ES2978985T3 - Composiciones minerales - Google Patents

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Abstract

Una composición que comprende al menos un material particulado inorgánico tal como carbonato de calcio, uso de dicha composición en una composición de revestimiento de barrera o en una composición de revestimiento de papel, un método para fabricar dicha composición, un método para fabricar una composición de revestimiento de papel y un método para fabricar un producto revestido. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCION
Composiciones minerales
Campo de la invención
La presente invención se refiere en general a composiciones que comprenden un material a base de partículas inorgánicas como el carbonato de calcio. La presente invención se refiere además al uso de estas composiciones en las composiciones de revestimiento con efecto barrera y a las composiciones de revestimiento de papel. Como tales, la presente invención se refiere también a una composición de revestimiento con efecto barrera y a una composición de revestimiento de papel que comprende un material a base de partículas inorgánicas, y un producto revestido con dichas composiciones. Además, la presente invención se refiere a un método para fabricar una composición que comprende un material a base de partículas inorgánicas, un método para fabricar una composición de recubrimiento de papel y a un método para fabricar un producto revestido.
Fundamento de la invención
Las composiciones que comprenden uno o más materiales a base de partículas inorgánicas se utilizan ampliamente en varias aplicaciones. Por ejemplo, los materiales a base de partículas inorgánicas pueden usarse como rellenos en composiciones de recubrimiento, pinturas, plásticos y selladores. Por ejemplo, los materiales a base de partículas inorgánicas pueden utilizarse en composiciones de recubrimiento como composiciones de recubrimiento con efecto barrer, que previenen o reducen la permeación de un sustrato seleccionado, como gas, vapor o líquido. Los materiales a base de partículas inorgánicas también pueden, por ejemplo, utilizarse en composiciones de recubrimiento de papel.
La presencia del material a base de partículas inorgánicas en la composición de recubrimiento con efecto barrera o la composición de recubrimiento de papel puede afectar las propiedades de la composición, como el color, la opacidad, el brillo, la viscosidad o la dureza. Alternativa o adicionalmente, el uso de materiales a base de partículas inorgánicas en estas composiciones puede afectar las propiedades de barrera de la composición (la capacidad de la composición para prevenir o reducir la permeación de un sustrato seleccionado, como gas, vapor o líquido).
Las composiciones de recubrimiento con efecto barrera y las composiciones de recubrimiento de papel suelen requerir la presencia de uno o más aglutinantes, como látex, para proporcionar a la composición las propiedades de barrera deseadas. Generalmente, es deseable reducir la cantidad de aglutinante utilizado en la composición de recubrimiento con efecto barrera o la composición de recubrimiento de papel por razones económicas y/o ambientales. La adición de composiciones que comprenden material a base de partículas inorgánicas a las composiciones de recubrimiento con efecto barrera o de papel puede permitir reducir la cantidad de aglutinante requerido en la composición.
Por tanto, es deseable disponer de una composición alternativa y/o mejorada que comprenda material a base de partículas inorgánicas que sea adecuada para ser utilizada en una composición de revestimiento con efecto barrera y/o una composición de revestimiento de papel. Por ejemplo, puede ser deseable disponer de una composición que comprenda material a base de partículas inorgánicas que pueda utilizarse para reducir la cantidad de aglutinante requerida en una composición de revestimiento con efecto barrera y/o de revestimiento de papel.
La US2011/196083A1 se refiere a un proceso para obtener un material de carbonato de calcio que comprenda GCC (carbonato de calcio molido) y PCC (carbonato de calcio precipitado). La WO2013/121213A1 se refiere a una composición de pigmento que comprende un material a base de partículas inorgánicas, una sal de metal multivalente y un dispersante no iónico. La WO2004/059079A2 se refiere a una composición de recubrimiento de papel que comprende carbonato de calcio en partículas, a métodos para preparar la composición, al uso de la composición en el recubrimiento de papel y al papel recubierto preparado usando la composición.
Resumen de la invención
De acuerdo con un primer aspecto de la presente invención, se dispone de una composición que comprende un material a base de partículas inorgánicas, donde el material a base de partículas inorgánicas en dicha composición tiene un punto CPVC de menos de aproximadamente 29 pph de aglutinante y un factor de inclinación menor o igual a aproximadamente 28, y donde la composición comprende un primer componente de material a base de partículas inorgánicas con un dso de aproximadamente 1.7 pm a aproximadamente 2.3 pm, un segundo componente de material a base de partículas inorgánicas con un dso de aproximadamente 0.8 pm a aproximadamente 1.2 pm, y un tercer material a base de partículas inorgánicas con un dso de aproximadamente 0.1 pm a aproximadamente 0.5 pm, y donde los componentes de material a base de partículas inorgánicas primero, segundo y tercero son carbonato de calcio.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona un método para fabricar una composición según el primer aspecto de la presente invención, que comprende: combinar un primer componente de material a base de partículas inorgánicas con un dso de aproximadamente 1.7 pm a aproximadamente 2.3 pm con un segundo componente de material a base de partículas inorgánicas con un dso de aproximadamente 0.8 |jm a aproximadamente 1.2 jm, y combinar un tercer componente de material a base de partículas inorgánicas con un dso de aproximadamente 0.1 jm a aproximadamente 0.5 jm con los componentes de carbonato de calcio primero y/o segundo En ciertas configuraciones del segundo aspecto de la presente invención, el método además comprende combinar un cuarto componente de material a base de partículas inorgánicas (por ejemplo, carbonato de calcio) con una cuarta distribución de tamaño de partícula con los componentes de material a base de partículas inorgánicas primero y/o segundo En ciertas configuraciones, un quinto componente de material a base de partículas inorgánicas (por ejemplo, carbonato de calcio) con una quinta distribución de tamaño de partícula puede combinarse con los componentes de material a base de partículas inorgánicas primero y/o segundo y/o tercer opcional y/o cuarto opcional.
Tal como aquí se ha descrito, se dispone de una composición que comprende al menos un material a base de partículas inorgánicas obtenible o que se obtiene por el método del segundo aspecto de la presente invención Tal como aquí se ha descrito, se dispone del uso de una composición de cualquier aspecto o configuración de la presente invención en una composición de recubrimiento con efecto barrera.
De acuerdo con un tercer aspecto de la presente invención, se dispone de una composición de revestimiento con efecto barrera que comprende un aglutinante y una composición de cualquier aspecto o configuración de la presente invención.
Tal como aquí se ha descrito, se dispone del uso de una composición de cualquier aspecto o configuración de la presente invención en una composición de recubrimiento de papel.
De acuerdo con un cuarto aspecto de la presente invención, se dispone de una composición de revestimiento de papel que comprende un aglutinante y una composición de cualquier aspecto o configuración de la presente invención.
Tal como aquí se ha descrito, se dispone de un producto revestido de una composición de cualquier aspecto o configuración de la presente invención.
Tal como aquí se ha descrito, se dispone de un método para fabricar una composición de recubrimiento con efecto barrera o bien de recubrimiento de papel que comprende combinar una composición de cualquier aspecto o configuración de la presente invención con un aglutinante.
Tal como aquí se ha descrito, se dispone de un método para fabricar un producto recubierto, que consiste en disponer de un producto para ser recubierto y de un revestimiento del producto con una composición de cualquier aspecto o configuración de la presente invención (es decir, una composición de recubrimiento con efecto barrera o bien de recubrimiento de papel).
El material a base de partículas inorgánicas en la composición de la presente invención tiene un punto CPVC inferior a aproximadamente 28 pph de aglutinante. En ciertas configuraciones, el material a base de partículas inorgánicas en la composición tiene un punto CPVC igual o inferior a aproximadamente 25 pph de aglutinante. En ciertas configuraciones, el material a base de partículas inorgánicas en la composición tiene un punto CPVC igual o inferior a aproximadamente 23 pph de aglutinante. En ciertas configuraciones, el aglutinante utilizado para medir el punto CPVC es látex. En ciertas configuraciones, el aglutinante utilizado para medir el punto CPVC es látex de butadieno estireno (SBR).
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, el material a base de partículas inorgánicas en la composición tiene un tamaño de poro medio igual o inferior a aproximadamente 1.1 jm. En ciertas configuraciones, el material a base de partículas inorgánicas en la composición tiene un tamaño de poro medio igual o inferior a aproximadamente 1.0 jm. En ciertas configuraciones, el material a base de partículas inorgánicas en la composición tiene un tamaño de poro medio que varía desde aproximadamente 0.01 jm hasta aproximadamente 1.1 jm.
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, el material a base de partículas inorgánicas en la composición tiene un volumen de poro de revestimiento igual o inferior a aproximadamente 0,4 cm3/g. En ciertas configuraciones, el material en partículas inorgánicas en la composición tiene un volumen de poro de revestimiento igual o inferior a aproximadamente 0,15 cm3/g. En ciertas configuraciones, el material en partículas inorgánicas en la composición tiene un volumen de poro de revestimiento igual o inferior a aproximadamente 0,14 cm3/g.
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, el material en partículas inorgánicas en la composición tiene un factor de inclinación igual o inferior a aproximadamente 60. En ciertas configuraciones, el material en partículas inorgánicas en la composición tiene un factor de inclinación igual o inferior a aproximadamente 30. En ciertas configuraciones, la composición tiene factor de inclinación igual o inferior a aproximadamente 25.
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, el material a base de partículas inorgánicas tiene una forma igual o inferior a aproximadamente 20. En ciertas configuraciones, al menos un material a base de partículas inorgánicas tiene una forma igual o inferior a aproximadamente 10. En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, al menos un material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de forma igual o inferior a aproximadamente 5.
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, el material a base de partículas inorgánicas es el carbonato de calcio.
El material a base de partículas inorgánicas en la composición puede tener un d50 que oscila entre aproximadamente 0.1 |jm y aproximadamente 3,0 jm. La composición puede tener un d50 de aproximadamente 0.2 jm a aproximadamente 2,0 jm. La composición puede tener un d50 que oscila entre 0.2 jm y aproximadamente 1.5 jm. El material a base de partículas inorgánicas en la composición puede tener un d50 que oscila entre 0,2 jm y aproximadamente 1,0jm. El material a base de partículas inorgánicas en la composición puede tener un d50 que oscila entre 0,2 jm y aproximadamente 0,8 jm.
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, la composición tiene una longitud de mancha de revestimiento que oscila entre 9 cm y aproximadamente 12 cm. En ciertas configuraciones, la composición tiene una longitud de mancha de revestimiento que oscila entre 9 cm y unos 10 cm.
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, el factor de inclinación de todo el material a base de partículas inorgánicas en la composición es igual o inferior al factor de inclinación del componente del material a base de partículas inorgánicas que tiene el factor de inclinación más bajo.
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, el primer componente de material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de inclinación igual o mayor que aproximadamente 15. En ciertas configuraciones, el primer componente de material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de inclinación igual o mayor que aproximadamente 25. En ciertas configuraciones, el primer componente de material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de inclinación igual o mayor que aproximadamente 30. En ciertas configuraciones, el primer componente de material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de inclinación igual o menor que aproximadamente 80. En ciertas configuraciones, el primer componente de material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de inclinación igual o menor que aproximadamente 60. En ciertas configuraciones, el primer componente de material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de inclinación igual o menor que aproximadamente 40
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, el segundo componente de material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de inclinación igual o mayor que aproximadamente 15. En ciertas configuraciones, el segundo componente de material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de inclinación igual o mayor que aproximadamente 25. En ciertas configuraciones, el segundo componente de material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de inclinación igual o mayor que aproximadamente 30. En ciertas configuraciones, el segundo componente de material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de inclinación igual o menor que aproximadamente 80. En ciertas configuraciones, el segundo componente de material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de inclinación igual o menor que aproximadamente 60. En ciertas configuraciones, el segundo componente de material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de inclinación igual o menor que aproximadamente 40.
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, el tercer componente de material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de inclinación igual o mayor que aproximadamente 15. En ciertas configuraciones, el tercer componente de material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de inclinación igual o mayor que aproximadamente 25. En ciertas configuraciones, el tercer componente de material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de inclinación igual o mayor que aproximadamente 30. En ciertas configuraciones, el tercer componente de material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de inclinación igual o menor que aproximadamente 80. En ciertas configuraciones, el tercer componente de material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de inclinación igual o menor que aproximadamente 60. En ciertas configuraciones, el tercer componente de material a base de partículas inorgánicas tiene un factor de inclinación igual o menor que aproximadamente 40.
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, el primer y/o segundo y/o tercer componente de material a base de partículas inorgánicas tiene(n) cada uno individualmente un factor de forma igual o menor que aproximadamente 20. En ciertas configuraciones, cada uno de los primeros y/o segundos y/o terceros componentes de material a base de partículas inorgánicas tiene(n) cada uno individualmente un factor de forma igual o menor que aproximadamente 10. En ciertas configuraciones, cada uno de los primeros y/o segundos y/o terceros componentes de material a base de partículas inorgánicas tiene(n) cada uno individualmente un factor de forma igual o menor que aproximadamente 5.
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, el primer componente del material a base de partículas inorgánicas está presente en la composición en una cantidad que oscila entre un 40% en peso y aproximadamente un 50% en peso. En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, el segundo componente del material a base de partículas inorgánicas está presente en la composición en una cantidad que oscila entre aproximadamente un 20% en peso y un 40% en peso.
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, el tercer componente de material a base de partículas inorgánicas está presente en la composición en una cantidad que varía desde aproximadamente un 20 % en peso hasta aproximadamente un 40 % en peso. En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, la composición además comprende un cuarto componente de material a base de partículas inorgánicas. En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, la composición además comprende un quinto componente de material a base de partículas inorgánicas. En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, la composición además comprende un sexto componente de material a base de partículas inorgánicas.
En ciertas configuraciones del quinto y/o séptimo aspecto de la presente invención, la composición de recubrimiento con efecto barrera y/o de recubrimiento de papel contiene igual o menos de aproximadamente 50 pph (partes por cien partes) de aglutinante. En ciertas configuraciones, la composición de recubrimiento con efecto barrera o de papel contiene igual o menos de aproximadamente 40 pph de aglutinante. En ciertas configuraciones, la composición de recubrimiento con efecto barrera o de papel contiene igual o menos de aproximadamente 35 pph de aglutinante. En ciertas configuraciones, el aglutinante es látex. En ciertas configuraciones, el aglutinante es alcohol polivinílico
El producto recubierto de una composición de cualquier aspecto de la configuración de la presente invención puede encontrarse en forma de papel, cartón, tarjeta o cartulina.
Los detalles, ejemplos y preferencias aportados en relación a cualquiera de los aspectos establecidos en la presente invención se refieren por un igual a todos los aspectos de la presente invención. Cualquier combinación de configuraciones, ejemplos y preferencias aquí descritos en todas las variaciones posibles es abarcada por la presente invención a menos que se indique lo contrario o quede claramente contradicho por el contexto.
Detallada descripción de la invención
En ciertas configuraciones de la presente invención, al menos se dispone de una composición alternativa que comprende material en partículas, que es adecuada para su uso en una composición de revestimiento con efecto barrera o en una composición de revestimiento de papel.
Se ha encontrado sorprendentemente que, en ciertas configuraciones, las composiciones de la presente invención muestran propiedades de efecto barrera mejoradas en comparación con composiciones alternativas que comprenden material a base de partículas inorgánicas. Sin pretender estar limitado por teorías, se cree que las composiciones de la presente invención muestran un nivel aumentado de empaquetado en comparación con composiciones alternativas que comprenden material a base de partículas inorgánicas, lo cual puede contribuir a las propiedades de efecto barrera de dichas composiciones
Por consiguiente, en ciertas configuraciones de la presente invención, se dispone de una composición que comprende material en partículas que es una ventaja porque permite que se utilice una cantidad reducida de aglutinante en una composición de revestimiento con efecto barrera y/o de revestimiento de papel en comparación a una composición alternativa que comprende material en partículas inorgánicas.
Composiciones que comprenden carbonato cálcico
Se dispone aquí de una composición que comprende, consiste esencialmente de, o bien consiste en material a base de partículas inorgánicas.
El material a base de partículas inorgánicas en la composición de la presente invención tiene un punto de CPVS inferior a 29 pph de aglutinante (por ejemplo, látex como el látex (SBR).
La composición se obtiene o es obtenible mediante un método que comprende la combinación de un primer componente de material a base de partículas inorgánicas con un d50 de aproximadamente 1.7 pm a aproximadamente 2.3 pm con un segundo componente de material a base de partículas inorgánicas con un d50 de aproximadamente 0.8 pm a aproximadamente 1.2 pm, y la combinación de un tercer componente de material a base de partículas inorgánicas con un d50 de aproximadamente 0.1 pm a aproximadamente 0.5 pm con los componentes de material a base de partículas inorgánicas primero y/o segundo, donde los primer, segundo y tercer componentes de material a base de partículas inorgánicas son carbonato de calcio. Opcionalmente, la composición se obtiene o es obtenible mediante la combinación adicional de un cuarto componente de material a base de partículas inorgánicas, opcionalmente un quinto, opcionalmente un sexto, con los componentes de material a base de partículas inorgánicas primero y/o segundo y/o tercero.
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, la composición es una suspensión acuosa, en ciertas configuraciones, el contenido en sólidos de la suspensión acuosa oscila entre un 15% hasta aproximadamente un 80% en peso de la composición. Por ejemplo, el contenido en sólidos de la composición puede oscilar entre un 50% y aproximadamente un 80% en peso, por ejemplo, entre un 60% hasta aproximadamente un 79% en peso, por ejemplo, entre un 65% y aproximadamente un 78% en peso de la composición.
En otras configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, la composición es una mezcla mineral seca. En ciertas configuraciones, la composición puede inicialmente estar en forma de una suspensión acuosa y la suspensión acuosa luego puede ser tratada para eliminar al menos una porción o sustancialmente toda el agua para formar un producto parcialmente seco o completamente seco. Por ejemplo, se puede eliminar al menos alrededor del 10% en volumen del agua en la suspensión acuosa, por ejemplo, al menos alrededor del 20% en volumen, o al menos alrededor del 30% en volumen, o al menos alrededor del 40% en volumen, o al menos alrededor del 50% en volumen, o al menos alrededor del 60% en volumen, o al menos alrededor del 70% en volumen o al menos alrededor del 80% en volumen o al menos alrededor del 90% en volumen, o al menos alrededor del 100% en volumen del agua en la suspensión acuosa puede ser eliminada. Cualquier técnica adecuada puede ser utilizada para eliminar el agua de la suspensión acuosa, incluyendo, por ejemplo, el drenaje asistido por gravedad o vacío, con o sin prensado, o por evaporación, o por filtración, o por una combinación de estas técnicas. El producto parcialmente seco o completamente seco comprenderá material a base de partículas inorgánicas y cualquier otro aditivo opcional que se haya agregado a la suspensión acuosa antes del secado. El producto parcialmente seco o completamente seco puede ser almacenado o empaquetado para su venta. El producto parcialmente seco o completamente seco puede ser opcionalmente rehidratado e incorporado en composiciones de recubrimiento con efecto barrera y composiciones de recubrimiento de papel, como se describe aquí.
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, el contenido de sólidos de la composición consiste esencialmente en o consiste en material a base de partículas inorgánicas, por ejemplo, carbonato de calcio. En otras configuraciones, el contenido de sólidos de la composición comprende material a base de partículas inorgánicas, por ejemplo, carbonato de calcio. En ciertas configuraciones, la composición puede además comprender otros sólidos, como otros materiales a base de partículas inorgánicas. Por ejemplo, la composición puede además comprender uno o más otros materiales a base de partículas inorgánicas que sean adecuados para su uso como rellenos en composiciones para fabricación de papel.
En ciertas configuraciones, por ejemplo, cuando el material a base de partículas inorgánicas se obtiene a partir de fuentes naturales, puede ser que algunas impurezas minerales contaminen el material molido. Por ejemplo, el carbonato de calcio natural ocurre en asociación con otros minerales. Sin embargo, en general, el material a base de partículas inorgánicas puede contener menos de aproximadamente un 5 % en peso, por ejemplo, menos de aproximadamente un 3 % en peso, por ejemplo, menos de aproximadamente un 2 % en peso de otras impurezas minerales basado en el peso total en seco del material a base de partículas inorgánicas en la composición. Por ejemplo, el material a base de partículas inorgánicas puede contener menos de aproximadamente un 1 % en peso de otras impurezas minerales basado en el peso total en seco del material a base de partículas inorgánicas en la composición.
Material en partículas inorgánico
Se pueden utilizar cualquier material a base de partículas inorgánicas capaz de ser proporcionado en una suspensión acuosa. Los materiales a base de partículas inorgánicas adecuados pueden seleccionarse de uno o más de los siguientes: carbonato de metal alcalinotérreo (por ejemplo, dolomita, es decir, CaMg(CO3)2), sulfato de metal (por ejemplo, yeso), silicato de metal, óxido de metal (por ejemplo, óxido de hierro, cromia, trióxido de antimonio o sílice), hidróxido de metal, wollastonita, bauxita, talco (por ejemplo, tiza francesa), mica, óxido de zinc (por ejemplo, blanco de zinc o blanco chino), sílice, dióxido de titanio (por ejemplo, anatasa o rutilo), sulfuro de zinc, carbonato de calcio (por ejemplo, creta, carbonato de calcio precipitado (PCC), carbonato de calcio molido (GCC) o carbonato de calcio modificado en superficie), sulfato de bario (por ejemplo, barita, sulfato de bario precipitado o blanco de tratamiento), hidrato de alúmina (por ejemplo, hidrato de alúmina trihidratada, hidrato de alúmina ligero, blanco de lago o blanco transparente), arcilla (por ejemplo, caolín, caolín calcinado, caolín o bentonita) y combinaciones de los mismos. El material a base de partículas inorgánicas puede seleccionarse de uno o más de los materiales enumerados. El material a base de partículas inorgánicas puede comprender una mezcla de cualquier combinación de los materiales enumerados
De aquí en adelante, las configuraciones de la presente invención se mencionan en términos de carbonato cálcico. En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la invención, el carbonato cálcico es, por ejemplo, carbonato cálcico (GCC) o carbonato cálcico precipitado (PCC). El carbonato cálcico puede, por ejemplo, obtenerse de fuentes minerales de origen natural, por ejemplo, caliza, creta, mármol y travertino, por ejemplo, por trituración. El PCC puede estar también triturado o molido. Se puede usar una combinación de los dos o de más carbonatos de calcio. Por ejemplo, una combinación de carbonato cálcico molido y carbonato cálcico precipitado. Se puede preparar mediante cotriturado la combinación de dos o más carbonatos de calcio.
El carbonato de calcio puede ser opcionalmente modificado en superficie. Por ejemplo, el carbonato de calcio puede estar recubierto. El recubrimiento puede consistir en, consistir esencialmente en, o comprender un silano o cualquier sal del mismo, por ejemplo, un silano orgánico. El carbonato de metal alcalinotérreo puede estar recubierto con un ácido graso o una sal del mismo. Por ejemplo, el carbonato de metal alcalinotérreo puede estar recubierto con estearato. El nivel de recubrimiento puede ser de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 10 % en peso basado en el peso total del aditivo mineral en partículas recubierto, por ejemplo, entre aproximadamente 0.1 y aproximadamente 3 % en peso, por ejemplo, entre aproximadamente 0.5 o 0.6 o 0.7 o 0.8 y aproximadamente 2.0 % en peso, por ejemplo, alrededor de 1.5 % en peso. El término "recubrimiento" utilizado aquí debe entenderse en sentido amplio y no está limitado, por ejemplo, a recubrimientos uniformes o a recubrimientos que cubren toda el área de superficie de una partícula. Partículas en las que regiones discretas de la superficie están modificadas con un recubrimiento se entenderán como recubiertas dentro de los términos de ciertas configuraciones de la presente invención
El carbonato de calcio molido (GCC) se obtiene típicamente mediante la molienda de una fuente mineral como creta, mármol o piedra caliza, lo que puede ir seguido de una etapa de clasificación de tamaño de partícula, a obtener un producto con el grado de finura deseado. El material sólido en partículas puede ser molido de forma autógena, es decir, por fricción entre las partículas del propio material sólido, o alternativamente, en presencia de un medio de molienda de partículas que comprende partículas de un material diferente al carbonato de calcio que se va a moler.
La molienda en húmedo del carbonato de calcio implica la formación de una suspensión acuosa del carbonato de calcio que puede ser molido luego, opcionalmente en presencia de un agente dispersante adecuado. Se puede hacer referencia a, por ejemplo, EP-A-614948 (el contenido del cual se incorpora por referencia en su totalidad) para más información respecto a la molienda en húmedo del carbonato de calcio.
El carbonato de calcio precipitado (PCC) puede ser utilizado como fuente de carbonato de calcio en partículas en ciertas configuraciones de la presente invención, y puede ser producido mediante cualquiera de los métodos conocidos disponibles en el arte. La Serie Monográfica TAPPI No. 30, "Pigmentos para Recubrimiento de Papel", páginas 34-35, describe los tres principales procesos comerciales para preparar carbonato de calcio precipitado que es adecuado para su uso en la preparación de productos para la industria papelera, pero que también puede ser utilizado en conexión con ciertas configuraciones de la presente invención. En los tres procesos, primero se calcina la piedra caliza para producir cal viva, y luego se apaga la cal viva en agua para obtener hidróxido de calcio o leche de cal. En el primer proceso, la lechada de cal se carbonata directamente con gas dióxido de carbono. Este proceso tiene la ventaja de que no se forma ningún subproducto, y es relativamente fácil controlar las propiedades y la pureza del producto de carbonato de calcio. En el segundo proceso, la lechada de cal se pone en contacto con carbonato sódico para producir, por descomposición doble, un precipitado de carbonato de calcio y una solución de hidróxido de sodio. El hidróxido de sodio debe separarse sustancialmente por completo del carbonato de calcio si se quiere que este proceso sea comercialmente atractivo. En el tercer proceso comercial principal, la lechada de cal se pone primero en contacto con cloruro de amonio para dar una solución de cloruro de calcio y gas de amoníaco. La solución de cloruro de calcio se pone luego en contacto con carbonato sódico para producir, por descomposición doble, carbonato de calcio precipitado y una solución de cloruro de sodio.
El proceso de fabricar PCC da lugar a cristales de carbonato cálcico muy puros y agua. Los cristales se pueden fabricar en una variedad de diferentes formas y tamaños, dependiendo del proceso de reacción específico que se utiliza. Las tres formas principales de cristales de carbonato cálcico son la aragonita, la forma romboédrica y la forma de escaleno. Todas ellas son adecuadas para su uso en ciertas configuraciones de la presente invención, incluyendo mezclas de las mismas.
El material en partículas inorgánico en la composición puede tener un factor de forma igual o inferior a unos 20., Por ejemplo, el material en partículas inorgánicas en la composición puede tener un factor de forma igual o menor a unos 15, por ejemplo, igual o menor a 12, por ejemplo, igual o menor a aproximadamente 10, por ejemplo, igual o menor a 10, por ejemplo igual o menor a unos 7, por ejemplo, igual o menor a unos 5, por ejemplo, igual o menor a unos 2.
"Factor de Forma", tal como se utiliza aquí, es una medida de la relación entre el diámetro de la partícula y el espesor de la partícula para una población de partículas de tamaño y forma variables. A menos que se indique lo contrario, el factor de forma se mide utilizando los métodos de conductividad eléctrica, aparatos y ecuaciones descritos en la Patente de EE.UU. No. 5,576,617, que se incorpora aquí por referencia. Como la técnica para determinar el factor de forma se describe además en la patente '617, la conductividad eléctrica de una composición de una suspensión acuosa de partículas orientadas bajo prueba se mide mientras la composición fluye a través de un recipiente. Se toman medidas de la conductividad eléctrica a lo largo de una dirección del recipiente y a lo largo de otra dirección del recipiente transversal a la primera dirección. Utilizando la diferencia entre las dos medidas de conductividad, se determina el factor de forma del material en partículas bajo prueba.
Otros aditivos
La composición puede comprender otros aditivos. En particular, cuando la composición se encuentra en forma de una suspensión acuosa, la composición puede comprender otros aditivos. Por ejemplo, la composición puede comprender además otros aditivos seleccionados entre uno o más agentes dispersantes, uno o más biocidas, uno o más agentes de suspensión, uno o más agentes espesantes, uno o más ligantes, uno o más agentes anti sedimentación, una o más sales o uno o bien más aditivos.
Por ejemplo, el o los agentes dispersantes pueden estar hechos de monómeros y/o comonómeros seleccionados del grupo que consiste en ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacónico, ácido crotonico, ácido fumárico, anhídrido maleico, ácido isocrotonico, ácido aconítico (cis o trans), ácido mesacónico, ácido sinapínico, ácido undecilénico, ácido angélico, ácido canélico, ácido hidroxiacrílico, acroleína, acrilamida, acrilonitrilo, metacrilato de dimetilaminoetilo, vinilpirrolidona, vinilcaprolactama, etileno, propileno, isobutileno, diisobutileno, acetato de vinilo, estireno, [alfa]-metil estireno, metil vinil cetona, los ésteres de ácidos acrílico y metacrílico y mezclas de los mismos. El agente dispersante puede, por ejemplo, ser ácido poliacrílico y/o ácido polimetacrílico.
Por ejemplo, el o los biocidas pueden ser seleccionados de un biocida a base de plata, un biocida liberador de aldehído, un biocida a base de aldehído, un biocida fenólico, un biocida de isotiazolinona, o cualquier mezcla de los mismos. El biocida puede ser seleccionado de uno o más de los siguientes: formaldehído, acetaldehído, glioxal, succinaldehído, glutaraldehído, 2-propenal, dialdehído Itálico y mezclas de los mismos, y en ciertas configuraciones es formaldehído, glutaraldehído, mono(poly)-hemiformal de alcohol bencílico, hemiformal de etilenglicol (EGHF), [1,2-etanodiilbis(oxy)]-bis-metanol, tetrahidro-1,3,4,6-tetrakis(hidroximetil)imidazo[4,5-d]imidazol-2,5(1H,3H)-diona (también conocida comúnmente como tetrametilolcetilendiurea TMAD), ortofenilfenol (OPP), 2-metil-4-isotiazolina-3-ona (MIT), 5-cloro-2-metil-2H-isotiazolin-3-ona (CIT), 1,2-benzisotiazolina-3-ona (BIT), o mezclas de los mismos. Por ejemplo, el agente espesante se puede elegir entre poliuretanos, polímeros acrílicos, látex, estireno, butadieno, alcohol de polivinilo, celulosa, macromoléculas derivadas de celulosa, sacáridos y organosiliconas.
Por ejemplo, el ligante se puede seleccionar entre cualquier ligante aquí mencionado, que incluye, por ejemplo, el acetato de polivinilo, el acetato de etileno o copolímeros de los mismos.
Volumen de poro de los recubrimientos
El volumen de poro de los recubrimientos es una medida de la cantidad total de espacio entre las partículas en un material (es decir, el volumen no ocupado por materia sólida) y el volumen dentro de las partículas si la partícula es porosa. A menos que se indique lo contrario, el volumen de poros del recubrimiento del material a base de partículas inorgánicas en la composición se mide primero preparando una composición de prueba que comprenda 100 pph (partes por cien) del material a base de partículas inorgánicas y 5 partes por cien de aglutinante (por ejemplo, un látex de recubrimiento de papel como látex SBR) y recubriendo la muestra sobre un sustrato de polímero (por ejemplo, utilizando un recubridor estándar para extender la composición de prueba sobre el plástico). Se coloca una muestra de aproximadamente 0.5 g de la composición de prueba en un dilatómetro de vidrio ensamblado (vaso de medición) en un porosímetro de mercurio modelo Pascal 140, 240 de ThermoFisher. Posteriormente, se lleva a cabo una descompresión hasta alcanzar un vacío cercano (0.02 kPa), se llena con mercurio y se vuelve a presurizar lentamente hasta alcanzar la presión atmosférica y mayor hasta llegar a una presión final de 190 MPa. Utilizando un software basado en la ecuación de Lucas-Washburn, la intrusión de mercurio en la muestra frente a la presión se puede traducir en una distribución de tamaño de poro frente al volumen de poro. También se utiliza software para derivar el volumen de poro (área bajo la gráfica) y el tamaño de poro máximo en la región de tamaño de poro especificada anteriormente.
El material a base de partículas inorgánicas en la composición puede, por ejemplo, tener un volumen de poro de recubrimientos igual o menor a aproximadamente 0.4 cm3g-1. Por ejemplo, el material a base de partículas inorgánicas en la composición puede tener un volumen de poros del recubrimiento igual o menor a aproximadamente 0.35 cm3g-1, por ejemplo, igual o menor a aproximadamente 0.3 cm3g-1, por ejemplo, igual o menor a aproximadamente 0.25 cm3g-1, por ejemplo, igual o menor a aproximadamente 0.2 cm3g-1, por ejemplo, igual o menor a aproximadamente 0.15 cm3g-1. El material a base de partículas inorgánicas en la composición puede, por ejemplo, tener un volumen de poros del recubrimiento igual o menor a aproximadamente 0.14 cm3g-1, por ejemplo, igual o menor a aproximadamente 0.13 cm3g-1, por ejemplo, igual o menor a aproximadamente 0.12 cm3g-1. El material a base de partículas inorgánicas en la composición puede, por ejemplo, tener un volumen de poros del recubrimiento igual o más grande que aproximadamente 0.01 cm3g-1. Por ejemplo, el material a base de partículas inorgánicas en la composición puede tener un volumen de poros del recubrimiento igual o más grande que aproximadamente 0.05 cm3g-1, por ejemplo, igual o más grande que aproximadamente 0.1 cm3g-1. Por ejemplo, el material a base de partículas inorgánicas en la composición puede tener un volumen de poros del recubrimiento que varía desde aproximadamente 0.01 cm3g-1 hasta aproximadamente 0.4 cm3g-1,por ejemplo, desde aproximadamente 0.01 cm3g-1 hasta aproximadamente 0.15 cm3g-1, por ejemplo, desde aproximadamente 0.1 cm3g-1 hasta aproximadamente 0.14 cm3g-1.
Tamaño del poro
A menos que se indique lo contrario, el tamaño medio de poro del material a base de partículas inorgánicas en la composición se mide utilizando un porosímetro de mercurio modelo Pascal 140, 240 de Thermoelectron (ThermoFisher), como se describe anteriormente para la medición del volumen de poro del recubrimiento. El material a base de partículas inorgánicas en la composición puede, por ejemplo, tener un tamaño medio de poro igual o menor a aproximadamente 1,1 pm. Por ejemplo, el material a base de partículas inorgánicas en la composición puede tener un tamaño medio de poro igual o menor a aproximadamente 1.0 pm, por ejemplo, igual o menor a aproximadamente 0.9 pm, por ejemplo, igual o menor a aproximadamente 0.8 pm. El material a base de partículas inorgánicas en la composición puede, por ejemplo, tener un tamaño medio de poro igual o mayor que aproximadamente 0.01 pm, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 0.05 pm, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 0.1 pm. Por ejemplo, el material a base de partículas inorgánicas en la composición puede tener un tamaño medio de poro que varía desde aproximadamente 0.01 pm hasta aproximadamente 1.1 pm, por ejemplo, desde aproximadamente 0.05 pm hasta aproximadamente 1.0 pm, por ejemplo, desde aproximadamente 0.1 pm hasta aproximadamente 0.9 pm
Distribución del tamaño de partícula
A menos que se indique lo contrario, el factor de inclinación se define como el cociente del diámetro esférico equivalente d30 (al cual el 30% en peso de las partículas es más fino) respecto al diámetro esférico equivalente d70 (al cual el 70% en peso de las partículas es más fino), multiplicado por 100.
El parámetro diámetro esférico equivalente (esd) se mide de una manera bien conocida mediante la sedimentación del material en partículas en una condición completamente dispersa en un medio acuoso utilizando una máquina Sedigraph 5100 suministrada por Micromeritics Instruments Corporation, Norcross, Georgia, EE. UU. (teléfono: 17706623620; sitio web: www.micromeritics.com), referida aquí como una "unidad Micromeritics Sedigraph 5100". Dicha máquina proporciona mediciones y un gráfico del porcentaje acumulativo por peso de partículas que tienen un tamaño, conocido técnicamente como el "diámetro esférico equivalente" (esd), menor que los valores de esd dados. El factor de inclinación del material a base de partículas inorgánicas en la composición puede ser menor o igual a aproximadamente 60. El factor de inclinación del material a base de partículas inorgánicas en la composición puede, por ejemplo, ser menor o igual a aproximadamente 55, por ejemplo, menor o igual a aproximadamente 50, por ejemplo, menor o igual a aproximadamente 45, por ejemplo, menor o igual a aproximadamente 40, por ejemplo, menor o igual a aproximadamente 35, por ejemplo, menor o igual a aproximadamente 30. Por ejemplo, el factor de inclinación del material a base de partículas inorgánicas en la composición puede ser menor o igual a aproximadamente 28, por ejemplo, menor o igual a aproximadamente 27, por ejemplo, menor o igual a aproximadamente 26. El factor de inclinación del material a base de partículas inorgánicas en la composición puede, por ejemplo, ser menor o igual a aproximadamente 25. Por ejemplo, el factor de inclinación del material a base de partículas inorgánicas en la composición puede ser menor o igual a aproximadamente 24, por ejemplo, menor o igual a aproximadamente 23, por ejemplo, menor o igual a aproximadamente 22, por ejemplo, menor o igual a aproximadamente 21.
El factor de inclinación del material a base de partículas inorgánicas en la composición puede variar desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 60. Por ejemplo, el factor de inclinación del material a base de partículas inorgánicas en la composición puede variar desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 50, por ejemplo, desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 30, por ejemplo, desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 28, por ejemplo, desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 25, por ejemplo, desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 23. El factor de inclinación del material a base de partículas inorgánicas en la composición puede, por ejemplo, variar desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 30, o desde aproximadamente 25 hasta aproximadamente 35, por ejemplo, desde aproximadamente 20 hasta aproximadamente 25 o desde aproximadamente 25 hasta aproximadamente 30.
El material a base de partículas inorgánicas en la composición puede tener un d50 que varíe desde aproximadamente 0,1 pm hasta aproximadamente 3,0 pm. El material a base de partículas inorgánicas en la composición puede tener un d50 que varíe desde aproximadamente 0,1 pm hasta aproximadamente 2,5 pm, por ejemplo, desde aproximadamente 0,1 pm hasta aproximadamente 2,0 pm. El material a base de partículas inorgánicas en la composición puede tener un d50 que varíe desde aproximadamente 0,2 pm hasta aproximadamente 1,5 pm, por ejemplo, desde aproximadamente 0,2 pm hasta aproximadamente 1,0 pm, por ejemplo, desde aproximadamente 0,2 pm hasta aproximadamente 0,8 pm, por ejemplo, desde aproximadamente 0,2 pm hasta aproximadamente 0,6 pm.
Longitud de la mancha
A menos que se indique lo contrario, la longitud de la mancha se mide según la norma holandesa NEN 1836. La longitud de la mancha de recubrimiento y la longitud de la mancha se refieren a la longitud de una mancha de tinta después de extenderse sobre una composición de recubrimiento de papel. Una longitud de mancha más corta indica que el recubrimiento es más absorbente o rugoso.
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, la composición se adapta para dar un revestimiento que tiene una longitud de mancha que oscila entre unos 9 cm y unos 12 cm. En ciertas configuraciones, la composición proporciona una longitud de mancha que oscila entre 9 cm y aproximadamente 11 cm, por ejemplo, entre 9 cm y aproximadamente 10 cm.
Punto CPVC
El punto de concentración crítica en volumen de pigmento (CPVC, por sus siglas en inglés) es el punto en el que hay suficiente aglutinante para rodear completamente al pigmento y llenar todos los vacíos entre las partículas. Un CPVC más bajo indica que se requiere menos aglutinante para unir completamente el recubrimiento. A menos que se indique lo contrario, el punto CPVC de la composición se mide aplicando una película delgada (aproximadamente 15 g/m2 húmedos) de una composición de prueba que comprende material a base de partículas inorgánicas y un aglutinante sobre un sustrato negro impermeable. Se coloca un anillo espaciador en la superficie para evitar que el color del recubrimiento húmedo se transfiera al instrumento y el recubrimiento se coloca bajo un reflectómetro. La reflectancia se mide en función del tiempo hasta que la película se haya secado. A medida que la película se seca, las partículas en el recubrimiento se acercan y reflejan la luz menos eficientemente, por lo que la reflectancia disminuye. Si la composición de prueba está totalmente dentro de los límites (el pigmento está completamente rodeado y todos los vacíos están llenos), entonces la reflectancia alcanzará un valor estable cuando la película se haya secado. Si la composición de prueba no está totalmente dentro de los límites, la incorporación de aire durante el secado hará que la reflectancia aumente de nuevo. Esta prueba se repetirá para las composiciones de prueba que comprenden diferentes cantidades (en peso) de aglutinante (con respecto a 100 pph de material en partículas inorgánicas en peso) hasta hallar una composición de prueba totalmente delimitada. Por consiguiente, se puede hacer referencia al punto CPVC de forma alternada como CPWC (concentración de peso de pigmento crítica).
El material a base de partículas inorgánicas en la composición tiene un punto CPVC de menos de aproximadamente 29 pph (donde el aglutinante se añade por peso (29 pphde aglutinante con 100 pph de pigmento en peso). Por ejemplo, el material a base de partículas inorgánicas en la composición puede tener un punto CPVC de menos o igual a aproximadamente 28 pph de aglutinante, por ejemplo, menos o igual a aproximadamente 27 pph de aglutinante, por ejemplo, menos o igual a aproximadamente 26 pph de aglutinante. El material a base de partículas inorgánicas en la composición puede, por ejemplo, tener un punto CPVC de menos o igual a aproximadamente 25 pph de aglutinante, menos o igual a aproximadamente 24 pph de aglutinante, menos o igual a aproximadamente 23 pph de aglutinante o menos o igual a aproximadamente 22 pph de aglutinante, por ejemplo, menos o igual a aproximadamente 21 pph de aglutinante
El material a base de partículas inorgánicas en la composición puede tener un punto CPVC que oscile desde aproximadamente 5 pph de aglutinante hasta aproximadamente 28 pph de aglutinante. El material a base de partículas inorgánicas en la composición puede, por ejemplo, tener un punto CPVC que oscile desde aproximadamente 5 pph de aglutinante hasta aproximadamente 25 pph de aglutinante. El material a base de partículas inorgánicas en la composición puede tener un punto CPVC que oscile desde aproximadamente 10 pph de aglutinante hasta aproximadamente 25 pph de aglutinante, por ejemplo, desde aproximadamente 10 pph de aglutinante hasta aproximadamente 23 pph de aglutinante, por ejemplo, desde aproximadamente 20 pph hasta aproximadamente 25 pph de aglutinante.
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, el aglutinante utilizado para medir el punto CPVC es un látex como el látex SBR. Alternativamente, el aglutinante usado para medir el punto CPVC puede ser cualquiera de los aglutinantes mencionados antes en la sección con respecto a las composiciones de revestimiento con efecto barrera y las composiciones de revestimiento de papel.
OVTR
El OVTR de la composición se mide, a menos que se indique lo contrario, recubriendo un papel base con una composición de recubrimiento que comprende 60 pph de la composición mineral y el resto es látex de alcohol polivinílico, a un peso de recubrimiento de 7 a 10 g/irP. El papel base puede estar pre-recubierto con hasta 12 g/irP de una composición de prerrecubrimiento. La composición de prerrecubrimiento puede comprender carbonato de calcio con al menos 60% de partículas más pequeñas que 2 pm y menos de 15 pph de látex. El producto de papel recubierto se corta primero en círculos de diámetro de 62,5 pm. Las muestras de papel recubierto se dejan en una campana de humos durante la noche antes de realizar la prueba. Aproximadamente 8 ml de n-heptano o decano se colocan en el fondo de un vaso sellable. Luego, el vaso se cubre con las muestras de papel recubierto con el lado recubierto hacia adentro y se sellan los bordes. El vaso se pesa con precisión de hasta 4 decimales y esto se toma como tiempo cero. Los vasos sellados se dejan reposar en la campana de humos y se vuelven a pesar cada 1 o 2 horas. A medida que la materia volátil escapa a través del tablero, esto resulta en una pérdida de peso (g/iT por día). La prueba se lleva a cabo a 21°C y 50% de humedad relativa. Un OVTR más bajo indica una menor tasa de transmisión de vapor de aceite y que se obtienen mejores propiedades de efecto barrera.
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la invención, la composición tiene un OVTR inferior a unos 70 g/m2/día. En ciertas configuraciones la composición tiene un OVTR inferior a 65 g/m2/día, por ejemplo, menor de unos 60 g/m2/día, por ejemplo, menor de unos 55 g/mP/día, por ejemplo, menor de unos 50 g/mP/día.
En ciertas configuraciones de cualquier aspecto de la presente invención, la composición tiene un OVTR que oscila entre aproximadamente 10 g/mf/día y aproximadamente 70 g/mf/día cuando se mide utilizando n-heptano. En ciertos modos de realización, la composición tiene un OVTR que oscila entre aproximadamente 10 g/mf/día y aproximadamente 65 g/mP/día, por ejemplo, entre aproximadamente 10 g/mf/día y aproximadamente 60 g/mf/día, por ejemplo, entre aproximadamente 10 g/mf/día y aproximadamente 55 g/mP/día, por ejemplo, entre aproximadamente 10 g/m2/día y aproximadamente 50 g/mf/día cuando se mide utilizando n-heptano. En ciertos modos de realización, la composición tiene un OVTR que oscila entre aproximadamente 15 g/mf/día y aproximadamente 70 g/mf/día, por ejemplo, entre aproximadamente 15 g/mP/día y aproximadamente 65 g/mP/día, por ejemplo, entre aproximadamente 15 g/m2/día y aproximadamente 60 g/mP/día, por ejemplo, entre aproximadamente 15 g/mP/día y aproximadamente 55 g/m2/día, por ejemplo, entre aproximadamente 15 g/mP/día y aproximadamente 50 g/mP/día cuando se mide utilizando n-heptano. En ciertos modos de realización, la composición tiene un OVTR que oscila entre aproximadamente 20 g/mP/día y aproximadamente 70 g/mP/día, por ejemplo, entre aproximadamente 20 g/mP/día y aproximadamente 65 g/mP/día, por ejemplo, entre aproximadamente 20 g/mP/día y aproximadamente 60 g/mP/día, por ejemplo, entre aproximadamente 20 g/mP/día y aproximadamente 55 g/mP/día, por ejemplo, entre aproximadamente 20 g/m2/día y aproximadamente 50 g/mP/día cuando se mide utilizando n-heptano
En ciertos modos de realización de cualquier aspecto de la presente invención, la composición tiene un OVTR que oscila entre aproximadamente 0.5 g/mP/día y aproximadamente 70 g/mP/día cuando se mide utilizando decano. Por ejemplo, la composición puede tener un OVTR que oscila entre aproximadamente 0.5 g/mP/día y aproximadamente 50 g/m2/día, o entre aproximadamente 0.5 g/mP/día y aproximadamente 40 g/mP/día, o entre aproximadamente 1 g/m2/día y aproximadamente 30 g/mP/día, o entre aproximadamente 1 g/mP/día y aproximadamente 20 g/mP/día, o entre aproximadamente 1 g/mP/día y aproximadamente 10 g/mP/día, o entre aproximadamente 1 g/mP/día y aproximadamente 8 g/mP/día, o entre aproximadamente 1 g/mP/día y aproximadamente 6 g/mP/día, o entre aproximadamente 1 g/mP/día y aproximadamente 5 g/mP/día, o entre aproximadamente 1 g/mP/día y aproximadamente 4 g/mP/día, o entre aproximadamente 1 g/mP/día y aproximadamente 3 g/mP/día cuando se mide utilizando decano.
MVTR
En ciertos modos de realización de cualquier aspecto de la presente invención, la composición tiene una tasa de transmisión de vapor de humedad (MVT<r>) de menos de aproximadamente 50 g/mP/día. En ciertos modos de realización, la composición tiene una MVTR de menos de aproximadamente 45 g/m2/día, por ejemplo, menos de aproximadamente 40 g/m2/día, o menos de aproximadamente 35 g/m2/día, o menos de aproximadamente 30 g/m2/día.
En ciertos modos de realización de cualquier aspecto de la presente invención, la composición tiene una MVTR que oscila entre 1 g/mP/día a aproximadamente 50 g/mP/día. En ciertos modos de realización, la composición tiene una MVTR que oscila entre aproximadamente 5 g/mP/día y 45 g/mP/día, por ejemplo, entre aproximadamente 10 g/mP/día y unos 40 g/mP/día, por ejemplo, entre unos 15 g/mP/día y aproximadamente 35 g/mP/día, por ejemplo, entre aproximadamente 20 g/mP/día y 30 g/mP/día.
A menos que se indique lo contrario, la Tasa de Transmisión de Vapor de Humedad (MVTR) de la composición se mide de manera correspondiente a la Tasa de Transmisión de Vapor de Oxígeno (OVTR). El vaso de precipitados contiene gel de sílice en lugar de n-heptano o decano, y el lado sin recubrimiento mira hacia adentro. El peso del vaso de precipitados se mide con 4 decimales y se toma en el momento cero. La prueba se realiza a 21°C y 50% de humedad relativa durante varios días, con mediciones periódicas. Un menor aumento de masa corresponde a una menor tasa de transmisión de humedad y, por lo tanto, a una mejor barrera contra la humedad
Permeabilidad al aire de Gurley
En ciertas realizaciones, la composición tiene una permeabilidad al aire de Gurley igual o mayor a aproximadamente 100.000 segundos. Por ejemplo, la composición puede tener una permeabilidad al aire de Gurley de hasta aproximadamente 200.000 segundos.
A menos que se indique lo contrario, la permeabilidad al aire de Gurley se midió utilizando el método descrito en la norma ISO 5636-5, TAPPI 460 om-11. Las unidades de segundos corresponden al tiempo que tarda en pasar 100 ml de aire, donde un número alto indica una baja permeabilidad. El papel base, la composición de recubrimiento y el peso del recubrimiento, entre otros, pueden ser los mismos que se describen anteriormente para la OVTR.
Prueba Kit
En ciertas configuraciones, la composición tiene un valor de prueba Kit igual o mayor que aproximadamente 10. Por ejemplo, la composición puede tener un valor de prueba Kit igual o mayor que aproximadamente 11, o igual o mayor que aproximadamente 12, o igual o mayor que aproximadamente 13, o igual o mayor que aproximadamente 14, o igual o mayor que aproximadamente 15. Por ejemplo, la composición puede tener un valor de prueba Kit de hasta aproximadamente 16.
A menos que se indique lo contrario, el valor de prueba Kit se mide utilizando el método de prueba descrito en TAPPI 559 pm-96 pero extendido a 16 mezclas de reactivos. Las soluciones de prueba Kit son todas mezclas de aceite de ricino, tolueno y n-heptano en niveles variables. La solución de prueba Kit numerada como 1 contiene la mayor cantidad de aceite de ricino y el número 16 contiene la mayor cantidad de n-heptano. Una solución de prueba Kit intermedia, por ejemplo, la número 8, se pipetea en gotas sobre la superficie del papel recubierto y luego se limpia después de 15 segundos. Luego se examina el área de prueba en busca de signos de penetración en la superficie. Cualquier penetración se considera como un fallo y se repite la prueba con la solución de prueba Kit numerada más baja siguiente hasta que no haya penetración, es decir, un pase. Por el contrario, si la prueba inicial no produce penetración, entonces se prueba con la siguiente solución de prueba Kit numerada más alta hasta que haya un fallo. El número más alto de la solución de prueba Kit que no causa fallos se cita como el valor de prueba Kit. El papel base, la composición del recubrimiento, el peso del recubrimiento, etc., utilizados pueden ser los descritos anteriormente para el OVTR.
Prueba Emtec
En ciertos modos de realización, la composición tiene un valor de prueba Emtec igual o mayor a aproximadamente 50 s. Por ejemplo, la composición puede tener un valor de prueba Emtec igual o mayor a aproximadamente 55 s, 60 s, 65 s o 70 s. Además, la composición puede tener un valor de prueba Emtec de hasta aproximadamente 100 s, 90 s, 75 s o 80 s.
A menos que se indique lo contrario, el valor de prueba Emtec se mide utilizando un Analizador de Dinámica de Penetración Emtec PDA.C 02. Este mide la atenuación de ultrasonido a través de un sustrato con el tiempo mientras se sumerge en un líquido (por ejemplo, agua) desde una intensidad inicial del 100%. Se establece una intensidad del 0% como línea base ejecutando la prueba utilizando solo la cinta que sujeta la muestra en su lugar. La atenuación es proporcional a la absorción del líquido en el sustrato. La máquina puede configurarse a 1 MHz (para cartón) o 2 MHz (para papel) y se ejecutó en el modo de medida "General". La intensidad puede citarse después de cierto tiempo, o el tiempo para alcanzar una intensidad establecida. El papel base, la composición de recubrimiento y el peso del revestimiento, etc., utilizados pueden ser como se describen arriba para OVTR
Componentes de material en partículas inorgánicas
La composición de la presente invención comprende un primer componente de material a base de partículas inorgánicas, un segundo componente de material a base de partículas inorgánicas y un tercer componente de material a base de partículas inorgánicas. En ciertas configuraciones, la composición además comprende un cuarto componente de material a base de partículas inorgánicas con una cuarta distribución de tamaño de partícula. En ciertas configuraciones, la composición además comprende un quinto componente de material a base de partículas inorgánicas con una quinta distribución de tamaño de partícula. En ciertas configuraciones, la composición además comprende un sexto componente de material a base de partículas inorgánicas con una sexta distribución de tamaño de partícula.
El primer componente de material en partículas inorgánicas es el carbonato de calcio. El segundo componente de material en partículas inorgánicas es el carbonato de calcio. El tercer componente de material en partículas inorgánicas es el carbonato de calcio. El cuarto componente de material en partículas inorgánicas puede ser por ejemplo el carbonato de calcio. El quinto componente de material en partículas inorgánicas puede ser por ejemplo el carbonato de calcio. El sexto componente de material en partículas inorgánicas puede ser por ejemplo el carbonato de calcio. El primer, segundo, tercero, cuarto, quinto, sexto componente de material en partículas inorgánicas (si está presente) pueden ser por ejemplo el carbonato de calcio.
El carbonato de calcio puede ser carbonato de calcio molido (GCC) o carbonato de calcio precipitado (PCC). El carbonato de calcio puede obtenerse, por ejemplo, a partir de fuentes minerales naturales, como piedra caliza, creta, mármol y travertino, por ejemplo, mediante molienda. El PCC también puede ser molido. Se puede utilizar una combinación de dos o más carbonatos de calcio. Por ejemplo, se puede utilizar una combinación de carbonato de calcio molido y carbonato de calcio precipitado. La combinación de dos o más carbonatos de calcio puede prepararse mediante molienda conjunta.
El factor de inclinación del material a base de todas las partículas inorgánicas en la composición, puede ser igual o inferior al factor de inclinación del primer componente de material a base de partículas inorgánicas que tiene el factor de inclinación menor. El factor de inclinación del material a base de partículas inorgánicas en la composición puede ser tal como se ha descrito antes.
El factor de inclinación del primer componente de material a base de partículas inorgánicas puede ser igual o mayor que aproximadamente 15. Por ejemplo, el factor de inclinación del primer componente de material a base de partículas inorgánicas puede ser igual o mayor que aproximadamente 20, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 25, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 27, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 30, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 32, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 35.
El factor de inclinación del primer componente de material a base de partículas inorgánicas puede ser igual o menor que aproximadamente 80. Por ejemplo, el factor de inclinación del primer componente de material a base de partículas inorgánicas puede ser igual o menor que aproximadamente 70, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 60, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 50, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 45, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 40, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 35.
El factor de inclinación del segundo componente de material a base de partículas inorgánicas puede ser igual o mayor de aproximadamente 15. Por ejemplo, el factor de inclinación del segundo componente de material a base de partículas inorgánicas puede ser igual o mayor que aproximadamente 20, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 25, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 27, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 30, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 32, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 35.
El factor de inclinación del segundo componente de material a base de partículas inorgánicas puede ser igual o menor que aproximadamente 80. Por ejemplo, el factor de inclinación del segundo componente de material a base de partículas inorgánicas puede ser igual o menor que aproximadamente 70, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 60, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 50, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 45, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 40, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 35.
El factor de inclinación del tercer componente de material a base de partículas inorgánicas puede ser igual o mayor de aproximadamente 15. Por ejemplo, el factor de inclinación del tercer componente del material a base de partículas inorgánicas puede ser igual o mayor que aproximadamente 20, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 25, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 27, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 30, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 32, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 35.
El factor de inclinación del tercer componente de material a base de partículas inorgánicas puede ser igual o menor que aproximadamente 80. Por ejemplo, el factor de inclinación del tercer componente de material a base de partículas inorgánicas puede ser igual o menor que aproximadamente 70, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 60, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 50, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 45, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 40, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 35.
El factor de inclinación del cuarto, quinto y sexto componentes del material a base de partículas inorgánicas (donde están presentes) puede ser igual o mayor de aproximadamente 15. Por ejemplo, el factor de inclinación del cuarto, quinto y sexto componentes del material a base de partículas inorgánicas (donde están presentes) puede ser igual o mayor que aproximadamente 20, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 25, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 27, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 30, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 32, por ejemplo, igual o mayor que aproximadamente 35.
El factor de inclinación del cuarto, quinto y sexto componentes del material a base de partículas inorgánicas (donde están presentes) puede ser igual o menor que aproximadamente 80. Por ejemplo, el factor de inclinación del cuarto, quinto y sexto componentes del material a base de partículas inorgánicas (donde están presentes) puede ser igual o menor que aproximadamente 70, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 60, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 50, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 45, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 40, por ejemplo, igual o menor que aproximadamente 35.
El d50 del primer componente del material a base de partículas inorgánicas oscila entre aproximadamente 1,7jm y 2,3 |jm.
El d50 del segundo componente del material a base de partículas inorgánicas oscila entre aproximadamente 0,8jm y 1,2 jm.
El dso del tercer componente del material a base de partículas inorgánicas oscila entre aproximadamente 0,1|jm y 0,5 jm, por ejemplo, entre aproximadamente 0,3jm y 0,5 jm.
El dso del cuarto, quinto y sexto componentes del material en partículas (donde están presentes) puede oscilar, por ejemplo, entre aproximadamente 0,1 jm y 3,0 jm, por ejemplo, entre aproximadamente 0,1jm y 2,5 jm, por ejemplo, entre 0,1 y 2,0 jm, por ejemplo, entre 0,1 y 1,5 jm. El d50 del cuarto, quinto y sexto componentes del material en partículas (donde están presentes) puede oscilar, por ejemplo, entre aproximadamente 0,1 jm y 1,0 jm, por ejemplo, entre aproximadamente 0,1jm y 0,8 jm, por ejemplo, entre 0,1 y aproximadamente 0,5 jm, por ejemplo, entre 0,3 y 0,5 jm. Por ejemplo, el d50 del cuarto, quinto y sexto componentes del material en partículas (donde están presentes) puede oscilar, por ejemplo, entre aproximadamente 0,3 jm y 1,5,0 jm, por ejemplo, entre aproximadamente 0,5jm y 1,5 jm, por ejemplo, entre 0,5 y 1,0 jm.
El d50 del primer componente del material en partículas inorgánicas es diferente del d50 del segundo componente del material en partículas inorgánicas. El d50 del tercer, cuarto, quinto y sexto componentes del material en partículas inorgánicas, donde están presentes, puede ser individualmente diferente del d50 del otro componente del material en partículas inorgánicas (primero, segundo, tercero, cuarto, quinto y sexto).
Los componentes de material a base de partículas inorgánicas primero y/o segundo y/o tercero y/o cuarto y/o quinto y/o sexto (si están presentes) pueden tener cada uno individualmente un factor de forma igual o menor a aproximadamente 20. Por ejemplo, los componentes de material a base de partículas inorgánicas primero y/o segundo y/o tercero y/o cuarto y/o quinto y/o sexto (si están presentes) pueden tener cada uno individualmente un factor de forma igual o menor a aproximadamente 17, por ejemplo igual o menor a aproximadamente 15, por ejemplo igual o menor a aproximadamente 12, por ejemplo igual o menor a aproximadamente 10, por ejemplo igual o menor a aproximadamente 7, por ejemplo igual o menor a aproximadamente 5, por ejemplo igual o menor a aproximadamente 2.
El primer componente de material a base de partículas inorgánicas puede estar presente en la composición en una cantidad que oscila entre aproximadamente el 50% en peso y aproximadamente el 90% en peso. Por ejemplo, el primer componente de material a base de partículas inorgánicas puede estar presente en la composición en una cantidad que oscila entre aproximadamente el 55% en peso y aproximadamente el 85% en peso, o entre aproximadamente el 50% en peso y aproximadamente el 80% en peso, o entre aproximadamente el 50% en peso y aproximadamente el 75% en peso, o entre aproximadamente el 50% en peso y aproximadamente el 70% en peso, o entre aproximadamente el 50% en peso y aproximadamente el 65% en peso. El primer componente de material a base de partículas inorgánicas puede estar presente en la composición, por ejemplo, en una cantidad que oscila entre aproximadamente el 60% en peso y aproximadamente el 90% en peso, o entre aproximadamente el 60% en peso y aproximadamente el 85% en peso, o entre aproximadamente el 60% en peso y aproximadamente el 80% en peso.
El segundo componente de material a base de partículas inorgánicas puede, por ejemplo, estar presente en la composición en una cantidad que oscila entre aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 50% en peso. El segundo componente de material a base de partículas inorgánicas puede estar presente en la composición en una cantidad que oscila entre aproximadamente el 15% en peso y aproximadamente el 45% en peso, o entre aproximadamente el 20% en peso y aproximadamente el 50% en peso, o entre aproximadamente el 25% en peso y aproximadamente el 50% en peso, o entre aproximadamente el 30% en peso y aproximadamente el 50% en peso, o entre aproximadamente el 35% en peso y aproximadamente el 50% en peso. Por ejemplo, el segundo componente de material a base de partículas inorgánicas puede estar presente en la composición en una cantidad que oscila entre aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 40% en peso, o entre aproximadamente el 15% en peso y aproximadamente el 40% en peso, o entre aproximadamente el 20% en peso y aproximadamente el 40% en peso.
El tercer componente de material a base de partículas inorgánicas puede, por ejemplo, estar presente en la composición en una cantidad que oscila entre aproximadamente el 5% en peso y aproximadamente el 30% en peso. Por ejemplo, el tercer componente de material a base de partículas inorgánicas puede estar presente en la composición en una cantidad que oscila entre aproximadamente el 10% en peso y aproximadamente el 30% en peso, o entre aproximadamente el 15% en peso y aproximadamente el 30% en peso, o entre aproximadamente el 20% en peso y aproximadamente el 30% en peso. Por ejemplo, el tercer componente de material a base de partículas inorgánicas puede estar presente en la composición en una cantidad que oscila entre aproximadamente el 5% en peso y aproximadamente el 25% en peso, o entre aproximadamente el 5% en peso y aproximadamente el 20% en peso, por ejemplo, entre aproximadamente el 5% en peso y aproximadamente el 15% en peso.
Los componentes de material a base de partículas inorgánicas cuarto, quinto y sexto (si están presentes) pueden independientemente cada uno de ellos estar presentes en la composición en una cantidad que oscila entre 5% y aproximadamente un 30% en peso. Por ejemplo, los componentes de material a base de partículas inorgánicas cuarto, quinto y sexto (si están presentes) pueden estar presentes en la composición en una cantidad que oscila entre aproximadamente un 10% y aproximadamente un 30% en peso, por ejemplo, entre aproximadamente un 15% y aproximadamente un 30% en peso, por ejemplo, entre un 20% y un 30% en peso. Por ejemplo, los componentes de material a base de partículas inorgánicas cuarto, quinto y sexto (si están presentes) pueden independientemente cada uno de ellos estar presentes en la composición en una cantidad que oscila entre un 5% y aproximadamente un 25% en peso, por ejemplo, entre un 5% y un 20%, por ejemplo, entre un 5% en peso y aproximadamente un 15% en peso.
En ciertas configuraciones donde, por ejemplo, la composición consiste en primer, segundo y tercer componente de material a base de partículas inorgánicas, el componente menor (componente presente en la menor cantidad) puede, por ejemplo, estar presente en una cantidad de al menos aproximadamente el 5% en peso. Por ejemplo, donde la composición consiste en primer, segundo y tercer componente de material a base de partículas inorgánicas, el componente menor puede estar presente en una cantidad de al menos aproximadamente el 10% en peso. Por ejemplo, donde la composición consiste en primer, segundo y tercer componente de material a base de partículas inorgánicas, el componente menor puede estar presente en una cantidad de al menos aproximadamente el 15% en peso. Por ejemplo, donde la composición consiste en primer, segundo y tercer componente de material a base de partículas inorgánicas, el componente menor puede estar presente en una cantidad de al menos aproximadamente el 20% en peso.
En ciertas configuraciones donde, por ejemplo, la composición consiste en primer, segundo, tercer y cuarto componente del material a base de partículas inorgánicas, el componente menor (componente presente en la menor cantidad) puede, por ejemplo, estar presente en una cantidad de al menos aproximadamente el 5% en peso. Por ejemplo, donde la composición consiste en primer, segundo, tercer y cuarto componente de material a base de partículas inorgánicas, el componente menor puede estar presente en una cantidad de al menos aproximadamente el 10% en peso. Por ejemplo, donde la composición consiste en primer, segundo, tercer y cuarto componente del material a base de partículas inorgánicas, el componente menor puede estar presente en una cantidad de al menos aproximadamente el 15% en peso. Por ejemplo, donde la composición consiste en primer, segundo, tercer y cuarto componente del material a base de partículas inorgánicas, el componente menor puede estar presente en una cantidad de al menos aproximadamente el 20% en peso.
El % en peso de cada componente del material a base de partículas inorgánicas presente en la composición es el porcentaje de masa de dicho componente de material a base de partículas inorgánicas en particular en el material sobre una base seca.
La composición puede, por ejemplo, comprender un primer componente de material a base de partículas inorgánicas (por ejemplo, carbonato de calcio) con un dso que varie desde aproximadamente 1.70 pm hasta aproximadamente 2.30 pm en una cantidad que oscila entre aproximadamente el 30% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, un segundo componente de material a base de partículas inorgánicas (por ejemplo, carbonato de calcio) con un d50 que varía desde aproximadamente 0.8 pm hasta aproximadamente 1.2 pm, en una cantidad que varía desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 40% en peso, y un tercer componente de material a base de partículas inorgánicas (por ejemplo, carbonato de calcio) con un d50 que varía desde aproximadamente 0.1 pm hasta aproximadamente 0.5 pm, en una cantidad que varía desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 40% en peso.
La composición puede, por ejemplo, comprender un primer componente de material a base de partículas inorgánicas (por ejemplo, carbonato de calcio) con un d50 que varie desde aproximadamente 1.70 pm hasta aproximadamente 2.30 pm y un factor de inclinación que varie desde aproximadamente 25 hasta aproximadamente 35, en una cantidad que varía desde aproximadamente el 30% en peso hasta aproximadamente el 50% en peso, un segundo componente de material a base de partículas inorgánicas (por ejemplo, carbonato de calcio) con un d50 que oscila entre aproximadamente 0.8 pm hasta aproximadamente 1.2 pm y un factor de inclinación que varía desde aproximadamente 25 hasta aproximadamente 35, en una cantidad que varía desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 40% en peso, y un tercer componente de material a base de partículas inorgánicas (por ejemplo, carbonato de calcio) con un d50 que varía desde aproximadamente 0.1 pm hasta aproximadamente 0.5 pm y un factor de inclinación que varía desde aproximadamente 30 hasta aproximadamente 40, en una cantidad que varía desde aproximadamente el 20% en peso hasta aproximadamente el 40% en peso.
Método para fabricar una composición que comprenda material en partículas inorgánicas
Se proporciona aquí un método para elaborar una composición que comprende material a base de partículas inorgánicas, el cual consiste en combinar un primer componente de material a base de partículas inorgánicas (carbonato de calcio) que tiene una primera distribución de tamaño de partícula con un segundo componente de material a base de partículas inorgánicas (carbonato de calcio) que tiene una segunda distribución de tamaño de partícula, y además combinar un tercer componente de material a base de partículas inorgánicas (carbonato de calcio) que tiene una tercera distribución de tamaño de partícula con el primer y/o segundo componente de material a base de partículas inorgánicas (carbonato de calcio).
El método que aquí se dispone es para hacer cualquiera de las composiciones divulgadas aquí. Las composiciones divulgadas aquí incluyen no solo el primer aspecto de la presente invención, sino también cualquiera de las formas de realización divulgadas aquí, incluida cualquier combinación de estas formas de realización en todas sus variaciones posibles.
Una composición que comprende material a base de partículas inorgánicas como el carbonato cálcico, por ejemplo, una suspensión acuosa o una mezcla de minerales seca, se puede preparar siguiendo cualquiera de los métodos propios de la técnica.
Se puede disponer de cada componente de material a base de partículas inorgánicas en forma de una suspensión acuosa y las suspensiones acuosas se pueden mezclar todas ellas para formar la composición final.
Cada componente de material a base de partículas inorgánicas puede ser agregado a un molino de medios agitados con agua y cualquier aditivo opcional adicional, como dispersantes, espesantes, biocidas y agentes anti-deposición. El contenido puede ser agitado a alta velocidad durante un tiempo predeterminado para obtener una distribución de tamaño de partícula. La suspensión mineral resultante puede ser separada de los medios utilizando tamices. La suspensión acuosa luego puede ser tratada para eliminar al menos una parte o sustancialmente toda el agua para formar un producto parcialmente secado o esencialmente completamente secado. Cualquier técnica adecuada puede ser utilizada para eliminar el agua de la suspensión acuosa, incluyendo, por ejemplo, por drenaje asistido por gravedad o vacío, con o sin prensado, o por evaporación, o por filtración, o por una combinación de estas técnicas. Alternativamente, cada uno de los componentes del material a base de partículas inorgánicas se puede disponer en forma de un mineral seco y los minerales secos se pueden mezclar usando técnicas de mezcla conocidas en la materia.
Uso de las composiciones que comprenden material a base de partículas inorgánicas
Se proporciona aquí un uso de cualquiera de las composiciones reveladas aquí en una o más de las siguientes composiciones de recubrimiento (por ejemplo, composiciones de recubrimiento con efecto barrera o por ejemplo composiciones de recubrimiento de papel), plásticos, pinturas y selladores. El uso de cualquiera de las composiciones reveladas aquí en una o más de estas aplicaciones puede, por ejemplo, reducir la cantidad de aglutinante y/o plástico requerido en esa composición. Esto puede ser debido, por ejemplo, a la naturaleza densamente empaquetada de las partículas en las composiciones reveladas aquí.
Se proporciona aquí un uso de cualquiera de las composiciones reveladas aquí en una composición de recubrimiento con efecto barrera. En particular, se proporciona aquí un uso de cualquiera de las composiciones reveladas aquí en una composición de recubrimiento de papel. Además, se proporciona aquí una composición de recubrimiento con efecto barrera y/o una composición de recubrimiento de papel que comprende cualquiera de las composiciones reveladas aquí. También se proporciona aquí un producto recubierto con dicha composición de recubrimiento con efecto barrera o composición de recubrimiento de papel.
El término composición de recubrimiento con efecto barrera pretende incluir, por ejemplo, composiciones de recubrimiento de papel y composiciones que se recubren sobre cualquier sustrato para proporcionar retención de recubrimiento (es decir, los componentes del recubrimiento no se absorben en el sustrato).
Las composiciones de recubrimiento de barrera y las composiciones de recubrimiento de papel divulgadas aquí comprenden un aglutinante y una composición que comprende material a base de partículas inorgánicas según se divulga aquí.
La composición que comprende material a base de partículas inorgánicas divulgada aquí incluye cualquier aspecto de la presente invención, incluidas cualquiera de las formas de realización divulgadas aquí y cualquier combinación de estas formas de realización en todas sus posibles variaciones.
La composición de recubrimiento con efecto barrera o la composición de recubrimiento de papel pueden, por ejemplo, comprender al menos aproximadamente un 20% en peso de material a base de partículas inorgánicas. Por ejemplo, la composición de recubrimiento con efecto barrera o la composición de recubrimiento de papel pueden comprender al menos aproximadamente un 30% en peso de material a base de partículas inorgánicas, por ejemplo, al menos aproximadamente un 40% en peso de material a base de partículas inorgánicas, por ejemplo, al menos aproximadamente un 50% en peso de material a base de partículas inorgánicas. La composición de recubrimiento con efecto barrera o la composición de recubrimiento de papel pueden, por ejemplo, comprender hasta aproximadamente un 80% en peso de material a base de partículas inorgánicas, por ejemplo, hasta aproximadamente un 70% en peso de material a base de partículas inorgánicas.
La composición de recubrimiento con efecto barrera o la composición de recubrimiento de papel pueden, por ejemplo, comprender al menos aproximadamente un 20% en peso de aglutinante. Por ejemplo, la composición de recubrimiento con efecto barrera o la composición de recubrimiento de papel pueden comprender al menos aproximadamente un 30% en peso de aglutinante, por ejemplo, al menos aproximadamente un 40% en peso de aglutinante, por ejemplo, al menos aproximadamente un 50% en peso de aglutinante. La composición de recubrimiento con efecto barrera o la composición de recubrimiento de papel pueden, por ejemplo, comprender hasta aproximadamente un 80% en peso de aglutinante, por ejemplo, hasta aproximadamente un 70% en peso de aglutinante.
El contenido de sólidos de la composición de recubrimiento con efecto barrera y/o de la composición de recubrimiento de papel puede estar desde aproximadamente un 15% en peso hasta aproximadamente un 80% en peso, por ejemplo, desde aproximadamente un 60% en peso hasta aproximadamente un 79% en peso, por ejemplo, desde aproximadamente un 65% en peso hasta aproximadamente un 87% en peso de la composición de recubrimiento. El contenido de sólidos de la composición de recubrimiento con efecto barrera y/o de la composición de recubrimiento de papel puede ser lo más alto posible, pero aun así dando una composición adecuadamente fluida que pueda ser utilizada en el recubrimiento. Después de la aplicación sobre el sustrato, la composición de recubrimiento puede ser permitida a secarse, formando así una composición de recubrimiento seca que recubre el sustrato.
Ejemplos de aglutinantes adecuados incluyen el almidón, látex y adhesivos proteináceos.
El almidón puede obtenerse adecuadamente a partir de un almidón natural, por ejemplo, almidón natural obtenido de una fuente vegetal conocida, como trigo, maíz, patata o tapioca. Cuando el almidón se emplea como ingrediente aglutinante, puede utilizarse en forma no modificada y/o modificada. Un ejemplo de almidón no modificado adecuado es el almidón perla. Cuando el almidón se emplea como ingrediente aglutinante en forma modificada, puede modificarse mediante uno o más tratamientos químicos conocidos en el arte. El almidón puede, por ejemplo, ser oxidado para convertir algunos de sus grupos -CH2OH en grupos -COOH. En algunos casos, el almidón puede tener una pequeña proporción de grupos acetilo, -COCH3. Alternativamente, el almidón puede ser tratado químicamente para convertirlo en catiónico o anfotérico, es decir, con cargas tanto catiónicas como aniónicas. El almidón también puede convertirse en un éter de almidón, o en almidón hidroxialquilado, reemplazando algunos grupos -OH con, por ejemplo, grupos -OCH2CH2OH, -OCH2CH3 o -OCH2CH2CH2OH. Otra clase de almidones tratados químicamente que pueden utilizarse es la de los almidones fosfatados. Alternativamente, el almidón crudo puede ser hidrolizado mediante un ácido diluido o una enzima para producir una goma del tipo dextrina.
El látex puede incluir, por ejemplo, látex de caucho estireno butadieno, látex de polímero acrílico, látex de acetato de polivinilo, látex de acetato de etileno, látex de alcohol polivinílico, látex de etileno acrílico, látex de copolímero acrílico estireno o copolímeros similares. Por ejemplo, el látex puede comprender un copolímero de ácido acrílico de etileno. Los adhesivos proteináceos pueden comprender, por ejemplo, caseína o proteína de soja.
Cualquiera de los aglutinantes y tipos de aglutinantes indicados se puede utilizar solo o en mezcla unos con otros y/o con otros aglutinantes, si se desea.
Las composiciones de recubrimiento con efecto barrera y las composiciones de recubrimiento de papel reveladas aquí pueden comprender adecuadamente uno o más aditivos adicionales seleccionados de, por ejemplo, uno o más agentes de reticulación, uno o más auxiliares de retención de agua, uno o más modificadores de viscosidad, uno o más espesantes, uno o más auxiliares de lubricidad/calandrado, uno o más dispersantes, uno o más agentes antiespumantes/desespumantes, uno o más aditivos de mejora de la adherencia en seco o en húmedo, uno o más aditivos de mejora de la resistencia a la fricción en seco o en húmedo y/o de resistencia a la abrasión, uno o más aditivos de retención del brillo de la tinta, uno o más agentes blanqueadores ópticos (OBA) y/o agentes blanqueadores fluorescentes (FWA), uno o más colorantes, uno o más biocidas/agentes de control de deterioro, uno o más auxiliares de nivelación y uniformidad, uno o más aditivos de resistencia a la grasa y al aceite, uno o más aditivos de resistencia al agua, uno o más pigmentos adicionales, y cualquier combinación de los mismos.
Los agentes de reticulación pueden utilizarse en cantidades de hasta aproximadamente el 5% en peso, e incluyen, por ejemplo, glioxal, resinas de melamina-formaldehído, carbonatos de amonio de circonio.
Los auxiliares de retención de agua pueden utilizarse en cantidades de hasta aproximadamente el 2% en peso, e incluyen, por ejemplo, celulosa carboximetilcelulosa sódica hidroxietilcelulosa, PVOH (alcohol polivinílico), almidones, proteínas, poliacrilatos, gomas, alginatos, bentonita de poliacrilamida y otros productos disponibles comercialmente vendidos para tales aplicaciones.
Los modificadores de viscosidad y/o espesantes pueden ser utilizados en cantidades de hasta aproximadamente un 2% en peso, e incluir, por ejemplo, espesantes asociativos acrílicos, poliacrilatos, emulsiones, copolímeros, dicianamida, trioles, éter de polioxietileno, urea, aceite de ricino sulfatado, polivinilpirrolidona, CMC (carboximetil celulosas, por ejemplo, carboximetilcelulosa sódica), alginato sódico, goma de xantano, silicato de sodio, copolímeros de ácido acrílico, HMC (hidroximetilcelulosas), HEC (hdroxietilcelulosas) y otros.
Los auxiliares de lubricidad/calandrado pueden utilizarse en cantidades de hasta aproximadamente el 2% en peso, e incluyen, por ejemplo, estearato de calcio, estearato de amonio, estearato de zinc, emulsiones de cera, ceras, dímero de alquilceteno, glicoles.
Los dispersantes pueden ser utilizados en cantidades de hasta aproximadamente un 2% en peso, e incluir, por ejemplo, polielectrolitos como poliacrilatos y copolímeros que contienen especies de poliacrilato, especialmente sales de poliacrilato (por ejemplo, sodio y aluminio opcionalmente con una sal de un metal del grupo 11), hexametafosfatos de sodio, poliol no iónico, ácido polifosfórico, fosfato de sodio condensado, surfactantes no iónicos, alcanoilaminas y otros reactivos comúnmente utilizados para esta función.
Los antiespumantes/desespumantes pueden ser utilizados en cantidades de hasta aproximadamente un 1% en peso, e incluir, por ejemplo, mezclas de surfactantes, fosfato de tributilo, ésteres polioxietilenados de ácidos grasos más alcoholes grasos, jabones de ácidos grasos, emulsiones de silicona y otras composiciones que contienen silicona, ceras y partículas inorgánicas en aceite mineral, mezclas de hidrocarburos emulsionados y otros compuestos vendidos comercialmente para llevar a cabo esta función.
Los aditivos de mejora de la adherencia en seco o en húmedo pueden ser utilizados en cantidades de hasta aproximadamente un 2% en peso, e incluir, por ejemplo, resina de melamina, emulsiones de polietileno, urea formaldehído, melamina formaldehído, poliamida, estearato de calcio, anhídrido maleico de estireno y otros.
Los aditivos para mejorar la resistencia al roce en seco o húmedo y/o la resistencia a la abrasión pueden utilizarse en cantidades de hasta aproximadamente el 2% en peso, e incluyen, por ejemplo, resinas a base de glioxal, polietilenos oxidados, resinas de melamina, formaldehído de urea, formaldehído de melamina, cera de polietileno, estearato de calcio y otros.
Los aditivos para mejorar el brillo y la retención de tinta pueden utilizarse en cantidades de hasta aproximadamente el 2% en peso, e incluyen, por ejemplo, polietilenos oxidados, emulsiones de polietileno, ceras, caseína, goma guar, CMC, HMC, estearato de calcio, estearato de amonio, alginato de sodio y otros.
Los agentes blanqueadores ópticos (OBA) y/o los agentes blanqueadores fluorescentes (FWA) pueden utilizarse en cantidades de hasta aproximadamente el 1% en peso, e incluyen, por ejemplo, derivados de estilbeno.
Biocidas/agentes de control del deterioro pueden ser utilizados en cantidades de hasta aproximadamente un 1% en peso, e incluir, por ejemplo, los biocidas descritos aquí, incluyendo compuestos a base de plata, metaborato, dodecilbencenosulfonato de sodio, tiocianato, organosulfuro, benzoato de sodio y otros compuestos vendidos comercialmente para esta función, por ejemplo, la gama de polímeros biocidas vendidos por Nalco.
Los auxiliares de nivelación y uniformidad pueden utilizarse en cantidades de hasta aproximadamente el 2% en peso, e incluyen, por ejemplo, poliol no iónico, emulsiones de polietileno, ácido graso, ésteres y derivados de alcohol, alcohol/óxido de etileno, CMC de sodio, HEC, alginatos, estearato de calcio y otros compuestos vendidos comercialmente para esta función.
Los aditivos para resistencia a la grasa y al aceite pueden utilizarse en cantidades de hasta aproximadamente el 2% en peso, e incluyen, por ejemplo, polietilenos oxidados, látex, SMA (anhídrido maleico estireno), poliamida, ceras, alginato, proteína, CMC, HMC.
Los aditivos para resistencia al agua pueden utilizarse en cantidades de hasta aproximadamente el 2% en peso, e incluyen, por ejemplo, polietilenos oxidados, resina de cetona, látex aniónico, poliuretano, SMA, glioxal, resina de melamina, formaldehído de urea, formaldehído de melamina, poliamida, glioxal, estearatos y otros materiales comercialmente disponibles para esta función.
Para todos los aditivos mencionados anteriormente, los porcentajes por peso citados se basan en el peso seco del pigmento (100%) presente en la composición. Cuando el aditivo está presente en una cantidad mínima, la cantidad mínima puede ser aproximadamente del 0.01 % en peso basado en el peso seco del pigmento.
Las composiciones de recubrimiento con efecto barrera o las composiciones de recubrimiento de papel reveladas aquí pueden, por ejemplo, tener una resistencia mejorada al levantamiento en comparación con las composiciones de recubrimiento con efecto barrera o las composiciones de recubrimiento de papel que comprenden un material a base de partículas inorgánicas alternativo (por ejemplo, carbonato de calcio alternativo). Por ejemplo, las composiciones de recubrimiento con efecto barrera o las composiciones de recubrimiento de papel reveladas aquí pueden usarse para preparar un papel con un levantamiento en seco más resistente. Los recubrimientos de barrera o los recubrimientos de papel hechos usando las composiciones de recubrimiento con efecto barrera y de papel reveladas aquí pueden, por ejemplo, ser más fuertes que los recubrimientos de barrera o los recubrimientos de papel que comprenden un material a base de partículas inorgánicas alternativo (por ejemplo, carbonato de calcio alternativo). Por ejemplo, los recubrimientos de barrera o los recubrimientos de papel hechos usando las composiciones de recubrimiento con efecto barrera y de papel reveladas aquí pueden agrietarse menos que los recubrimientos de barrera o los recubrimientos de papel que comprenden un material a base de partículas inorgánicas alternativo (por ejemplo, carbonato de calcio alternativo). Las composiciones de recubrimiento con efecto barrera y las composiciones de recubrimiento de papel reveladas aquí pueden usarse para preparar un sustrato (por ejemplo, un papel) que sea más blanco que un sustrato (por ejemplo, papel) preparado usando composiciones de recubrimiento con efecto barrera o de recubrimiento de papel que comprendan un material a base de partículas inorgánicas alternativo (por ejemplo, carbonato de calcio alternativo). Sin desear estar vinculado por teoría, estas propiedades ventajosas (y cualquier otra propiedad ventajosa revelada aquí) pueden, por ejemplo, deberse al aumento del empaquetamiento de las partículas del material a base de partículas inorgánicas
Las composiciones que comprenden material a base de partículas inorgánicas reveladas aquí pueden ser incorporadas en composiciones de recubrimiento con efecto barrera, las cuales a su vez pueden ser utilizadas para preparar productos recubiertos. Los productos recubiertos preparados usando las composiciones de recubrimiento con efecto barrera reveladas aquí pueden incluir plástico recubierto, por ejemplo, una película plástica recubierta como polietileno, polipropileno y similares, o metal recubierto, por ejemplo, papel de aluminio recubierto como papel de aluminio. El sustrato puede estar coloreado, tratado (por ejemplo, barnizado o laminado), o ambos.
En particular, las composiciones de recubrimiento con efecto barrera y las composiciones de recubrimiento de papel aquí divulgadas se pueden usar para preparar productos de papel recubiertos. El recubrimiento del producto puede comprender un residuo seco de la composición que consta de material a base de partículas inorgánicas.
El término "producto de papel", tal como se utiliza en conexión con la presente invención, debería entenderse como todas las formas de papel, incluyendo cartón, como, por ejemplo, cartón blanco y cartón para forros, cartón corrugado, cartón estucado, y similares. Existen numerosos tipos de papel, recubiertos o no recubiertos, que pueden ser fabricados usando las composiciones aquí reveladas, incluyendo papel adecuado para envases de alimentos, productos perecederos que no sean alimentos, como, por ejemplo, productos y composiciones farmacéuticas, libros, revistas, periódicos y similares, y papeles de oficina. El papel puede ser calandrado o supercalandrado según corresponda; por ejemplo, el papel de revista supercalandrado para impresión en huecograbado y offset puede fabricarse de acuerdo con los métodos actuales. También se puede fabricar papel adecuado para recubrimiento de peso ligero (LWC), recubrimiento de peso medio (MWC) o pigmentación acabada en máquina (MFP) según los métodos actuales. Las composiciones de recubrimiento de papel pueden, por ejemplo, utilizarse para preparar papel de etiqueta. Las composiciones de recubrimiento de papel pueden, por ejemplo, utilizarse para preparar papel liberador de silicona.
El sustrato de papel puede tener superficies opuestas primera y segunda. La composición de recubrimiento con efecto barrera puede ser aplicada en la primera superficie, la segunda superficie, o ambas. Por ejemplo, la primera superficie puede ser una superficie que enfrenta al interior del producto de papel cuando se forma en un producto tridimensional y la segunda superficie opuesta puede enfrentar al exterior del producto de papel. Las superficies primera y/o segunda pueden tener otros recubrimientos o capas intermedias entre cada superficie y el recubrimiento con efecto barrera.
Las composiciones de recubrimiento con efecto barrera y las composiciones de recubrimiento de papel aquí divulgadas pueden ser utilizadas en papeles especiales donde se requiera baja porosidad, como en papeles para retención de silicona y etiquetas.
Las composiciones de recubrimiento con efecto barrera y las composiciones de recubrimiento de papel aquí divulgadas pueden utilizarse para fabricar productos de papel que no requieren el más alto nivel de brillo y/o opacidad. Por ejemplo, en ciertos casos, las composiciones de recubrimiento de barrera y las composiciones de recubrimiento de papel aquí divulgadas se utilizan para fabricar papeles para etiquetas.
Método para fabricar una composición de recubrimiento de papel
Se proporciona aquí un método para fabricar una composición de recubrimiento de papel que comprende combinar una composición que contiene material a base de partículas inorgánicas con un aglutinante.
Las composiciones que pueden ser fabricadas según el método actualmente divulgado incluyen no solo los primeros aspectos de la presente invención, sino también cualquiera de las formas de realización aquí divulgadas, incluyendo cualquier combinación de estas formas de realización en todas sus posibles variaciones.
El método puede incluir combinar, por ejemplo, mezclar, el material a base de partículas inorgánicas y el aglutinante en un medio líquido acuoso para preparar una suspensión de los componentes sólidos en él. Por ejemplo, el método puede incluir combinar, por ejemplo, mezclar, el material a base de partículas inorgánicas en un medio líquido acuoso para preparar una composición que comprenda material a base de partículas inorgánicas según se divulga aquí, y luego combinar, por ejemplo, mezclar, el aglutinante con la suspensión de material a base de partículas inorgánicas. Por ejemplo, el método puede incluir combinar el material a base de partículas inorgánicas en un medio líquido acuoso con un aglutinante en un medio líquido acuoso. Por ejemplo, la composición inicial que comprende material a base de partículas inorgánicas puede ser preparada como se describe anteriormente.
La composición de recubrimiento con efecto barrera y/o la composición de recubrimiento de papel pueden prepararse adecuadamente mediante técnicas de mezcla convencionales, como percibirá claramente un experto en la materia.
Método para fabricar un producto revestido
Se proporciona aquí un método para fabricar un producto recubierto, que comprende disponer de un producto a recubrir y recubrir el producto con una composición que contiene material a base de partículas inorgánicas.
Las composiciones aquí divulgadas incluyen cualquier aspecto de la presente invención, incluyendo cualquiera de las configuraciones aquí reveladas y cualquier combinación de estas configuraciones en todas las posibles variaciones de las mismas.
El producto que va a ser recubierto puede ser un producto de papel, con lo que se entiende que podría ser cualquier tipo de papel tal como se ha descrito antes.
En un proceso típico de fabricación de papel, se prepara una pulpa fibrosa mediante cualquier tratamiento químico o mecánico adecuado, o combinación de ambos, que son bien conocidos en el arte. Por ejemplo, la pulpa fibrosa puede formarse en un recipiente de trituración o homogeneizador. El entorno acuoso del recipiente de trituración o homogeneizador puede facilitar la formación de una pulpa. La trituración puede realizarse de manera convencional. La trituración puede ser, por ejemplo, un proceso de trituración por atrición en presencia de un medio de trituración en partículas, o puede ser un proceso de trituración autógena (es decir, uno en ausencia de medio de trituración). Por medio de trituración se entiende un medio que se tritura conjuntamente con el sustrato fibroso. La pulpa fibrosa puede derivarse de cualquier fuente adecuada, como madera, hierbas (por ejemplo, caña de azúcar, bambú) o trapos (por ejemplo, residuos textiles, algodón, cáñamo o lino). El sustrato fibroso puede incluir pulpa reciclada. La pulpa puede ser blanqueada de acuerdo con procesos que son bien conocidos por los expertos en el arte y aquellos procesos adecuados para su uso en la presente invención serán fácilmente evidentes. La pulpa de celulosa blanqueada puede ser batida, refinada, o ambas, hasta una consistencia predeterminada (a la que se conoce técnicamente como consistencia estándar canadiense (CSF) en cm3). Luego, se puede preparar una pasta de papel adecuada a partir de la pulpa blanqueada y batida.
La pulpa fibrosa puede incluir además otros aditivos como uno o más rellenos inorgánicos, uno o más auxiliares de retención (por ejemplo, auxiliares de retención no iónicos, catiónicos o aniónicos o un auxiliar de retención de micropartículas), uno o más agentes de encolado (por ejemplo, un dímero de alquilceteno de cadena larga, una emulsión de cera o un derivado de ácido succínico), uno o más auxiliares de resistencia en seco y/o en húmedo (por ejemplo, almidón o copolímeros de epiclorhidrina) y/o uno o más colorantes.
El proceso de recubrimiento se puede llevar a cabo utilizando técnicas estándar que son bien conocidas por una persona experta en el tema. El proceso de recubrimiento también puede implicar calandrado o supercalandrado del producto recubierto.
Los métodos de recubrimiento de papel y otros materiales en láminas, y los aparatos para realizar los métodos, están ampliamente publicados y son bien conocidos. Tales métodos y aparatos conocidos pueden utilizarse convenientemente para preparar papel recubierto. Por ejemplo, hay una revisión de tales métodos publicada en Pulp and Paper International, mayo de 1994, página 18 y siguientes. Las hojas pueden ser recubiertas en la máquina formadora de láminas, es decir, "en máquina", o "fuera de máquina" en un recubridor o máquina de recubrimiento. El uso de composiciones de alto contenido sólido es deseable en el método de recubrimiento porque deja menos agua para evaporarse posteriormente. Sin embargo, como es bien sabido en el arte, el nivel de sólidos no debe ser tan alto que se introduzcan problemas de alta viscosidad y nivelación. Los métodos de recubrimiento pueden realizarse utilizando un aparato que comprende (i) una aplicación para aplicar la composición de recubrimiento al material a recubrir y (ii) un dispositivo de dosificación para asegurar que se aplique un nivel correcto de composición de recubrimiento. Cuando se aplica un exceso de composición de recubrimiento al aplicador, el dispositivo de dosificación está aguas abajo de él. Alternativamente, la cantidad correcta de composición de recubrimiento puede aplicarse al aplicador mediante el dispositivo de dosificación, por ejemplo, como una prensa de película. En los puntos de aplicación de recubrimiento y dosificación, el soporte de la banda de papel varía desde un rodillo de respaldo, por ejemplo, a través de uno o dos aplicadores, hasta nada (es decir, solo tensión). El tiempo que el recubrimiento está en contacto con el papel antes de que se elimine el exceso finalmente es el tiempo de permanencia, y este puede ser corto, largo o variable. El recubrimiento puede ser añadido por una cabeza de recubrimiento en una estación de recubrimiento. Según la calidad deseada, los grados de papel pueden ser no recubiertos, de una sola capa, de doble capa e incluso de triple capa. Cuando se proporciona más de un recubrimiento, el recubrimiento inicial (prerrecubrimiento) puede tener una formulación más económica y opcionalmente un pigmento más grueso en la composición de recubrimiento. Un recubridor que esté aplicando recubrimiento en cada lado del papel tendrá dos o cuatro cabezas de recubrimiento, dependiendo del número de capas de recubrimiento aplicadas en cada lado. La mayoría de las cabezas de recubrimiento recubren solo un lado a la vez, pero algunos recubridores de rodillos (por ejemplo, prensas de película, rodillos de compuerta y prensas de tamaño) recubren ambos lados en un solo paso.
Ejemplos de recubridores conocidos que pueden emplearse incluyen, sin limitación, recubridores de cuchilla de aire, recubridores de cuchilla, recubridores de varilla, recubridores de barra, recubridores de múltiples cabezales, recubridores de rodillo, recubridores de rodillo o cuchilla, recubridores de fundición, recubridores de laboratorio, recubridores de huecograbado, recubridores kiss, sistemas de aplicación líquida, recubridores de rodillo de reverso, recubridores de cortina, recubridores de pulverización y recubridores de extrusión.
Se puede añadir agua a los sólidos que componen la composición de recubrimiento de barrera o la composición de recubrimiento de papel para obtener una concentración de sólidos que sea preferiblemente tal que, cuando la composición se aplique sobre una hoja hasta alcanzar un peso de recubrimiento deseado, la composición tenga una reología que sea adecuada para permitir que la composición se recubra con una presión (es decir, una presión de cuchilla) de entre 1 y 1.5 bar.
El recubrimiento con efecto barrera puede ser impreso en el producto de papel, por ejemplo, impreso en una superficie del sustrato fibroso del producto de papel. La impresión puede utilizar una técnica seleccionada entre impresión offset, impresión flexográfica o impresión en huecograbado, lo que permite que la composición de recubrimiento de barrera o la composición de recubrimiento de papel se aplique en áreas donde sea necesario. La impresión offset es una técnica de impresión ampliamente utilizada, como será bien comprendido por una persona con habilidades ordinarias en el arte. La composición de recubrimiento con efecto barrera o la composición de recubrimiento de papel se transfiere (o "offset") desde una placa a una manta de goma, luego a la superficie del sustrato (por ejemplo, sustrato de papel). El sustrato puede ser alimentado por hojas o alimentado por rollos. El proceso alimentado por rollos puede ser de secado térmico o sin secado térmico. La impresión flexográfica es una técnica de impresión ampliamente utilizada, como será bien comprendido por una persona con habilidades ordinarias en el arte. Usando esta técnica, la composición de recubrimiento con efecto barrera o la composición de recubrimiento de papel se transfiere desde un primer rodillo que está parcialmente sumergido en un tanque que contiene la composición de recubrimiento con efecto barrera. Luego, la composición de recubrimiento con efecto barrera o la composición de recubrimiento de papel se transfiere al rodillo anilox (o rodillo medidor) cuya textura retiene una cantidad específica de la composición de recubrimiento con efecto barrera o la composición de recubrimiento de papel ya que está cubierto con miles de pequeñas cavidades que le permiten medir la composición de recubrimiento con efecto barrera a la placa de impresión en un espesor uniforme y rápido. El sustrato finalmente se coloca entre la placa y el cilindro de impresión para transferir el recubrimiento con efecto barrera o el recubrimiento de papel. El sustrato recubierto luego se pasa por un secador, lo que permite que el recubrimiento se seque. Ventajosamente, la impresión flexográfica permite que la composición de recubrimiento con efecto barrera o la composición de recubrimiento de papel se aplique en una serie de capas delgadas (por ejemplo, una serie de cinco capas con un peso total de recubrimiento de aproximadamente 5 g/m2) que tiene suficiente retención para mantener buenas propiedades de barrera (para la transmisión de aceite mineral líquido y/o vapor) para composiciones de recubrimiento con efecto barrera que contienen más del 60 % en peso, por ejemplo, más del 65 % en peso de material a base de partículas inorgánicas, basado en el peso seco total de la composición. La impresión de huecograbado es una técnica de impresión ampliamente utilizada, como será bien comprendido por una persona experta en la materia.
El peso total del recubrimiento puede ser de aproximadamente 1 a aproximadamente 30 g/irP. Por ejemplo, de aproximadamente 1 a aproximadamente 20 g/mP, por ejemplo, de aproximadamente 1 a aproximadamente 15 g/mP, por ejemplo, de aproximadamente 2 a aproximadamente 10 g/mP, por ejemplo, de aproximadamente 3 a aproximadamente 10 g/mP, por ejemplo, de aproximadamente 4 a aproximadamente 10 g/mP, por ejemplo, de aproximadamente 4 a aproximadamente 8 g/mf o por ejemplo, de aproximadamente 5 a aproximadamente 8 g/m2.
BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS
Ahora se describirán ciertas configuraciones de la invención, únicamente a modo de ejemplo y sin limitación alguna, con respecto a las siguientes figuras y ejemplos, en las cuales:
La figura 1 muestra la viscosidad de las composiciones que comprenden carbonato cálcico y diversas tasas de cizallamiento.
La figura 2 muestra la longitud de la mancha de las composiciones que comprenden carbonato cálcico con diferentes niveles de aglutinante;
Ejemplos
Ejemplo 1
Los carbonatos cálcicos mostrados en la tabla 1 siguiente se utilizaban en el ejemplo siguiente:
Tabla 1
Las composiciones de carbonato cálcico se preparaban combinando muestras de carbonato cálcico individuales unas con otras.
El carbonato de calcio en la composición A consiste en un 80 % en peso de la muestra 2 y un 20 % en peso de la muestra 1. El carbonato de calcio en la composición B consiste en un 20 % en peso de la muestra 1, un 70 % en peso de la muestra 2 y un 10 % en peso de la muestra 3. El carbonato de calcio en la composición C consiste en un 80 % en peso de la muestra 6 y un 20 % en peso de la muestra 1.
Las composiciones D y E son composiciones comparativas que consisten en un 100 % en peso de la muestra 4 y un 100 % en peso de la muestra 5, respectivamente.
Tabla 2
La viscosidad de las muestras que comprenden las composiciones A a E a diferentes velocidades de corte se midió utilizando un Automated Ultra High Shear Viscosimeter ACAV. La composición de recubrimiento se fuerza a través de una rendija estrecha (específicamente aquí 0,108 mm) por un pistón. Al aumentar la presión del pistón y analizar la subsiguiente velocidad de flujo a través de la rendija (y utilizando datos de contenido sólido, pH, densidad y viscosidad B100), el software es capaz de proporcionar viscosidades en un rango de velocidades de corte. Los resultados se muestran en la Figura 1.
A pesar de ejecutarse con el contenido de sólidos más bajo, la composición D muestra la viscosidad más alta y un comportamiento de engrosamiento por cizalladura. La composición E muestra un ligero engrosamiento por cizalladura al 65 % de sólidos, mientras que la composición A, que tiene el mismo d50 que la composición E, muestra un ligero adelgazamiento por cizalladura. Las composiciones B y C también muestran un ligero adelgazamiento por cizalladura. Esto significa que se requeriría menos espesante en el color del recubrimiento para aumentar la viscosidad a baja cizalladura y retener el agua durante el proceso de recubrimiento.
La longitud de la mancha de las muestras que comprenden las composiciones A a E y diferentes cantidades de un aglutinante de látex se midió como se describe arriba en la descripción detallada. Los resultados se muestran en la Figura 2.
Ejemplo 2
Los carbonatos de calcio mostrados en la tabla 3 siguiente se utilizaron en el siguiente ejemplo.
Tabla 3
Las composiciones de carbonato cálcico se preparaban combinando muestras de carbonato cálcico individuales unas con otras.
El carbonato de calcio en la composición AA consiste en un 40% en peso de la muestra 1a, un 30% en peso de la muestra 2a y un 30% en peso de la muestra 3a. El carbonato de calcio en la composición BB consiste en un 30% en peso de la muestra 1a, un 20% en peso de la muestra 2a, un 30% en peso de la muestra 3a y un 20% de la muestra 4a. El carbonato de calcio en la composición CC consiste en un 40 % en peso de la muestra 5a, un 30% en peso de la muestra 2a y un 30% en peso de la muestra 3a.
La composición DD es una composición comparativa que comprende carbonato cálcico que está en un 100% en peso de muestra 2a.
El volumen de poro de recubrimiento, el tamaño de poro y el punto CPVC de las composiciones AA a DD se medían tal como se ha descrito con anterioridad en la descripción detallada. Los resultados se muestran en la tabla 3. El punto CPVC se medía usando el aglutinante de látex del caucho de estireno-butadieno (SBR).
Tabla 4
Ejemplo 3
Los carbonatos de calcio mostrados en la tabla 5 se utilizaron en el ejemplo siguiente.
Tabla 5
Las composiciones de carbonato de calcio se preparaban combinando muestras de carbonato de calcio unas con otras.
El carbonato cálcico en la composición AAA consiste en un 40% de muestra 3b, 30% de muestra 1b y 30% de muestra 2b.
La composición BBB s una composición comparativa que comprende carbonato cálcico que es un 100% en peso de la muestra 4b.
Se preparaban las composiciones de recubrimiento con efecto barrera que comprenden 100 pph de la composición AAA con 25 pph de un ligante de alcohol polivinílico (5-88) o bien 100 pph de la composición BBB con 35 pph de un aglutinante de alcohol polivinílico (5-88). Un papel base sin madera pre-recubierto (base de 100 gsm) se recubría de estas composiciones de recubrimiento con efecto barrera con un peso de 10 gsm.
Los valores de OVTR (usando decano), MVTR, permeabilidad del aire Gurley, el valor de prueba Kit y los valores Emtec del papel de base recubierto se medían tal como se ha descrito en la descripción anteriormente detallada. Tanto el o Vt R como el MVTR en este ejemplo se llevaban a cabo a 21°C y 50% de humedad.
Los resultados se muestran en la tabla 6. Se ha averiguado que la composición con efecto barrera comprende una composición AAA que dispone de un OVTR, KIT, y permeabilidad de aire Gurley, lo que es tan bueno como la composición con efecto barrera que comprende una composición BBB y una penetración de agua Emtec que mejora si se compara con la composición con efecto barrera que comprende la composición BBB.
Tabla 6

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Composición que comprende un material a base de partículas inorgánicas, donde el material a base de partículas inorgánicas en la composición tiene un punto CPVC inferior a aproximadamente 29 pph de aglutinante y un factor de inclinación menor o igual a 28, y donde la composición comprende un primer componente de material a base de partículas inorgánicas en una cantidad que varía desde el 30 % en peso hasta el 50 % en peso con un dso de 1,70 pm a 2,30 pm, un segundo componente de material a base de partículas inorgánicas en una cantidad que varía desde el 20 % en peso hasta el 40 % en peso con un d50 de 0,8 pm a 1,2 pm, y un tercer material a base de partículas inorgánicas en una cantidad que varía desde el 20 % en peso hasta el 40 % en peso con un d50 de 0,1 pm a 0,5 pm, donde los valores de d50 se miden como se especifica en la descripción, y donde los primeros, segundos y terceros componentes de material a base de partículas inorgánicas son carbonato de calcio.
2. Composición conforme a la reivindicación 1, donde el material a base de partículas inorgánicas en la composición tiene:
a) Un tamaño de poro medio igual o menor a unos 1,1 pm, por ejemplo, igual o menor a unos 1,0 pm, o por ejemplo que oscila entre 0,01 pm y 1,1 pm; y/o
b) Un factor de inclinación menor o igual a unos 60, por ejemplo, menor o igual a unos 50, por ejemplo, menor o igual a 30, por ejemplo, menor o igual a 25; y/o
c) Un volumen de por de revestimiento igual o menor a 0,4 cm3/g, por ejemplo, menor o igual a 0,15 cm3/g, por ejemplo, igual o menor a 0,14 cm3/g; y/o
d) Un factor de forma igual o menor a 20, por ejemplo, igual o menor a 10, por ejemplo, igual o inferior a 5.
3. Composición conforme a la reivindicación 1, donde el factor de inclinación del material a base de partículas inorgánicas en la composición es igual o menor al factor de inclinación del material a base de partículas orgánicas que tiene el factor de inclinación mínimo.
4. Composición conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde el factor de inclinación del primer y/o segundo componente del material a base de partículas inorgánicas es:
a) Igual o mayor de 15, por ejemplo, igual o superior a 25, por ejemplo, igual o mayor a 30; y/o
b) Igual o menor a 80, por ejemplo, igual o menor a 60, por ejemplo, igual o menor de 40.
5. Composición conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde el primer y/o segundo y/o tercer componente de material de partículas inorgánicas tiene/tienen un factor de forma igual o inferior a 20, por ejemplo, igual o menor a 10, por ejemplo, igual o menor a 5.
6. Composición conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde el factor de inclinación del tercer componente del material a base de partículas inorgánicas es igual o mayor de 15, por ejemplo, igual o mayor de 25, por ejemplo, igual o mayor de 30, y/o donde el factor de inclinación del tercer componente del material a base de partículas inorgánicas es igual o mayor de 80, por ejemplo, igual o mayor de 60, por ejemplo, igual o mayor de 40.
7. Composición conforme a cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, donde el primer componente del material a base de partículas inorgánicas está presente en la composición en una cantidad que oscila entre el 30% en peso y el 50% en peso y/o donde el segundo componente del material a base de partículas inorgánicas está presente en la composición en una cantidad que oscila entre el 20% en peso y el 40% en peso y/o donde el opcional tercer componente del material a base de partículas inorgánicas está presente en la composición en la cantidad que oscila entre el 20 y el 40% en peso.
8. Composición conforme a la reivindicación 1, donde la composición comprende un primer componente de material a base de partículas inorgánicas que tiene un d50 que oscila entre 1,70 pm y 2,30 pm en una cantidad que oscila entre el 30% en peso y el 50% en peso, un segundo componente de material a base de partículas inorgánicas que tiene un d50 que oscila entre 0,80 pm y 1,20 pm en una cantidad que oscila entre el 20% en peso y el 40% en peso, y un tercer componente de material a base de partículas inorgánicas que tiene un d50 que oscila entre 0,1 pm y 0,5 pm en una cantidad que oscila entre el 20% en peso y el 40% en peso.
9. Composición conforme a la reivindicación 1, donde la composición comprende un primer componente de material a base de partículas inorgánicas que tiene un d50 que oscila entre 1,70 pm y 2,30 pm y un factor de inclinación que oscila entre 25 y 35, en una cantidad que oscila entre el 30% en peso y el 50% en peso, un segundo componente de material a base de partículas inorgánicas que tiene un d50 que oscila entre 0,80 pm y 1,20 pm y un factor de inclinación que oscila entre 25 y 35, en una cantidad que oscila entre el 20% en peso y el 40% en peso, y un tercer componente de material a base de partículas inorgánicas que tiene un d50 que oscila entre 0,1 pm y 0,5 pm y un factor de inclinación que oscila entre 30 y 40 en una cantidad que oscila entre el 20% en peso y el 40% en peso.
10. Método para fabricar una composición conforme a una de las reivindicaciones 1 a 9, donde el método consiste en lo siguiente:
Combinar un primer componente de material a base de partículas inorgánicas que tiene una dso entre 1,70 |jm y 2,30 jm con un segundo componente de material a base de partículas inorgánicas que tiene un dso entre 0,80 jm y 1,20 jm con y combinar un tercer componente de material a base de partículas inorgánicas que tiene un d50 entre 0,1jm y 0,5jm con el primer y/o el segundo componente del carbonato de calcio.
11. Composición de revestimiento con efecto barrera o bien composición de revestimiento de papel que comprende un aglutinante y la composición de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
12. Uso de una combinación de un primer componente de material a base de partículas inorgánicas que tiene una d50 entre 1,70 jm y 2,30 jm , un segundo componente de material a base de partículas inorgánicas que tiene un d50 entre 0,80 jm y 1,20 jm y un tercer componente de material a base de partículas inorgánicas que tiene un d50 entre 0,1jm y 0,5jm, habiendo medido dichos valores tal como se ha especificado en la descripción, para obtener una composición que comprende un material a base de partículas inorgánicas que tiene un punto de CPVC menor a 29 pph de aglutinante y un factor de inclinación menor o igual a 28, donde el primer, el segundo y el tercer componente del material a base de partículas inorgánicas son carbonato de calcio.
13. Uso conforme a la reivindicación 12, donde la composición equivale a una de las reivindicaciones 2 a 9.
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