ES2328034T3 - Metodo para fabricar papeles metalicos con aplicacion en cortina. - Google Patents
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Abstract
El método comprende las etapas de aplicar en cortina una primera composición acuosa formadora de un film de recubrimiento sobre un sustrato; metalizar el sustrato recubierto; y aplicar en cortina una segunda composición acuosa formadora de film sobre dicho sustrato metalizado y se caracteriza porque dicha primera y/o segunda composición acuosa formadora de film comprende un primer polímero en emulsión y/o un segundo polímero en dispersión coloidal.
Description
Método para fabricar papeles metalizados con
aplicación en cortina.
La invención se relaciona con un método para la
fabricación de papeles metalizados que comprende el empleo de una
composición acuosa formadora de un film de recubrimiento adecuada
para ser aplicada mediante la técnica de aplicación en cortina.
El papel metalizado se produce habitualmente
mediante un proceso de metalización directa en alto vacío. En este
proceso el sustrato que va a ser metalizado se recubre inicialmente
con una capa de un film para obtener una superficie lisa y apta
para la metalización. El papel recubierto se introduce en una cámara
a alto vacío donde se aplica sobre su superficie un metal
vaporizado, normalmente aluminio. Esta superficie metálica se
recubre con una nueva capa de film para proteger dicha capa metálica
y prevenirla de la oxidación. Las capas aplicadas comprenden, en
general, cantidades comprendidas entre 1 y 3 g/m^{2}.
Los polímeros usados para estos films o
recubrimientos en estas aplicaciones son de muy diversa naturaleza,
tales como derivados acrílicos, estirénicos, resinas epóxicas,
nitrocelulosas etc. Sin embargo, todas las composiciones empleadas
en este proceso tienen en común la capacidad de formar film al
evaporarse el disolvente empleado.
La capa de recubrimiento aplicada antes de la
metalización debe de reunir una serie de requisitos como la ya
mencionada lisura superficial, una buena adhesión del metal y unas
propiedades que conduzcan a un aspecto metálico del papel una vez
metalizado. En cuanto a la capa aplicada después de metalizar, ésta
debe tener una buena cobertura superficial para evitar la oxidación
del metal, una buena adhesión al mismo, y asimismo, una serie de
requisitos que dependen de la aplicación final del producto
acabado.
La aplicación de estas composiciones sobre papel
se realiza habitualmente mediante técnicas de huecograbado. Esta
técnica tiene como principales inconvenientes las bajas velocidades
de proceso y los estrechos márgenes reológicos que han de mantener
las composiciones para lograr una buena aplicación, siempre dentro
de una zona de baja viscosidad.
Siguiendo estos procesos de fabricación las
velocidades que se alcanzan no exceden de 400 m/min. A pesar del
constante avance de la técnica, las velocidades del proceso de
impresión por huecograbado quedan bastante lejos de las obtenidas
por otros medios de aplicación habituales en los procesos del
papel.
Respecto a los requisitos reológicos de las
composiciones para aplicar en huecograbado, es necesario que estas
mantengan unos bajos niveles de viscosidad a baja cizalla, ya que de
otro modo no se consigue ni una buena transferencia de composición
al papel, ni una buena nivelación ni un buen acabado superficial de
la misma. Este requisito reológico limita de forma drástica el
contenido en sólidos de las composiciones empleadas, no
sobrepasando habitualmente el 30% en el caso de composiciones en
medio solvente y el 35% en el caso del medio acuoso. En el caso de
composiciones en medio acuoso este relativamente bajo contenido en
sólidos de las composiciones dificulta el desarrollo de
formulaciones aptas para el proceso que sustituyan a las actuales
composiciones en medio solvente.
Otra limitación derivada de la técnica de
huecograbado se refiere al acabado de la capa una vez que esta ya
se ha formado: habitualmente, las capas así aplicadas presentan toda
una serie de pequeños defectos superficiales como pequeños
orificios, cráteres y microcanales. Estas discontinuidades en el
film así formado, reducen de forma significativa sus prestaciones
barrera frente a la luz, al vapor de agua y al oxígeno entre
otros.
Existe por lo tanto en el estado de la técnica
la necesidad de proporcionar un método para la fabricación de
papeles metalizados que supere parte o la totalidad de las
limitaciones de los procesos del estado de la técnica mencionados
anteriormente.
La presente invención se enfrenta con el
problema de proporcionar un método mejorado para la fabricación de
papeles metalizados que supere parte o la totalidad de los
inconvenientes de los métodos de fabricación del estado de la
técnica.
La solución aportada por la presente invención
se basa en que los inventores han descubierto una composición
acuosa formadora de film con unas determinadas propiedades
reológicas y/o de tensión superficial estática que la hacen
adecuada para ser aplicada en cortina en la fabricación de papeles
metalizados.
Por lo tanto, en un aspecto, la invención se
relaciona con un método mejorado para la fabricación de papeles
metalizados que comprende la aplicación en cortina de una
composición acuosa formadora de film, apropiada, sobre un
sustrato.
En otro aspecto la invención proporciona una
composición acuosa formadora de film que comprende un primer
polímero en emulsión y/o un segundo polímero en dispersión coloidal.
Dicha composición acuosa presenta unas determinadas características
reológicas y/o de tensión superficial estática que la hacen adecuada
para su aplicación en cortina.
El método proporcionado por la presente
invención, que comprende la aplicación en cortina de dicha
composición acuosa formadora de film, presenta numerosas ventajas
ya que permite conseguir un excelente control de la capa de
recubrimiento aplicada y una alta homogeneidad de la misma. De este
modo, se consiguen films de recubrimiento de alta calidad, que
confieren opacidad al producto recubierto, y presentan buenas
propiedades barrera frente a la luz, frente al vapor de agua y al
oxígeno. Una ventaja adicional consiste en que el método
proporcionado por la invención permite alcanzar velocidades de
producción de hasta 2.000 m/min.
La presente invención proporciona un método para
fabricar un papel metalizado, en adelante método de la invención,
que comprende las etapas de: (i) aplicar en cortina una primera
composición acuosa formadora de film sobre un sustrato; (ii)
metalizar el sustrato recubierto; y (iii) aplicar en cortina una
segunda composición acuosa formadora de film sobre dicho sustrato
metalizado, caracterizado porque dicha primera y/o segunda
composición acuosa formadora de film comprende un primer polímero
en emulsión y/o un segundo polímero en dispersión coloidal.
Dicha primera y/o segunda composición acuosa
formadora de film utilizada en el método para la fabricación de
papel metalizado proporcionado por esta invención, en adelante
composición acuosa formadora de film de la invención, se
caracteriza por poseer unas determinadas características reológicas
y/o de tensión superficial estática, y constituye un aspecto
adicional de la presente invención. De forma más concreta la
composición acuosa formadora de film de la invención debe
presentar, al menos, una de las siguientes características técnicas:
a) una viscosidad a baja cizalla medida en un viscosímetro
Brookfield a 60 rpm y 20ºC, comprendida entre 60 y 220 mPa. s,
preferiblemente entre 100 y 180 mPa. s; b) una viscosidad a alta
cizalla medida en un viscosímetro Haake a 37.750 s\siml y 20ºC
comprendida entre 2 y 35 mPa. s, preferiblemente entre 7 y 20 mPa.
s; o c) una tensión superficial estática medida mediante un
tensiómetro de aro comprendida entre 25 y 40 dina/cm,
preferiblemente entre 32 y 37 dina/cm.
En el sentido utilizado en la descripción se
definen viscosidades de alta cizalla a aquéllas superiores a 10.000
s-.
En una realización particular, la composición
acuosa formadora de film de la invención presenta sólo una de
dichas características técnicas [a), b) o c)]; no obstante, en una
realización preferente, la composición acuosa formadora de film de
la invención presenta, al menos, dos de dichas características
técnicas [a) y b); o bien a) y c); o bien b) y c) ], más
preferentemente, dicha composición acuosa formadora de film de la
invención presenta las tres características a), b) y c) previamente
mencionadas.
Los valores de viscosidad a alta y baja cizalla,
así como de la tensión superficial estática de dicha composición
acuosa formadora de film de la invención pueden estar comprendidos
dentro de unos intervalos amplios tal como se ha indicado
previamente, lo que constituye una mejora respecto a las
composiciones utilizadas en las técnicas de huecograbado habituales
caracterizadas por la necesidad de tener que presentar unos bajos
niveles de viscosidad a baja cizalla.
Los valores del perfil reológico de la
composición acuosa formadora de film de la invención indican que se
trata de composiciones de carácter fuertemente pseudoplástico. En
una realización particular, la viscosidad a alta cizalla de la
composición acuosa formadora de film de la invención se mantiene
baja, a un valor comprendido entre 2 y 30 mPa. s, preferiblemente
entre 5 y 15 mPa. s, medidos en un viscosímetro Haake a 37.750
s-1 y 20ºC, para obtener una buena aplicación y
mantener una presión aceptable dentro del sistema de circulación de
dicha composición a través del cabezal, por ejemplo, un cabezal K.
Por otra parte, una viscosidad a baja cizalla demasiado baja (se
considera baja la viscosidad a baja cizalla cuando la viscosidad
medida en un viscosímetro Brookfield a 60 rpm y 20ºC es inferior a
60 mPa. s) impide obtener una correcta nivelación de la composición
aplicada. Ventajosamente, la viscosidad a baja cizalla, medida en un
viscosímetro Brookfield a 60 rpm y 20ºC, es igual o superior a 60
mPa. s, más preferentemente la viscosidad a baja cizalla está
comprendida entre 100 mPa. s y 180 mPa. s medida en las condiciones
mencionadas. Viscosidades a baja cizalla (Brookfield a 60 rpm y
20ºC) iguales o superiores a 60 mPa. s son suficientes para lograr
una buena estabilidad de la cortina de la composición acuosa
formadora de film de la invención y mantener su estabilidad,
mientras que viscosidades a baja cizalla (Brookfield a 60 rpm y
20ºC) inferiores a 60 mPa. s conducen a una aplicación irregular en
ondas y a una mala distribución de la composición sobre el
sustrato.
La composición acuosa formadora de film de la
invención comprende un primer polímero en emulsión seleccionado del
grupo formado por un polímero acrílico, un polímero
acrílico-estirenado, un polímero acrílico modificado
y sus mezclas, y/o un segundo polímero en dispersión coloidal
seleccionado del grupo formado por un polímero acrílico, un
polímero acrílico modificado y sus mezclas.
En el sentido utilizado en esta descripción
"polímeros acrílicos modificados" se refiere a polímeros
acrílicos que incluyen en su estructura grupos hidroxilo, amida y/o
amina. En una realización particular dicha emulsión es una emulsión
aceite en agua (A/O).
En el sentido utilizado en esta descripción, el
término "polímero" comprende homopolímeros, homopolímeros
modificados, copolímeros de dos o más monómeros distintos,
copolímeros modificados y sus mezclas. En el sentido utilizado en
esta descripción, el término "copolímeros modificados" se
refiere a copolímeros que incluyen en su estructura grupos
funcionales diferentes, tales como, por ejemplo, aminas, amidas y/o
hidroxilos que modifican las propiedades
físico-químicas de los copolímeros.
Como primer polímero puede utilizarse un
polímero seleccionado del grupo formado por un polímero acrílico,
un polímero acrílico-estirenado, un polímero
acrílico modificado y sus mezclas. Dicho primer polímero se
encuentra en emulsión, por ejemplo, en emulsión de tipo A/O.
Ejemplos ilustrativos de dicho primer polímero incluyen, entre
otros, los comercializados con las marcas Albucryl
NHV-21 (Noveno Spain, S. L.), SCX
HCR-2000, (Johnson POLYMER), JONCRYL ECO 2189
(Johnson POLYMER) y JONCRYLQ) ECO 2189, (Johnson POLYMER),
etc.
etc.
Como segundo polímero puede utilizarse un
polímero seleccionado del grupo formado por un polímero acrílico,
un polímero acrílico modificado y sus mezclas. Ejemplos ilustrativos
de dicho segundo polímero incluyen, entre otros, los
comercializados con las marcas PB-383 (Dianal
America, Inc.), SCX-JONCRYL 661 (Johnson POLYMER) y
39TSE109 (Johnson POLYMER), etc. Dicho segundo polímero se encuentra
en dispersión coloidal. El tamaño de los coloides puede variar
dentro de un amplio intervalo ya que éste es fuertemente dependiente
de los parámetros físico-químicos del medio. No
obstante, el peso molecular medio de las cadenas poliméricas
utilizadas en la composición acuosa formadora de film de la
invención está comprendido entre 30.000 y 85.000.
En general, la dispersión coloidal de dicho
segundo polímero se prepara de forma convencional. Dependiendo de
la naturaleza del segundo polímero y forma comercial, dicho segundo
polímero puede dispersarse en agua y neutralizarse con un agente de
neutralización tal como amoníaco, hidróxido sódico, aminas orgánicas
o si se adquiere como un sólido puede dispersarse en agua, y, a
continuación, neutralizarse mediante el empleo de dicho agente de
neutralización con o sin aplicación de calor. En una realización
particular, la composición acuosa formadora de film de la
invención, comprende un primer polímero en emulsión en una cantidad
comprendida entre 10% y 70% en peso seco respecto al peso total
seco de resina, y un segundo polímero en dispersión coloidal en una
cantidad comprendida entre 30% y 90% en peso seco respecto al peso
total seco de resina. En el sentido utilizado en esta descripción
"resina" se refiere tanto a los polímeros en emulsión como a
los polímeros en dispersión coloidal.
La composición acuosa formadora de film de la
invención puede contener, además, si se desea, uno o más aditivos
seleccionados entre espesantes, tensioactivos, ceras, pigmentos,
productos convencionales utilizados en la elaboración de papel
metalizado y sus mezclas. Ejemplos ilustrativos de dichos productos
convencionales utilizados en la elaboración de papel metalizado
incluyen antiespumantes, dispersantes, nivelantes, etc.
El espesante modifica la reología de la
composición que lo contiene. Aunque prácticamente cualquier
espesante podría ser utilizado, en una realización particular, dicho
espesante se selecciona del grupo formado por un espesante
acrílico, poliuretánico, acrílico-acrilamida,
celulósico y sus mezclas. Ejemplos de dichos espesantes incluyen,
entre otros, los comercializados con las marcas, Viscolam 600,
(Lamberti), Viscoatex 730 (Coatex) COATEX RHEO® 2000 (Coatex),
Coapur® (Campi y Jové, S. A.), y Sterocoll® BL (BASF), etc. Aunque
pueden utilizarse espesantes celulósicos en dicha composición, es
decir, espesantes que comprenden un polímero a base de celulosa y/o
sus derivados, por ejemplo, carboximetilcelulosa sódica, los
resultados proporcionados por el método de la invención cuando se
utiliza un espesante celulósico sólo o en combinación con otro
espesante, son sustancialmente inferiores a los que se obtienen con
otros espesantes (véanse los Ejemplos 11 y 12 en donde se pone de
manifiesto que se consiguen brillos propios de acabados mate (18%)
o un color gris no metálico, respectivamente). Los brillos de las
calidades con acabados brillantes en papeles metalizados están
típicamente comprendidos entre 25%
y 60%.
y 60%.
En una realización particular, la composición
acuosa formadora de film de la invención, comprende además de dicho
primer polímero en emulsión y dicho segundo polímero en dispersión
coloidal, un espesante en una cantidad comprendida entre 2% y 5% en
peso seco de espesante respecto al peso total seco de resina. En
general, el espesante se añade a la composición acuosa formadora de
film de la invención antes de su aplicación sobre el sustrato, por
ejemplo, al menos 24 horas antes de la aplicación en cortina de
dicha composición, con el fin de que el espesante pueda ejercer su
efecto sobre la reología de la composición antes de su aplicación
en cortina. La adición del espesante se hace, en general, de forma
lenta y bajo fuerte agitación mecánica.
La composición acuosa formadora de film de la
invención puede contener, además de dicho primer polímero en
emulsión y dicho segundo polímero en dispersión coloidal, un
tensioactivo en una cantidad comprendida entre 0,5% y 3% en peso
seco de tensioactivo respecto al peso total seco de resina, que
confier una mejor distribución de la composición durante la
aplicación en cortina. Dicho tensioactivo se selecciona del grupo
formado por un tensioactivo aniónico, un tensioactivo no iónico y
sus mezclas. Aunque prácticamente cualquier tensioactivo puede ser
utilizado, en una realización particular, el tensioactivo aniónico
es un derivado del ácido sulfónico, por ejemplo, el tensioactivo
comercializado con la marca Troysol LAC (Troy Chemical Corporation).
Asimismo, aunque prácticamente cualquier tensioactivo no iónico
puede ser utilizado, en una realización particular, el tensioactivo
no iónico es un tensioactivo no iónico de naturaleza silicónica, tal
como un polisiloxano modificado, por ejemplo,
BYJ-346 o BYK-348 (BYK Chemie).
La composición acuosa formadora de film de la
invención puede contener además de dicho primer polímero en
emulsión y dicho segundo polímero en dispersión coloidal, una cera.
Aunque prácticamente cualquier cera puede ser utilizada, en una
realización particular dicha cera es la cera comercializada con la
marca LUBA-print 654/D1 (L. P. Bader & Co.
GmbH) consistente en una dispersión de una cera de polietileno en
isopropanol. Otras ceras que pueden ser utilizadas en estas
composiciones comprenden mezclas de ceras en dispersión acuosa como
las comercializadas con la marca Aquacer 535 (BYK Wax Additives);
derivados de polietileno en dispersión acuosa como los
comercializados con la marca 10ZK44 (Sun Chemical); polietileno
dispersado en isopropanol como el comercializado con la marca
Ceracol 40 (BYK Wax Additives), etc. La cantidad de cera puede
variar entre 0,5% y 3% en peso seco de cera respecto al peso total
seco de resina, en función de la calidad y función de la cera.
La composición acuosa formadora de film de la
invención, si se desea, puede contener uno o más pigmentos en
dispersión o en disolución, y/o uno o más productos convencionales
utilizados en la elaboración de papeles metalizados conocidos por
el experto en la materia. Entre estos productos se pueden citar
aditivos nivelantes derivados de silicona tales como los
comercializados con las marcas BYK-333 y
BYK-361 N (BYK Chemie); aditivos nivelantes de
naturaleza acrílica como el comercializado con la marca EDAPALN LA
403 (Münzig Chemie); agentes dispersantes tales como el
comercializado con la marca Disper BYK 191 (BYK Chemie), etc.
Las composiciones de la invención pueden
prepararse de forma sencilla en un contenedor o reactor adecuado,
provisto de medios de agitación por adición consecutiva y paulatina
de los distintos componentes, tal y como se muestra en los
distintos ejemplos que acompañan a esta descripción. Tal como se ha
mencionado previamente, el método para fabricar papel metalizado
proporcionado por la invención (método de la invención) comprende
la realización de las etapas (i), (ii) y (iii) mencionadas
anteriormente, las cuales se describen de forma más detallada a
continuación, y se caracteriza por el empleo de una composición
acuosa formadora de film de la invención en la etapa (i), o en la
etapa (iii), o en ambas etapas (i) y (iii).
La etapa (i) comprende aplicar en cortina una
primera composición acuosa formadora de film sobre un sustrato.
Dicha primera composición acuosa formadora de film puede ser una
composición acuosa formadora de film de las habitualmente
utilizadas en la fabricación de papeles metalizados,
preferentemente, una composición acuosa formadora de film de la
invención.
El término "sustrato" tal y como se utiliza
en la presente invención se refiere a un sustrato apto para su
metalización, es decir, un sustrato que reúne unas características
físico-químicas que permitan la aplicación y
formación correcta sobre su superficie de un film liso y brillante
para ser metalizado, por ejemplo, un papel estucado, tal como un
papel estucado por una de sus caras (1/C) o por las dos caras (2/C).
Opcionalmente, el sustrato puede hacerse pasar por un túnel de aire
caliente previo a su primer recubrimiento con el objeto de reducir
la humedad de dicho sustrato para que la etapa (ii) de metalización
se realice correctamente. La temperatura del aire caliente en este
túnel varía en función de la humedad del sustrato y está comprendida
típicamente entre 100ºC y 140ºC.
La aplicación en cortina es un método
convencional que comprende, en general, depositar una composición
sobre un sustrato haciendo pasar dicho sustrato a través de la
composición que cae en forma de cortina. La cortina puede generarse
haciendo pasar la composición a través de un cabezal apropiado. En
una realización particular, adecuada para la puesta en práctica de
esta invención, se hace pasar dicha composición a través de un
cabezal K, en particular un cabezal K- simple. La altura de dicho
cabezal sobre la banda de sustrato, y otros parámetros del método
relativos a la técnica en cortina pueden ser ajustados fácilmente en
cada caso particular por el experto en la materia. La composición
se descarga en el contenedor del circuito de aplicación de la
pintadora. Una vez estabilizado el caudal de circulación y
asegurada, mediante inspección visual, la estabilidad de la
cortina, la formación de espuma en el depósito de reserva y la
ausencia de cortes en la cortina, el sistema está listo para
comenzar la aplicación. En una realización particular del método de
la invención, el ancho de aplicación de la cortina está comprendido
entre 1.300 mm y 2.200 mm, preferiblemente entre 1.600 mm y 2.000
mm. En una realización concreta de esta invención, el ancho de
aplicación de la cortina es de 1.600 mm aproximadamente y la
distribución del film seco de recubrimiento está comprendido entre
1,5 g/m^{2} y 3,1 g/m^{2}, preferiblemente entre 1, 8 g/m' y 2,
5 g/m'.
Tras la etapa (i), la primera composición
aplicada sobre el sustrato forma un recubrimiento o film sobre dicho
sustrato como resultado de la evaporación del agua presente en
dicha primera composición. La evaporación del agua se puede llevar
a cabo por métodos convencionales, por ejemplo, aumentando la
temperatura del sustrato recubierto en un túnel de aire caliente en
circulación, por ejemplo, a una temperatura superior a la mínima de
formación del film correspondiente. El túnel de aire caliente en
circulación, puede mantener distintas temperaturas en cada sección
del mismo, y pueden determinarse fácilmente en cada caso por el
experto en la materia para lograr la correcta evaporación del agua
y conseguir el grado de humedad final deseado y el aspecto final
del sustrato recubierto. Aunque el grado de humedad absoluta del
sustrato recubierto con dicha primera composición acuosa formadora
de film puede variar dentro de un amplio intervalo, típicamente
igual o inferior a 3%, en una realización particular, el grado de
humedad absoluta del sustrato recubierto con dicha primera
composición está comprendido entre 2% y 3%, preferiblemente entre
2,3% y 2,8%, con el fin de conseguir una buena metalización en la
etapa (ii). A modo ilustrativo, en una realización particular el
aire caliente en circulación contenido en el interior del túnel se
mantiene en un gradiente de temperatura creciente comprendido entre
80ºC y 140ºC.
La etapa (ii) relativa a la metalización del
sustrato recubierto, se puede llevar a cabo según los métodos
convencionales, por ejemplo, por metalización directa en alto vacío
sobre el sustrato obtenido de la etapa (i).
La etapa (iii) comprende la aplicación en
cortina de una segunda composición acuosa formadora de film sobre
el sustrato previamente metalizado.
Dicha segunda composición acuosa formadora de
film, que puede ser igual o diferente a dicha primera composición
acuosa formadora de film, puede ser una composición acuosa formadora
de film de la invención o, alternativamente, una composición acuosa
formadora de film de las habitualmente utilizadas en la fabricación
de papeles metálicos; preferentemente una composición acuosa
formadora de film de la invención. Una de las características del
método de la invención radica en que, al menos una de dichas primera
o segunda composición acuosa formadora de film es una composición
acuosa formadora de film de la invención.
La aplicación en cortina sobre el sustrato
previamente metalizado de dicha segunda composición acuosa formadora
de film se lleva acabo del mismo modo que la etapa (i). En una
realización particular, el sustrato metalizado puede presentar un
gramaje comprendido entre 47 g/m^{2} y 130 g/m^{2},
preferentemente entre 52 g/m^{2} y 90 g/m^{2} y el grado de
humedad del sustrato metalizado antes de ser recubierto con dicha
composición acuosa formadora de film está comprendido entre 1,5% y
2,2%. Una vez aplicada dicha segunda composición acuosa formadora de
film sobre el sustrato metalizado se retira el agua con el fin de
que se forme el film sobre el sustrato metalizado. La retirada del
agua puede llevarse a cabo por cualquier método convencional, por
ejemplo, haciendo pasar el sustrato metalizado recubierto por un
túnel de secado de aire caliente en circulación con el fin de
conseguir la formación del film mediante evaporación del agua. Una
vez evaporada el agua y formado el film el sustrato es rehumectado
aplicando agua al dorso del sustrato mediante sistemas
convencionales, tales como, rodillos, rampas de vapor, etc. La
humedad absoluta del papel metalizado una vez terminado está
típicamente comprendida entre 3,5% y 5,4% en función de la calidad
producida.
La tensión superficial estática de la
composición acuosa formadora de film de la invención se puede
controlar empleando dos métodos alternativos dependiendo de si se
aplica sobre un sustrato sin metalizar o metalizado. En el primer
caso se emplea el método del ángulo de contacto de una gota de agua
(método TAPPI 458 os-70) usando un medidor de
mojabilidad superficial (Lorentzen & Wettre), y en el segundo
caso se empela el método normalizado TAPPI T 698
pm-83 para la determinación de la energía
superficial de un film empleando soluciones de energía superficial
conocida. El control adecuado de dichos parámetros permite alcanzar
una correcta aplicación de la composición.
La ausencia de contacto en la realización del
método de la invención entre el sustrato y la composición a aplicar
evita el contacto directo con los aplicadores tal como sucede en
otras técnicas del estado de la técnica, lo que se traduce en un
excelente control del recubrimiento aplicado en cada momento, una
alta homogeneidad y una alta calidad del soporte recubierto. La
velocidad de fabricación aumenta considerablemente alcanzándose
velocidades de hasta 2.000 m/min, típicamente comprendidas entre 600
y 1.000 m/min. El método de la invención permite emplear
composiciones con amplios intervalos de perfiles reológicos, y por
ello, con mayores contenidos en sólidos. La homogeneidad del
recubrimiento se traduce en una mejor cobertura de la superficie,
mayor opacidad, mejorándose las propiedades barrera a la luz,
oxígeno y vapor de agua. El sustrato recubierto antes de la
metalización y el papel metalizado y recubierto obtenido al final
del proceso, son evaluados para determinar la correcta distribución
de dichas primera y segunda composición acuosa formadora de film, y
medir su brillo con un brillómetro. En una realización particular,
el brillo del sustrato recubierto se mide con una inclinación de
75º y con una inclinación de 60º para el papel metalizado obtenido
al final del proceso (véanse los Ejemplos). En una realización
particular, el brillo alcanzado para un sustrato recubierto con una
composición acuosa formadora de film de la invención cuando ésta
constituye dicha primera composición acuosa formadora de film es
del 70% aproximadamente; el brillo de un sustrato metalizado antes
de la aplicación de una segunda composición acuosa formadora de
film de acuerdo con el método de esta invención está comprendido
típicamente entre 35% y 40%, y el producto resultante de la
aplicación de la segunda composición acuosa formadora de film de la
invención presenta un brillo comprendido entre 10% y 25%.
Los siguientes Ejemplos ilustrativos de la
invención no deben ser interpretados como limitativos del ámbito de
protección de la misma.
\vskip1.000000\baselineskip
En un contenedor de 1.000 litros de capacidad se
introducen 255,5 kg de agua y 33 kg de PB-383
(polímero acrílico modificado en estado sólido, 100% de C. S.). A
esta mezcla se añaden bajo agitación con un agitador mural a 600
rpm, 12 kg de amoniaco (concentración 25% en agua, 0% C. S.) y se
dispersa durante 60 minutos con agitador mural a 600 rpm.
Transcurrido este tiempo se añaden 33 kg de
PB-383,10 kg de agua y se mantiene la agitación sin
cambios durante otros 60 minutos. Transcurrido este tiempo se deja
enfriar a temperatura ambiente la mezcla, la agitación se baja a
100 rpm y se añaden consecutivamente 12,8 kg de amoniaco
(concentración 25%), 4,0 kg de Lubaprint LD1 (dispersión de cera de
polietileno en isopropanol, 40% de C. S.), 2,10 kg de Troysol LAC
(tensioactivo sulfosuccinato modificado, 50% de C. S.) y 0,12 kg de
KB-70 (espesante de naturaleza
acrílico-acrilamida de tipo dispersión agua en
aceite, C. S. 33%) previamente dispersados en 36 kg de agua.
Finalmente se añaden 60 kg de agua manteniendo la misma agitación
durante 2 horas. La composición así preparada ya está lista para su
uso presenta las siguientes características: 1. viscosidad
(Brookfield a 60 rpm, 20ºC): 70 mPa. s; 2. tensión superficial
estática medida con tensiómetro de aro: 33,1 dina/cm; y 3. contenido
en sólidos de la composición: 14,4%.
La composición se descarga en el contenedor del
circuito de aplicación de la pintadora. Una vez estabilizado el
caudal de circulación y asegurada, mediante inspección visual, la
estabilidad de la cortina, la formación de espuma en el depósito de
reserva y la ausencia de cortes en la cortina, el sistema está
listo para comenzar la aplicación. Esta forma de proceder es la
misma en todos los Ejemplos a continuación.
La aplicación se realiza sobre un soporte
estucado 1/C adecuado para la metalización, de peso igual a 60
g/m^{2}. El gramaje del soporte está comprendido entre 47 y 130
g/m^{2}. El ancho de aplicación en este caso es de 140 cm. La
velocidad de aplicación está comprendida entre 800 y 1.000 m/min. La
distribución del film seco aplicado está comprendido entre 1,6 y
2,5 g/m^{2}. El papel se hace pasar por un túnel de secado por
aire caliente y sale del mismo a una temperatura de
105-110ºC antes de que se le aplique la composición.
Tras la aplicación de la composición el papel pasa por otro túnel
de aire caliente en el cual se mantiene un gradiente de temperatura
creciente desde 80ºC en la primera sección hasta 140ºC en la última
sección. Una vez seco el papel se enrolla en un mandril de hierro
en la unidad de rebobinado de la máquina. La humedad absoluta del
papel resulta comprendida entre 2,0 y 2,5%. El papel así preparado
está listo para el proceso de metalización a alto vacío.
En un contenedor de 1.000 litros de capacidad se
introducen 400 kg de agua y 200 kg de SCX-661
(polímero acrílico en disolución coloidal, C. S. 44%). A esta
mezcla se añaden bajo agitación (agitación mural a 600 rpm) 25 kg
de amoniaco (concentración 25% en agua, 0% C. S.) y se dispersa
durante 20 minutos en las mismas condiciones de agitación.
Transcurrido este tiempo se añaden consecutivamente 5,37 kg de
Lubaprint LD1 (dispersión de cera de polietileno en isopropanol,
40% de C. S.), 2,69 kg de Troysol LAC (tensioactivo sulfosuccinato
modificado, 50% de C. S.) y 0,19 kg de KB-70
(espesante de naturaleza acrílico- acrilamida de tipo dispersión
agua en aceite, C. S. 33%) previamente dispersados en 57 kg de agua.
Finalmente se añaden 100 kg de agua manteniendo la misma agitación
durante 2 horas. La composición así preparada ya está lista para su
uso y presenta las siguientes características: 1. viscosidad
(Brookfield a 60 rpm, 20ºC) comprendida entre
107-116 mPa. s; 2. tensión superficial estática
medida con tensiómetro de aro: 32,2 dina/cm; y 3. contenido en
sólidos de la composición: 11,5%.
La aplicación se realiza sobre un soporte
estucado 1/C apto para la metalización de 60 g/m^{2}. El gramaje
del soporte está comprendido entre 47 y 130 g/m^{2}. El ancho de
aplicación en este caso es de 140 cm. La velocidad de aplicación
varía entre 600 y 1.000 m/min. La distribución del film seco
aplicado está comprendida entre 1,5 y 2,5 g/m^{2}. El papel se
hace pasar por un túnel de secado por aire caliente saliendo del
mismo a una temperatura de 105-110ºC antes de que se
le aplique la composición. Tras la aplicación de la composición, el
papel pasa por otro túnel de aire caliente en el cual se mantiene un
gradiente de temperatura creciente desde 80ºC en la primera sección
hasta 140ºC en la última. Una vez seco el papel se enrolla en un
mandril de hierro en la unidad de rebobinado de la máquina. La
humedad absoluta del papel varía entre 2,0 y 2,5%. El papel así
preparado está listo para el proceso de metalización a alto
vacío.
En un contenedor de 1.000 litros de capacidad se
introducen manteniendo agitación (600 rpm) 280 kg de agua, 120 kg
de SCX-661 (polímero acrílico en disolución
coloidal, C. S. 44%), 13,3 kg de Albucryl NHV-21
(emulsión acuosa de un polímero acrílico-estirenado)
y 24 kg de una disolución de hidróxido sódico en agua
(concentración de sólidos 20%). La agitación se mantiene durante 20
minutos transcurridos los cuales se reduce la velocidad de
agitación hasta 100 rpm y se añaden consecutivamente 3,60 kg de
Lubaprint LD1 (dispersión de cera de polietileno en isopropanol,
40% de C. S.) y 1,80 kg de Troysol LAC (tensioactivo sulfosuccinato
modificado, 50% de C. S.). Finalmente se añaden 100 kg de agua y se
mantiene la misma agitación durante 2 horas. Una vez transcurrido
este tiempo la composición así preparada ya está lista para su uso y
presenta las siguientes características: 1. viscosidad (Brookfield
a 60 rpm, 20ºC): 61 mPa. s; 2. viscosidad a alta cizalla (Haake a
37.750 s-l, 20ºC): 29,8 mPa. s; 3. tensión
superficial estática medida con tensiómetro de aro: 32,0 dina/cm; y
4. contenido en sólidos de la composición: 12,7%.
La aplicación se realiza sobre un soporte
estucado 1/C apto para la metalización de 60 g/m^{2}. El gramaje
del soporte está comprendido entre 47 y 130 g/m^{2}. El ancho de
aplicación en este caso es de 140 cm. La velocidad de aplicación
varía entre 600 y 800 m/min. El caudal de la composición a través
del cabezal se mantiene en 26,5 1/min. La distribución del film
seco aplicado está comprendido entre 1,85 y 2,5 g/m^{2}.
El papel se hace pasar por un túnel de secado
por aire caliente a 140ºC antes de ser recubierto. Tras la
aplicación de la composición el papel pasa por otro túnel de aire
caliente en el cual se mantiene un gradiente creciente de
temperatura entre 85 y 140ºC. Una vez seco el papel se enrolla en un
mandril de hierro en la unidad de rebobinado de la máquina. La
humedad absoluta del papel es de un 2,8%. El control del producto se
realiza evaluando la distribución de la composición sobre el papel,
midiendo su brillo con un brillómetro y una inclinación de 75º para
el caso del producto antes de metalizar y de 60º en el caso del
producto ya metalizado. El brillo del papel metalizado antes de la
aplicación de la segunda composición acuosa formadora de film es de
40%.
En un contenedor de 1.000 litros de capacidad se
introducen bajo agitación (600 rpm) 190 kg de agua y 103 kg de
HCR-2000 (emulsión de un polímero acrílico, CS.
40%). Manteniendo la agitación se añaden poco a poco 2,1 kg de
Viscoatex 730 (espesante no asociativo en base a una emulsión acuosa
de copolímeros acrílicos, C. S. 30%) previamente diluido en 15.4 kg
de agua.
Posteriormente la agitación se reduce hasta 100
rpm y se añaden consecutivamente 2,5 kg de Lubaprint LD1 (dispersión
de cera de polietileno en isopropanol, 40% de C. S.), 1,2 kg de
Troysol LAC (tensioactivo sulfosuccinato modificado, 50% de C. S.)
y 0,046 kg de KB-70 (espesante de naturaleza
acrílico-acrilamida de tipo dispersión agua en
aceite, C. S. 33%) previamente dispersados en 13, 8 kg de agua.
A esta mezcla se añade 49 kg de
SCX-661 y 12,6 kg de una disolución de hidróxido
sódico al 20% en agua. La agitación se mantiene durante 2 horas y
luego se deja la composición en reposo durante 24 horas.
Transcurrido este tiempo la composición así preparada ya está lista
para su uso y presenta las siguientes características: 1. viscosidad
(Brookfield a 60 rpm, 20ºC): 60 mPa. s; 2. viscosidad a alta cizalla
(Haake a 37.750 s''', 20ºC): 11,6 mPa. s; 3. tensión superficial
estática medida con tensiómetro de aro: 32 dina/cm; y 4. contenido
en sólidos de la composición: 16,0%.
\vskip1.000000\baselineskip
La aplicación se realiza sobre un soporte
estucado 1/C apto para la metalización de 60 g/m^{2}. El gramaje
del soporte está comprendido entre 47 y 130 g/m^{2}. El ancho de
aplicación en este caso es de 140 cm. La velocidad de aplicación
está comprendida entre 600 y 1030 m/min. El caudal de la composición
a través del cabezal se mantiene en 26,5 1/min. La distribución del
film seco aplicado está comprendida entre 1,8 y 3,1 g/m^{2}. El
papel se hace pasar por un túnel de secado por aire caliente a 140ºC
antes de ser recubierto. Tras la aplicación de la composición el
papel pasa por otro túnel de aire caliente en el cual se mantiene
un gradiente creciente de temperatura entre 85 y 140ºC. Una vez seco
el papel se enrolla en un mandril de hierro en la unidad de
rebobinado de la máquina. La humedad absoluta del papel es de un
2,8%. El control del producto se realiza evaluando la distribución
de la composición sobre el papel, midiendo su brillo con un
brillómetro y una inclinación de 75º para el caso del producto antes
de metalizar (dando un resultado de 70%) y de 60º en el caso del
producto ya metalizado. El brillo del papel metalizado antes de la
aplicación de la segunda composición acuosa formadora de film es de
37%.
\vskip1.000000\baselineskip
En un contenedor de 1.000 litros de capacidad se
introducen bajo agitación (600 rpm) 300 kg de agua y 141 kg de
HCR-2000 (emulsión de un polímero acrílico, CS.
40%). Manteniendo la agitación se añaden poco a poco 2, 8 kg de
Viscoatex 730 (espesante no asociativo en base a una emulsión acuosa
de copolímeros acrílicos, C. S. 30%) previamente diluido en 10 kg
de agua.
Posteriormente la agitación se reduce hasta 100
rpm y se añaden consecutivamente 3,5 kg de Lubaprint LD1 (dispersión
de cera de polietileno en isopropanol, 40% de C. S.), 1,7 kg de
Troysol LAC (tensioactivo sulfosuccinato modificado, 50% de C. S.)
y 0,063 kg de KB-70 (espesante de naturaleza
acrílico acrilamida de tipo dispersión agua en aceite, C. S. 33%)
previamente dispersados en 18,9 kg de agua.
La agitación se mantiene durante 2 horas y luego
se deja la pintura en reposo durante 24 horas. Transcurrido este
tiempo la composición así preparada ya está lista para su uso
presenta las siguientes características: 1. viscosidad (Brookfield a
60 rpm, 20ºC): 70 mPa. s; 2. viscosidad a alta cizalla (Haake a
37.750 s\siml): 2,3 mPa. s; 3. tensión superficial estática medida
con tensiómetro de aro: 32 dina/cm; y 4. contenido en sólidos de la
composición: 11,8%.
\vskip1.000000\baselineskip
La aplicación se realiza sobre un soporte
estucado 1/C apto para la metalización de 60 g/m^{2}. El gramaje
del soporte está comprendido entre 47 y 130 g/m^{2}. El ancho de
aplicación en este caso es de 140 cm. La velocidad de aplicación
varía entre 600 y 700 m/min. El caudal de la composición a través
del cabezal se mantiene en 26,5 1/min. La distribución del film
seco aplicado está comprendida entre 1,95 y 2,3 g/m^{2}. El papel
se hace pasar por un túnel de secado por aire caliente a 140ºC antes
de aplicarle la composición. Tras la aplicación de la composición,
el papel pasa por otro túnel de aire caliente en el cual se mantiene
un gradiente creciente de temperatura entre 80 y 140ºC. Una vez
seco el papel se enrolla en un mandril de hierro en la unidad de
rebobinado de la máquina. La humedad absoluta del papel es de un
2,8%. El control del producto se realiza evaluando la distribución
de la pintura sobre el papel, midiendo su brillo con un brillómetro
y una inclinación de 75º para el caso del producto antes de
metalizar (dando un resultado de 58%) y de 60º en el caso del
producto ya metalizado. El brillo del papel metalizado antes de la
aplicación de la segunda composición acuosa formadora de film es de
35%.
En un contendor de 1.000 litros de capacidad se
introducen bajo agitación (600 rpm) 217 kg de agua y 143 kg de
Albucryl NHV-21 (emulsión de un polímero acrílico
estirenado, C. S. 42%). Manteniendo la agitación se añaden poco a
poco 7,1 kg de Viscoatex 730 (espesante no asociativo en base a una
emulsión acuosa de copolímeros acrílicos, C. S. 30%) previamente
diluido en 33,5 kg de agua.
Posteriormente la agitación se reduce hasta 100
rpm y se añaden consecutivamente 3,6 kg de Lubaprint LD1 (dispersión
de cera de polietileno en isopropanol, 40% de C. S.) y 1,9 kg de
Troysol LAC (tensioactivo sulfosuccinato modificado, 50% de C. S.).
La agitación se mantiene durante 2 horas y luego se deja la
composición en reposo durante 24 horas. Transcurrido este tiempo la
composición así preparada ya está lista para su uso presenta las
siguientes características: 1. viscosidad (Brookfield a 60 rpm,
20ºC): 104 mPa. s; 2. viscosidad a alta cizalla (Haake a 37.750
s-1): 4,6 mPa. s; 3. tensión superficial estática
medida con tensiómetro de aro: 32,3 dina/cm; y 4. contenido en
sólidos de la composición: 16, 1%.
La aplicación se realiza sobre un soporte
estucado 1/C apto para la metalización de 60 g/m. El gramaje del
soporte está comprendido entre 47 y 130 g/m^{2}. El ancho de
aplicación en este caso es de 140 cm. La velocidad de aplicación
varía entre 600 y 700 m/min. El caudal de la composición a través
del cabezal varía entre 18,0 y 31,0 1/min. La distribución del film
seco aplicado está comprendida entre 1,60 y 2,2 g/m^{2}. El papel
se hace pasar por un túnel de secado por aire caliente a 140ºC antes
de la aplicación en cortina. Tras la aplicación de la composición
el papel pasa por otro túnel de aire caliente en el cual se mantiene
un gradiente creciente de temperatura entre 75 y 145ºC. Una vez
seco el papel se enrolla en un mandril de hierro en la unidad de
rebobinado de la máquina. La humedad absoluta del papel es de un
2,8%. El control del producto se realiza evaluando la distribución
de la pintura sobre el papel, midiendo su brillo con un brillómetro
y una inclinación de 75º para el caso del producto antes de
metalizar (dando un resultado de 76%) y de 60º en el caso del
producto ya metalizado. El brillo del papel metalizado antes de la
aplicación de la segunda composición acuosa formadora de film es de
40%.
En un contenedor de 1.000 litros de capacidad se
introducen 400 kg de 39TSE109 (polímero acrílico modificado en
disolución coloidal, C. S. 13%). Con una agitación de 100 rpm se
añaden 3,25 kg de Lubaprint LD1 (dispersión de cera de polietileno
en isopropanol, 40% de C. S.) y 1,7 kg de Troysol LAC (tensioactivo
sulfosuccinato modificado, 50% de C. S.) mezclados manualmente en un
recipiente metálico de 25 litros de capacidad junto con 11,5 kg de
agua. La agitación se mantiene durante 2 horas. La composición así
preparada ya está lista para su uso presenta las siguientes
características: 1. viscosidad (Brookfield a 60 rpm, 20ºC): 105
mPa. s; 2. viscosidad a alta cizalla (Haake a 37.750
s-l, 20ºC): 22,8 mPa. s; 3. tensión superficial
estática medida con tensiómetro de aro: 33,0 dina/cm; y 4.
contenido en sólidos de la composición: 13%.
La aplicación se realiza sobre un soporte
estucado 1/C apto para la metalización de 60 g/m^{2}. El gramaje
del soporte está comprendido entre 47 y 130 g/m^{2}. El ancho de
aplicación en este caso es de 140 cm. La velocidad de aplicación
varía entre 700 y 800 m/min. El caudal de la composición a través
del cabezal fue de 26,5 1/min. La distribución del film seco
aplicado está comprendida entre 1,9 y 2,1 g/m^{2}. El papel se
hace pasar por un túnel de secado por aire caliente a 140ºC antes de
que se le aplique la composición. Tras la aplicación de la
composición, el papel pasa por otro túnel de aire caliente en el
cual se mantiene un gradiente creciente de temperatura entre 75 y
145ºC. Una vez seco el papel se enrolla en un mandril de hierro en
la unidad de rebobinado de la máquina. La humedad absoluta del papel
es de un 2,8%. El control del producto se realiza evaluando la
distribución de la composición sobre el papel, midiendo su brillo
con un brillómetro y una inclinación de 75º para el caso del
producto antes de metalizar (dando un resultado de 71%) y de 60º en
el caso del producto ya metalizado. El brillo del papel metalizado
antes de la aplicación de la segunda composición acuosa formadora
de film es de 37%.
En un contenedor de 1.000 litros de capacidad se
introducen manteniendo agitación (600 rpm) 138 kg de agua, 62 kg de
Albucryl NHV-21 (emulsión de un polímero acrílico
estirenado, C. S. 42%) y 200 kg de 39TSE109 (polímero acrílico
modificado en disolución coloidal, C. S. 13%). Manteniendo la
agitación se añaden poco a poco 4,9 kg de Viscoatex 730 (espesante
no asociativo en base a una emulsión acuosa de copolímeros
acrílicos, C. S. 30%) previamente diluido en 15 kg de agua.
Posteriormente la agitación se reduce hasta 100 rpm y se añaden
consecutivamente 3,25 kg de Lubaprint LD1 (dispersión de cera de
polietileno en isopropanol, 40% de C. S.) y 1,7 kg de Troysol LAC
(tensioactivo sulfosuccinato modificado, 50% de C. S.) mezclados
manualmente en un recipiente metálico de 25 litros de capacidad
junto con 11,5 kg de agua. La agitación se mantiene durante 2 horas
y luego se deja la composición en reposo durante 24 horas.
Transcurrido este tiempo la composición así preparada ya está lista
para su uso presenta las siguientes características: 1. viscosidad
(Brookfield a 60 rpm, 20ºC): 70 mPa. s; 2. viscosidad a alta
cizalla (Haake a 37.750 s-l, 20ºC): 9,2 mPa. s; 3.
tensión superficial estática medida con tensiómetro de aro: 33,4
dina/cm; y 4. contenido en sólidos de la composición: 12,5%.
La aplicación se realiza sobre un soporte
estucado 1/C apto para la metalización de 60 g/m^{2}. En
cualquier caso, el gramaje del soporte es variable, pudiendo estar
entre 47 y 130 g/m^{2}. El ancho de aplicación en este caso es de
140 cm. La velocidad de aplicación está comprendida entre 700 y 800
m/min. El caudal de la composición a través del cabezal es de 26,5
1/min. La distribución del film seco aplicado está comprendida
entre 1,9 y 2,1 g/m^{2}. El papel se hace pasar por un túnel de
secado por aire caliente a 140ºC antes de aplicarle la composición.
Tras la aplicación de la composición, el papel pasa por otro túnel
de aire caliente en el cual se mantiene un gradiente creciente de
temperatura entre 75 y 145ºC. Una vez seco el papel se enrolla en
un mandril de hierro en la unidad de rebobinado de la máquina. La
humedad absoluta del papel es de un 2,9%. El control del producto
se realiza evaluando la distribución de la pintura sobre el papel,
midiendo su brillo con un brillómetro y una inclinación de 75º para
el caso del producto antes de metalizar (dando un resultado de 73%)
y de 60º en el caso del producto ya metalizado. El brillo del papel
metalizado antes de la aplicación de la segunda composición acuosa
formadora de film es de 41%.
\vskip1.000000\baselineskip
En un contenedor de 1.000 litros de capacidad se
introducen manteniendo agitación (600 rpm) 170 kg de agua, 44,5 kg
de EC02189 (emulsión de un polímero acrílico estirenado, C. S. 48%),
19,9 kg de EC02177 (emulsión de un polímero acrílico, C. S. 46%) y
254 kg de 39TSE109 (polímero acrílico modificado en disolución
coloidal, C. S. 13%). Manteniendo la agitación se añaden poco a poco
6,1 kg de Viscolam 600 (espesante no asociativo en base a una
emulsión acuosa de copolímeros acrílicos, C. S. 30%) previamente
diluido en 25 kg de agua.
Posteriormente la agitación se reduce hasta 100
rpm y se añaden consecutivamente 3,8 kg de Lubaprint LD1 (dispersión
de cera de polietileno en isopropanol, 40% de C. S.) y 1, 8 kg de
Troysol LAC (tensioactivo sulfosuccinato modificado, 50% de C. S.)
mezclados manualmente en un recipiente metálico de 25 litros de
capacidad junto con 15 kg de agua. La agitación se mantiene durante
2 horas y luego se deja la pintura en reposo durante 24 horas.
Transcurrido este tiempo a composición así preparada ya está lista
para su uso presenta las siguientes características: 1. viscosidad
(Brookfield a 60 rpm, 20ºC): 152 mPa. s; 2. viscosidad a alta
cizalla (Haake a 37.750 s-1, 20ºC): 10,2 mPa. s; 3.
tensión superficial estática medida con tensiómetro de aro: 33,0
dina/cm; y 4. contenido en sólidos de la composición: 12, 6%.
\vskip1.000000\baselineskip
La aplicación se realiza sobre un soporte
estucado 1/C apto para la metalización de 60 g/m. El gramaje del
soporte está comprendido entre 47 y 130 g/m^{2}. El ancho de
aplicación es de 140 cm. La velocidad de aplicación varía entre 700
y 750 m/min. El caudal de la composición a través del cabezal varía
entre 23,5 y 26,5 1/min. La distribución del film seco aplicado está
comprendida entre 1,85 y 1,95 g/m^{2}. El papel se hace pasar por
un túnel de secado por aire caliente a 140ºC antes de ser
recubierto. Tras la aplicación de la composición, el papel pasa por
otro túnel de aire caliente en el cual se mantiene un gradiente
creciente de temperatura entre 75 y 140ºC. Una vez seco el papel se
enrolla en un mandril de hierro en la unidad de rebobinado de la
máquina. La humedad absoluta del papel es de un 2,9%. El control del
producto se realiza evaluando la distribución de la composición
sobre el papel, midiendo su brillo con un brillómetro y una
inclinación de 75º para el caso del producto antes de metalizar
(dando un resultado de 72%) y de 60º en el caso del producto ya
metalizado. El brillo del papel metalizado antes de la aplicación de
la segunda composición acuosa formadora de film es de
40-41%.
\vskip1.000000\baselineskip
En un contenedor de 1.000 litros de capacidad se
introducen 280 kg de agua y 163,5 kg de Albucryl
NHV-21 (emulsión acuosa de un polímero acrílico-
estirenado, C. S. 42%). A esta mezcla se añade, manteniendo una
agitación mecánica (100 rpm), 4,19 kg de Lubaprint LD1 (dispersión
de cera de polietileno en isopropanol, 40% de C. S.). Sobre esta
mezcla, sometida a fuerte agitación (600 rpm), se añaden poco a poco
7,82 kg de Viscoatex 730 (espesante no asociativo en base a una
emulsión acuosa de copolímeros acrílicos, C. S. 30%) previamente
diluido en 15 kg de agua. Siguiendo este mismo método de adición se
añaden 5,58 kg de RHEO-2000 (espesante no
asociativo en base a una emulsión acuosa de copolímeros acrílicos,
C. S. 30%) previamente diluido en 15 kg de agua.
Manteniendo la agitación se añaden 8,07 kg de
COAPUR 3025 (espesante asociativo de tipo poliuretánico, C. S. 25%)
previamente diluido con fuerte agitación (600 rpm) en 36 kg de agua.
Por último, añadir 4,02 kg de un tensioactivo Troysol LAC
(sulfosuccinato modificado, C. S. 50%) y 0,146 kg de
KB-70 (espesante de naturaleza acrílico acrilamida
de tipo dispersión agua en aceite, C. S. 33%) previamente
dispersados en 44 kg de agua. La agitación se mantiene durante 30
minutos y después se deja con una agitación suave (100 rpm) durante
2 horas para reducir la espuma formada. Una vez transcurrido este
tiempo la composición se deja en reposo 24 horas. Transcurrido este
tiempo la composición así preparada ya está lista para su uso
presenta las siguientes características: 1. viscosidad (Brookfield
a 60 rpm, 20ºC): 156-212 mPa. s; 2. viscosidad a
alta cizalla (Haake a 37.750 s-l, 20ºC): 10 mPa. s
3. tensión superficial estática medida con tensiómetro de aro: 34,0
dina/cm; y 4. contenido en sólidos de la composición: 14, 1%.
La aplicación se realiza sobre un soporte
estucado 1/C apto para la metalización de 60 g/m^{2}. El gramaje
del soporte está comprendido entre 47 y 130 g/m^{2}. El ancho de
aplicación en este caso es de 140 cm. La velocidad de aplicación
varía entre 700 y 1.000 m/min. El caudal de la composición a través
del cabezal varía entre 15,6 y 26,0 1/min. La distribución del film
seco aplicado está comprendida entre 1,5 y 2,5 g/m^{2}. El papel
se hace pasar por un túnel de secado por aire caliente antes de
aplicarle la composición. Tras la aplicación de la composición el
papel pasa por otro túnel de aire caliente en el cual se mantiene
un gradiente de temperatura creciente desde 80ºC en la primera
sección hasta 140ºC en la última. Una vez seco el papel se enrolla
en un mandril de hierro en la unidad de rebobinado de la máquina. El
papel así preparado está listo para el proceso de metalización a
alto vacío. El brillo del papel una vez metalizado fue del 40% a
60º.
En un contenedor de 100 litros de capacidad se
introducen 179,8 kg de Albucryl NHV-21 (emulsión
acuosa de un polímero acrílico-estirenado, C. S.
42%), 70 kg de agua, 4,7 kg de Lubaprint LD1 (dispersión de cera de
polietileno en isopropanol, 40% de C. S.) y 4,2 kg de Troysol LAC
(tensioactivo sulfosuccinato modificado, 50% de C. S.) A la mezcla
en agitación (agitación mural a 600 rpm) se añaden 1,43 kg de
Cellogen EP (DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU CO., LTD.)
(carboximetilcelulosa de peso molecular medio 50.000, producto
sólido) previamente disuelto en 141,5 kg de agua (concentración 1%)
y 0,33 kg de KB-70 (espesante de naturaleza
acrílico-acrilamida de tipo dispersión agua en
aceite, C. S. 33%) previamente dispersados en 100 kg de agua. La
mezcla se agita (agitación mural a 300 rpm) durante 30 minutos y
finalmente se añaden 20 kg de agua. La composición así preparada ya
está lista para su uso presenta las siguientes características: 1.
viscosidad (Brookfield a 60 rpm, 20ºC): 10 mPa. s; 2. tensión
superficial estática medida con tensiómetro de aro: 35 dina/cm; y
3. contenido en sólidos de la composición: 15,4%.
La aplicación se realiza sobre un papel
metalizado de gramaje 62,5 g/m^{2} (aunque la aplicación puede
generalizarse a gramajes comprendidos entre 47 y 130 g/m^{2}) que
haya sido previamente recubierto con la composición acuosa
formadora de film del Ejemplo 11. Tras la aplicación de la
composición el papel pasa por un túnel de aire caliente en el cual
se mantiene una temperatura de 130ºC. Una vez seco el papel este se
rehumecta aplicando agua al dorso mediante un sistema estándar tipo
LAS y posteriormente se enrolla en un mandril de hierro en la
unidad de rebobinado de la máquina. La humedad del papel en el
enrollado debe ser de un 4,5%. El papel así preparado está listo
para el proceso de manipulado. El control del producto se realiza
evaluando la distribución de la composición sobre el papel, midiendo
su brillo con un brillómetro y una inclinación de 60º. En el caso
de esta prueba el brillo es casi nulo (18%).
Este Ejemplo pone de manifiesto que el método de
la invención que comprende el empleo de una composición que
comprende un espesante celulósico consigue papeles metálicos con un
brillo prácticamente nulo.
En un contenedor de 100 litros de capacidad se
introducen 328, 8 kg de Albucryl NHV-21 (emulsión
acuosa de un polímero acrílico-estirenado, C. S.
42%), 111 kg de agua, 8,6 kg de Lubaprint LD1 (dispersión de cera
de polietileno en isopropanol, 40% de C. S.) y 4,1 kg de Troysol
LAC (tensioactivo sulfosuccinato modificado, 50% de C. S.) A la
mezcla en agitación (agitación mural a 600 rpm) se añaden 2,58 kg
de Cellogen EP (DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU CO., LTD.)
(carboximetilcelulosa de peso molecular medio 50.000, producto
sólido) previamente disuelto en 256 kg de agua a una concentración
del 1%. La mezcla se agita durante 30 minutos y finalmente se añaden
20 kg de agua. La composición así preparada ya está lista para su
uso presenta las siguientes características: 1. viscosidad
(Brookfield a 60 rpm, 20ºC): 78 mPa. s; 2. tensión superficial
estática medida con tensiómetro de aro: 33,5 dina/em; y 3. contenido
en sólidos de la composición: 16%.
La aplicación se realiza sobre un soporte
estucado 1/C apto para la metalización de 60 g/m. El gramaje del
soporte está comprendido entre 47 y 130 g/m^{2}. El ancho de
aplicación es de 140 cm. La velocidad de aplicación es de 700
m/min. El caudal de la composición a través del cabezal es de 26,5
1/min. La distribución del film seco aplicado es 2,2 g/m^{2}. El
papel se hace pasar por un túnel de secado por aire caliente antes
de que se le aplique la composición. Tras la aplicación de la
composición, el papel pasa por otro túnel de aire caliente en el
cual se mantiene un gradiente de temperatura creciente desde 80ºC en
la primera sección hasta 140ºC en la última. Una vez seco el papel
se enrolla en un mandril de hierro en la unidad de rebobinado de la
máquina. La humedad absoluta del papel no debe superar el 3,0% de
cara a obtener una correcta metalización el posterior proceso de
fabricación. El brillo del papel recubierto con esta primera
composición es prácticamente nulo (alrededor de 20% a 75º) y el
aspecto después del proceso de metalización es gris no
metálico.
En un contenedor de 1.000 litros de capacidad
se introducen 275 kg de agua y 150 kg de Albucryl
NHV-21 (emulsión acuosa de un polímero acrílico-
estirenado, C. S. 42%). A esta mezcla se añade, manteniendo una
agitación mecánica (100 rpm), 3,75 kg de Lubaprint LD1 (dispersión
de cera de polietileno en isopropanol, 40% de C. S.). Sobre esta
mezcla, sometida a fuerte agitación (600 rpm), se añaden poco a
poco 7,00 kg de Viscoatex 730 (espesante no asociativo en base a una
emulsión acuosa de copolímeros acrílicos, C. S. 30%) previamente
diluido en 15 kg de agua. Siguiendo este mismo método de adición se
añaden 5,00 kg de RHEO-2000 (espesante no asociativo
en base a una emulsión acuosa de copolímeros acrílicos, C. S. 30%)
previamente diluido en 15 kg de agua.
Manteniendo la agitación se añaden 7,20 kg de
COAPUR 3025 (espesante asociativo de tipo poliuretánico, C. S. 25%)
previamente diluido con fuerte agitación (600 rpm) en 33 kg de agua.
Por último, se añaden 1,30 kg de un tensioactivo Troysol LAC
(sulfosuccinato modificado, C. S. 50%). La agitación se mantiene
durante 30 minutos y después se deja con una agitación suave (100
rpm) durante 2 horas para reducir la espuma formada. Una vez
transcurrido este tiempo, la composición se deja en reposo 24 horas.
Transcurrido este tiempo la composición así preparada ya está lista
para su uso y presenta las siguientes características: 1. viscosidad
(Brookfield a 60 rpm, 20ºC): 200 mPa. s; 2. viscosidad a alta
cizalla (Haake a 37.750 s-l, 20ºC): 8,7 mPa. s; 3.
tensión superficial estática medida con tensiómetro de aro: 42
dina/cm; y 4. contenido en sólidos de la composición: 13,5%.
La aplicación se realiza sobre un soporte
estucado 1/C apto para la metalización de 60 g/m^{2}. El gramaje
del soporte está comprendido entre 47 y 130 g/m^{2}. El ancho de
aplicación en este caso es de 140 cm. La velocidad de aplicación
varía entre 700 y 1.000 m/min. El caudal de la composición a través
del cabezal fue de 27,6 1/min. La distribución del film seco
aplicado está comprendida entre 1,5 y 2,5 g/m^{2}. El papel se
hace pasar por un túnel de secado por aire caliente antes de
aplicarle la composición saliendo del mismo a una temperatura de
105-110ºC. Tras la aplicación de la composición el
papel pasa por otro túnel de aire caliente en el cual se mantiene
un gradiente de temperatura creciente desde 80ºC en la primera
sección hasta 140ºC en la última. Una vez seco el papel se enrolla
en un mandril de hierro en la unidad de rebobinado de la máquina.
El papel así preparado está listo para el proceso de metalización a
alto vacío. El brillo del papel una vez metalizado antes de aplicar
la segunda capa fue del 33-34% a 60º.
Los resultados obtenidos ponen de manifiesto que
la aplicación fue irregular, con zonas con muy bajo espesor de capa
que se muestran como zonas de aspecto defectuoso una vez metalizado.
Esta mala aplicación puede estar asociada con una mala distribución
de la composición debida a una energía superficial de la composición
empleada excesivamente alta.
En un contenedor de 1.000 litros de capacidad
se introducen manteniendo agitación (600 rpm) 250 kg de agua, 56 kg
de SCX-661 (polímero acrílico en disolución
coloidal, C. S. 44%), 144 kg de Albucryl NHV-21
(emulsión acuosa de un polímero acrílico-estirenado)
y 10,4 kg de una disolución de hidróxido sódico en agua
(concentración de sólidos 20%). La agitación se mantiene a esa
velocidad durante 20 minutos transcurridos los cuales se reduce la
velocidad de agitación hasta 100 rpm y se añaden consecutivamente
5,40 kg de Lubaprint LD1 (dispersión de cera de polietileno en
isopropanol, 40% de C. S.), 2,70 kg de Troysol LAC (tensioactivo
sulfosuccinato modificado, 50% de C. S.) y 0,18 kg de
KB-70 (espesante de naturaleza
acrílico-acrilamida de tipo dispersión agua en
aceite, C. S. 33%) previamente dispersados en 30 kg de agua.
Finalmente se mantiene la misma agitación durante 2 horas. Una vez
transcurrido este tiempo la composición así preparada ya está lista
para su uso y presenta las siguientes características: 1. viscosidad
(Brookfield a 60 rpm, a 20ºC): 20 mPa. s; 2. viscosidad a alta
cizalla (Haake a 37.750 s-l, 20ºC): 9,2 mPa. s; 3.
tensión superficial estática medida con tensiómetro de aro: 33,0
dina/cm; y 4. contenido en sólidos de la composición: 16,0%.
La aplicación se realiza sobre un soporte
estucado 1/C apto para la metalización de 60 g/m^{2}. El gramaje
del soporte está comprendido entre 47 y 130 g/m^{2}. El ancho de
aplicación en este caso es de 140 cm. La velocidad de aplicación
varía entre 620 y 1.000 m/min. El caudal de la composición a través
del cabezal se mantiene entr 27 y 31 1/min. La distribución del film
seco aplicado está comprendido entre 2,0 y 3,7 g/m^{2}.
El papel se hace pasar por un túnel de secado
por aire caliente a 140ºC antes de ser recubierto. Tras la
aplicación de la composición el papel pasa por otro túnel de aire
caliente en el cual se mantiene un gradiente creciente de
temperatura entre 85 y 140ºC. Una vez seco el papel se enrolla en un
mandril de hierro en la unidad de rebobinado de la máquina. La
humedad absoluta del papel es de un 2,8%. El control del producto se
realiza evaluando la distribución de la composición sobre el papel,
midiendo su brillo con un brillómetro y una inclinación de 75º para
el caso del producto antes de metalizar y de 60º en el caso del
producto ya metalizado. El brillo del papel metalizado antes de la
aplicación del segundo recubrimiento es de
32-33%.
Los resultados obtenidos ponen de manifiesto que
la aplicación fue irregular. La estabilidad de la cortina es mala,
observándose una distribución de la composición una vez seca sobre
el papel, en ondas característica de esta defectuosa estabilidad de
la cortina.
En un contenedor de 1.000 litros de capacidad
se introducen 250 kg de agua y 33 kg de PB-383
(polímero acrílico modificado en estado sólido, 100% de C. S.).
A esta mezcla se añaden bajo agitación (agitador
mural a 600 rpm) 35,3 kg de una disolución de hidróxido sódico en
agua (concentración de sólidos 20%) y se dispersa durante 60 minutos
(agitador mural a 600 rpm) Transcurrido este tiempo se añaden 33 kg
de PB-383,10 kg de agua y se mantiene la agitación
sin cambios durante otros 60 minutos. Transcurrido este tiempo la
mezcla se deja enfriar a temperatura ambiente, la agitación se baja
a 100 rpm y se añaden consecutivamente 37,6 kg de amoniaco
(concentración 25%), 4,0 kg de Lubaprint LD1 (dispersión de cera de
polietileno en isopropanol, 40% de C. S.), 2,10 kg de Troysol LAC
(tensioactivo sulfosuccinato modificado, 50% de C. S.) y 0,12 kg de
KB-70 (espesante de naturaleza
acrílico-acrilamida de tipo dispersión agua en
aceite, C. S. 33%) previamente dispersados en 12 kg de agua.
Finalmente se mantiene la misma agitación durante 2 horas. La
composición así preparada ya está lista para su uso y presenta las
siguientes características: 1. viscosidad (Brookfield a 60 rpm,
20ºC): 70 mPa. s; 2. tensión superficial estática medida con
tensiómetro de aro: 33,1 dina/cm; 3. viscosidad a alta cizalla
(Haake a 37.750 s-l, 20ºC): 39 mPa. s; y 4.
contenido en sólidos de la composición: 16, 2%.
La aplicación se realiza sobre un soporte
estucado 1/C adecuado para la metalización, de peso igual a 60 g/m.
El gramaje del soporte está comprendido entre 47 y 130 g/m^{2}. El
ancho de aplicación en este caso es de 140 cm. La velocidad de
aplicación está comprendida entre 800 y 1.000 m/min. La distribución
del film seco aplicado está comprendido entre 1,8 y 2,8 g/m^{2}.
El papel se hace pasar por un túnel de secado por aire caliente
saliendo del mismo a una temperatura de 105-110ºC
antes de que se le aplique la composición. Tras la aplicación de la
composición el papel pasa por otro túnel de aire caliente en el cual
se mantiene un gradiente de temperatura creciente desde 80ºC en la
primera sección hasta 140ºC en la última sección. Una vez seco el
papel se enrolla en un mandril de hierro en la unidad de rebobinado
de la máquina. La humedad absoluta del papel resulta comprendida
entre 2,0% y 2,5%. El papel así preparado está listo para el proceso
de metalización a alto vacío.
En este caso se observa un flujo no correcto de
la pintura en la cortina y la formación de un "tacón" en el
punto de aplicación. Tras metalizar se observan zonas sin apenas
capa de film.
Claims (16)
1. Método para fabricar un papel metalizado que
comprende las etapas de:
(i) aplicar una primera composición acuosa
formadora de film sobre un sustrato, cuya composición comprende una
primera emulsión polimérica y/o un segundo polímero en dispersión
coloidal;
(ii) metalizar el sustrato recubierto;
(iii) aplicar una segunda composición acuosa
formadora de film sobre dicho sustrato metalizado, cuya composición
comprende una primera emulsión polimérica y/o una segundo polímero
en dispersión coloidal caracterizado porque dicha primera y
segunda composición acuosa formadora de film son aplicadas como una
cortina de revestimiento.
2. Método según la reivindicación 1, en el que
dicha primera y/o segunda composición acuosa formadora de film
presenta una viscosidad a baja cizalla medida en un viscosímetro
Brookfield a 60 rpm a 20ºC comprendida entre 60 y 220 mPa. s y/o
una viscosidad de alta cizalla medida en un viscosímetro Haake a
37.750 s-l a 20ºC comprendida entre 2,3 y 35 mPa.
s.
3. Método según la reivindicación 1, en el que
dicha primera y/o segunda composición acuosa formadora de film
presenta una viscosidad a baja cizalla medida en un viscosímetro
Brookfield a 60 rpm a 20ºC comprendida entre 100 y 180 mPa. s, y/o
una viscosidad de alta cizalla medida en un viscosímetro Haake a
37.750 s'1 a 20ºC comprendida entre 7 y 20 mPa. s.
4. Método según la reivindicación 1, en el que
dicha primera y/o segunda composición acuosa formadora de film
presenta una tensión superficial estática, medida mediante un
tensiómetro de aro, comprendida entre 25 y 40 dina/cm,
preferiblemente entre 32 y 37 dina/cm.
5. Método según la reivindicación 1, en el que
dicho primer polímero se selecciona entre un polímero acrílico, un
polímero acrílico-estirenado, un polímero acrílico
modificado y sus mezclas.
6. Método según la reivindicación 1, en el que
dicho segundo polímero en dispersión coloidal se selecciona entre
un polímero acrílico, un polímero acrílico modificado y sus
mezclas.
7. Método según la reivindicación 1, en el que
dicha primera y/o segunda composición acuosa formadora de film
comprende un primer polímero en emulsión en una cantidad comprendida
entre 10% y 70% en peso seco de dicho primer polímero respecto al
peso total seco de resina y un segundo polímero en dispersión
coloidal en una cantidad comprendida entre 30% y 90% en peso seco
de dicho segundo polímero respecto al peso total seco de
resina.
8. Método según la reivindicación 1, en el que
dicha primera y/o segunda composición acuosa formadora de film
comprende, además, un aditivo seleccionado entre espesantes,
surfactantes, ceras, pigmentos, antiespumantes, dispersantes,
nivelantes y sus mezclas.
9. Método según la reivindicación 8, en el que
dicha primera y/o segunda composición acuosa formadora de film
comprende un espesante en una cantidad comprendida entre 2% y 5% en
peso seco de espesante respecto al peso total seco de resina.
10. Método según la reivindicación 8, en el que
dicho espesante se selecciona del grupo formado por un espesante
acrílico, un espesante poliuretánico, un espesante
acrílico-acrilamida, un espesante celulósico y sus
mezclas.
11. Método según la reivindicación 8, en el que
dicha primera y/o segunda composición acuosa formadora de film
comprende un surfactante en una cantidad comprendida entre 0,5% y 3%
en peso seco de surfactante respecto al peso total seco de
resina.
12. Método según la reivindicación 8, en el que
dicho surfactante se selecciona del grupo formado por un surfactante
aniónico, un surfactante no iónico y sus mezclas.
13. El uso de una composición de revestimiento
que comprende un primer polímero en emulsión y/o un segundo
polímero en dispersión coloidal teniendo las siguientes
propiedades:
(i) una viscosidad a baja cizalla medida en un
viscosímetro Brookfield a 60 rpm a 20ºC comprendida entre 60 y 220
mPa. s, preferiblemente entre 100 y 180 mPa. s;
(ii) una viscosidad de alta cizalla medida en un
viscosímetro Haake a 37. 750s-1 a 20ºC comprendida
entre 2,3 y 35 mPa. s, preferiblemente entre 7 y 20 mPa. s; o
(iii) una tensión superficial estática medida
mediante un tensiómetro de aro comprendida entre 20 y 40 dina/cm,
preferiblemente entre 32 y 37 dina/cm.
14. El uso de una composición de revestimiento
según la reivindicación 13, que comprende, además, un aditivo
seleccionado entre espesantes, surfactantes, ceras, pigmentos,
antiespumantes, dispersantes, nivelantes y sus mezclas.
15. El uso de una composición de revestimiento
según la reivindicación 14, en la que el espesante se selecciona
del grupo formado por un espesante acrílico, un espesante
poliuretánico, un espesante acrílico-acrilamida, un
espesante celulósico y sus mezclas.
16. El uso de una composición de revestimiento
según la reivindicación 14, en la que dicho surfactante se
selecciona del grupo formado por un surfactante aniónico, un
surfactante no iónico y sus mezclas.
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