papel de dibujo, toallas de papel, pañuelos, bolsas de papel, cajas de papel, cajas de cartón, tubos para el envío postal, carpetas archivadoras, papel fotográfico, papel brillante, cartón, cartón ondulado, pañales desechables, etiquetas adhesivas, estructuras en panal de abeja y material de embalaje.
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