BR112013008470B1

BR112013008470B1 - surface treatment composition and paper or cardboard comprising a surface treatment composition

Info

Publication number: BR112013008470B1
Application number: BR112013008470-7A
Authority: BR
Inventors: Philip Hakansson; Kaj Backfolk
Original assignee: Stora Enso Ab.
Priority date: 2010-10-08
Filing date: 2011-10-04
Publication date: 2020-07-21
Also published as: ES2751096T3; SE535500C2; EP2625337A4; CN103154371A; SE1051056A1; WO2012047162A1; CN103154371B; EP2625337A1; EP2625337B1; BR112013008470A2

Abstract

COMPOSIÇÃO DE TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE E PAPEL OU PAPELÃO COMPREENDENDO UMA COMPOSIÇÃO DE TRATAMENTO DE SUPERFÍCIE. A presente invenção se refere a uma composição de tratamento de superfície para papel, papelão ou outras redes fibrosas em que a composição compreende partículas de amido que compreendem pelo menos um sal. A invenção se refere ainda a um papel ou papelão tendo a superfície tratada com a dita composição.SURFACE TREATMENT COMPOSITION AND PAPER OR CARDBOARD UNDERSTANDING A SURFACE TREATMENT COMPOSITION. The present invention relates to a surface treatment composition for paper, cardboard or other fibrous networks in which the composition comprises particles of starch that comprise at least one salt. The invention also relates to a paper or cardboard having the surface treated with said composition.

Description

SURFACE TREATMENT COMPOSITION AND PAPER OR CARDBOARD UNDERSTANDING A SURFACE TREATMENT COMPOSITION

TECHNICAL FIELD

[001] A presente invenção se refere a uma composição de tratamento de superfície compreendendo partículas de amido, destinadas ao revestimento ou colagem superficial de papel, papelão ou outras redes fibrosas. A invenção também se refere a um papel ou papelão compreendendo dita composição.[001] The present invention relates to a surface treatment composition comprising particles of starch, intended for the coating or surface bonding of paper, cardboard or other fibrous networks. The invention also relates to a paper or cardboard comprising said composition.

BACKGROUND OF THE INVENTION

[002] A parte predominante de todo o papel e papelão que é para ser usada em máquinas copiadoras, impressoras a laser, impressoras a jato de tinta e outros diferentes métodos de impressão tais como impressão offset e flexo-impressão, tem a superfície tratada com algum tipo de composição com a finalidade de melhorar a capacidade de impressão bem como outras propriedades do papel ou papelão. A composição é com frequência uma composição de colagem superficial ou uma cor de revestimento.[002] The predominant part of all paper and cardboard that is to be used in copying machines, laser printers, inkjet printers and other different printing methods such as offset printing and flexo printing, has the surface treated with some type of composition in order to improve the printing capacity as well as other properties of paper or cardboard. The composition is often a surface sizing composition or coating color.

[003] Se a composição principalmente compreender amido em uma forma dissolvida, a composição de tratamento de superfície é chamada uma colagem superficial. Se a composição contiver algum tipo de pigmento na forma de partículas sólidas, a composição é chamada uma composição de pigmentação ou uma cor de revestimento.[003] If the composition mainly comprises starch in a dissolved form, the surface treatment composition is called a surface glue. If the composition contains some type of pigment in the form of solid particles, the composition is called a pigmentation composition or a coating color.

[004] Composições de colagem superficial principalmente consistem em amidos modificados ou outros hidrocolóides ou agentes de colagem superficial. Além disso, colagem superficial melhora a resistência superficial e capacidade de impressão da superfície do papel ou papelão.[004] Surface sizing compositions mainly consist of modified starches or other hydrocolloids or surface sizing agents. In addition, surface bonding improves the surface resistance and printability of the paper or cardboard surface.

[005] Composições contendo pigmentos, isto é, composições de pigmentação ou cores de revestimento, são mais frequentemente usados para melhorar a capacidade de impressão do papel. Além disso, a suavidade da superfície do papel ou cartão é melhorada e o controle de absorção de tinta de impressão pode ser melhorado. O corante da tinta deveria principalmente ser absorvido na superfície do papel e o solvente da tinta deveria ter penetrado no papel. A estas vantagens pode ser acrescentado que o papel exibe uma "sensação" melhorada.[005] Compositions containing pigments, that is, pigmentation compositions or coating colors, are most often used to improve the printability of paper. In addition, the smoothness of the paper or board surface is improved and the control of printing ink absorption can be improved. The ink dye should mainly be absorbed on the paper surface and the ink solvent should have penetrated the paper. To these advantages it can be added that the paper exhibits an improved "feel".

[006] Uma cor de revestimento convencional usualmente contém um pigmento inorgânico que mais frequentemente consiste em carbonato de cálcio e/ou argila. Outros pigmentos existem também, tal como, por exemplo, dióxido de silício e em raras ocasiões, pigmentos orgânicos tais como pigmentos de plástico. A parte de pigmentos de plástico, a pasta também contém um agente de ligação que pode consistir em amido dissolvido e/ou um agente de ligação sintético. Exemplos de agentes de ligação sintéticos comuns são estireno butadieno látex e látex de acrilato.[006] A conventional coating color usually contains an inorganic pigment that most often consists of calcium carbonate and / or clay. Other pigments also exist, such as, for example, silicon dioxide and on rare occasions, organic pigments such as plastic pigments. Apart from plastic pigments, the paste also contains a bonding agent which can consist of dissolved starch and / or a synthetic bonding agent. Examples of common synthetic bonding agents are styrene butadiene latex and acrylate latex.

[007] Impressão a jato de tinta coloca altas demandas sobre um papel de impressão, uma vez que a tinta precisa ser rapidamente seca sobre o substrato e ainda proporcionar uma alta qualidade de impressão com, por exemplo, uma alta densidade óptica de impressão, derramamento e desgaste minimizado e baixo encharcamento. Nos últimos anos, foi encontrado que quando sais multivalentes, tais como cloreto de cálcio, são adicionados à colagem superficial, a tinta aplicada precipitará rápido na superfície do papel e ocasionará uma significativa melhora em qualidade de impressão. Isto é especialmente vantajoso em impressão a jato de tinta. O documento US6207258 revela uma composição útil para tratar a superfície de um substrato em folha para impressão a jato de tinta, a composição compreendendo um sal de um metal divalente.[007] Inkjet printing places high demands on a printing paper, since the ink needs to be quickly dried on the substrate and still provide high print quality with, for example, a high optical density of printing, spillage and minimized wear and low waterlogging. In recent years, it has been found that when multivalent salts, such as calcium chloride, are added to surface bonding, the ink applied will precipitate quickly on the paper surface and cause a significant improvement in print quality. This is especially advantageous in inkjet printing. US6207258 discloses a composition useful for treating the surface of a sheet substrate for inkjet printing, the composition comprising a divalent metal salt.

[008] Cátions multivalentes, por exemplo, cálcio, são algumas vezes adicionados a composições de colagem ou revestimento na forma de lubrificantes, por exemplo, estearato de cálcio. No entanto, a concentração de cálcio, em, por exemplo, estearato de cálcio não é alta o suficiente para ocasionar os efeitos desejados na qualidade de impressão. Portanto, as quantidades de cálcio precisam ser maiores que tradicionalmente usadas em tais produtos.[008] Multivalent cations, for example, calcium, are sometimes added to bonding or coating compositions in the form of lubricants, for example, calcium stearate. However, the calcium concentration in, for example, calcium stearate is not high enough to have the desired effects on print quality. Therefore, the amounts of calcium need to be greater than traditionally used in such products.

[009] Um problema com a adição de sais multivalentes a composições de revestimento e/ou colagem é que a alta concentração de sal necessária com a finalidade de alcançar os efeitos desejados muitas vezes causa problemas de reologia e precipitações indesejadas. Isto é especialmente um problema quando altas quantidades, tais como 1-5 partes de sal, são adicionadas a composições de revestimento, pigmentação ou colagem anionicamente carregadas. Cátions multivalentes interagem fortemente com polímeros ou minerais carregados anionicamente típicos, ou aditivos que são usados na fabricação de papel. A melhora na estabilidade de cálcio de partículas anionicamente carregadas pode, por exemplo, ser aumentada proporcionando estabilidade estérica ou eletrostérica. No entanto, altas quantidades de eletrólitos podem causar floculação coloidal e precipitação.[009] A problem with the addition of multivalent salts to coating and / or bonding compositions is that the high salt concentration required in order to achieve the desired effects often causes problems with rheology and unwanted precipitations. This is especially a problem when high amounts, such as 1-5 parts of salt, are added to anionically charged coating, pigmentation or collage compositions. Multivalent cations interact strongly with typical anionically charged polymers or minerals, or additives that are used in papermaking. The improvement in calcium stability of anionically charged particles can, for example, be increased by providing steric or electrostatic stability. However, high amounts of electrolytes can cause colloidal flocculation and precipitation.

[010] Impressão a jato de tinta pode ser feita com diferentes tipos de tintas, tintas à base de corantes, tintas à base de pigmentos ou tintas à base da combinação de pigmento e corante. Amido, especialmente amido reticulado, melhora as propriedades de impressão de um papel ou papelão quando impresso com tintas à base de corantes. Amido reticulado usado como uma composição de tratamento de superfície é descrito em, por exemplo, documento WO03021039. As propriedades de impressão para tintas à base de pigmentos melhoram pela presença de sais metálicos.[010] Inkjet printing can be done with different types of inks, dye based inks, pigment based inks or inks based on the combination of pigment and dye. Starch, especially cross-linked starch, improves the printing properties of paper or cardboard when printed with dye-based inks. Cross-linked starch used as a surface treatment composition is described in, for example, WO03021039. The printing properties for pigment-based inks are improved by the presence of metal salts.

[011] É um objeto da presente invenção encontrar uma solução ao problema de acrescentar aditivos, tais como sais de metais multivalentes, a composições de pigmentação ou revestimento e/ou colagem superficial sem perturbar o perfil reológico da composição ao mesmo tempo em que melhora as propriedades de impressão de ambas as tintas à base de pigmentos e à base de corantes.[011] It is an object of the present invention to find a solution to the problem of adding additives, such as multivalent metal salts, to pigmentation or coating compositions and / or surface bonding without disturbing the rheological profile of the composition while improving printing properties of both pigment-based and dye-based inks.

SUMMARY OF THE INVENTION

[012] O objeto acima, e outras vantagens, é alcançado pela composição de tratamento de superfície da presente invenção.[012] The above object, and other advantages, is achieved by the surface treatment composition of the present invention.

[013] A presente invenção se refere a uma composição de tratamento de superfície para papel, papelão ou outras redes fibrosas em que a composição compreende partículas de amido que compreendem pelo menos um sal.[013] The present invention relates to a surface treatment composition for paper, cardboard or other fibrous networks in which the composition comprises particles of starch comprising at least one salt.

[014] O pelo menos um sal é preferivelmente incorporado na partícula de amido. Nesse sentido é possível aumentar a quantidade de sal adicionado a uma composição de tratamento de superfície e também à superfície de um papel ou papelão.[014] The at least one salt is preferably incorporated into the starch particle. In this sense, it is possible to increase the amount of salt added to a surface treatment composition and also to the surface of a paper or cardboard.

[015] O pelo menos um sal é preferivelmente um sal de um metal multivalente, tal como um metal divalente ou trivalente. O sal é preferivelmente um sal de cálcio, magnésio ou alumínio, preferivelmente cloreto de cálcio ou cloreto de polialumínio.[015] The at least one salt is preferably a salt of a multivalent metal, such as a divalent or trivalent metal. The salt is preferably a calcium, magnesium or aluminum salt, preferably calcium chloride or polyaluminium chloride.

[016] O amido é preferivelmente amido reticulado. Usando amido reticulado em uma composição de tratamento de superfície é possível submeter a composição e/ou o amido a temperatura elevada sem dissolver toda a quantidade de partículas de amido. Nesse sentido, as partículas de amido tendem a ficar na superfície de um papel ou papelão tratado e assim não são absorvidas no papel ou papelão. Isto melhora as propriedades de impressão do papel ou papelão. Outra vantagem com o amido reticulado é que a absorção da tinta impressa é melhorada. É importante que o corante da tinta seja absorvido e principalmente mantido na superfície do papel e que o solvente, isto é, água ou solvente de tinta seja rapidamente liberado pela composição e absorvido pelo papel. Devido à absorção melhorada da composição é também possível aumentar a quantidade de tinta adicionada ao papel ou papelão. O papel ou papelão não é assim tão sensível à grande quantidade de tinta, o que torna possível melhorar a qualidade de impressão de impressões que demandam altas quantidades de tinta, tais como fotos. Também, algum solvente de tintas demanda polímeros reticulados com a finalidade de funcionar apropriadamente.[016] Starch is preferably cross-linked starch. Using cross-linked starch in a surface treatment composition it is possible to subject the composition and / or the starch to an elevated temperature without dissolving the entire amount of starch particles. In this sense, the starch particles tend to stay on the surface of a treated paper or cardboard and thus are not absorbed into the paper or cardboard. This improves the print properties of paper or cardboard. Another advantage with cross-linked starch is that the absorption of the printed ink is improved. It is important that the ink dye is absorbed and mainly kept on the surface of the paper and that the solvent, that is, water or ink solvent, is quickly released by the composition and absorbed by the paper. Due to the improved absorption of the composition, it is also possible to increase the amount of ink added to the paper or cardboard. Paper or cardboard is not that sensitive to the large amount of ink, which makes it possible to improve the print quality of prints that require high amounts of ink, such as photos. Also, some paint solvent requires cross-linked polymers in order to function properly.

[017] O amido é preferivelmente reticulado por um ou mais compostos escolhidos a partir do grupo que consiste em compostos de metilamina, ácidos polivalentes, ésteres de ácido polivalente, haletos de ácido polivalente, anidridos de ácido polivalente, polialdeídos, poliepóxidos, poliisocianatos, compostos de divinila, cloreto de fosforila, resina de poliamina poliepóxido, 1,4-butano diolglicidil éter, epiclorohidrina, trimetafosfatos, misturas de anidridos de ácido acético e dois ou três ácidos protônicos, hipoclorito de sódio, ou misturas dos mesmos.[017] Starch is preferably cross-linked by one or more compounds chosen from the group consisting of methylamine compounds, polyvalent acids, polyvalent acid esters, polyvalent acid halides, polyvalent acid anhydrides, polyaldehydes, poliepoxides, polyisocyanates, compounds divinyl, phosphoryl chloride, polyamine polyepoxide resin, 1,4-butane diolglycidyl ether, epichlorohydrin, trimetaphosphates, mixtures of acetic acid anhydrides and two or three protonic acids, sodium hypochlorite, or mixtures thereof.

[018] A composição preferivelmente compreende partículas de amido em uma quantidade de mais de 65% em peso, e pelo menos 10% em peso do amido na composição consiste em partículas de amido em toda a faixa de temperatura de 20-50°C. Tanto o volume como a rigidez do papel ou papelão tratado é melhorado quando amido na forma de partículas está presente na composição.[018] The composition preferably comprises starch particles in an amount of more than 65% by weight, and at least 10% by weight of the starch in the composition consists of starch particles over the temperature range of 20-50 ° C. Both the volume and the stiffness of the treated paper or cardboard is improved when starch in the form of particles is present in the composition.

[019] A razão entre o sal e amido da composição é preferivelmente entre 1:50 a 1:5. Existe uma quantidade ótima de tanto amido como sal na composição. Mais ou menos amido respectivamente sal deteriorará as propriedades de impressão a jato de tinta do papel ou papelão.[019] The salt to starch ratio of the composition is preferably between 1:50 to 1: 5. There is an optimum amount of both starch and salt in the composition. More or less starch respectively salt will deteriorate the inkjet printing properties of paper or cardboard.

[020] A composição preferivelmente compreende amido dissolvido. O amido dissolvido funcionará como um ligante da composição.[020] The composition preferably comprises dissolved starch. The dissolved starch will act as a binder in the composition.

[021] A composição pode também compreender um aditivo, preferivelmente um aditivo aniônico ou anfotérico que modificará as partículas de amido. Nesse sentido, é possível alterar a carga das partículas tornando-as mais estáveis ou mais compatíveis a outros aditivos ou às fibras.[021] The composition may also comprise an additive, preferably an anionic or amphoteric additive that will modify the starch particles. In this sense, it is possible to change the charge of the particles making them more stable or more compatible with other additives or fibers.

[022] A invenção também se refere a um produto de papel ou papelão compreendendo uma camada de superfície de uma composição de tratamento de superfície como descrito no presente documento.[022] The invention also relates to a paper or cardboard product comprising a surface layer of a surface treatment composition as described herein.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

[023] A composição de tratamento de superfície da presente invenção compreende partículas de amido que encapsulam pelo menos um sal. O sal pode ser dito como estando aprisionando na partícula de amido. O uso de tais partículas em uma composição de tratamento de superfície aumenta as propriedades de impressão de ambas as tintas à base de pigmentos e à base de corantes. Também, tal composição diminui problemas de reologia e viscosidade que estão relacionados com composições do estado da técnica compreendendo concentrações de sal tão altas quanto as da composição inventiva.[023] The surface treatment composition of the present invention comprises particles of starch that encapsulate at least one salt. The salt can be said to be trapping in the starch particle. The use of such particles in a surface treatment composition increases the printing properties of both pigment-based and dye-based inks. Also, such a composition lessens problems of rheology and viscosity which are related to prior art compositions comprising concentrations of salt as high as those of the inventive composition.

[024] Consequentemente, concentrações maiores dos sais em uma composição de tratamento de superfície podem ser usadas sem causar problemas de reologia ou viscosidade.[024] Consequently, higher concentrations of salts in a surface treatment composition can be used without causing problems of rheology or viscosity.

[025] Pela adição da composição de tratamento de superfície de acordo com a invenção a uma superfície de um papel ou papelão, é possível aumentar a quantidade de sal na superfície do papel ou papelão ao mesmo tempo em que a quantidade de sal, que é vista em todo o papel ou papelão, é diminuída em comparação com soluções do estado da técnica. Isto é devido a que a composição de tratamento de superfície e assim também o sal da composição é, em grande parte, retido na superfície do papel ou papelão. O sal adicionado não é assim absorvido no papel ou papelão tornando possível diminuir a quantidade de sal adicionada com a finalidade de alcançar a quantidade desejada de sal na superfície e assim também boas propriedades de impressão.[025] By adding the surface treatment composition according to the invention to a surface of a paper or cardboard, it is possible to increase the amount of salt on the surface of the paper or cardboard at the same time as the amount of salt, which is seen on all paper or cardboard, is reduced compared to state of the art solutions. This is due to the fact that the surface treatment composition and thus also the salt of the composition is largely retained on the surface of the paper or cardboard. The added salt is therefore not absorbed into the paper or cardboard making it possible to decrease the amount of salt added in order to achieve the desired amount of salt on the surface and thus also good printing properties.

[026] Outra vantagem com a presente composição de tratamento de superfície é que melhora as propriedades de impressão de um papel ou cartões uma vez que o corante da tinta que é impresso é absorvido na superfície e assim não absorvido pelo papel ou papelão tratado. O amido reticulado absorverá a tinta e uma vez que o amido seja adicionado e retido na superfície de um papel ou papelão a tinta é assim também retido na superfície e não absorvido mais no papel ou papelão. Além disso, a tinta entrará também em contato com o sal incorporado uma vez que a partícula de amido absorverá a tinta e a tinta assim conseguirá entrar em contato com o sal dentro da partícula de amido. Isto também melhora a capacidade de impressão uma vez que a tinta é absorvida na superfície do papel ou papelão. Nesse sentido, a composição de tratamento de superfície é adequada para ambas as tintas à base de pigmentos e à base de corantes.[026] Another advantage with the present surface treatment composition is that it improves the printing properties of a paper or cards since the ink dye that is printed is absorbed on the surface and thus not absorbed by the treated paper or cardboard. The cross-linked starch will absorb the ink and once the starch is added and retained on the surface of a paper or cardboard the ink is thus also retained on the surface and no longer absorbed on the paper or cardboard. In addition, the ink will also come into contact with the incorporated salt since the starch particle will absorb the ink and the ink will thus be able to come into contact with the salt within the starch particle. This also improves the printability as the ink is absorbed on the surface of the paper or cardboard. In this sense, the surface treatment composition is suitable for both pigment-based and dye-based paints.

[027] A composição preferivelmente também compreende amido dissolvido. O amido dissolvido funcionará como um ligante. Como uma consequência do amido dissolvido, a composição também compreenderá sal dissolvido que é liberado quando o amido é dissolvido. O sal dissolvido melhorará as propriedades de impressão de um papel ou papelão tratado do mesmo modo que sais metálicos usados no estado da técnica, isto é, quando o sal é adicionado como um componente separado a uma superfície do papel ou papelão. Além disso, o sal dissolvido também diminuirá a viscosidade da composição que torna possível aumentar o conteúdo seco da composição.[027] The composition preferably also comprises dissolved starch. The dissolved starch will act as a binder. As a consequence of the dissolved starch, the composition will also comprise dissolved salt which is released when the starch is dissolved. The dissolved salt will improve the printing properties of a paper or cardboard treated in the same way as metal salts used in the prior art, that is, when the salt is added as a separate component to a surface of the paper or cardboard. In addition, the dissolved salt will also decrease the viscosity of the composition which makes it possible to increase the dry content of the composition.

[028] A composição de tratamento de superfície pode ser vista como ambas uma composição de colagem superficial e uma cor de revestimento. A composição de tratamento de superfície de acordo com a invenção preferivelmente compreende tanto amido dissolvido bem como partículas de amido. Consequentemente, a composição dá ambas as propriedades de colagem e revestimento ao papel ou papelão tratado.[028] The surface treatment composition can be seen as both a surface sizing composition and a coating color. The surface treatment composition according to the invention preferably comprises both dissolved starch as well as particles of starch. Consequently, the composition gives both bonding and coating properties to the treated paper or cardboard.

[029] O sal é preferivelmente um sal de um metal multivalente, tal como um metal divalente ou trivalente sal, por exemplo, sal de cálcio, magnésio ou alumínio, que é adicionado. É preferido usar cloreto de cálcio ou cloreto de polialumínio. O uso de partículas compreendendo sais de metais multivalentes de acordo com a invenção, torna possível dosificar uma concentração maior de sal de metais multivalentes a uma composição de colagem ou uma composição de revestimento sem afetar negativamente a reologia da composição. Nesse sentido, a capacidade de impressão do papel ou cartão colado ou revestido pode ser melhorada. Além disso, o uso das partículas de acordo com a invenção também reduz a concentração do ânion livre do sal multivalente, por exemplo, um íon de cloreto, na composição pelo qual o risco de corrosão é reduzido.[029] The salt is preferably a salt of a multivalent metal, such as a divalent or trivalent metal salt, for example, calcium, magnesium or aluminum salt, which is added. It is preferred to use calcium chloride or polyaluminium chloride. The use of particles comprising multivalent metal salts according to the invention, makes it possible to dose a higher concentration of multivalent metal salt to a sizing composition or a coating composition without adversely affecting the composition rheology. In this sense, the printing capacity of glued or coated paper or board can be improved. In addition, the use of the particles according to the invention also reduces the concentration of the free anion of the multivalent salt, for example, a chloride ion, in the composition by which the risk of corrosion is reduced.

[030] A partícula de amido é preferivelmente reticulada. As partículas secas de amido são preferivelmente de um tamanho de entre 1-1000 μm, ainda mais preferivelmente entre 1-100 μm. É preferido que a partícula de amido seja um gel de amido reticulado. Em nenhum ou em um grau muito baixo de reticulação, o amido dissolve se uma suspensão de amido for aquecida. Em um grau aumentado de reticulação a quantidade do amido que dissolve diminui. O amido usado na invenção pode ter graus muito diferentes de reticulação. A partir de um grau relativamente baixo de reticulação, em que cerca de 10 % em peso (em peso total da composição) do amido existem como partículas sólidas a uma temperatura de cerca de 20 a 50 °C, e o resto do amido constitui um ligante na forma dissolvida, a um alto grau de reticulação, onde cerca de 100 % do amido existem como partículas sólidas no intervalo de temperatura dado acima. É preferido que pelo menos 15 %, preferivelmente pelo menos 20 % em peso (em peso total da composição) do conteúdo de amido da composição a cerca de 20 a 50 °C seja constituído por partículas de amido de acordo com a invenção. Deveria ser notado que o que foi justamente indicado não é contraditório à limitação de que mais de 65 % em peso (em peso total da composição) do conteúdo de sólidos deveria ser partículas de amido, dado que os pigmentos sólidos da composição são essencialmente somente compostos destas partículas de amido ou somente em quantidades muito pequenas compreendem outros tipos de pigmentos. Independente do grau de reticulação, a composição pode também conter outros tipos de amido solúvel ou algum polímero sintético, com a finalidade de obter uma quantidade adequada de ligante e capacidade ainda mais melhorada de propriedades de impressão. Exemplos de tais polímeros são estireno-acrilato, anidrido de ácido maleico de estireno, álcool polivinílico, polivinilpirrolidona, polivinilformamida.[030] The starch particle is preferably cross-linked. The dried starch particles are preferably between 1-1000 μm in size, even more preferably between 1-100 μm. It is preferred that the starch particle is a cross-linked starch gel. In no or a very low degree of cross-linking, the starch dissolves if a suspension of starch is heated. In an increased degree of cross-linking the amount of the dissolving starch decreases. The starch used in the invention can have very different degrees of crosslinking. From a relatively low degree of crosslinking, where about 10% by weight (in total weight of the composition) of the starch exists as solid particles at a temperature of about 20 to 50 ° C, and the rest of the starch constitutes a binder in dissolved form, at a high degree of crosslinking, where about 100% of the starch exists as solid particles in the temperature range given above. It is preferred that at least 15%, preferably at least 20% by weight (in total weight of the composition) of the starch content of the composition at about 20 to 50 ° C is composed of starch particles according to the invention. It should be noted that what was rightly stated does not contradict the limitation that more than 65% by weight (in total weight of the composition) of the solids content should be starch particles, since the solid pigments in the composition are essentially only compounds these starch particles or only in very small amounts comprise other types of pigments. Regardless of the degree of crosslinking, the composition can also contain other types of soluble starch or some synthetic polymer, in order to obtain an adequate amount of binder and even more improved printing properties. Examples of such polymers are styrene-acrylate, styrene maleic acid anhydride, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyvinylformamide.

[031] O amido pode também ser amido fragmentado reticulado.[031] Starch can also be crosslinked fragmented starch.

[032] O amido é preferivelmente à base de batata, milho, trigo, milho ceroso, arroz ou tapioca. O amido pode ser não iônico ou iônico, por exemplo, aniônico, catiônico ou anfotérico.[032] Starch is preferably based on potatoes, corn, wheat, waxy corn, rice or tapioca. Starch can be non-ionic or ionic, for example, anionic, cationic or amphoteric.

[033] Com a finalidade de melhorar ainda mais as propriedades do papel que foram mencionadas acima, por exemplo, capacidade de impressão, o amido pode ser adicionalmente modificado. O amido pode ser modificado para atuar como cátion ativo, ânion ativo, anfotérico ou hidrofóbico. Amido catiônico reticulado pode reagir melhor com tintas à base de corantes que são aniônicas.[033] In order to further improve the properties of the paper that have been mentioned above, for example, printability, the starch can be further modified. Starch can be modified to act as an active cation, active anion, amphoteric or hydrophobic. Cross-linked cationic starch can react better with dye-based inks that are anionic.

[034] Preferivelmente, o amido exibe um grau de substituição de 0,01 - 0,30 e ainda mais preferido 0,02 -0,20. Amido não carregado também pode, no entanto, funcionar de acordo com a invenção.[034] Preferably, the starch exhibits a degree of substitution of 0.01 - 0.30 and even more preferred 0.02 -0.20. Unloaded starch can, however, also function according to the invention.

[035] De acordo com um aspecto da invenção, a composição de tratamento de superfície pode também compreender uma quantidade menor de outros pigmentos na forma de partículas sólidas. Tais pigmentos podem, por exemplo, ser constituídos por carbonato de cálcio, argila, dióxido de silício e/ou óxido de alumínio. É, no entanto, também concebível, e em muitos casos preferível, que o conteúdo de sólidos da composição seja essencialmente somente constituído pelas partículas de amido inventivas. A composição pode também compreender tensoativos.[035] According to one aspect of the invention, the surface treatment composition can also comprise a smaller amount of other pigments in the form of solid particles. Such pigments can, for example, consist of calcium carbonate, clay, silicon dioxide and / or aluminum oxide. It is, however, also conceivable, and in many cases preferable, that the solids content of the composition is essentially made up only of the inventive starch particles. The composition may also comprise surfactants.

[036] A composição pode também compreender um aditivo, preferivelmente um aditivo carregado que torna possível alterar a carga da partícula de amido de uma maneira desejada. O aditivo pode preferivelmente ser aniônico ou anfotérico. Pela adição do aditivo à composição compreendendo partículas de amido as partículas serão modificadas. É assim possível modificar as partículas de amido com a finalidade de torná-las mais estáveis, torná-las mais compatíveis com as fibras ou com outros componentes normalmente usados em fabricação de papel. O aditivo pode preferivelmente ser carboximetil celulose (CMC), álcool polivinílico, aniônico galactoglicomanana, amido aniônico, ácido polifosfórico, ácido poliacrílico de alginato, proteína, poliacril amida aniônica, sílica aniônica, alum de fabricantes de papel e ácido polimetacrílico.[036] The composition may also comprise an additive, preferably a charged additive that makes it possible to change the starch particle charge in a desired manner. The additive can preferably be anionic or amphoteric. By adding the additive to the composition comprising starch particles the particles will be modified. It is thus possible to modify the starch particles in order to make them more stable, to make them more compatible with fibers or with other components normally used in papermaking. The additive may preferably be carboxymethyl cellulose (CMC), polyvinyl alcohol, anionic galactoglicomanane, anionic starch, polyphosphoric acid, polyacrylic alginate acid, protein, polyacryl anionic amide, anionic silica, aluminum from paper manufacturers and polymethacrylic acid.

[037] Além disso, a composição de acordo com a invenção também melhora brilho, opacidade, volume, suavidade de superfície e resistência ao ar de um papel ou papelão colado ou revestido. Uma razão para isto é que as partículas de amido da composição de tratamento de superfície são amorfas e que deste modo têm uma muito maior superfície específica que pigmentos convencionais. A alta superfície específica da composição é provavelmente também a razão para as propriedades melhoradas de impressão do papel quando impressoras a jato de tinta são usadas uma vez que a absorção de tinta no papel é melhorada devido a um número aumentado de capilares que têm um raio menor. Esta grande superfície também vantajosamente absorve a impressão tinta em impressão offset. Além disso, foi observado que as partículas de amido, mesmo se forem não gelatinizadas, exibem uma superfície vantajosamente pegajosa.[037] In addition, the composition according to the invention also improves brightness, opacity, volume, surface smoothness and air resistance of glued or coated paper or cardboard. One reason for this is that the starch particles in the surface treatment composition are amorphous and therefore have a much larger specific surface than conventional pigments. The high specific surface of the composition is probably also the reason for the improved printing properties of the paper when inkjet printers are used since the ink absorption in the paper is improved due to an increased number of capillaries that have a smaller radius . This large surface also advantageously absorbs ink printing in offset printing. In addition, it has been observed that the starch particles, even if they are not gelatinized, exhibit an advantageously sticky surface.

[038] A invenção se refere ainda a um produto de papel ou papelão compreendendo a composição de tratamento de superfície descrita acima. O papel ou papelão é especialmente adequado para impressão com técnicas de impressão flexográfica ou digital, tais como jato de tinta, eletrofotografia, toner líquido ou impressão eletrostática. Uma grande vantagem com a composição de acordo com a invenção é que pode ser usada para ambas as tintas à base de pigmentos e corantes. Por exemplo, é adequada para produtos impressos híbridos, em que um dos métodos de impressão é à base de tintas de jato de tinta baseadas em água pigmentada. Além disso, a invenção é também aplicável para tintas híbridas, que aqui se refere a tintas contendo ambas as partículas de corante e pigmento.[038] The invention also relates to a paper or cardboard product comprising the surface treatment composition described above. Paper or cardboard is especially suitable for printing with flexographic or digital printing techniques, such as inkjet, electrophotography, liquid toner or electrostatic printing. A great advantage with the composition according to the invention is that it can be used for both pigment and dye based paints. For example, it is suitable for hybrid printed products, where one of the printing methods is based on inkjet inks based on pigmented water. In addition, the invention is also applicable to hybrid inks, which here refers to inks containing both dye and pigment particles.

[039] A adição da composição de tratamento de superfície a uma superfície de um papel ou papelão pode ocorrer de qualquer maneira convencional. É, por exemplo, possível transferir a composição à superfície por revestimento por roletes, revestimento com lâminas, revestimento por tinteiro, revestimento em spray ou outras técnicas de revestimento conhecidas.[039] The addition of the surface treatment composition to a paper or cardboard surface can occur in any conventional manner. It is, for example, possible to transfer the composition to the surface by roller coating, sheet coating, ink coating, spray coating or other known coating techniques.

[040] O sal pode ser incorporado na partícula de amido de diversas maneiras diferentes. O sal pode ser incorporado nas partículas de amido antes de ou após a reticulação do amido. Se o amido fragmentado reticulado for usado, o sal pode ser incorporado antes de ou após a fragmentação do amido.[040] Salt can be incorporated into the starch particle in several different ways. The salt can be incorporated into the starch particles before or after the crosslinking of the starch. If crosslinked fragmented starch is used, the salt can be incorporated before or after fragmentation of the starch.

[041] É possível que partículas de amido reticulado alternativamente amido fragmentado reticulado podem ser adicionadas a uma solução compreendendo sal dissolvido. A partícula de amido inchará na solução e o sal dissolvido é assim absorvido e assim incorporado pelas partículas de amido formando as partículas de acordo com a invenção.[041] It is possible that particles of crosslinked starch alternatively crosslinked fragmented starch can be added to a solution comprising dissolved salt. The starch particle will swell in the solution and the dissolved salt is thus absorbed and thus incorporated by the starch particles forming the particles according to the invention.

[042] Outra possibilidade para a produção de partículas de amido é durante a produção de amido reticulado, o sal pode assim ser adicionado em estado líquido ou sólido justo antes da extrusora que é usada para a produção de amido reticulado. Se for necessário, a pressão e/ou temperatura são elevadas durante a extrusão.[042] Another possibility for the production of starch particles is during the production of cross-linked starch, the salt can thus be added in a liquid or solid state just before the extruder that is used for the production of cross-linked starch. If necessary, pressure and / or temperature are high during extrusion.

[043] Uma terceira maneira para incorporar o sal nas partículas de amido, é adicionar o sal a uma suspensão de amido e tratar em um fogão de jato. Em um fogão de jato, a temperatura e a pressão são elevadas adicionando vapor direto no fogão. Nesse sentido, as partículas de amido compreendendo sal são formadas.[043] A third way to incorporate salt into the starch particles, is to add the salt to a starch suspension and treat on a jet cooker. In a jet cooker, the temperature and pressure are increased by adding steam directly to the cooker. Accordingly, starch particles comprising salt are formed.

[044] A invenção pode beneficamente ser usada para papéis de diferentes tipos, tais como papel para impressoras a jato de tinta, papel de envelope, papel de copiadora, papel para impressoras a laser ou outros tipos de papel ou papelão. É também possível adicionar a composição a um material não fibroso, tal como um filme biopolimérico preferivelmente localizado na superfície de um material fibroso.[044] The invention can beneficially be used for papers of different types, such as paper for inkjet printers, envelope paper, copier paper, paper for laser printers or other types of paper or cardboard. It is also possible to add the composition to a non-fibrous material, such as a biopolymer film preferably located on the surface of a fibrous material.

[045] A invenção não está limitada às modalidades descritas, mas pode ser variada dentro do escopo das reivindicações.[045] The invention is not limited to the described modalities, but can be varied within the scope of the claims.

Claims

Surface treatment composition for paper, cardboard or other fibrous networks, characterized by the fact that the composition comprises particles of starch in an amount of more than 65% by weight, and at least 10% by weight of the starch in the composition consists of particles starch over the entire temperature range of 20-50 ° C and where the starch particles comprise at least one multivalent metal salt and where the salt-to-starch ratio of the composition is between 1:50 and 1 : 5, and the salt is incorporated into the starch particle.

Composition according to claim 1, characterized in that the salt is a calcium, magnesium or aluminum salt, preferably calcium chloride or polyaluminium chloride.

Composition according to any one of the preceding claims, characterized by the fact that the starch is cross-linked starch.

Composition according to claim 3, characterized in that the starch is cross-linked by one or more compounds chosen from the group consisting of methylamine compounds, polyvalent acids, polyvalent acid esters, polyvalent acid halides, anhydrides of polyvalent acid, polyaldehydes, polyepoxides, polyisocyanates, divinyl compounds, phosphoryl chloride, polyamine polyepoxide resin, 1,4-butane diolglycidyl ether, epichlorohydrin, trimetaphosphates, mixtures of acetic acid anhydrides and two and three protonic acids, sodium hypochlorite , or mixtures thereof.

Composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the composition comprises dissolved starch.

Composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the composition comprises an additive, preferably an anionic or amphoteric additive.

Paper or cardboard, characterized in that it comprises a surface layer comprising the surface treatment composition as defined in any one of claims 1 to 6.