ES2931774T3

ES2931774T3 - Papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente

Info

Publication number: ES2931774T3
Application number: ES19219126T
Authority: ES
Inventors: Elisabeth Schwaiger; Paulus Goess
Original assignee: Mondi AG
Current assignee: Mondi AG
Priority date: 2019-12-20
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2023-01-02
Anticipated expiration: 2039-12-20
Also published as: HUE060592T2; CA3162972A1; BR112022009225A2; PT3839138T; JP2023508896A; PL3839138T3; SI3839138T1; UY38985A; EP3839138A1; FI3839138T3; EP3839138B1; US20230022704A1; MX2022007603A; CN115038836B; AR120792A1; WO2021122779A1; AU2020406642A1; CN115038836A; ZA202205435B

Abstract

En el caso de un papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente compuesto esencialmente de celulosa y de coadyuvantes de producción necesarios para la producción de celulosa, tales como ajustadores del valor de pH a base de ácidos y/o bases, el papel contiene exclusivamente celulosa con longitudes de fibra de al menos 2,0 mm en el promedio ponderado de longitud, en particular al menos 2,5 mm en el promedio ponderado de longitud, la pulpa que constituye el papel también es una pulpa molida de alta consistencia y posiblemente de baja consistencia molida, un la proporción de finos en el papel se establece en valores inferiores al 6,5% y el pH del papel se encuentra en el rango pseudoneutro en particular a valores por debajo de 7,5, preferiblemente a valores entre 6,6 y 7,4 y un alargamiento del papel en el la dirección de la máquina es <= 3%. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente

La presente invención se refiere a un papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente constituido esencialmente por celulosa y adyuvantes de fabricación necesarios para la producción de celulosa, como agentes de ajuste del valor de pH basados en ácidos y/o bases constituidos esencialmente por celulosa, así como por adyuvantes de fabricación absolutamente necesarios para la producción de celulosa, como agentes de ajuste del valor de pH basados en ácidos y/o bases.

Los papeles especiales permeables al vapor de agua y resistentes al agua caliente, que se utilizan como filtros de café, filtros de té o para otros fines de uso y que también se denominan papeles de extracción en caliente, deben cumplir determinados requisitos, especialmente cuando se utilizan en el sector alimentario. No solo la materia prima utilizada, en este caso las astillas de madera, o bien la celulosa, sino también los aditivos están normalizados exactamente y solo pueden seleccionarse entre un número muy reducido de sustancias determinadas.

Dependiendo del fin de uso seleccionado, las listas de aditivos son diferentes y en particular es necesario que, después de la extracción con agua caliente, el residuo seco total del extracto no sobrepase una cantidad de 10 mg/dm2 y, en particular, debe prescindirse en gran medida de los aditivos utilizados habitualmente en la producción de papel.

En este contexto, se ha descubierto que los requisitos difieren según el fin de uso posterior y que los papeles que son adecuados, por ejemplo, para la preparación de té, no se pueden usar como bolsas para cocinar.

Sin embargo, además de los filtros de café y té convencionales, en la técnica también se conocen una serie de papeles especiales que pueden o deben usarse, por ejemplo, para la producción de vasos para beber en los que se puede tomar café caliente, o bien té caliente o sopa. Por ejemplo, por el documento EP 1985437 A1 se ha dado a conocer un procedimiento con el que el papel se procesa para dar vasos para beber y similares, pudiéndose usar este papel, inmediatamente tras su moldeo, en el sector alimentario, por ejemplo, para café caliente o té caliente.

Además de los filtros de café convencionales, recientemente se ha incrementado la demanda de cápsulas, en las que está contenido el café a escaldar, ya que las máquinas que pueden alojar dichas cápsulas y así preparar café o té se emplean cada vez más no solo en el mercado industrial, sino también en los hogares privados en particular. Cuando se utilizan dichas máquinas, se produce un número excesivamente elevado de cápsulas de plástico o cápsulas de metal usadas, o bien cápsulas de ambos materiales, la mayoría de las cuales actualmente se desechan, o bien se consideran residuos peligrosos. Debido a la creciente problemática de los residuos plásticos, que se encuentran en los lugares más inaccesibles, como en medio del océano, el plástico debe desecharse de tal manera que se recicle y de este modo se reduzca la problemática creciente tanto como sea posible. Las cápsulas metálicas, especialmente las cápsulas de aluminio, son extremadamente caras y requieren un elevado gasto de energía en su producción, por lo que existe una necesidad de un nuevo tipo de recipientes para cafeteras que trabajan con cápsulas, con el que se pueda escaldar café con cápsulas llenas de café sin tener que someter las cápsulas consumidas a un procesamiento complejo y sin que exista un riesgo para el medio ambiente.

Por el documento EP 0 422 898 A1 se conoce un diseño optimizado para una cápsula de café que contiene dos papeles de filtro de corte redondo, uno de los cuales se puede estirar al menos un 3% y el otro representa un papel que forma una superficie superior de la cápsula, impregnado con un agente de sellado, como polietileno o polipropileno, para hacerlo sellable.

Además, recientemente ha aumentado la demanda de recipientes que contienen alimentos ya preparados, como recipientes para sopa, vasos de yogur, así como sus tapas, y recipientes para, por ejemplo, mezclas para hornear, en los que los productos están listos para el consumo o pueden terminarse directamente en el envase. Por razones de protección del medio ambiente, hay cada vez menos demanda de recipientes, o bien cubiertas de recipientes, fabricados a partir de plástico, y en especial los recipientes de papel tienen una demanda cada vez mayor como alternativa.

La invención ahora tiene como objetivo proporcionar un papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente que se pueda utilizar para la producción de bolsas monodosis para sustancias consumibles extraíbles con calor, como leche, té, cacao, aromas y similares, así como superficies de cubierta para recipientes de bebidas calientes, como recipientes de sopa, cápsulas de té y café y similares, o también recipientes, cubiertas o envases apropiados para la preparación en caliente de los más diversos alimentos y que también se pueda utilizar directamente para el envasado de los más diversos alimentos líquidos, cremosos o pastosos.

Para resolver este problema, el papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente según la invención se caracteriza esencialmente porque el papel contiene exclusivamente celulosa con longitudes de fibra de al menos 2,0 mm en media ponderada por longitud, en particular en menos 2,5 mm en media ponderada por longitud, por que la celulosa que forma el papel es una celulosa triturada de alta consistencia a una densidad de material de 30 - 35 % y posiblemente triturada de baja consistencia a una densidad de material de 4 - 6 %, por que en el papel se ajusta una proporción de sustancias finas constituida por fibras de celulosa a valores inferiores a 6,5% y por que el valor de pH en el intervalo pseudoneutro se ajusta en particular a valores inferiores a 7,5, preferentemente a valores entre 6,6 y 7,4, y por que un alargamiento del papel en la dirección de la máquina es ^ 3%. Al seleccionar papel que contiene celulosa con longitudes de fibra de al menos 2,0 mm en media ponderada por longitud, en particular al menos 2,5 mm en media ponderada por longitud, es posible producir un papel cuya resistencia a la tracción, o bien resistencia al estallido, es claramente elevada en comparación con papeles convencionales. Ajustando la proporción de sustancias finas en el papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente de forma que sea inferior a 6,5 %, se puede garantizar, por un lado, la permeabilidad al aire requerida del papel y, por otro lado, se puede ajustar selectivamente el tamaño de poro del papel. Mediante ajuste del valor de pH al intervalo pseudoneutro, es decir, a valores inferiores a 7,5 y preferiblemente a valores en el intervalo de 6,6 a 7,4, el papel no solo es adecuado como papel de extracción en caliente para bebidas calientes y sopas, sino que también puede usarse, por ejemplo, para complementos alimenticios extraíbles en caliente o similares, o directamente para la producción de recipientes y/o sus cubiertas para alimentos líquidos, pastosos o cremosos.

Debido a que la celulosa que forma el papel es celulosa triturada de alta consistencia y posiblemente de baja consistencia, el alargamiento del papel en la dirección transversal se puede aumentar significativamente en comparación con la dirección longitudinal, y además puede garantizarse que, en el caso de uso de celulosa sin blanquear, se eliminen las virutas contenidas habitualmente en esta. Por lo tanto, según la invención, la celulosa que forma el papel ha sido sometida a una trituración de alta consistencia con una densidad de material entre 30 % y 35 %, así como, en caso dado adicionalmente, a una trituración de baja consistencia con una densidad de material entre 4 % y 6 %.

En el ámbito de esta solicitud, cuando se selecciona el término "papel", se entiende un "papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente", que se utiliza tanto como recipiente o sus componentes y cubiertas, en particular para alimentos líquidos, cremosos o semisólidos, antes, después o durante su producción, así como también clásicamente como papel de extracción en caliente, por ejemplo para la preparación de café o similares.

Para un papel particularmente plano y que presenta al mismo tiempo las propiedades de resistencia requeridas, las propiedades de alargamiento se establecen esencialmente de tal manera que una relación de un alargamiento de rotura en la dirección de la máquina (DM) : un alargamiento de rotura en dirección transversal (CD) no es mayor que 1:5,5, especialmente no es mayor que 1:4,5.

Limitando aún más el alargamiento, en particular el alargamiento de rotura, del papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente en la dirección de la máquina a valores < 3 % y preferiblemente limitándolo a valores entre 1,5 % y 3%, es posible producir un papel que, a pesar del alargamiento relativamente grande en la dirección transversal de hasta 9,5 %, asegura una buena planeidad y, por lo tanto, es adecuado, por ejemplo, para tapas o cubiertas para recipientes de sopa, cápsulas de café, recipientes para productos lácteos o también como recipientes para mezclas para hornear y similares. A pesar de este bajo alargamiento en la dirección de la máquina, con un papel de este tipo es posible proporcionar la estructura del papel requerida para la extracción en caliente también bajo presión, como resultado de lo cual se puede formar un papel dimensionalmente estable y duradero que no se rasga en la aplicación de temperaturas y presiones elevadas, o bien cuya estructura fibrosa no se destruye.

Se entiende por celulosa con longitudes de fibra de al menos 2,5 mm en media ponderada por longitud celulosas cuyas longitudes de fibra ascienden a 2,5 mm en valor medio, siendo las desviaciones del valor medio lo más reducidas posible y preferiblemente no superiores a ± 0,8 mm, en particular no superiores a ± 0,4 mm y de modo especialmente preferible no superiores a ± 0,2 mm.

Al usar una celulosa con longitudes de fibra ponderadas por longitud de al menos 2,0 mm en media ponderada por longitud, en particular 2,5 mm en media ponderada por longitud, se suprime la proporción de sustancias finas con longitud de fibra extremadamente reducida constituida por fibras de celulosa. Con un papel de este tipo es posible, en particular, lograr propiedades constantes que son adecuadas para el uso, por ejemplo, como tapa para cápsulas de café o similares a presiones más altas, sin tener que temer un arrastre de sustancia fina no deseada, o bien fibras, en la bebida preparada con él. Si se tiene en cuenta que existen prescripciones muy detalladas para la producción de bebidas calientes, qué componentes puede tener un papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente y, en particular, qué cantidades de extracto de los adyuvantes de producción, o bien aditivos puede contener el producto final, para el especialista es inmediatamente evidente que el número de aditivos no solo debe limitarse debido a los requisitos legales, sino que, en particular, debe garantizarse que el papel no contenga casi ningún aditivo que no sea absolutamente necesario y, en particular, también debe garantizarse de que no se pueda arrastrar ningún tipo de impureza procedente de la propia celulosa a la bebida producida con este. A este respecto, también se debe prestar especial atención a que el papel este exento de aluminio para que sea permitido para fines de uso que requieran un contacto con alimentos.

Para una mejora ulterior de la idoneidad alimentaria del papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente se utiliza papel exento de virutas sin blanquear. Para la consecución de una ausencia de virutas de papel, la celulosa que forma el papel se somete a una trituración de alta consistencia durante la producción del papel, en particular a una trituración de alta consistencia en el intervalo de 130 a 190 kWh/t, preferiblemente alrededor de 170 kWh/t, trituración que posibilita eliminar todas las virutas de la celulosa y, no obstante, evita simultáneamente un alargamiento excesivo de las fibras de celulosa en la dirección transversal. Las virutas representan artefactos en la superficie del papel y, en ocasiones, tienen un efecto negativo en el procesamiento posterior. En la estructura del papel deben evitarse las virutas tanto por razones ópticas como también por razones de resistencia. Un procedimiento para la determinación del contenido en virutas se describe en Tappi T275 - Somverville Shive Content. El papel de la presente invención dispone de un contenido en virutas de <0,01% con una anchura de ranura de 0,15 mm, medida según Tappi T275.

Sorprendentemente, ha sido posible producir un papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente en el que se pudo prescindir de la adición de adyuvantes de producción, como antiespumantes, agentes de control de depósitos, almidón, agentes de fijación, agentes de encolado, materiales de relleno o similares y que aun así se puede producir en una máquina de papel moderna de alta velocidad, que presenta velocidades de máquina de hasta 900 m/min, sin que la máquina tenga que funcionar claramente por debajo de la velocidad máxima. Normalmente, la velocidad de la máquina sólo puede aumentarse mediante adición de adyuvantes de producción conocidos por el estado de la técnica, lo que podría evitarse mediante la selección especial de las sustancias de empleo y su disgregación y procesamiento.

Por lo tanto, correspondientemente a la invención, el papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente se perfecciona de tal manera que, durante su producción, como agente de ajuste del valor de pH únicamente se utilizan ácidos y bases inorgánicos, como ácido sulfúrico (H²SO⁴) e hidróxido sódico (NaOH). A este respecto es importante que, en particular, el contenido en cloruro se mantenga bajo para evitar la introducción de cloruro fácilmente soluble en el producto final por medio del agua caliente durante las extracciones. Asimismo se debe limitar el contenido en nitrógeno en el extracto acuoso, ya que un mayor contenido de nitrógeno podría alterar el sabor de la bebida producida con el papel, una pastel precocinado o similares. Por lo tanto, el contenido en compuestos nitrogenados eliminables a 220°C, determinado mediante fotometría después de disgregación de Kjeldal según la norma DIN 38406-E5-1:1983-10, se limita preferiblemente a <0,025 mg/g de material seco.

Según un perfeccionamiento de la invención, la celulosa se selecciona a partir de celulosa de maderas de coniferas seleccionadas a partir del grupo abetos, piceas, pinos, alerces y abetos de Douglas. Se sabe que las maderas de coniferas tienen fibras largas y normalmente se utilizan en particular para la producción de papeles que deben poseer una alta resistencia a la tracción. Según la invención, se intenta seleccionar una celulosa que no sólo sea ponderada pon longitud, sino que preferentemente también provenga de un mismo tipo de madera o de mezclas de dos tipos definidos de madera, tales como mezclas de abeto y pino.

Según un perfeccionamiento de la invención, la celulosa para el papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente se selecciona de tal manera que hasta el 15 %, preferiblemente hasta el 10 %, en particular alrededor del 5 % de la celulosa de madera de coniferas se reemplaza por celulosa de madera dura, seleccionadas a partir del grupo de haya, roble, álamo temblón, álamo, acacia, aliso, arce, castaño, tupelo, sicómoro, tilo y eucalipto o mezclas de dos o más de los mismos. Para mantener las propiedades del papel esencialmente inalteradas, hasta el 15 %, preferiblemente hasta el 10 %, en particular alrededor del 5 % de la celulosa se puede reemplazar por celulosa de maderas duras, que presenta una longitud de fibra más corta que la de las maderas de coniferas. A pesar de esta sustitución, según la invención es posible en particular mantener las propiedades de alargamiento de rotura del papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente.

Un papel de este tipo según la invención, como corresponde a un perfeccionamiento, puede presentar pesos por superficie entre 40 y 100 g/m2, preferiblemente de 50 a 80 g/m2. En este caso, el peso por superficie se selecciona en función del uso previsto, como calentamiento o extracción, presión a aplicar, o bien duración y tipo de aplicación, y se sitúa frecuentemente en el intervalo de aproximadamente 60 a 80 g/m2.

Con el fin de ser apropiado con seguridad para todos los requisitos para una extracción de alimentos, o bien bebidas, según un perfeccionamiento de la invención, el papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente se selecciona de tal manera que un contenido en cloruro de un extracto de agua caliente del papel es inferior a 0,7 mg/l y un contenido en aluminio de un extracto de agua caliente del papel es inferior a 0,1 mg/l. En particular, la reducción del contenido en aluminio procedente de los adyuvantes, así como el bajo contenido en cloruro, posibilita un uso del papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente en el campo de alimentos y bebidas.

En particular, para mantener, o bien conseguir con seguridad la lisura superficial deseada de un papel de este tipo, el papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente se perfecciona en el sentido de estar opcionalmente calandrado de manera adicional. El paso facultativo de calandrado, en particular por medio de una calandria de nip suave o calandria de nip largo y de modo particularmente preferible por medio de una calandria de zapata, permite un alisado de la superficie del papel sin perjudicar demasiado al mismo tiempo la resistencia al estallido, las propiedades de alargamiento en la dirección de la máquina, así como el valor de Gurley. La selección de una longitud de zapata de, por ejemplo, 50 a 170 mm en la calandra de zapata, presiones de nip de hasta 10 MPa, una temperatura superficial del rodillo de calandrado de hasta 280 °C tienen un efecto positivo sobre el comportamiento de alisado y la capacidad de impresión deseados del papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente. En el caso de uso de una calandria de nip suave o una calandria de nip largo y, en particular, una calandria de zapata, es convienente asegurarse de que las cargas lineales del rodillo de la calandria no superen valores de 350 kN/m, preferiblemente 250 kN/m y en particular preferiblemente 250 kN/m, por lo que se puede lograr la deseada lisura y capacidad de impresión del papel para evitar una compresión excesiva del papel. En el caso de una calandria de nip largo y en particular de una calandria de zapata, los valores para las cargas lineales no deberían superar 700 kN/m, preferiblemente 600 kN/m y de forma especialmente preferida 500 kN/m.

Según un perfeccionamiento de la invención, para el papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente se utiliza una celulosa hervida con sulfato sin blanquear. Al utilizar celulosa sin blanquear, se evita el uso de agentes blanqueadores que de otro modo serían necesarios, lo que en general mejora significativamente la idoneidad del papel como bolsa que se tiene en pie o tapa para recipientes de extracción en caliente u otros recipientes en el sector de alimentos y bebidas, así como en el campo de los suplementos dietéticos.

Como corresponde a un perfeccionamiento de la invención, el índice de rigidez a la flexión en la dirección de la máquina corresponde a valores de 70 a 600 Nm6/kg3, en particular 170 a 400 Nm6/kg3 y de modo particularmente preferente 200 a 280 Nm6/kg3, lo que asegura por un lado que el papel presenta suficiente flexibilidad para no rasgarse durante el uso y por otro lado que la rigidez sea suficientemente elevada como para poder proporcionar, por ejemplo, bolsas autoportantes. En este contexto, también es importante el ajuste del índice específico de resistencia al desgarro. Como corresponde a un perfeccionamiento de la invención, este es esencialmente del mismo tamaño en las direcciones longitudinal y transversal y se sitúa en el intervalo de 10,0 mN.m2/g a 13,0 mN.m2/g.

Finalmente, por ejemplo para evitar con seguridad una absorción de agua de tal papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente y, por lo tanto, una humectación del producto contenido en él y/o para garantizar una correspondiente protección del aroma, la invención puede perfeccionarse en el sentido de que el papel presente configuración revestida. Para asegurar que al menos un revestimiento, a aplicar sobre papel en caso dado, se adhiera bien al papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente según la invención y no se despegue involuntariamente, la energía superficial del papel se ajusta a >33 mJ/m2, preferentemente > 35 mJ/m2, de modo particular preferible >38 mJ/m2. La energía superficial se entiende aquí como la suma de proporciones polares y dispersivas en el papel, así como en capas del papel cercanas a la superficie. La determinación de la energía superficial se efectuó con un aparato de medición Krüss, como líquidos de prueba se usaron agua y diyodometano. La diferencia entre el lado superior y el lado de tamiz del papel respecto a las energías superficiales asciende preferentemente a 3 mJ/m2, de modo particularmente preferible 2 mJ/m2. Esto asegura que ambos lados del papel se comporten de la misma manera en el caso de un revestimiento a aplicar y que los revestimientos no se desprendan involuntariamente, por ejemplo, en un lado. La energía superficial del papel resulta de la celulosa utilizada y de los adyuvantes de producción, absolutamente necesarios en la máquina de papel. Por lo tanto, su ajuste es posible, por ejemplo, mediante selección de la celulosa.

Un revestimiento del papel se puede efectuar, por ejemplo, mediante uno de los siguientes procedimientos seleccionados entre laminación, forrado o revestimiento o forrado por extrusión, revestimiento por dispersión o metalización. Con la excepción del proceso de metalización, en el caso de los materiales de revestimiento a utilizar para la formación de tales revestimientos se trata principalmente de plásticos que cumplen los requisitos de la legislación alimentaria para la extracción en caliente o la preparación en caliente, ya que también la combinación general de papel y revestimiento(s) debe cumplirlos. Se prefieren especialmente los plásticos que también son biodegradables, o bien compostables, como por ejemplo ácido poliláctico o alcoholes polivinílicos. No obstante, también se pueden utilizar otros materiales apropiados, como por ejemplo polietileno o polipropileno. Se puede recubrir una o ambas caras del papel y se puede utilizar un número y tipo diferente de plásticos, o bien materiales para el revestimiento de cada cara del papel. Los grosores de capa correspondientes deben adaptarse a los materiales respectivos y otras propiedades de barrera deseadas y se sitúan entre 5 y 25 gm, en particular 7 a 20 gm por capa y no son más gruesos que aproximadamente 50 gm en total.

El papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente se usa preferiblemente sin blanquear, pero en principio también es posible el uso de papel blanqueado, aunque esto es menos favorable que el uso de papel marrón natural debido a los agentes blanqueadores a utilizar en el procedimiento de producción.

El papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente se puede usar preferentemente en un procedimiento para la producción de cubiertas para el sellado de cápsulas para preparación de té y/o café y/o yogur y productos lácteos o también para la producción de bolsas autoportantes, por ejemplo para la preparación de sopas o la preparación de bebidas calientes, pudiendo estar contenidos también componentes como leche en polvo, té, chocolate y similares, que opcionalmente se disuelven de manera adicional en bebidas calientes.

La invención se explica con más detalle a continuación mediante ejemplos de realización. En cuanto a los parámetros utilizados para describir las propiedades de los productos fabricados, cabe señalar que para su medición, o bien determinación, se recurrió a las siguientes normas y que estas ya no se indican por separado a continuación:

Ejemplo 1

Producción de un primer papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente según la invención

Se utilizó celulosa al sulfato Kraft sin blanquear, que se produjo exclusivamente a partir de 80 % a 81 % de madera de abeto y 19 % a 20 % de madera de pino con un índice Kappa de 42, para la producción de papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente. En una máquina de papel para sacos, que funciona de forma pseudoneutra y con una velocidad máxima de >1000 m/min, y que se operaba con unos 504 m/min en particular para la producción de papel, se utilizó exclusivamente ácido sulfúrico al 98 % para la reducción y el ajuste del valor de pH. El agua de tamizado producida tiene un valor de pH de 6,2 a aproximadamente 7,5. No se deben usar productos químicos comúnmente utilizados en la fabricación de papel, como alumbre, almidón, agentes de control de depósitos, antiespumantes, talco o agentes de encolado, y las correspondientes aberturas de cierre de la planta se cierran al menos una hora antes del inicio de la fabricación del papel permeable al vapor y resistente al agua caliente para evitar con seguridad cualquier cantidad residual de estos materiales en el papel a producir. Además, las sustancias de captura de fibras se desplazan a otra máquina de papel o a otros contenedores de desechos para evitar una contaminación del papel con fibras de longitud corta. Este cambio ya se realiza varias horas, preferiblemente unas 3 horas antes del inicio de la producción. A este respecto, la máquina de papel se hace funcionar de tal manera que no se devuelven a la pulpa desechos propios, desechos secos ni recortes de bordes durante la producción del papel. Durante la producción, estas corrientes se conducen al denominado contenedor intermedio.

El material de partida se somete a una trituración de alta consistencia y a continuación a una trituración de baja consistencia, ajustándose la densidad de material entre 30 % y 35 % en el caso de trituración de alta consistencia y entre 4 % y 6 % en el caso de trituración de baja consistencia. Además, en el caso de una trituración de alta consistencia, el alargamiento en la dirección transversal y la trituración de baja consistencia se controlan correspondientemente a la consecución de la porosidad (Gurley) 17-20 s. En el ejemplo de realización indicado, las cargas de trituración específicas se sitúan entre 160-180 kWh/t en la trituración de alta consistencia y 120-145 kWh/t en la trituración de baja consistencia.

La máquina de papel está provista de un tamiz largo, en particular una sección de tamiz de Fourdrinier. El papel se prensa en una sección de prensa con dos nips convencionales y una prensa de zapata con una presión en el 1er nip de 55 kN/m, en el 2° nip de 75 kN/m y en la prensa de zapata con una presión de 500 kN/m. El secado del papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente se efectúa en una sección de secado con secado de slalom. El secado se efectúa hasta que se alcanza un valor objetivo de 7 % de humedad residual.

El papel así producido tenía:

una permeabilidad al aire (Gurley) de 17 s

un índice de rigidez a la flexión de 207 Nm6/kg3

un peso por superficie de 61 g/m2 y

un alargamiento de rotura de 1,92 % en la dirección de la máquina

un alargamiento de rotura de 6,25 % en la dirección transversal

Para comprobar las propiedades se prepararon 2 g de papel de una extracción en caliente mediante ebullición a reflujo con 100 ml de agua durante 1 hora correspondientemente a la norma: ISO 6588-2:2012. No se utilizó la disolución tampón/disolución de cloruro de potasio indicada en la norma.

El material fibroso se filtró y en el filtrado se determinaron el cloruro mediante cromatografía iónica y los iones de aluminio mediante espectrometría de absorción atómica. Se mostró que se podía obtener un contenido en cloruro de 0,62 mg/l y un contenido en aluminio de 0,079 mg/l. Se determinó un valor de pH de 6,8 en el filtrado.

El material fibroso tenía una longitud de fibra de 2,47 mm, una proporción de sustancias finas (fracción 0,05-0,5 mm) de 6,48 % y un contenido en virutas de 0,005 %.

La energía superficial ascendía a 40 mJ/m2 en el lado superior y a 42 mJ/m2 en el lado del tamiz.

Ejemplo 2

Producción de un segundo papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente según la invención

Se utilizó celulosa al sulfato Kraft, que se produjo exclusivamente a partir de 80 % a 81 % de madera de abeto y 19 % a 20 % de madera de pino con un índice Kappa de 41, para la producción de papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente. En una máquina de papel para sacos, que funciona de forma pseudoneutra y con una velocidad máxima de >1000 m/min, y que se operaba con unos 504 m/min en particular para la producción del papel, se utilizó exclusivamente ácido sulfúrico al 98 % para la reducción y el ajuste del valor de pH. El agua de tamizado producida tiene un valor de pH de 6,2 a aproximadamente 7,5. No se deben usar productos químicos comúnmente utilizados en la fabricación de papel, como alumbre, almidón, agentes de control de depósitos, antiespumantes, talco o agentes de encolado, y las correspondientes aberturas de cierre de la planta se cierran al menos una hora antes del inicio de la fabricación del papel para evitar con seguridad cualquier cantidad residual de estos materiales en el papel a producir. Además, las sustancias de captura de fibras se desplazan a otra máquina de papel o a otros contenedores de desechos para evitar una contaminación del papel permeable al vapor y resistente al agua caliente con fibras de longitud corta. Este cambio ya se realiza varias horas, preferiblemente unas 3 horas antes del inicio de la producción. A este respecto, la máquina de papel se hace funcionar de tal manera que no se devuelven a la pulpa desechos propios, desechos secos ni recortes de bordes durante la producción del papel. Durante la producción, estas corrientes se colocan en un denominado contenedor intermedio.

El material de partida se somete a una trituración de alta consistencia y a continuación a una trituración de baja consistencia, ajustándose la densidad de material entre 30 % y 35 % en el caso de trituración de alta consistencia y entre 4 % y 6 % en el caso de trituración de baja consistencia. Además, en el caso de una trituración de alta consistencia, el alargamiento en la dirección transversal y la trituración de baja consistencia se controlan correspondientemente a la consecución de la porosidad (Gurley) 17 a 20 s. En el ejemplo de realización indicado, las cargas de trituración específicas se sitúan entre 160 y 180 kWh/t en la trituración de alta consistencia y 120 a 145 kWh/t en la trituración de baja consistencia.

El papel así producido tenía:

una permeabilidad al aire (Gurley) de 15,1 s

un índice de rigidez a la flexión de 237 Nm6/kg3

un peso por superficie de 65 g/m2 y

un alargamiento de rotura de 1,77 % en la dirección de la máquina

un alargamiento de rotura de 7,69 % en la dirección transversal

El material fibroso se filtró y en el filtrado se determinaron el cloruro mediante cromatografía iónica y los iones de aluminio mediante espectrometría de absorción atómica. Se mostró que se podía obtener un contenido en cloruro de 0,66 mg/l y un contenido en aluminio de 0,052 mg/l. Se determinó un valor de pH de 6,7 en el filtrado.

El material fibroso tenía una longitud de fibra de 2,62 mm, una proporción de sustancias finas (fracción 0,05-0,5 mm) de 5,19 % y un contenido en virutas de 0,005 %.

La energía superficial ascendía a 39 mJ/m2 en el lado superior y a 41 mJ/m en el lado del tamiz.

Ejemplo 3

Producción de un tercer papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente según la invención

Se utilizó celulosa al sulfato Kraft al sulfato blanqueada, que se produjo a partir de 56 % a 60 % de madera de abeto y 25 % a 29 % de madera de pino y 15 % de abedul con un índice Kappa de <5, para la producción de papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente. En una máquina de papel para sacos, que funciona de forma pseudoneutra y con una velocidad máxima de aproximadamente 900 m/min, y que se operaba con 620 m/min en particular para la producción de papel, se utilizó exclusivamente ácido sulfúrico al 98 % para la reducción y el ajuste del valor de pH. El agua de tamizado producida tiene un valor de pH de 6,7 a aproximadamente 6,9. No se deben usar productos químicos comúnmente utilizados en la fabricación de papel, como alumbre, almidón, agentes de control de depósitos, antiespumantes, talco o agentes de encolado, y las correspondientes aberturas de cierre de la planta se cierran al menos una hora antes del inicio de la fabricación de papel para evitar con seguiridad cualquier cantidad residual de estos materiales en el papel a producir. Además, las sustancias de captura de fibras se desplazan a otros contenedores de desechos para evitar contaminar el papel con fibras cortas. Este cambio ya se realiza varias horas, preferiblemente unas 3 horas antes del inicio de la producción. A este respecto, la máquina de papel se hace funcionar de tal manera que no se devuelven a la pulpa desechos propios, desechos secos ni recortes de bordes durante la producción del papel. Durante la producción, estas corrientes se colocan en el denominado contenedor intermedio.

El material de partida se somete a una trituración de alta consistencia y a continuación a una trituración de baja consistencia, ajustándose la densidad de material entre 30 % y 35 % en el caso de trituración de alta consistencia y entre 4 % y 6 % en el caso de trituración de baja consistencia. Además, en el caso de una trituración de alta consistencia, el alargamiento en la dirección transversal y la trituración de baja consistencia se controlan correspondientemente a la consecución de la porosidad (Gurley) 17-20 s. En el ejemplo de realización indicado, las cargas de trituración específicas se sitúan entre 70-80 kWh/t en la trituración de alta consistencia y 40-50 kWh/t en la trituración de baja consistencia.

La máquina de papel está provista de un tamiz largo, en particular una sección de tamiz de Fourdrinier. El papel se produce en una sección de prensa con tres nips y se prensa con 60 kN/m en el 1er nip, con 90 kN/m en el 2° nip y con 95 kN/m en el 3er nip. El secado del papel se efectúa seca en una sección de secado con secado de slalom. El secado se efectúa hasta que se alcanza un valor objetivo de 7 % de humedad residual.

El papel así producido tenía:

una permeabilidad al aire (Gurley) de 19,2 s

un índice de rigidez a la flexión de 83 Nm6/kg3

un peso por superficie de 100 g/m2 y

un alargamiento de rotura de 2,12 % en la dirección de la máquina

un alargamiento de rotura de 7,83 % en la dirección transversal

Para comprobar las propiedades se preparó un extracto en caliente a partir de 2 g del papel mediante ebullición a reflujo con 100 ml de agua durante 1 hora correspondientemente a la norma: ISO 6588-2:2012. No se utilizó la disolución tampón/disolución de cloruro de potasio indicada en la norma.

El material fibroso se filtró y en el filtrado se determinaron el cloruro mediante cromatografía iónica y los iones de aluminio mediante espectrometría de absorción atómica. Se mostró que se podía obtener un contenido en cloruro de 0,69 mg/l y un contenido en aluminio de 0,038 mg/l. Se determinó un valor de pH de 6,8 en el filtrado.

El material fibroso tenía una longitud de fibra de 2,33 mm, una proporción de sustancias finas (fracción 0,05-0,5 mm) de 6,24 % y un contenido en virutas de 0,001 %.

La energía superficial ascendía a 44 mJ/m2 en el lado superior y a 46 mJ/m2 en el lado del tamiz.

Ejemplo 4

Producción de un cuarto papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente según la invención

Se utilizó celulosa al sulfato Kraft sin blanquear, que se produjo exclusivamente a partir de 80 % a 81 % de madera de abeto y 19 % a 20 % de madera de pino con un índice de Kappa de 44, para la producción de papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente. En una máquina de papel para sacos, que funciona de forma pseudoneutra y con una velocidad máxima de aproximadamente 900 m/min, y que se operaba con 605 m/min en particular para producir el papel, se utilizó exclusivamente ácido sulfúrico al 98 % para la reducción y el ajuste del valor de pH. El agua de tamizado producida tiene un valor de pH de 6,6 a aproximadamente 7,1. No se deben usar productos químicos comúnmente utilizados en la fabricación de papel, como alumbre, almidón, agentes de control de depósitos, antiespumantes, talco o agentes de encolado, y las correspondientes aberturas de cierre de la planta se cierran al menos una hora antes del inicio de la fabricación de papel para evitar con seguridad cualquier cantidad residual de estos materiales en el papel a producir. Además, las sustancias de captura de fibras se desplazan a otra máquina de papel o a otros contenedores de desechos para evitar contaminar del papel con fibras de longitud corta. Este cambio ya se realiza varias horas, preferiblemente unas 3 horas antes del inicio de la producción. A este respecto, la máquina de papel se hace funcionar de tal manera que no se devuelven a la pulpa desechos propios, desechos secos ni recortes de bordes durante la producción del papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente. Durante la producción, estas corrientes se colocan en el denominado contenedor intermedio.

El material de partida se somete a una trituración de alta consistencia y a continuación a una trituración de baja consistencia, ajustándose la densidad de material entre 30 % y 35 % en la trituración de alta consistencia y entre 4 % y 6 % en el caso de trituración de baja consistencia. Además, en el caso de una trituración de alta consistencia, el alargamiento en la dirección transversal y la trituración de baja consistencia se controlan correspondientemente a la consecución de la porosidad (Gurley) 17-20 s. En el ejemplo de realización indicado, las cargas de trituración específicas se sitúan entre 170-190 kWh/t en la trituración de alta consistencia y 90-120 kWh/t en la trituración de baja consistencia.

La máquina de papel está provista de un tamiz largo, en particular una sección de tamiz de Fourdrinier. El papel se produce en una sección de prensa con tres nips y se prensa con 70 kN/m en el 1er nip, con 90 kN/m en el 2° nip y con 105 kN/m en el 3er nip.

El secado del papel se efectúa en una sección de secado con secado de slalom. El secado se efectúa hasta que se alcanza un valor objetivo de 7 % de humedad residual.

El papel así producido tenía:

una permeabilidad al aire (Gurley) de 18,7 s

un índice de rigidez a la flexión de 422 Nm6/kg3

un peso por superficie de 40 g/m2 y

un alargamiento de rotura de 2,28 % en la dirección de la máquina

un alargamiento de rotura del 8,21 % en la dirección transversal

El material fibroso se filtró y en el filtrado se determinaron el cloruro mediante cromatografía iónica y los iones de aluminio mediante espectrometría de absorción atómica. Se mostró que se podía obtener un contenido en cloruro de 0,59 mg/l y un contenido en aluminio de 0,071 mg/l. Se determinó un valor de pH de 6,7 en el filtrado.

El material fibroso tenía una longitud de fibra de 2,51 mm, una proporción de sustancias finas (fracción 0,05-0,5 mm) de 5,45 % y un contenido en virutas de 0,005 %.

La energía superficial ascendía a 37 mJ/m2 en el lado superior y a 39 mJ/m2 en el lado del tamiz.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente constituido esencialmente por celulosa y adyuvantes de fabricación necesarios para la producción de celulosa, como agentes de ajuste del valor de pH basados en ácidos y/o bases, caracterizado por que el papel contiene exclusivamente celulosa con longitudes de fibra de al menos 2,0 mm en media ponderada por longitud, en particular de al menos 2,5 mm en media ponderada por longitud, por que la celulosa que forma el papel es una celulosa triturada de alta consistencia hasta una densidad de material de 30 - 35 % y posiblemente triturada de baja consistencia hasta una densidad de material de 4 - 6 %, por que la proporción de sustancias finas constituida por fibras de celulosa en el papel se ajusta en valores inferiores a 6,5 % y por que el valor de pH del papel se ajusta en el intervalo pseudo-neutro, en particular a valores por debajo de 7,5, preferiblemente a valores entre 6,6 y 7,4, y por que un alargamiento del papel en la dirección de la máquina es < 3 %.

2. Papel según la reivindicación 1, caracterizado por que una relación entre un alargamiento de rotura en la dirección de la máquina (MD) : un alargamiento de rotura en la dirección transversal (CD) no es superior a 1 : 5,5, en particular no es superior a 1 : 4,5.

3. Papel según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que la celulosa se selecciona a partir de celulosa de maderas de coníferas seleccionadas a partir del grupo abetos, piceas, pinos, alerces y abetos de Douglas o mezclas de dos o más de los mismos.

4. Papel según la reivindicación 3, caracterizado por que hasta el 15 %, preferiblemente hasta el 10 %, en particular aproximadamente el 5 %, de la celulosa de maderas de coníferas se sustituye por celulosa de maderas duras seleccionadas a partir del grupo que comprende haya, roble, álamo temblón, álamo, acacia, aliso, arce, castaño, tupelo, sicómoro, tilo y eucalipto o mezclas de dos o más de los mismos.

5. Papel según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el papel presenta pesos por superficie entre 40 y 100 g/m2, preferiblemente de 50 a 80 g/m2.

6. Papel según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que presenta una permeabilidad al aire según Gurley entre 15 s y 25 s, en particular entre 17 s y 20 s.

7. Papel según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que un contenido de cloruro de un extracto acuoso del papel se sitúa por debajo de 0,7 mg/l y un contenido de aluminio de un extracto acuoso del papel se sitúa por debajo de 0,1 mg/l.

8. Papel según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que presenta un índice de rigidez a la flexión en la dirección de la máquina de 70 a 600 Nm6/kg3, en particular de 170 a 400 Nm6/kg3, y de forma especialmente preferente de 200 a 280 Nm6/kg3.

9. Papel según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el papel puede estar calandrado, en particular calandrado en una calandria de nip suave o en una calandria de nip larga y, en particular, en una calandria de zapata.

10. Papel según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que la energía superficial del papel se ajusta a > 33 mJ/m2, preferentemente > 35 mJ/m2, de modo particularmente preferible > 38 mJ/m2.

11. Uso del papel permeable al vapor de agua y resistente al agua caliente según las reivindicaciones 1 a 10 en un procedimiento para la producción de sobres, tapas de papel para cápsulas de café, recipientes para alimentos tales como vasos de yogur o recipientes para sopa, por ejemplo, o recipientes para mezclas para hornear.