PT1639201E - Embalagem termotratada formada de um material de embalagem à base de fibras - Google Patents

Description

1

DESCRIÇÃO "EMBALAGEM TERMOTRATADA FORMADA DE UM MATERIAL DE EMBALAGEM À BASE DE FIBRAS"

Estado da Técnica A invenção refere-se a uma embalagem destinada ao tratamento térmico, tal como autoclavagem, em gue foi utilizado um material de embalagem à base de fibras revestido pelo menos num dos lados com uma camada para reduzir a penetração de água, como por exemplo um revestimento de polimero. A invenção também compreende um material de embalagem à base de fibras opcionalmente revestido por polimero para a embalagem e um método para produzir o material da embalagem. Já é conhecida a utilização de materiais de embalagem à base de fibras em embalagens a serem tratadas por aquecimento, tal como a autoclavagem. Para esta finalidade, o material de embalagem à base de fibras normalmente requer revestimento, por exemplo, com um revestimento de polimero, a fim de evitar o humedecimento da base fibras sob o efeito do produto embalado na embalagem e/ou a humidade externa, especialmente o vapor de água utilizado em tratamento em autoclave.

Uma variedade de polímeros de revestimento são utilizáveis como uma barreira de vapor de água ou de humidade num material de embalagem. Além disso, as camadas de polimero podem variar em número e espessura dependendo, por exemplo, do polimero utilizado. Uma barreira de humidade geralmente utilizada compreende poliolefinas, tais como polietileno de baixa densidade (LDPE) ou polipropileno 2 (PP) , a qual, quando colocada como a camada de revestimento mais externa, também serve como polímeros termoadesivos eficientes. É também possível a utilização de poliésteres, tais como o tereftalato de polietileno (PET) . Os polímeros de barreira ao oxigénio, por exemplo o polímero de etileno-álcool vinílico (EVOH) compreendem poliamida (PA). Folhas de alumínio também têm sido utilizadas em embalagens à base de fibras para autoclave.

Uma embalagem à base de fibras para autoclave, como por exemplo um recipiente, invólucro ou caixa feita de cartão de embalagem, envolve o problema de líquidos ou humidade que penetram durante o tratamento em autoclave através das bordas em bruto da embalagem. Houve esforços para resolver este problema de "penetração de borda em bruto" ou "imersão de borda", isto é, protegendo as bordas em bruto do material por meios químicos ou mecânicos, por exemplo, por flexão. Proteção química foi realizada por impregnação das bordas em bruto com um adesivo hidrofóbico. 0 documento WO 02/090206, por exemplo, descreve um método com o objetivo de redução de penetração da água no material de embalagem, fornecendo um cartão à base de fibras completamente hidrofóbicas, por meio de uma suspensão ou uma emulsão aquosa de um tamanho que consiste em dímeros de alquil ceteno (AKD). O documento WO 03/021040 utiliza, além de um tratamento com adesivo hidrofóbico, um substrato de fibras com uma densidade especifica (700-850 kg/m3) . Ambas as referências utilizam AKD a uma taxa de cerca de 2-4 kg/t do substrato de fibras secas, de modo a obter um material que resiste a condições de autoclave. 3 0 documento GB 2 12 6 2 60 descreve uma composição de ácido alquenil succinico, que é o produto da reação das composições de olefinas e ácido succinico, e é destinada a ser utilizada como um adesivo hidrofóbico na produção de papel. Nesta referência, uma substância catiónica pode ser adicionada ao papel a ser produzido para além deste adesivo para maior retenção do adesivo. A referência menciona como substâncias catiónicas, alúmen, amido catiónico, cloreto de alumínio, ácidos gordos de cadeia longa, aluminato de sódio, amida poliacrílica substituída, sulfato de crómio, cola animal, resinas catiónicas termoendurecíveis e as polímeros de poliamida.

Existe ainda uma procura por materiais de embalagem opcionais utilizáveis em embalagens para tratamentos térmicos, tais como o tratamento em autoclave. Há também uma procura de materiais de embalagem à base de fibras com boa resistência ao tratamento térmico.

Objectivo da Invenção O objectivo da presente invenção é proporcionar um material de embalagem à base de fibra que tem inesperada aptidão para o tratamento térmico e, especialmente, para o tratamento térmico enquanto submetido a pressão e, possivelmente, vapor, tal como a autoclavagem, e também um método para produzir tal material de embalagem. A invenção tem o objectivo adicional de fornecer um material à base de fibras, que é tratado com um adesivo hidrofóbico e é adequado para embalagens tratadas por calor, em que o adesivo hidrofóbico tem uma excelente resistência ao tratamento térmico, tal como as condições de autoclave. 4 A presente invenção tem o objectivo adicional de proporcionar uma embalagem feita de um material de embalagem à base de fibra e que resiste a um tratamento térmico, por exemplo, uma embalagem para autoclave que tem uma resistência ao calor melhorada. A invenção tem o objectivo adicional de proporcionar uma nova aplicação de uma combinação de um composto de alúmen, um adesivo hidrofóbico e um adesivo com resistência à humidade, que permite a melhoria inesperada das propriedades de um material de embalagem à base de fibra ou embalagens formadas a partir do mesmo, tal como a sua resistência ao calor, proporcionando desse modo novas opções melhoradas de materiais de embalagem à base de fibra termotratadas em autoclave.

Descrição Pormenorizada da Invenção

Em relação às caracteristicas do material de embalagem à base de fibras e da embalagem da invenção, que é apto para o tratamento térmico e revestido com uma camada, tal como uma camada de polímero para reduzir a penetração de água, referimo-nos às reivindicações em anexo.

Foi agora constatado que a resistência ao calor de um material de embalagem à base de fibras, isto é, a absorção/penetração de água ou de vapor através da borda em bruto de um material de embalagem à base de fibras (referido adiante como penetração de borda em bruto reduzida) pode ser sensivelmente reduzida por tratamento do substrato de fibras com uma combinação de um composto de alumínio, um adesivo hidrofóbico e um adesivo com resistência à humidade. A combinação tem uma proporção em 5 peso de adesivo hidrofóbico para composto de alumínio de 1:0,1-1:10 . A combinação da invenção tem um efeito sinérgico surpreendente sobre a resistência ao calor de um material de embalagem à base de fibras. A utilização desta combinação é eficaz, por exemplo na prevenção da penetração de bordas em bruto durante o tratamento térmico, por exemplo de um material de embalagem termo-esterilizado. Além de permitir a redução da penetração de bordas em bruto sob a pressão atmosférica predominante, isto é, não sujeita a pressão, num material tratado termicamente, tal como um material convencionalmente esterilizado com peróxido de hidrogénio, a combinação surpreendentemente reduz acentuadamente a penetração de bordas em bruto também em materiais que tenham sido submetidos a um tratamento térmico sob pressão, especialmente sob pressão e vapor, como por exemplo materiais sujeitos a tratamento em autoclave. A combinação permite adicionalmente, por exemplo, a redução da proporção de adesivo hidrofóbico num material de embalagem à base de fibras para autoclave sem prejudicar as propriedades de redução de penetração hidrofóbica e das bordas em bruto do material, o que é benéfico em termos das outras propriedades do material de embalagem.

Ainda inesperadamente, a combinação tem um efeito variável, dependendo do método de tratamento térmico. Constatou-se que uma alteração das proporções dos componentes, por exemplo, pode aumentar ainda mais o efeito de redução da combinação sobre a penetração de bordas em bruto, em especial num material de embalagem à base de fibras tratado em autoclave sob condições severas, 6 embora a mesma mudança não produza o mesmo efeito em materiais que tenham sido submetidos a um tratamento térmico sob pressão normal, tal como um tratamento com peróxido de hidrogénio.

Consequentemente, a invenção propõe a utilização de uma combinação de um composto de alumínio, um adesivo hidrofóbico e um adesivo com resistência à humidade, a fim de reduzir a resistência ao calor, por exemplo, a penetração de bordas em bruto de materiais de embalagem à base de fibras destinados a embalagens submetidas a tratamento térmico. 0 efeito dos componentes da combinação é explicado em mais pormenor adiante.

Os testes realizados em relação à invenção mostraram que a resistência ao calor de uma embalagem à base de fibras foi significativamente melhorada quando o substrato de fibras, para além do tratamento com adesivo hidrofóbico, compreenderam adições de 0,1-10, tais como 1:1-1:10 de um composto de alumínio, por parte em peso do adesivo hidrofóbico. O efeito de melhoria na resistência ao calor destes compostos foi surpreendente, considerando-se que os mesmos têm sido geralmente utilizados na indústria de papel e cartão para aumentar a retenção de um adesivo hidrofóbico a um substrato de fibra, por exemplo.

Verificou-se ainda que o tratamento combinado da presente invenção, o qual foi realizado com um adesivo hidrofóbico e um composto de alumínio, reduziu marcadamente a absorção/penetração de água ou vapor através da borda em 7 bruto de um material de embalagem à base de fibras. Esta redução da penetração da borda em bruto foi particularmente vantajosa em embalagens tratadas termicamente em comparação com embalagens que não haviam sido tratadas termicamente. Assim, a presente invenção é perfeitamente adequada para embalagens destinadas a tratamento térmico, como por exemplo embalagens para autoclave.

Foi agora também constatado que a adição de um adesivo com resistência à humidade a um substrato de fibras tratado de acordo com a invenção surpreendentemente leva a uma adicional redução da penetração de bordas em bruto na embalagem. 0 efeito de redução de um adesivo com resistência à humidade em combinação com um adesivo hidrofóbico é também inesperado, considerando que este adesivo geralmente tem uma finalidade diferente de utilização na técnica. É utilizado em materiais de embalagem que não são basicamente submetidos a esforços contra a humidade, sendo destinado a aumentar a resistência do papel ou cartão húmido à medida que a embalagem fica molhada. É por isso que é chamado de "agente intensificador da resistência à humidade". Um material de embalagem para autoclave é uma aplicação especial especificamente destinada a impedir o acesso da humidade ao substrato de fibras, de modo que os adesivos resistentes à humidade não têm sido geralmente utilizados nesses materiais de embalagem para autoclave.

Desse modo, a combinação de três componentes da invenção inesperadamente produz um efeito sinérgico num material submetido a tratamento térmico, especialmente o tratamento térmico sob pressão, e este efeito não pode ser explicado 8 apenas com as propriedades de aumento da resistência à humidade. Sem compromisso com nenhuma teoria, o efeito aumentado de um composto de alumínio utilizado de acordo com a invenção sobre a resistência ao calor de um adesivo hidrofóbico é provavelmente devido ao facto deste composto desativar quaisquer compostos na forma ácida presentes como impurezas no adesivo. A invenção também proporciona um material de embalagem à base de fibras revestido pelo menos num dos lados com uma camada de redução de penetração de água para embalagens destinadas a tratamento térmico, o material de embalagem compreendendo a combinação de três componentes da invenção para resistência melhorada ao calor, por exemplo, para penetração reduzida de bordas em bruto numa embalagem termotratada feita deste material. 0 material de embalagem é, de preferência destinado a embalagens para autoclave. A invenção proporciona ainda uma embalagem que se destina a tratamento térmico e foi feita do material de embalagem da invenção. A embalagem é de preferência uma embalagem para autoclave.

Os termos utilizados no contexto do presente pedido de patente tem os seguintes significados:

Um "substrato de fibra" indica papel ou cartão de embalagem feito principalmente de pasta branqueada, a qual é produzida de uma maneira bem conhecida na indústria de produção de papel. "Tratamento por aquecimento" ou "tratamento térmico", significa o tratamento de uma embalagem, por exemplo, uma 9 embalagem vazia ou uma embalagem que contém um produto (tal como um produto alimentar) , a uma temperatura de 100-250 °C. O periodo de tratamento é na gama de 5 minutos a 30 horas, em função, por exemplo, do modo de tratamento e da temperatura adotada. O tratamento térmico é ainda realizado num sistema fechado, sob a pressão gerada durante o aquecimento, tal como tratamento térmico sob pressão de vapor saturado. O termo "tratamento térmico" assim compreende "tratamento em autoclave", significando neste contexto o tratamento da embalagem a uma temperatura de 100-250 °C, com o auxilio de vapor, tal como vapor de água, em condições pressurizadas, tipicamente sob pressão de vapor saturado. O tratamento é, em geral, implementado para esterilizar um produto embalado, isto é, para destruir e impedir o crescimento microbiano nocivo. A utilização de autoclave é conhecida por exemplo nas indústrias alimentares e farmacêuticas. Podemos citar como exemplo de condições de tratamento o tratamento num espaço fechado de cerca de 125 °C durante um periodo de 20 minutos, 45 minutos ou 60 minutos. O equipamento de autoclave está disponível comercialmente e as condições de tratamento em autoclave para esterilizar um produto embalado são muito conhecidas. O tratamento em autoclave em "condições severas" neste contexto implica o tratamento em autoclave realizado a 120-130 °C, por exemplo 125 °C, e sob pressão de vapor saturado, por exemplo pressão de vapor de água, durante 45-70, por exemplo 50-65 minutos, tal como 60 minutos.

Desse modo, "tratamento térmico" também inclui vários métodos de esterilização com calor adotado nas indústrias. 10 "Um material de embalagem destinado a embalagens a serem tratadas termicamente" é apropriado para utilização na formação/produção de uma embalagem da presente invenção destinada ao tratamento térmico, tal como uma embalagem para autoclave de um modo conhecido per se. O material de embalagem é de preferência utilizado para a produção de uma embalagem para autoclave. "Uma embalagem destinada a um tratamento térmico" e "uma embalagem para autoclave" implica uma embalagem na qual o material de embalagem é constituído por um material de substrato de fibra de acordo com as reivindicações revestido com uma camada de redução de penetração de água, tal como um revestimento de polímero, e cujas propriedades são adequadas para o tratamento térmico acima mencionado, tal como o tratamento em autoclave, por outras palavras, que foi dado dada propriedades hidrorrepelentes e resistentes ao calor por meio de adesivo hidrofóbico e camadas de revestimento, tais como revestimentos com polímero. "Uma embalagem para autoclave" significa geralmente uma embalagem apropriada para o tratamento térmico sob pressão, por exemplo, adequada para o tratamento em autoclave. 0 termo "embalagem de tratamento térmico" ou "embalagem para autoclave" naturalmente inclui embalagens que serão posteriormente submetidos a um tratamento térmico ou que já foram submetidas a esse tratamento. Além disso, a embalagem que tenha sido ou venha a ser submetida a um tratamento térmico pode estar vazia ou conter o produto para o qual se destina. 11 "Um composto de alumínio" pode ser um composto conhecido em relação à produção de papel ou cartão, o qual é utilizado na técnica anterior, nomeadamente, para a retenção aumentada de um adesivo hidrofóbico a um substrato de fibras. Este composto pode ser, por exemplo, um sal, tal como alúmen, que é um composto particularmente vantajoso para a finalidade de utilização da invenção. 0 alúmen está disponível como um produto comercial. Do mesmo modo, cloreto de polialumínio (PAC), que está disponível comercialmente, pode ser utilizado para este fim. "Um adesivo hidrofóbico" significa qualquer adesivo, por meio do qual um substrato fibroso é tornado hidrorrepelente, isto é, hidrofóbico. Este grupo de adesivos é usualmente conhecido na técnica com o nome de "agentes de colagem", por exemplo. Numa aplicação, o adesivo hidrofóbico inclui os adesivos hidrofóbicos que são adequados na técnica ou convencionais, mas com a exceção dos adesivos de colofónia, ou seja, abrange todos os adesivos, excepto estes adesivos de colofónia.

Podemos citar como exemplo de um adesivo hidrofóbico útil, um adesivo que consiste num produto de reação de uma mistura de anidrido de ácido succínico e de hidrocarbilo ou hidrocarbilos, por exemplo, de uma olefina ou composição de olefinas que compreende mais de 13 átomos de carbono. Neste contexto, este adesivo será referido com o nome conhecido na técnica, adesivo ASA, que de preferência é um produto de reação de uma mistura entre o anidrido de ácido succínico e olefinas de cadeia linear ou ramificada compreendendo 13-25 átomos de carbono. A porção de olefina pode ser constituída por uma mistura de cadeia linear ou ramificada de alcenos C13-C25. ASA é de preferência um 12 adesivo que consiste num assim chamado anidrido alcenil succinico, por exemplo, alcenil C13-C22 anidrido de ácido succinico, tal como um produto comercial ASA.

Podemos ainda citar como um adesivo útil, um adesivo que consiste num chamado dimero de alquil ceteno (AKD) que é bem conhecido na técnica. Neste contexto, significa um produto de dimero de ceteno de hidrocarbilo, que foi formado, por exemplo, a partir de um ácido gordo de cadeia linear ou ramificada insaturado ou saturado, e uma mistura de tais ácidos gordos, por exemplo, Ci6 ou ácidos gordos de cadeias mais longas ou misturas destes, por exemplo, C16-30/ de forma apropriada C16~22r tais como Ci6, Cis, C20 ou C22r de preferência ácidos gordos Ci6 Cis ou uma mistura destes. Neste contexto, estes produtos são referidos como "dimero de alquil ceteno" (AKD), sob a prática da técnica. Um adesivo AKD vantajoso é um produto comercialmente disponível, em que a cadeia de hidrocarboneto do dimero de ceteno foi formada por uma mistura de ácidos gordos Ci6 e Ci8 (AKD Ci6/Ci8) .

Assim, tanto um adesivo ASA como um adesivo AKD pode consistir de produtos comercialmente disponíveis, que podem ser na forma de uma suspensão aquosa ou uma emulsão, e podem também conter outros aditivos.

Em comparação com a técnica anterior, o adesivo hidrofóbico da presente invenção pode ser utilizado em quantidades menores, a fim de alcançar uma boa resistência ao calor, tal como a resistência em autoclave, conseguindo vantagens em processos para a produção e a conversão de cartão (ou papel). Assim, por exemplo, uma dose reduzida de adesivo hidrofóbico resulta em aderência melhorada de 13 por exemplo, revestimentos de plástico ao substrato de fibras tratado e isto, por sua vez, tem um efeito benéfico sobre a resistência da embalagem em autoclave, por exemplo.

Um "adesivo com resistência à humidade" implica num grupo de adesivos conhecidos na técnica, que consequentemente é mais utilizado para aumentar/melhorar a resistência de um papel ou cartão molhado ("agente de melhoramento de resistência em húmido"). Entres tais adesivos, podemos citar, por exemplo, resina de poliamida epiclorina hidrina (PAAE), resina de ureia formaldeido (UF), resina de melamina formaldeido (MF), amida poliacrilica/condensado de glioxal, polivinil amina, poliuretano, poliisocianato. Os adesivos preferidos incluem por exemplo, PAAE e isocianato, especialmente o adesivo PAAE.

Os componentes da combinação de material de embalagem da invenção podem ser utilizados nas seguintes quantidades. A proporção em peso do adesivo hidrófobo para o composto de aluminio é, por exemplo 1:0,1-1:10, de preferência de 1:0,1-1:7, tal como 1:0,5-1:7, mais vantajosamente de 1:0,5-1:5. Numa segunda forma de realização, a proporção em peso do adesivo hidrofóbico para os compostos de aluminio é de 1:1-1:10, de preferência de 1:1-1:7, tal como 1:1-1:5, e ainda mais vantajosamente, de 1:1-1:3. Numa forma de realização preferida, este composto é um sal, de preferência alúmen, que é utilizado na proporção mencionada acima. Podemos citar como exemplo especifico da proporção de adesivo:(composto de Al), de preferência, proporção do adesivo:alúmen de 1:2. 14 A quantidade do composto de alumínio pode ser, por exemplo, 0,1-20 kg/t de substrato de fibra seca, de preferência 1,0-10 kg/t de substrato de fibra seca, por exemplo, 2,0-8 kg/t de substrato de fibra seca. A quantidade do adesivo hidrofóbico adicionado ao substrato de fibra pode ser de 0,3-4 kg/t de substrato de fibra seca, de preferência de 0,5-3,0 kg/t de substrato de fibra seca. Em algumas aplicações, é também possivel a utilização de 0,5-1,7 kg/t de substrato de fibra seca. O adesivo hidrofóbico é, de preferência, um adesivo ASA.

Adesivo com resistência em húmido, pode ser adicionado ao substrato de fibra a uma taxa de 0,2-12 kg/t de substrato de fibra seca, de preferência de 0,5-6 kg/t de substrato de fibra seca, mais vantajosamente de 1-3 kg/t de substrato de fibra seca. Numa segunda forma de realização, o adesivo com resistência em húmido, pode ser adicionado a uma taxa de 0,2-12 kg/t de substrato de fibra seca, de preferência de 1-6 kg/t de substrato de fibra seca, e mais vantajosamente de 2-4 kg/t de substrato de fibra seca. O adesivo com resistência em húmido é, de preferência, um adesivo PAAE. O material de embalagem da presente invenção por exemplo, para aplicação em autoclave pode conter adesivo com resistência à humidade, de preferência numa proporção de 0,1-5 partes em peso, por exemplo, 0,5-3 partes em peso, de preferência de 1-2,5 partes em peso, como um exemplo especifico de 2 partes em peso por uma parte em peso de adesivo hidrofóbico. Uma combinação preferida combina adesivo PAAE e adesivo ASA, e é utilizado nas proporções em peso acima referidas, com o exemplo PAAE:ASA 1:1. 15

Devido à combinação da invenção, as embalagens para autoclave, por exemplo, podem compreender um substrato de fibras com densidade mais baixa, aumentando assim a variabilidade das propriedades mecânicas da embalagem dentro da gama de aplicações em autoclave.

Apresentamos como uma forma de realização preferida da invenção, as embalagens destinadas ao tratamento térmico sob pressão, em especial o tratamento em autoclave, em que foi utilizado o material de embalagem à base de fibras da invenção.

De acordo com a invenção, o material de embalagem à base de fibra, foi revestido em um ou em ambos os lados com pelo menos uma camada de revestimento para a redução da penetração de água. 0 revestimento pode ser qualquer revestimento conhecido na técnica para a redução da penetração de água, tal como um revestimento de polimero ou de um verniz, tal como um revestimento de polimero.

Numa outra forma de realização preferida da invenção, há uma ou mais camadas de polimero pigmentadas possíveis, como é conhecido na técnica, no exterior ou no interior do substrato de fibras da embalagem destinado a tratamento térmico, por exemplo, tratamento em autoclave. Numa forma de realização, o material de embalagem compreende na seguinte ordem: uma camada termosselante de polímero, uma camada de polímero pigmentada em branco, uma camada de polímero contendo um pigmento negro, um substrato de fibra tratada, uma ou várias camadas de barreira de oxigénio em polímero, uma camada de ligação, uma camada de proteção 16 contra a luz em polímero pigmentado em cinza e uma camada termosselante em polímero. 0 material das camadas de polímero pode compreender quaisquer materiais normalmente conhecidos na técnica. Assim, por exemplo, o material da camada termosselante é, de preferência, polipropileno (PP) , polietileno (PE) ou um copolímero destes. 0 material da camada de barreira de oxigénio é, de preferência polímero de etileno-álcool vinílico (EVOH) ou de poliamida (PA), com mais vantagem EVOH.

Devido à resistência melhorada ao calor, tal como a resistência em autoclave, a proporção de revestimentos, tais como revestimentos de polímeros no material de embalagem da invenção pode ser reduzida, se desejado. A resistência ao calor, por exemplo, a resistência em autoclave do substrato de fibras tratado pode ser melhorada mediante o ajustamento e/ou optimização da sua estrutura durante a produção. A resistência em autoclave, portanto, pode ser aumentada por meio do grau de refinação da matéria-prima, tal como a refinação de alta consistência; calandragem/prensagem em húmido da folha do substrato de fibra; e/ou a secagem da folha, tal como secagem em cinta condensadora (Condebelt). Um material de enchimento, tal como dióxido de titânio, pode ser adicionado ao substrato de fibra tratado, a fim de proporcionar um substrato de fibra que suporta bem condições quentes, como por exemplo as condições em autoclave. 17 0 tratamento de um substrato de fibra de acordo com a invenção, tipicamente significa que o material de embalagem à base de fibra foi completamente tratado, isto é, ao longo de toda a largura da folha, com uma combinação de adesivo com resistência à humidade, um adesivo hidrofóbico e um composto de alumínio tal como é reivindicado na presente invenção. No entanto, a invenção compreende também a opção de realizar um tratamento de apenas uma parte do material, tal como, por exemplo, as bordas de corte. A invenção diz ainda respeito a um método para a preparação do material de embalagem da invenção, o método compreendendo a adição ao substrato de fibras de um adesivo hidrofóbico e um composto de alumínio na proporção de 1:0,1-1:10 e também de um adesivo com resistência à humidade para aumentar a resistência ao calor da embalagem a ser produzida e/ou para reduzir a penetração da borda em bruto. O tratamento pode ser realizado em qualquer ordem, utilizando métodos conhecidos na técnica. O adesivo hidrofóbico e o composto de alumínio, tal como alúmen, são de preferência adicionados nas quantidades indicadas acima. A adição pode ser realizada, por exemplo de um modo conhecido da produção de papel e cartão, em qualquer fase do processo de produção, antes do último passo de secagem da folha de substrato de fibras, no entanto, de preferência durante a produção do material de substrato de fibras, ou seja, antes do material de fibras ser trazido para a mesa de fabrico, de modo que a combinação seja homogeneamente incorporada em toda a folha de substrato de fibras formada sobre a mesa de fabrico. Opcionalmente, uma folha de substrato de fibras pode 18 primeiro ser formada a partir do estoque de fibras na mesa de fabrico, e, em seguida, o adesivo hidrofóbico e/ou composto de alumínio é trazido para a folha de substrato de fibras por exemplo, por pulverização sobre a folha. 0 adesivo hidrofóbico e o composto de alumínio, podem ser adicionados na mesma etapa ou em diferentes etapas do processo para a preparação do substrato de fibras. 0 composto de alumínio pode então ser adicionado antes do adesivo hidrofóbico ser adicionado, em simultâneo com a adição ou após a adição do adesivo hidrofóbico. A quantidade total de adesivo hidrofóbico e de composto de alumínio a ser utilizada pode ser adicionada numa só etapa do processo, por exemplo, durante a formação de estoque, mas é também possível adicionar tanto o adesivo como o composto em mais de uma etapa para a preparação do substrato de fibras. Numa aplicação preferida, uma porção de alúmen é adicionada antes do adesivo hidrofóbico e o restante é adicionado após a adição do adesivo.

No exemplo acima, o adesivo com resistência à humidade é ainda adicionado ao substrato de fibras nas quantidades dadas acima, obtendo desse modo uma maior melhoria da resistência do substrato de fibras em condições de autoclave. A adição pode ser feita de uma maneira conhecida na técnica, por exemplo, na etapa de preparação de estoque, antes do estoque ser trazido para a mesa de fabrico. A utilização do adesivo com resistência à humidade de acordo com a invenção permite a produção de um cartão que resiste até mesmo condições de autoclave e que tem propriedades de densidade e porosidade diferentes das de um cartão preparado apenas com o auxílio de adesivo 19 hidrofóbico. Assim, a invenção oferece diferentes opções de materiais de embalagem para autoclave juntamente com aqueles já em utilização. Além disso, permite a utilização de um cartão com menor densidade, isto é, proporciona uma maior rigidez. É também possível impedir a formação de impurezas na forma de ácido livre derivadas do adesivo hidrofóbico, por exemplo, adesivo ASA, que pode ter um efeito prejudicial sobre a resistência ao calor do material de embalagem, durante a produção do substrato de fibra tratada, através do controlo das condições de processo, isto é, por um curto retardo no adesivo na extremidade húmida da máquina de fabrico de papel e por boa retenção de primeira passagem.

Se desejado, a resistência ao calor, tal como a resistência em autoclave do substrato de fibras pode ser ainda melhorada ajustando a estrutura do substrato de fibras, por exemplo, o grau de refinação da matéria-prima (por exemplo, alta densidade de refinação) , por calandragem/prensagem húmida e/ou a secagem da folha de substrato de fibras (por exemplo, secagem Condebelt). É ainda possível adicionar um agente de enchimento, tal como dióxido de titânio, por exemplo, 0,1-5% em peso calculado sobre o substrato de fibra seca, ao substrato de fibra tratada, a fim de proporcionar um substrato de fibras que possui uma boa resistência às condições de calor, tais como condições de autoclave. um adesivo

Como descrito acima, a invenção relaciona-se com a utilização da combinação da invenção, isto é, uma combinação de um composto de alumínio, 20 hidrofóbico e um adesivo com resistência à humidade, a fim de melhorar a resistência ao calor, especialmente a resistência em autoclave, tal como a penetração de borda em bruto de um material de embalagem à base de fibras num material de embalagem à base de fibras submetido a tratamento térmico, tal como um material de embalagem para autoclave, em especial num material de embalagem da invenção, como descrito acima. A invenção é descrita adiante em maior detalhe por meio de exemplos.

Parte Exemplificativa

Os exemplos examinaram os efeitos de diferentes fatores sobre a penetração de bordas em bruto, em condições de autoclave.

Os testes em autoclave foram conduzidos num autoclave de esterilização com vapor de água, a uma temperatura de cerca de 125 °C. Condições "normais" de autoclavagem foram realizadas a cerca de 125 °C, durante 45 min, 100% de HR, e "condições severas" em cerca de 125 °C, durante 60 minutos, 100% de HR. HR = humidade relativa. O tratamento em autoclave também incluiu uma etapa de aumento da temperatura (de cerca de 15 minutos) e uma etapa de queda da temperatura (cerca de 20 minutos).

As amostras a serem testadas durante os testes foram revestidas em ambos os lados com um revestimento de polímero, de modo que apenas as bordas em bruto do cartão eram visíveis. Como penetração de borda em bruto (REP, do inglês Raw Edge Penetration) do teste em autoclave, foi medida a quantidade de água que penetrou no cartão através das bordas da amostra. A penetração foi indicada por área 21 de superfície da borda em bruto (kg/m2) após a autoclavagem. A penetração de borda em bruto REP a 80 °C significa que as amostras foram imersas sob pressão normal em água a 80 °C durante três horas e, em seguida, a medição foi realizada. A penetração de borda em bruto REP H2C>2 significa que as amostras foram mergulhadas numa solução de 35% de peróxido de hidrogénio a uma temperatura de 70 °C durante 10 minutos, seguido da medição. SR significa a resistência de drenagem da polpa de acordo com o método de Schopper-Riegler (SR).

Os exemplos e exemplos comparativos da presente invenção utilizaram 150 g/m2 de amostras de cartão, que tinham sido preparadas a partir de pasta de sulfato de bétula seca (refinado com um refinador de disco a um valor SR de 22) numa máquina de fabricação de papel utilizando produtos químicos convencionalmente utilizados na produção de cartão. A seção de prensa era uma secção de prensa convencional com 3 pontos de impressão com feltros de ambos os lados. A secção de secagem era um modelo comum equipado com cilindros de vapor. A calandragem foi realizada com uma calandra de ponto de impressão rígido (15 kN/m). Para cada teste comparativo, as amostras de cartão a serem comparadas foram preparadas da mesma maneira, de modo a diferir apenas no que diz respeito à composição ou diferenças necessárias para a comparação das condições de produção. Estas diferenças no que diz respeito à etapa de produção e/ou a composição das 22 amostras são mencionadas separadamente para cada exemplo comparativo. A adição de adesivo hidrofóbico, do composto de alumínio e do adesivo com resistência à humidade foi feita ao estoque antes de ser trazido para a mesa de fabrico. As proporções são proporções em peso.

Exemplo 1. Efeito da utilização de alúmen em condições de autoclave

Cartão sólido foi revestido com um adesivo ASA (2,5 kg/t) e um adesivo com resistência à humidade PAAE (2 kg/t).

Proporção de Condições de autoclave REP água, REP H202 adesivo ASA:alúmen REP severa REP normal O O O 00 1:0 9,9 8,1 2,2 1,3 1:1 3, 8 1,6 1,3 0,33 1:2 2,4 \—1 1,4 0,33 REP = Penetração de borda em bruto (Raw-Edge Penetration) (kg/m2)

Os resultados dos testes mostram claramente o efeito marcadamente redutor de alúmen na penetração de borda em bruto. Um aumento da quantidade de alúmen reduziu a penetração de borda em bruto que ocorre em autoclave sob "condições severas", mesmo depois de nenhuma melhoria com respeito à penetração de bordas em bruto ser observada em condições "normais" de autoclave por meio de testes convencionais (REP 80 °C e REP H2O2) .

Exemplo 2. Eficiência de adesivo ASA vs AKD em condições de autoclave

Cartão sólido foi revestido com AKD e ASA em quantidades iguais. A proporção de alúmen para adesivo hidrofóbico foi de 1:1 em ambos os casos. Adesivo com resistência à humidade:adesivo hidrofóbico foi de 1:1. A penetração de borda em bruto foi determinada em três conjuntos de 23 condições de teste: por meio de imersão das amostras de cartão em água a 80 °C durante três horas e por autoclave sob condições "normais" e "severas" como descrito acima. REP 3 h, 80 °C REP H202 Adesivo AKD (2,5 kg/t) 2,0 0,35 Adesivo ASA (2,5 kg/t) 1,4 0,34 REP = Penetração de borda em bruto (kg/m2)

Condições de autoclave REP normal REP severo Adesivo AKD (2,5 kg/t) 2,3 6,2 Adesivo ASA (2,5 kg/t) 1,8 2,3 REP = Penetração de borda em bruto (kg/m2)

As quantidades absorvidas no cartão através das bordas da amostra (REP, penetração da borda em bruto), foram relativamente próximas umas das outras, com amostras revestidas com adesivo com AKD e ASA sob condições "normais" de autoclave. Sob condições "severas" de autoclave havia uma diferença mais distinta em favor do cartão tratado com adesivo ASA.

Exemplos 3 e 4. Efeito do adesivo com resistência à humidade (PAAE) durante o revestimento com ASA e AKD: No exemplo 3 e 4, o cartão tinha sido revestido com duas quantidades diferentes de adesivo hidrofóbico. A quantidade de adesivo com resistência à humidade era constante em todos os locais de teste.

Exemplo 3. Efeito do adesivo com resistência à humidade (PAAE) durante revestimento com ASA 24

Condições de autoclave normais Penetração de borda em bruto (kg/m2) REP REP H202 Baixo nivel de revestimento com ASA (1 kg/t) 15, 7 15,2 Baixo nivel de revestimento com ASA (1 kg/t) + adesivo com resistência à humidade (2 kg/t) 4,8 2,6 Nivel normal de revestimento com ASA (3 kg/t) 5,4 0, 61 Nivel normal de revestimento com ASA (3 kg/t) + adesivo com resistência à humidade (2 kg/t) 2,7 0, 63

Exemplo 4. Efeito do adesivo com resistência à humidade (ΡΆΆΕ) durante revestimento com AKD.

Condições de autoclave normais Penetração de borda em bruto (kg/m2) REP REP H202 Baixo nivel de revestimento com AKD (2 kg/t) 9, 6 14,7 Baixo nivel de revestimento com AKD (2 kg/t) + adesivo com resistência à humidade (2 kg/t) O LO 1,4 Nivel normal de revestimento com AKD (3 kg/t) 3,5 4,0 Nivel normal de revestimento com AKD (3 kg/t) + adesivo com resistência à humidade (2 kg/t) 2,0 0,4

Os resultados dos exemplos 3 e 4 também mostram o efeito benéfico do adesivo com resistência à humidade sobre o material de embalagem para autoclave. Além disso, a penetração de borda em bruto diminuiu notavelmente em amostras submetidas a tratamento em autoclave num nivel normal de adesivo ASA, quando foi utilizada uma combinação de adesivo ASA e adesivo com resistência à humidade.

Exemplo 5. Efeito da refinação de toda a pasta

Amostras de cartão sólido foram preparadas utilizando um grau de refinação da pasta de 25 SR e 30 SR, respectivamente. Na produção de cartão foram utilizados adesivo ASA (2,5 kg/t) , alúmen (2 kg/t) resina e PAAE (2 kg/t). 25

Condições de autoclave severas normais Penetração de borda em bruto (kg/m2) REP REP REP água 80 °C REP H202 Grau de refinação de pasta 25 SR 3, 8 1,6 1,3 0,33 Grau de refinação de pasta 30 SR 2,0 1,6 1,4 0,33

Exemplo 6. Uma porção da pasta refinada para um outro valor SR 80 0 exemplo utilizou refinação de baixa consistência para toda a pasta e a porção mais refinada. Amostras de cartão sólido foram preparadas utilizando pasta em várias quantidades com um grau de refinação de 80 SR ("pasta mais refinada"). A produção de cartão compreendeu adesivo ASA (2,5 kg/t), alúmen (2 kg/t) e resina PAAE (2 kg/t).

Condições de autoclave Normais Penetração de borda em bruto (kg/m2) REP REP água 80 °C REP H202 Proporção de pasta mais refinada 0% 1,6 1,3 0,33 Proporção de pasta mais refinada 5% 1,7 1,6 0,35 Proporção de pasta mais refinada 15% 1,8 1,4 0,34

Exemplo 7. Efeito da calandragem

Amostras de cartão sólido foram preparadas por compressão de amostras na secção seca de uma máquina de cartão utilizando uma calandra sob pressão normal e ponto de impressão elevado (15 a 30 kN/m). A compressão também pode ser realizada com um método de compressão de folha de outro tipo (por exemplo, prensagem húmida, calandragem em calandra de sapata). A produção de cartão compreendia 26 adesivo ASA (2,5 kg/t), alúmen (2 kg/t) e resina PAAE (2 kg/t).

Condições de autoclave Severas Normais Penetração de borda em bruto (kg/m2) REP REP água 80 °C REP H202 REP Calandragem sob pressão de ponto de impressão normal 3,8 1,6 1,3 0,33 Calandragem sob pressão de ponto de impressão elevado 2,8 1,7 1,3 0,39

Exemplo 8. Efeito de enchimento finamente distribuido A produção de cartão compreendia adesivo AKD (1,5 kg/t) e resina PAAE (1 kg/t).

Condições de autoclave Normais Severas Penetração de borda em bruto (kg/m2) REP REP água 80 °C REP H202 REP Dosagem de Ti02 0 kg/t 6,4 6,7 1,6 1,3 Dosagem de Ti02 2 kg/t 3,9 6,3 1,5 1,3 Dosagem de Ti02 4 kg/t 3,4 7,5 1,5 1,3

As amostras de cartão sólido continham óxido de titânio como minerais finos, no entanto, este pode ser substituído com finos de outro tipo (por exemplo, outros enchimentos de produção de papel).

Exemplo 9. Comparação entre cartões de autoclave de uma máquina de produção equipada com secagem Condebelt e uma máquina equipada com cilindro de secagem convencional.

Condições de autoclave Normais Penetração de borda em bruto (kg/m2) REP 27 27 1,4-1,6 1,0-1,2

Secção de secagem normal Secção de secagem Condebelt

Uma secção de secagem Condebelt também permite a compressão da estrutura do cartão para fazê-lo suportar melhor as condições de autoclave.

Os resultados dos exemplos acima mostram que a utilização de adesivo com resistência à humidade na produção de cartão para autoclave permite menores exigências na densidade e/ou porosidade da pasta.

Lisboa, 4 de Dezembro de 2012

Claims (19)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Embalagem para autoclave, que compreende um material de embalagem à base de fibra tratado com um adesivo hidrofóbico e que compreende no interior e/ou no exterior do substrato de fibra uma ou mais camadas para reduzir a penetração de água, a embalagem sendo tratada sob pressão a uma temperatura de 100 a 250 °C durante um tempo de 5 minutos a 30 horas, caracterizada pelo facto do substrato de fibras ter sido tratado com um adesivo hidrofóbico, um composto de alumínio e um adesivo com resistência à humidade para aumentar a resistência térmica do material de embalagem, e pelo facto da proporção em peso do adesivo hidrofóbico para o composto de alumínio ser de 1:0,1-1:10.

2. Embalagem de acordo com o definido na reivindicação 1, caracterizada pelo facto da proporção em peso do adesivo hidrofóbico para composto de alumínio ser de 1:0,1-1:7, de preferência de 1:0,5-1:5, mais vantajosamente 1:1-1:5 e mais vantajosamente de 1:1-1:3.

3. Embalagem de acordo com o definido na reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo facto do adesivo hidrofóbico ser utilizado numa quantidade de0,3-4 kg/t de substrato de fibra seca, tal como 0,5-1,7 kg/t de substrato de fibra seca.

4. Embalagem de acordo com o definido em qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto do adesivo hidrofóbico ser um adesivo que consiste em anidrido de ácido alcenil succínico (ASA) e/ou de dímero de alquil ceteno (AKD). 2

5. Embalagem de acordo com o definido em qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto do adesivo hidrofóbico ser um adesivo ASA.

6. Embalagem de acordo com o definido em qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto do composto de aluminio ter sido utilizado numa quantidade de 1,0 a 20 kg(t de substrato de fibra seca, de preferência de 1,0 a 10 kg/t de substrato de fibra seca, de 2,0 a 8 kg/t de substrato de fibra seca.

7. Embalagem de acordo com o definido em qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto do composto de aluminio ser um sal de aluminio, de preferência alúmen.

8. Embalagem de acordo com o definido em qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto do adesivo com resistência à humidade ter sido utilizado numa quantidade de 0,2-12 kg/t de substrato de fibra seca, de preferência 0,5-6 de substrato de fibra seca, mais vantajosamente 1-3 kg/t de substrato de fibra seca.

9. Embalagem de acordo com o definido em qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto do adesivo com resistência à humidade conter uma resina de poliamido amina epiclorina hidrina (adesivo PAAE).

10. Embalagem de acordo com o definido em qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto da camada para penetração reduzida de água do material de embalagem ser um revestimento de polímero. 3

11. Embalagem de acordo com o definido em qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto do material de embalagem compreender, nas seguinte ordem: uma camada termosselante de polímero, uma camada de polímero pigmentada em branco, uma camada de polímero contendo um pigmento negro, um substrato de fibra tratada, uma ou várias camadas de barreira de oxigénio em polímero, uma camada de ligação, uma camada de proteção contra a luz em polímero pigmentado em cinza e uma camada termosselante em polímero.

12. Embalagem de acordo com o definido em qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto de um enchimento ser adicionado ao substrato de fibra para aumentar a resistência ao calor da embalagem.

13. Embalagem de acordo com o definido em qualquer das reivindicações anteriores, caracterizada pelo facto do substrato de fibra ser feito de papel ou cartão de embalagem.

14. Material de embalagem destinado para embalagem para autoclave, que compreende um substrato de fibra tratado com um adesivo hidrofóbico e revestido pelo menos num lado com uma camada para reduzir a penetração de água, caracterizado pelo facto do substrato de fibras do material de embalagem ter sido tratado com um adesivo hidrofóbico, um composto de alumínio e um adesivo com resistência à humidade para uma resistência ao calor aumentada do material de embalagem, e pelo facto da proporção do adesivo hidrofóbico para o composto de alumínio ser e 1:0,1-1:10. 4

15. Método para fabricar um material de embalagem à base de fibra destinado a uma embalagem para autoclave, o método compreendendo o tratamento do substrato de fibra com um adesivo hidrofóbico e o revestimento de pelo menos um lado do substrato de fibra com uma camada para reduzir a penetração de água, tal como uma camada de polímero, caracterizado pelo facto do substrato de fibra ser tratado com um adesivo hidrofóbico, um composto de alumínio e um adesivo com resistência à humidade para uma resistência ao calor aumentada do material de embalagem, e pelo facto da proporção em peso do adesivo hidrofóbico para o composto de alumínio ser de 1-0,1-1:10.

16. Método de acordo com o definido na reivindicação 15, caracterizado pelo facto da resistência ao calor da embalagem ser ainda melhorada pelo controlo da estrutura do substrato de fibra por meio de refinação, prensagem em húmido, calandragem e/ou secagem Condebelt da pasta.

17. Método de acordo com o definido na reivindicação 15 ou 16, caracterizado pelo facto de um enchimento é adicionado ao substrato de fibra para uma resistência ao calor aumentada da embalagem.

18. Utilização de uma combinação de um composto de alumínio, um adesivo hidrofóbico e um adesivo com resistência à humidade para aumentar a resistência ao calor em autoclave de um material de embalagem à base fibras, tal como uma penetração de borda em bruto reduzida, num autoclave sob pressão a uma temperatura de 100 a 250 °C durante um tempo de 5 minutos a 30 horas. 5

19. Método para o tratamento em autoclave de uma embalagem que compreende material de embalagem à base de fibra tratado com um adesivo hidrofóbico e que compreende no interior e/ou exterior do substrato de fibra uma ou mais camadas para uma penetração de água reduzida, caracterizado pelo facto de ser utilizado um substrato de fibra tratada com um adesivo hidrofóbico, um composto de aluminio e um adesivo com resistência à humidade para uma penetração de borda em bruto reduzida do material de embalagem, a proporção empeso do adesivo hidrofóbico para o composto de aluminio ser 1:0,1-1:10, e pelo facto do tratamento da embalagem em autoclave ser efetuado sob pressão com o auxilio de vapor a uma temperatura de 100 a 250 °C durante um tempo de 5 minutos a 30 horas. Lisboa, 4 de Dezembro de 2012