PT1688471E - ''composição adesiva aquosa contendo um produto de mistura à base de amido de leguminosas'' - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

"COMPOSIÇÃO ADESIVA AQUOSA CONTENDO UM PRODUTO DE MISTURA À BASE DE AMIDO DE LEGUMINOSAS" A invenção refere-se a uma composição adesiva, aquosa contendo, no todo ou em parte, um produto de mistura compreendendo pelo menos um amido de leguminosas e, pelo menos, um amido proveniente de cereais e/ou de tubérculos, destinada à colagem de cartões ondulados.

Refere-se, mais particularmente, a uma composição adesiva aquosa que tem uma parte primária, constituída essencialmente por amido(s) gelatinizado(s) e/ou inchado(s), e uma parte secundária, constituída essencialmente por amido(s) não gelatinizado(s) e/ou amido(s) inchado(s).

Refere-se, mais especificamente, a uma composição adesiva aquosa destinada à colagem de cartões ondulados, cuja parte secundária é produzida a partir de um produto de mistura compreendendo pelo menos um amido de leguminosas e pelo menos um amido proveniente de cereais e/ou de tubérculos.

Neste caso, a parte primária pode ser produzida a partir de um só amido, nomeadamente de ervilhas, mas também pode sê-lo a partir de um produto de mistura constituído por pelo menos um amido de leguminosas e, pelo menos, um amido proveniente de cereais e/ou de tubérculos, nomeadamente a partir da mesma mistura utilizada na parte secundária.

Também tem como objectivo um processo de preparação de 1 cartão ondulado utilizando uma composição de acordo com a invenção compreendendo um produto de mistura, tal como definido na sua parte secundária e, opcionalmente, na sua parte primária.

Refere-se, ainda, ao cartão ondulado obtido pelos meios de acordo com a invenção. A presente invenção refere-se a um produto de mistura de, pelo menos, um amido de leguminosas e, pelo menos, um amido proveniente de cereais e/ou de tubérculos, e com a sua utilização para a produção da parte secundária e, opcionalmente, para a produção da parte primária de uma composição de acordo com a invenção.

Por "leguminosas" no sentido da presente invenção, entende-se mais especificamente a família das papilionáceas, cujos representantes mais importantes são o feijão, a ervilha, a lentilha, a fava, a luzerna, o trevo e o tremoço.

Por "amido de leguminosas" no sentido da presente invenção, entende-se os amidos extraídos de leguminosas e, em especial, de ervilhas, apresentando nomeadamente um teor elevado de amido, em particular, superior a 90% (seco/seco), paralelamente a um teor muito baixo, com vantagem inferior a 1% (seco/seco) de matérias coloidais e de resíduos fibrosos.

De um modo preferido, o teor de amido é superior a 95%, de um modo mais preferido superior a 98% (seco/seco).

Paralelamente, o teor de proteínas é inferior a 1%, de um modo preferido inferior a 0,5%, de um modo mais preferido compreendido entre 0,1 e 0,35% (seco/seco).

Por composição adesiva aquosa no sentido da presente 2 invenção, entende-se qualquer composição adesiva aquosa, destinada nomeadamente à produção de cartões ondulados, que compreende uma parte de amido(s) solubilizado(s) e/ou inchado (s), chamada a base ou parte primária, que apresenta suficientes propriedades suspensivas, nomeadamente em relação ao amido granulado, e uma parte de amido(s) não solubilizado(s) e/ou somente hidratado (s), quer dizer que se encontra no estado de grânulos insolúveis e/ou de grânulos pelo menos parcialmente inchados, também chamada parte secundária.

Essas composições que utilizam, na parte secundária, um amido no estado de grânulos insolúveis, são frequentemente elaboradas segundo os princípios conhecidos pelos especialistas na matéria com o nome de "processo de Stein-Hall".

Devido às regras inerentes a esse processo ou a outros processos semelhantes, como o processo designado "MINOCAR" (patente europeia EP 0038627), associa-se, num primeiro passo, pelo menos um amido, água e um agente alcalino. O aquecimento desta mistura, moderadamente em cuba aberta, ou fortemente com vapor ou utilizando um vaporizador continuo, permite obter um simples espessamento ou chegar a uma solução coloidal alcalina que apresenta caracteristicas, adequadas, nomeadamente reológicas e de capacidade de manutenção em suspensão de partículas insolúveis e/ou somente hidratadas.

Este processo constitui um método de preparação da parte chamada "primária" ou "base".

De acordo com outras regras para estes processos, prepara-se, à temperatura de alimentação da água, uma dispersão combinando, pelo menos, água e um ou mais amidos no estado granulado. Mais frequentemente, é-lhe associado um derivado de 3 boro, normalmente o bórax. 0 líquido leitoso obtido forma a parte "secundária".

Efectua-se uma mistura cuidadosa das partes primária e secundária utilizando vários métodos, contínuos ou descontínuos.

Segundo uma variante, é possível adicionar à parte primária, sucessivamente, água, amido(s) granulado(s) e, mais frequentemente, bórax.

Segundo ainda uma outra variante, é possível proceder à preparação de um produto pronto a utilizar, na forma de composição comercial seca, quer dizer isenta de água que não a água de constituição dos seus componentes, para o que basta uma simples dispersão em água para se obter uma composição de acordo com a invenção. A referida composição pré-formulada compreende uma matéria amilácea pré-gelatinizada, proveniente de um amido de leguminosas, de um amido de tubérculos, de um amido de cereais ou de uma de suas misturas.

Compreende também uma matéria amilácea na forma de grânulos insolúveis e/ou inchados, susceptível de constituir a parte secundária e que é produzida a partir de um produto de mistura compreendendo, pelo menos, um amido de leguminosas e pelo menos, um amido proveniente de cereais e/ou de tubérculos.

Compreende ainda uma parte mineral susceptível de produzir na água a alcalinidade pretendida. Pode tratar-se, por exemplo, de uma mistura de carbonato de sódio e de cal apagada.

Compreende ainda, na maior parte das vezes, um agente 4 contendo boro, tal como o bórax.

Entender-se-á que a composição pré-formulada pode, por exemplo, conter apenas a parte pré-gelatinizada e a parte granulada e/ou pré-inchada. Neste caso, o agente alcalino e o bórax são adicionados à água ou à dispersão da composição na água.

Estes processos resultam em composições adesivas aquosas cujo extracto seco final, parâmetro essencial, varia, correntemente, entre 20 e mais de 30%.

Um outro processo, que compreende uma parte primária compreendendo, pelo menos, um amido solubilizado, e uma parte secundária constituída por, pelo menos, um amido na forma de grânulos, é conhecido com o nome de "PRISTIM®" (patente europeia EP 0229741, em nome da Requerente).

No âmbito deste processo, a parte primária é preparada por aumento acentuado da temperatura, sem que haja intervenção de um agente alcalino.

Em certos casos, contudo, mantém-se uma dose muito pequena do referido agente alcalino, nomeadamente, para reduzir e ajustar a temperatura necessária à gelatinização.

Quaisquer que sejam os métodos seleccionados para obter as partes primária e secundária, a evolução tecnológica dos materiais levou o especialista na matéria a orientar-se para composições adesivas aquosas que apresentam extractos secos elevados, elaborados mais frequentemente a partir de amidos de cereais e/ou de tubérculos. 5

Esta abordagem tem a vantagem de diminuir a quantidade de água a evaporar e permitir obter um balanço calorífico mais favorável mas é, apesar de tudo, insuficiente.

Uma outra solução consiste em utilizar a fécula de batata, modificada ou não. Contudo, a fécula de batata, solubilizada ou somente inchada, não tem, para os extractos secos considerados, quer seja modificada quer não, uma capacidade suficiente para manter em suspensão grânulos de amido da parte secundária, independentemente da sua natureza, nomeadamente quando estes consistem em fécula de batata.

Deste único facto decorre que é imperioso prever, para a parte primária ou base, a presença de uma matéria amilácea que não as provenientes de fécula de batata, tal como por exemplo, um amido de ervilhas. Este aspecto tem como consequência directa a necessidade, para essas composições, de serem fornecidas, pelo menos, duas matérias amiláceas diferentes o que, no quadro das instalações actuais de recepção e de preparação, nomeadamente continuas, pode constituir um grande inconveniente à sua utilização.

Uma outra possibilidade é oferecida por composições produzidas a partir de amido de leguminosas. De facto, entre as diversas fontes de matérias amiláceas, as que são constituídas pelos amidos de leguminosas, nomeadamente de ervilhas, podem ser consideradas como facilmente acessíveis em boas condições, em particular, boas condições económicas. A proposta correspondente, descrita no pedido de patente internacional WO 2004/044082, apresentada em nome da requerente, por mais interessante que seja, não oferece ainda todas as garantias de resposta plenamente satisfatória a todas a elevadas 6 exigências apresentadas pelos materiais modernos, nomeadamente do ponto de vista da energia necessária à colagem. A adição de um amido de leguminosas, nomeadamente o amido de ervilhas, é ai considerada como primordial e essencial para a produção de composições que possam satisfazer todas as exigências apresentadas pelos materiais modernos, nomeadamente em termos de facilidade de abastecimento, de utilização como também em termos de reologia e de desempenho.

Contudo, a invenção, tal como descrita, encerra insuficiências mais ou menos graves, a pontos de serem, em certos casos, realmente inaceitáveis.

Por exemplo, se bem que as vantagens assinaladas sejam inegáveis, do ponto de vista da reologia nomeadamente, quando preparadas segundo o processo "Stein-Hall", as composições produzidas com amido de leguminosas só ou a partir de misturas muito ricas neste amido, não podem ser adequadas quando são preparadas segundo o processo "MINOCAR".

De facto, o método de preparação inerente a este processo conduz a composições que apresentam texturas particularmente curtas e inaceitáveis, que são impossíveis de utilizar numa máquina. A resolução deste problema de textura inadequada reside numa diminuição acentuada da concentração do derivado de boro, em geral o bórax, que é muito nefasta para as propriedades de colagem.

Analogamente, composições elaboradas a partir do amido de leguminosas só ou a partir de misturas muito ricas neste amido, não apresentam têm todas as garantias exigidas, nomeadamente em termos da sua estabilidade, viscosidade e manutenção da textura quando são preparadas segundo o processo "PRISTIM". 7 A este respeito, convém acentuar que o especialista na matéria tende a apresentar especificações e requisitos cada vez mais exigentes, que o referido pedido não satisfaz.

De facto e em primeiro lugar, o especialista na matéria está à procura de soluções satisfatórias no plano técnico, independentemente do perfil da sua máquina. As suas exigências são expressas nomeadamente em termos de velocidade da máquina mas também, e para além disso, em termos de menores custos energéticos, tanto do ponto de vista da sua alimentação com matéria celulósica e do seu eventual pré-aquecimento para a colagem de micro-caneluras e de nano-caneluras (por exemplo, de tipo G, N, 0 ou outros) ou de cartões reforçados.

Quanto a estes aspectos, um aumento da matéria seca da composição ou uma diminuição do ponto de gelatinização, na medida em que possa ser compatível com um bom funcionamento da máquina, associada à ausência de espessamentos indesejáveis da cola, não constituem senão soluções parciais e insuficientes, nomeadamente quando a referida composição compreende essencialmente amido de ervilhas na parte primária e/ou secundária. 0 seu teor de amilose, nomeadamente, pode produzir, quer seja na alimentação das coberturas quer na sua colagem, um gasto energético que é inaceitável para um especialista na matéria.

Por outro lado, constatou-se nos últimos anos, de um ponto de vista puramente técnico, que as temperaturas aplicadas nas mesas de aquecimento da máquina, que permitem a gelatinização do amido da parte secundária da composição adesiva, são da maior importância.

Excessivamente elevadas, provocam problemas de colagem, nomeadamente exageradamente limitada à superfície do papel e tornando assim o cartão quebradiço.

Estas observações levaram a considerar uma redução da capacidade de aquecimento das referidas mesas de aquecimento, a qual satisfaria também o especialista na matéria quanto à sua preocupação em reduzir o gasto energético.

Estes considerandos revestem-se de uma importância tanto maior quando se pode constatar que, em certas máquinas, os perfis de aquecimento são sensivelmente reduzidos, ou mesmo extremamente reduzidos, e requerem novas abordagens de formulação das composições que são utilizadas.

De facto, o fornecimento de vapor pode ser realizado, em certos casos, sob pressão fraca, por exemplo limitada a um máximo de 2 bar, ou seja muito fraca, em mesas eventualmente qualificadas de frias.

Essas condições tornam o especialista na matéria cada vez mais exigente quanto a estes aspectos térmicos. Pretende é claro, paralelamente, manter as velocidades de máquina aos seu mais alto nível, correspondendo assim aos critérios de produtividade e de rentabilidade.

Deste ponto de vista, os ensinamentos produzidos no pedido de patente internacional WO 2004/044082 não permitem responder a todas estas questões. Dão tanto menos resposta quanto a mais baixa temperatura se encontrar a composição utilizada na máquina.

Em particular, o teor de amilose relativamente elevado do amido de ervilhas, nomeadamente, é susceptível, num grande 9 número de casos, de constituir uma desvantagem na medida em que pode ter como consequência uma carga energética exagerada ou mesmo inaceitável.

Este aspecto é susceptível de ser tanto mais acentuado quanto mais pesado for o cartão e de envolver um número elevado de áreas de colagem colocadas a grande distância das mesas da máquina devido à geometria do cartão produzido. 0 conjunto das referidas limitações levou a considerar que são necessários novos aperfeiçoamentos e que há uma real necessidade de avançar mais e de dominar melhor as condições de utilização dos amidos de leguminosas. Há por isso mérito no facto de a Requerente ter constatado, na sequência de numerosos novos trabalhos empreendidos com base na utilização dos amidos de leguminosas, e nomeadamente do amido de ervilhas, que existiam soluções particulares apresentando um grande interesse para a realização de uniões por colagem nos materiais com mais alto desempenho e mais elaborados, em particular, no quadro de produções particularmente económicas, nomeadamente para o fabrico de cartões reforçados e colagem de micro-caneluras.

De facto, foi possível aperceber-se de que misturas binárias de amido de leguminosas, em particular de ervilhas, e de amido de tubérculos, nomeadamente de fécula de batata ou de mandioca, são inteiramente vantajosas, em particular no plano estrito dos requisitos energéticos e/ou da temperatura necessária ao início da gelatinização da referida mistura mas também, é claro, no quadro do respeito pelo conjunto de todos os outros critérios necessários ao especialista na matéria, de simplicidade quanto ao número de matérias a utilizar, de custos, de aprovisionamento e de desempenho. 10

Analogamente, algumas outras misturas binárias de amido de leguminosas, em particular de ervilhas, e de amido de cereais, nomeadamente amido de milho ou de trigo, apresentavam, também elas, uma vantagem inegável em termos de consumo energético, de forma completamente compatível com o conjunto dos outros requisitos.

Decorre do conjunto destas observações que as misturas, qualificadas como "ternárias", compreendendo simultaneamente amido(s) de leguminosas, amido(s) de tubérculos e amido(s) de cereais, apresentam vantagens semelhantes.

Estes aspectos são tanto mais surpreendentes e inesperados quanto, tomados separadamente, os amidos de leguminosas, de tubérculos e de cereais não apresentam estas vantagens.

Por outras palavras, a presente invenção refere-se a uma composição adesiva aquosa, destinada à colagem de cartão ondulado e tendo as partes chamadas primária e secundária, caracterizada por a parte secundária, constituída por amidos não gelatinizados e/ou por amidos inchados, compreender essencialmente um produto de mistura de amido(s) de leguminosas e de amido (s) de cereais e/ou de tubérculos tal que a proporção entre o amido de leguminosas e o amido de cereais e/ou de tubérculos está compreendida entre 30/70 e 90/10, de um modo preferido compreendida entre 40/60 e 80/20 e de um modo mais preferido compreendida entre 45/55 e 75/25.

De acordo com uma variante específica, a presente invenção refere-se a uma composição adesiva aquosa que é, adicionalmente caracterizada por a parte primária, constituída por amidos gelatinizados e/ou inchados compreender, também ela, e essencialmente, um produto de mistura de amido(s) de leguminosas 11 e de amido (s) de cereais e/ou de tubérculos tal que a proporção entre amido de leguminosas e amido de cereais e/ou de tubérculos está compreendida entre 30/70 e 90/10, de um modo preferido compreendida entre 40/60 e 80/20 e de um modo mais preferido compreendida entre 45/55 e 75/25. A presente invenção refere-se, assim, nomeadamente, a qualquer processo de produção de uma composição com uma parte primária, tal como descrito acima, do tipo "Stein-Hall", "Minocar" ou "Pristim", ou qualquer produto na forma de uma composição comercial seca. A Requerente insiste também no facto de a concepção das próprias misturas permitir recorrer a qualquer meio adequado, incluindo misturadores de pós contínuos ou descontínuos, reactores térmicos em fase seca (misturadores "VOMM") ou em fase de suspensão (técnica chamada de "recozimento", por exemplo) ou reactores termomecânicos (extrusoras de "parafuso simples" ou de "parafuso duplo", por exemplo).

Estas possibilidades de mistura, que constituem também possibilidades de transformação a custo mínimo, porque realizadas numa só etapa, são susceptíveis de utilização tanto para a matéria amilácea da parte primária como da parte secundária.

Podem, nomeadamente, conduzir à utilização de amidos apresentando uma maioria de grânulos inchados e sensíveis à acção alcalina, tanto na parte primária como na parte secundária.

Assim, a invenção não exclui o caso limite em que o amido da parte primária e o amido da parte secundária estão em estados físicos semelhantes, em particular em estados semelhantes de 12 inchamento e de impedimento estereoquimico, especialmente em meio alcalino.

As composições formuladas de acordo com as proporções indicadas, tendo em consideração a diversidade de máquinas e a sua concepção e funcionamento, vão permitir preservar as vantagens conferidas pelo amido de ervilhas sem a desvantagem do teor elevado de amilose. A utilização de misturas idênticas na parte primária e na parte secundária tem, além disso, a vantagem essencial de só ser necessário o abastecimento de uma única matéria-prima. É ainda de notar que, tendo em consideração as vantagens da fécula de bata em termos energéticos, e do que foi descrito anteriormente em relação à falta de capacidade de suspensão da féculas de batata solubilizada ou inchada, nomeadamente em relação aos grânulos de amido, pode demonstrar-se muito útil considerar, na concepção da parte primária, uma mistura de fécula de batata e de amido de ervilhas cujas proporções seriam baseadas somente no critério de capacidade de suspensão, levando à consideração de uma eventual incorporação do amido de leguminosas, nomeadamente de ervilhas, mais pequena do que as recomendadas nas misturas consideradas acima.

Outros considerandos confirmam o interesse da presença de fécula de batata na parte secundária. Nomeadamente, na alimentação de coberturas, e no caso do seu pré-aquecimento, isto proporciona uma baixa retenção de água que melhora a molhabilidade das coberturas, e um ponto de gelatinização baixo, permitindo uma boa colagem com um pré-aquecimento reduzido.

Assim, as proporções de fécula de batata/amido de ervilhas compreendidas entre 45/55 e 70/30 podem mostrar-se interessantes 13 destes pontos de vista, quer na parte primária quer na parte secundária.

Mesmo acima e para além destas, estas escolhas de proporções mais altas de fécula de batata na parte primária são justificadas por uma estabilidade melhorada das preparações.

Em qualquer caso e mais especificamente, as referidas composições adesivas aquosas são caracterizadas por o amido de leguminosas, nomeadamente o amido de ervilhas, ter: um teor de amido superior a 90% (seco/seco), de um modo preferido superior a 95%, e ainda de um modo mais preferido superior a 98%, um teor de matérias coloidais e resíduos fibrosos inferior a 1% (seco/seco), um teor de proteínas inferior a 1%, de um modo preferido inferior a 0,5%, e ainda de um modo mais preferido compreendido entre 0,1 e 0,35% (seco/seco). A invenção refere-se, mais especificamente, a uma composição caracterizada por o amido de leguminosas, nomeadamente o amido de ervilhas, apresentar um teor de amilose compreendido entre 15 e 60%, de um modo preferido entre 20 e 55%, de um modo mais preferido entre 30 e 52%. A composição de acordo com a invenção é com vantagem caracterizada por compreender entre 10 e 40%, em peso, do produto de mistura em relação à totalidade da referida composição.

Estas características têm tanto maior interesse quanto 14 maior for a dificuldade da produção em causa.

De facto pode considerar-se, de modo geral, que a produção de cartão de "face simples" (SF) ou "face dupla" (DF) apresenta muito menos dificuldades do que a de cartões de canelura "dupla-dupla" (DD) ou canelura "tripla", até cartão ondulado com caneluras quádruplas, ou cartão com um número ainda maior de caneluras, micro-caneluras, nano-caneluras e/ou de cartão reforçado.

Também é mérito da requerente a proposta de um processo de preparação de cartão ondulado adequado para essas composições, caracterizado por compreender, pelo menos uma vez, os passos que consistem em distribuir a composição adesiva de acordo com a invenção nos topos das caneluras de uma tira de papel pré-formada, aplicar um papel ou cartão plano sobre os topos das caneluras assim revestidas e proceder a uma secagem. É assim possível e fácil, pela utilização de composições de acordo com a invenção e por meios apropriados, produzir cartões ondulados que satisfazem os requisitos técnicos, incluindo para a preparação de cartões reforçados, com múltiplas caneluras e/ou com micro-caneluras.

As misturas de acordo com a invenção constituem, como desejado, um meio simples, particularmente se for explorada a possibilidade em aberto de utilização de uma matéria-prima idêntica nas partes primária e secundária, pouco dispendiosa, de fácil aprovisionamento, nomeadamente em comparação com os amidos de tubérculos, pouco sensível à regulamentação, com bom desempenho em formulações adequadas, quando as referidas misturas são preparadas de acordo com as proporções recomendadas. 15

Constatou-se, assim, que o facto de prever uma mistura de acordo com a invenção essencialmente na parte secundária e, eventualmente, na parte primária da composição adesiva, tem um efeito muito positivo em todos os critérios especificados acima, melhorando todos os parâmetros de funcionamento bem como todas as caracteristicas úteis para os cartões ondulados e, em particular, melhorando a "adesividade", a chamada "colagem verde", a velocidade de desenvolvimento da colagem e a qualidade da referida colagem, ao mesmo tempo que reduz muito a despesa energética necessária para obtenção dos resultados desejados.

Quanto a este último aspecto, é importante sublinhar que as composições de acordo com a invenção são adequadas e compatíveis com o aparecimento, em certas máquinas, de perfis de aquecimento reduzidos, nomeadamente das que utilizam vapor a pressão reduzida, por exemplo não mais de 2 bar, ou até as chamadas mesas frias.

De forma um tanto diferente, verificou-se que, nas máquinas mais convencionais, era possível, e mesmo desejável, reduzir acentuadamente o número e/ou a temperatura das mesas de aquecimento.

Por outro lado, verificou-se que as observações conservam todo o seu interesse, e até mesmo um interesse acrescido, quando a composição é levada a uma temperatura relativamente baixa. A Requerente considera por outro lado que é perfeitamente suficiente, para a preparação de composições adesivas de acordo com a invenção, utilizar misturas de amidos de leguminosas, de tubérculos e/ou de cereais, não modificados, quer quimicamente quer de qualquer outro modo.

Contudo, é claro que os amidos modificados, simultaneamente 16 ou separadamente, nomeadamente eterificados ou esterificados, são ainda mais adequados e enquadram-se no âmbito da invenção. A utilização destas matérias, que normalmente têm um custo mais elevado, podem contudo justificar-se devido às propriedades reológicas e à estabilidade das colas, para a "colagem verde", desenvolvimento e qualidade da colagem, bem como a sua resistência, em comparação com as caracteristicas obtidas com amidos não modificados. É nomeadamente possível utilizar misturas de amidos, modificados ou não, parcialmente oxidados ou hidrolisados por acção de pelo menos um ácido ou de uma enzima, para preparação de composições com teor elevado de sólidos, de forma a adaptar a sua viscosidade.

Uma outra solução com interesse para a preparação da parte primária consiste em preparar a base utilizando um dispositivo de cozedura "a vapor directo", nomeadamente em contínuo. São possíveis outras modificações, nomeadamente físicas, por exemplo, as operações termomecânicas como a pré- gelatinização em tambores secadores ou a extrusão, ou as operações térmicas, como as conhecidas pelo especialista na matéria com o nome de "Hot Moisture Treatment" (HMT) ou "Recozimento" .

Polímeros, geralmente com viscosidades elevadas, conhecidos para essas utilizações, tais como derivados de celulose, álcoois polivinílicos, poli(acetatos de vinilo) ou polivinil pirrolidona, podem também ser adicionados, em especial à parte primária.

Por outro lado, quando as restrições industriais requerem 17 que as uniões por colagens obtidas por utilização das composições de acordo com a invenção sejam resistentes à humidade ou à água, pode utilizar-se agentes reticulantes ou resinas pré-formadas.

Em particular, as composições de acordo com a invenção cumprem mais facilmente requisitos específicos de resistência à humidade e à água sem serem nocivas para o ambiente, nem prejudicar as condições de higiene e de salubridade quando contêm uma resina com ou sem formaldeído e/ou um agente de resistência à água não sintético e sem formaldeído escolhido judiciosamente.

Observou-se, em particular, que a proporção seleccionada de amido de leguminosas, nomeadamente de amido de ervilhas, permite, sendo iguais todas as outras condições, preservar as vantagens conferidas pelo amido de leguminosas do ponto de vista da resistência à humidade ou à água, desde que a taxa de amilose deste amido esteja compreendida entre 15 e 60%, de um modo preferido entre 20 e 55%, de um modo mais preferido entre 30 e 52%.

Também se verificou que é possível, em condições adequadas, reduzir as quantidades de resina de formaldeído ou não e/ou do agente de resistência à água não sintético e sem formaldeído.

Também se constatou, mais precisamente, que havia meios de fácil implementação que consistem na utilização, de forma complementar e em pequenas quantidades, à custa de modificações mínimas das formulações, de agentes de melhoramento da resistência à água, tais como os seleccionados, por exemplo, de sais como os sulfatos, em particular de zinco, de cobre ou de alumínio, o fosfato de diamónio ou então um composto contendo zircónio. 18

Nomeadamente é possível associar, numa composição adesiva de acordo com a invenção, as resinas correntemente adicionadas para obtenção de uma resistência conveniente à água, tais como diversas resinas sem ou com formaldeido, nomeadamente do tipo ureia-formaldeido, cetona-formaldeído, resorcinol-formaldeido ou fenol-formaldeído, que geralmente apresentam uma capacidade de formação de pontes e/ou um carácter hidrófobo intrínseco e sulfatos, nomeadamente de zinco ou de alumínio.

De acordo com uma variante, uma composição adesiva de acordo com a invenção, satisfatória deste ponto de vista, é caracterizada por estar isenta de resina de formaldeido ou mesmo de resina sintética, e compreende uma quantidade eficaz de um agente químico seleccionado de sulfatos, nomeadamente de sulfatos de zinco, de alumínio ou de cobre, de compostos contendo zircónio ou de fosfato de diamónio.

Por "quantidade eficaz" entende-se uma quantidade de resina ou de agente químico, pelo menos, igual à que permite à referida composição adesiva conferir ao cartão ondulado final características de resistência à água que cumprem os critérios do ensaio FEFCO N° 9.

Os diferentes aspectos da presente invenção, relativos à formulação e à preparação de composições adesivas usuais vão ser descritos em mais pormenor com ajuda dos seguintes exemplos que não são de modo algum limitativos.

Exemplo 1:

Prepara-se duas composições adesivas do tipo "Stein-Hall", uma produzida a partir só de amido de ervilhas nativo AE, isto 19 é, não modificado, de acordo com os ensinamentos do documento WO 2004/044082, e a outra diferindo da primeira por compreender, na parte secundária, uma mistura de amido de ervilhas nativo (AE) e de fécula de batata nativa (FBT) numa proporção de 80/20. O amido de ervilhas tem um teor de amido superior a 95%, um teor de proteínas de 0,30% e de substâncias coloidais inferior a 1 £ _L o . O teor de amilose do referido amido é de 35,7%.

As duas composições obtidas, nomeadamente úteis na colagem de um cartão ondulado chamado de "Tripla Canelura", são comparadas com uma formulação convencional que utiliza, na parte primária amido de milho nativo AM e na parte secundária fécula de batata nativa FBT.

Os parâmetros essenciais são os seguintes: Amido de ervilha (AE) WO 2004/044082 Amido de ervilha (AE) + Fécula de batata (FBT) (inventiva) Amido de milho (AM)/Fécula de batata (FBT) parte primária: água 370 mL 370 mL 370 mL amido AE:35 g AE:33 g AM:42 g aquecimento 32 °C 32 °C 32 °C soda pura/água 6,3 g/10 mL 6,2 g/10 mL 4,6 g/10 mL Agitação 11 minutos 11 minutos 11 minutos parte secundária: água 665 mL 665 mL 665 mL amido AE: 414,5 g AE: 333 g FBT: 83,5 g FBT: 407,5 g 20

Os parâmetros essenciais são os seguintes: Amido de ervilha (AE) WO 2004/044082 Amido de ervilha (AE) + Fécula de batata (FBT) (inventiva) Amido de milho (AM)/Fécula de batata (FBT) bórax 3,08 g 3,08 g 2,08 g agitação 12 minutos 12 minutos 12 minutos Viscosidade Lory 30 segundos 21,5 segundos 24,5 segundos Viscosidade 480 mPa.s 430 mPa.s 550 mPa.s Brookfield índice de 4,3 4,1 4,3 refracção

Efectua-se, no laboratório, uma colagem do tipo chamado "Dupla face":

Ponto de gelatinização - parte secundária após junção 45 °C Oh o O 48,5 °C Colagem verde - 95 °C em aparelho Strohlein tempo de abertura O.T. 0 tempo de abertura O.T. 5 17,5 s 12 s 16 s 12,9 s 12,9 s 11 s

Constata-se assim que para as composições obtidas e mantidas a temperatura baixa, aqui 32 °C, os ensinamentos do estado da técnica apresentada no pedido de patente internacional WO 2004/044082 não permitem evidenciar, no laboratório, interesse na utilização do amido de ervilhas, de modo geral, nem mesmo de uma mistura de amido de ervilhas a 80%/fécula de batata 21 a 20% utilizada na parte secundária.

Pelo contrário, as observações possíveis especificas das máquinas, especialmente em termos da velocidades da máquina e da qualidade da colagem, indicam claramente e nomeadamente na realização dos cartões chamados "duplo-duplo", "Tripla Canelura" e "quádrupla canelura", as vantagens da utilização do amido de ervilhas e das misturas de amido de ervilhas/fécula de batata nas proporções preconizadas na invenção.

Para além disso, os limites das composições do estado da técnica, quer preparadas a partir de amido de milho e de fécula de batata ou só de amido de ervilhas, são mais evidentes aquando do abaixamento ou de variações nos consumos energéticos como, por exemplo, os suscitados por um abaixamento da pressão do vapor de alimentação da máquina. 22

Exemplo 2:

Procede-se agora, para compreender o fenómeno constatado, a uma comparação directa numa máquina para o fabrico de cartões de chamada "Tripla Canelura" utilizando duas composições do tipo "Stein-Hall", ambas constituídas a partir de amido de ervilhas nativo na parte primária, e compreendendo respectivamente, na sua parte secundária, amido de ervilhas nativo ou uma mistura de acordo com a invenção, compreendendo 70% de amido de ervilhas nativo e 30% de fécula de batata nativa.

Efectua-se uma segunda comparação semelhante, a partir de uma formulação concebida para a colagem de cartão ondulado "duplo-duplo".

Matérias: primária secundária Formulação para Tripla Canelura (TC) Formulação para cartão Duplo-Duplo (DD) Parte primária:água 600 600 Amido de ervilhas 73 82 Aquecimento 30 °C U) O o O Soda 29 litros 29 litros agitação 15 minutos 15 minutos secundária: água 1500 1575 Bórax (Ia adição) 5 4 Matéria amilácea A:AE 775 B:AE 542,5 + A:AE 665 B:AE 458,5 + FBT 232,5 FBT 196,5 Bórax (2a adição) 5 4 agitação 15 minutos 15 minutos Total: água 2100 2175 Total amilácea 848 737 Matéria seca total 28,8% 26,5% 23

Matérias: primária secundária Formulação para Tripla Canelura (TC) Formulação para cartão Duplo-Duplo (DD) Viscosidade Lory Temperatura de gelatinização 30 segundos 48 °C 27 segundos 49 °C

No caso da utilização de composições do tipo "B", compreendendo na parte secundária uma mistura de amido de ervilhas e de fécula de batata na proporção de 70/30, constata-se na máquina um aumento muito acentuado da velocidade da máquina em comparação com a composição do tipo "A". É aumentada em, aproximadamente, 50% para uma regulação idênticas das mesas de aquecimento. O ganho na produção registado traduz uma necessidade sensivelmente inferior de energia térmica para se obter uma colagem de qualidade no caso da utilização das formulações do tipo B de acordo com a invenção, em comparação com as formulações do tipo A. O balanço energético surge assim muito favorável para a mistura de amido de ervilhas e de fécula de batata.

Constata-se, por outro lado, que as formulações A e B apresentam caracteristicas reológicas semelhantes e que consequentemente é possivel conservar o mesmo depósito de cola e espessura da película.

Exemplo 3:

Prepara-se duas composições adesivas do tipo Stein-Hall, concebidas para a colagem de cartões duplo-duplo ("DD"), 24 compreendendo ambas amido de milho nativo só na parte primária. A formulação C compreende, na parte secundária, uma mistura de amido de milho nativo e de fécula de batata nativa.

Comparativamente, a formulação D contém na parte secundária uma mistura de amido de milho nativo e de amido de ervilhas nativo.

Matérias: primária secundária Formulação C -secundária: amido de milho - fécula de batata Formulação D -secundária: amidos de milho e de ervilhas Parte primária:água 960 960 Amido de milho 145 147 Aquecimento O O o 42 °C Soda 48 kg 45 kg agitação 15 minutos 15 minutos secundária: água 1710 1710 Bórax (Ia adição) 6 6 Matéria amilácea AM: 300 AM: 330 (40%) FBT: 600 AE: 500 (60%) Bórax (2a adição) 5 5 agitação 18 minutos 18 minutos Total: água 2670 2670 Total amilácea seca 884 860 Matéria seca total 23,35% 23,15% Viscosidade Lory 25 segundos 25 segundos Temperatura de gelatinização 51 °C 51 °C

Na máquina, para velocidades idênticas e qualidades de 25 colagem comparáveis, observa-se que a utilização da formulação D, compreendendo a mistura de amido de milho e de amido de ervilhas nativos permite diminuir o depósito de cola e produzir um cartão mais seco.

Também aqui o balanço energético é muito favorável à mistura de acordo com a invenção compreendendo o amido de ervilhas e, desta vez, amido de milho.

Exemplo 4:

Prepara-se duas composições E, de acordo com a invenção, e F de acordo com o estado da técnica compreendendo na parte secundária, respectivamente, uma mistura de amido de milho nativo/amido de ervilhas nativo e uma mistura de amido de milho nativo/fécula de batata nativa. A formulação E apresenta, além disso, uma parte primária constituída também por uma mistura de amido de milho nativo/amido de ervilhas nativo, sendo este último maioritário, enquanto que a formulação F não contém a não ser amido de milho nativo na parte primária.

Estas composições são úteis para a colagem dita simples ("SF") . 26

Matérias: primária secundária Formulação E -primária e secundária: AM/AE Formulação F -secundária: AM/FBT Parte primária:água Matéria amilácea 1200 AE: 100 (62,5%) AM: 60 (37,5%) 1200 AM: 167 Aquecimento O O O 33 °C Soda 52,5kg 48 kg agitação 15 minutos 15 minutos secundária: água 2100 2100 Bórax (Ia adição) 7,8 7,8 Matéria amilácea AM: 650 (74%) AE: 230 (26%) AM: 805 FBT: 250 Bórax (2a adição) 5,4 5,4 agitação 15 minutos 15 minutos Total: água 3300 3300 Total amilácea seca 915 1060 Matéria seca total 20,7% 23,1% Viscosidade Lory Temperatura de gelatinização 18 segundos 52 °C 18 segundos 52 °C

Também aqui o balanço energético é favorável. Exprime-se de forma diferente fazendo notar que para uma mesma velocidade de produção, a qualidade da colagem é sensivelmente superior com a composição E de acordo com a invenção em comparação com a formulação F. 27

Exemplo 5:

As duas composições E e F do exemplo 4 são agora utilizadas para a colagem de uma micro-canelura de tipo G. Para se obter uma colagem satisfatória com a formulação F, é necessária a utilização de todas as mesas de aquecimento da máquina, quer dizer 20 mesas alimentadas com vapor a 14 bar. Em comparação, a formulação E permitiu modificar muito o perfil de aquecimento. De facto, foi possível reduzir a pressão do vapor para 5 bar para as primeiras quatro e as últimas seis mesas.

Exemplo 6:

Foi tentado um ensaio industrial para estabelecer os desempenhos comparativos entre, por um lado, só o amido de ervilhas, utilizado nas partes primária e secundária e, por outro lado, uma mistura de 50% de amido de ervilhas e 50% de fécula de batata, também ela utilizada tanto na parte primária como na parte secundária.

Escolheu-se estes dois tipos de composições num ensaio considerado como especialmente difícil, isto é, com duas qualidades distintas reforçadas de cartão chamado "duplo-duplo".

Utilizando preparações com 33% de matérias secas, apresentando um ponto de gelatinização próximo de 48 °C, estabelece-se facilmente a superioridade da composição contendo a mistura.

De facto, o ganho de velocidade atinge 40 metros por minuto. Esta vantagem é atribuída nomeadamente à eficácia acrescida, quando a mistura contém fécula de batata, do pré- aquecimento das coberturas, quando existe, bem como à 28 gelatinização mais rápida da parte secundária.

Os três primeiros exemplos ilustram o interesse que apresentam, numa preparação do tipo "Stein-Hall", as misturas preparadas a partir de amido de ervilhas, quando são utilizadas na parte secundária da composição, quer sejam do tipo "amido de leguminosas - amido de tubérculos" ou "amido de leguminosas -amido de cereais".

Os três exemplos seguintes relacionam-se com composições em que as misturas estão presentes simultaneamente na parte primária e na parte secundária.

As composições contendo misturas de acordo com a invenção apresentam comportamentos reológicos melhorados, bons desempenhos de colagem e/ou vantagens financeiras em comparação com o estado da técnica. A conclusão permanece válida quando são comparadas com composições compreendendo só amido de ervilhas na parte primária e/ou na parte secundária.

Exemplo 7:

Prepara-se uma composição adesiva do tipo "Minocar", utilizando só amido de ervilhas nativo AE, de acordo com os ensinamentos do documento WO 2004/044082. O amido de ervilhas é o do exemplo 1, com um teor de amido superior a 95%, um teor de proteínas de 0,30% e um teor de substâncias coloidais inferior a 1%. O teor de amilose é 35,7%.

De acordo com o principio deste método, no laboratório, procede-se ao inchamento somente parcial e controlado em água, ao contrário do processo "Stein-Hall" em que o amido primário é 29 cuidadosamente gelatinizado, de uma quantidade relativamente grande de amido, que vai constituir a parte primária ou base.

Os elementos relativos à preparação da parte primária da composição são os seguintes:

Primária: Água 765 Amido de ervilhas 143 Temperatura 33 °C Soda/água (g/g) introduzida em 5 minutos 4,9/10 A mistura é agitada a 1750 rotações/minuto. A reacção é parada após 9 minutos por adição de água destinada à parte secundária.

Secundária: Água 209 Amido de ervilhas 285 Água 79 Bórax 4, 0 A preparação, agora completa, é agitada durante 15 minutos a 1750 rotações/minuto.

Em seguida efectua-se as determinações das viscosidades convencionais que são as viscosidades Lory e Brookfield.

Elas são, respectivamente, de 19,5 segundos e 2425 mPa.s, o que traduz a obtenção de uma composição que apresenta uma textura extremamente curta. Desta única observação, pode 30 deduzir-se que é totalmente imprópria para a aplicação.

Esta realidade de não conformidade pode ser expressa por uma razão B/L (Viscosidade Brookfield/Viscosidade Lory) que, igual a 124, está muito afastada das normas utilizadas pela requerente, que estão aproximadamente na gama de 40-50.

Exemplo 8 :

Procede-se então a uma comparação entre composições tendo, respectivamente, tanto na parte primária como na parte secundária: só amido de ervilhas (formulação Ml), uma mistura de 75% de amido de ervilhas - 25% de fécula de batata (formulação M2), uma mistura de 50% de amido de ervilhas - 50% de fécula de batata (formulação M3).

Estas três formulações resultam em composições que apresentam as seguintes caracteristicas: 31

Ml M2 M3 Primária: Água 765 765 765 Amido de ervilhas 143 107,25 71,5 Fécula de batata 0 35, 75 71,5 Temperatura 33 °C 33 °C 33 °C Soda/água (g/g) 5,1/10 5,1/10 4,9/10 Velocidade de agitação (rpm) 800 800 800 Tempo de reacção (minutos) 10,5 9 7

Para parar a reacção, adiciona-se água da parte secundária com agitação forte (1750 rotações/minuto).

Ml M2 M3 Secundária: Água 209 209 209 Amido de ervilhas 285 213,75 142,5 Fécula de batata 0 71,25 142,5 Água 79 79 79 Bórax 4 4 4

Mantém-se a agitação durante 15 minutos. As viscosidades e a razão B/L são as seguintes: 32

Ml M2 M3 Viscosidade Lory (segundos) 16,5 18 19 Viscosidade Brookfield 2550 990 700 (mPa.s) Razão B/L 154,5 55 37 Ponto de gelatinização 45 °C Oh o O 46 °C

Enquanto isto confirma que a textura da composição do tipo "Minocar", só com amido de ervilhas, é desadequada, verifica-se que bastam 25% de fécula de batata para restabelecer uma razão B/L adequada.

Para além disso, e isto é especialmente verdade para a mistura 50/50, as composições de acordo com a invenção permitem uma melhor molhagem das coberturas, especialmente quando há pré-aquecimento na alimentação da máquina. A velocidade de toma da cola é então melhorada.

Ainda mais particularmente, essas formulações permitem, tal como as composições do tipo "Stein-Hall", reduzir muito o gasto energético ao mesmo tempo que permitem um aumento da velocidade da máquina.

Exemplo 9:

Prepara-se duas composições PI e P2, do tipo "Pristim", em que a parte primária é produzida por acção térmica, na ausência de um agente alcalino. PI é obtida a partir só de amido de ervilhas nativo do exemplo 1 e P2 utilizando nas partes primária e secundária uma 33 mistura compreendendo 50% de amido de ervilhas e 50% de fécula de batata. PI (estado da P2 (de acordo técnica) com a invenção) Primária: Água a 50 °C 618 618 Matéria amilácea 73 80 1° aquecimento agitação 2000 rpm 66 °C - 2 min 64 °C - 2 min 2o aquecimento agitação 2000 rpm 72 °C - 3 min 70 °C - 2 min Secundária: água 1103 1103 Bórax 3 3 Matéria amilácea 742 735 Soda/água 2,5/221 3,5/221 Bórax 3 3 Agitação 2000 rpm 10 min 10 min

Neste estádio da preparação só, nota-se que as temperaturas necessárias à gelatinização são já com PI relativamente baixas, em comparação com as que é necessário atingir com as outras matérias amiláceas, nomeadamente, com os amidos de cereais, de milho ou de trigo.

Com P2 e a adição de fécula de batata à mistura utilizada, a temperatura de gelatinização é ainda mais baixa, de 2 °C ou mais.

Estas condições de preparação permitem, em escala industrial, uma armazenagem a uma temperatura suficientemente baixa (cerca de 35 °C) para que não seja necessário prever uma instalação adequada para manutenção da temperatura, tal como o isolamento da cuba.

As caracteristicas de viscosidade, por escoamento (Lory) e 34 cisalhamento (Brookfield), bem como a razão B/L, são: PI P2 Viscosidade Lory (segundos) 15 17 Viscosidade Brookfield (mPa.s) 690 590 Razão B/L 46 35

Estes dados permitem prever que o comportamento das composições preparadas de fresco vai ser satisfatório.

As composições PI e P2 são além disso submetidas a um ensaio de envelhecimento por armazenagem durante 24 horas à temperatura ambiente, e são depois submetidas a um cisalhamento de 2000 rpm de modo a simular as condições operatórias numa máquina e observar a sua reactividade na reposição em serviço após paragem e/ou tempo de armazenagem. PI P2 5 minutos a 2000 rpm Viscosidade Lory (segundos) Determinação impossível 46 Viscosidade Brookfield (mPa.s) 4500 1020 Razão B/L5 — 22 10 minutos a 2000 rpm Viscosidade Lory (segundos) Sup. a 60 27,5 Viscosidade Brookfield (mPa.s) 3900 910 Razão B/Lio — 33 15 minutos a 2000 rpm Viscosidade Lory (segundos) 41 20 Viscosidade Brookfield (mPa.s) 2850 780 Razão B/L15 69,5 39 35

Estes ensaios de envelhecimento e de reutilização das preparações mostram que a composição de acordo com a invenção é mais adequada do que a composição que contém só amido de ervilhas.

Liboa, 21 de Setembro de 2007 36

Claims (7)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Composição adesiva aquosa destinada à colagem de cartão ondulado e compreendendo as chamadas partes primária e secundária preparadas separadamente, caracterizada por a parte secundária, preparada a partir de e constituída por amidos não gelatinizados e/ou amidos inchados, compreender essencialmente um produto de mistura de amidos de leguminosas e de amidos de cereais e/ou de tubérculos tal que a proporção entre amido de leguminosas e amido de cereais e/ou de tubérculos está compreendida entre 30/70 e 90/10, de um modo preferido compreendido entre 40/60 e 80/20, de um modo mais preferido compreendido entre 45/55 e 75/25.
2. 2. Composição de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por a parte primária, preparada a partir de e constituída por amidos gelatinizados e/ou amidos inchados, compreender essencialmente um produto de mistura de amidos de leguminosas e de amidos de cereais e/ou de tubérculos tal que a proporção entre amido de leguminosas e amido de cereais e/ou de tubérculos está compreendida entre 30/70 e 90/10, de um modo preferido compreendida entre 40/60 e 80/20, de um modo mais preferido compreendida entre 45/55 e 75/25.
3. 3. Composição de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada por o amido de leguminosas e, em particular o amido de ervilhas, ter: - um teor de amido superior a 90% (seco/seco), de um modo preferido superior a 95%, de um modo mais preferido superior a 98%, 1 - um teor de matérias coloidais e de resíduos fibrosos inferior a 1% (seco/seco), - um teor de proteínas inferior a 1%, preferencialmente, inferior a 0,5%, de um modo preferidoainda compreendida entre 0,1 e 0,35% (seco/seco). Composição de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 3, caracterizada por o amido de leguminosas, nomeadamente o amido de ervilhas, apresentar um teor de amilose compreendido entre 15 e 60%, de um modo preferidoentre 20 e 55%, de um modo mais preferido entre 30 e 52%. Composição de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 4, caracterizada por compreender entre 10 e 40%, em peso, do produto de mistura em relação à totalidade da referida composição. Composição de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 5, caracterizada por o produto de mistura de amido ser uma mistura de amidos de leguminosas e de um amido essencialmente proveniente de tubérculos, nomeadamente de batata. Composição de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizada por estar numa forma comercial seca, isto é, que não contém água para além da água contida nos seus componentes. Composição de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 7, caracterizada por compreender: 0,3 a 5%, em peso, de uma substância alcalina, em 2 relação a totalidade da referida composição. 0,01 a 5%, em peso, em relação ao amido total, de bórax ou de qualquer outro composto químico contendo boro.
4. 9. Processo de preparação de cartão ondulado, caracterizado por compreender pelo menos uma vez um dos passos seguintes: aplicação nas extremidades das caneluras de uma tira de papel pré-formada, de uma composição de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8, aplicação de um papel ou cartão plano nas extremidades das caneluras assim revestidas com a composição, secagem.
5. 10. Cartão ondulado caracterizado por compreender uma composição de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 8.
6. 11. Cartão ondulado de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por apresentar uma resistência à água de acordo com os critérios definidos pelo ensaio FEFCO n° 9.
7. 12. Utilização para a colagem de cartões ondulados de um produto de mistura de amidos de leguminosas, nomeadamente de ervilhas, e de amidos de cereais e/ou de tubérculos, estando a proporção entre amido de leguminosas e amido de cereais e/ou de tubérculos compreendida entre 30/70 e 90/10, de um modo preferido compreendida entre 40/60 e 80/20, de um modo mais preferido compreendida entre 45/55 e 75/25, e tendo o amido de ervilhas um teor de amilose compreendido entre 15 e 60%, de um modo preferido entre 20 3 e 55%, de um modo mais preferido entre 30 e 52 Lisboa, 21 de Setembro de 2007 4