ES2234640T3 - Color para recubrimiento. - Google Patents
Color para recubrimiento.Info
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Abstract
Una composición de color para recubrimiento que comprende una dispersión acuosa de, (a) un pigmento (b) un aglutinante, (c) un blanqueador fluorescente, y (d) un polímero soluble en agua formado a partir de un monómero o una mezcla de monómeros etilénicamente no saturados, solubles en agua, caracterizada porque el polímero soluble en agua consiste esencialmente de, (i) 90 a 100 moles % de unidades hidrofílicas de repetición esencialmente no iónicas, y (ii)0 a 10 moles % de unidades de repetición aniónicas, y tiene un peso molecular medio entre 50.000 y 500.000.
Description
Color para recubrimiento.
Esta invención se refiere a composiciones de
pigmentos para recubrimiento, de utilidad para la preparación de
papel, cartón y otros materiales celulósicos recubiertos,
particularmente, composiciones para recubrimiento reológicamente
potenciadas. La invención se refiere también a artículos recubiertos
preparados a partir de dichas composiciones para recubrimiento y se
refiere además a nuevos polímeros que pueden emplearse en dichas
composiciones para recubrimiento.
Es ya conocida la aplicación de composiciones de
pigmentos para recubrimiento, a la superficie de papel o cartón ya
fabricado, por ejemplo para mejorar la facilidad para ser impreso,
el brillo y las características ópticas. Esta composición de
pigmento para recubrimiento es conocida como color de
recubrimiento. Típicamente un color de recubrimiento se aplica en
forma de dispersión acuosa la cual comprende una mezcla de
pigmento(s) con un aglutinante.
Generalmente, una composición de color para
recubrimiento comprende uno o más pigmentos, un agente de blanqueo
fluorescente (FWA), un aglutinante, un agente de modificación de la
reología y opcionalmente, otros agentes químicos. El pigmento es
normalmente un material inorgánico de color blanco en partículas,
por ejemplo, carbonato de calcio o caolín, y normalmente comprende
por lo menos el 75%, a menudo por lo menos el 85% en peso de
sólidos dispersos en la composición de color para recubrimiento.
Los agentes de blanqueo fluorescentes (FWA) conocidos también como
agentes de abrillantado óptico (OBA), potencian las cualidades de
reflexión de la luz, mejorando así la blancura y brillantez de la
hoja recubierta. El aglutinante está presente para fijar el pigmento
a la hoja de papel o cartón recubierto y normalmente es un material
polimérico adhesivo. El aglutinante puede ser un látex acuoso que
comprende partículas dispersas de un polímero adhesivo insoluble en
agua. Alternativamente, el aglutinante puede ser una composición
acuosa, que comprende un almidón soluble en agua. También es
posible que el aglutinante comprenda tanto el polímero de látex
acuoso como el almidón. La reología de la composición de color para
recubrimiento está normalmente ajustada para adaptarse a la
aplicación específica.
Típicamente una composición de color para
recubrimiento se aplica a la superficie de la hoja de papel o
cartón por medio de un aplicador de recubrimiento, el cual puede
ser una barra o una cuchilla. Los recubridores de cuchilla son
habituales debido a que pueden recubrir a velocidades que superan
los 1.200 m/minuto (3.930 pies/minuto) y emplean sólidos de
recubrimiento hasta del 70%. Además, la cuchilla crea una
distribución uniforme del recubrimiento sobre la superficie de la
hoja de papel o cartón y el exceso de recubrimiento se elimina
dejando una superficie recubierta plana y lisa. Es importante que el
recubrimiento tenga una superficie plana y lisa con el fin de
mejorar la facilidad a la impresión.
Normalmente es necesario ajustar la reología
entre parámetros muy estrechos con el fin de lograr la reología más
apropiada para la aplicación. Dado que la aplicación de la
composición de recubrimiento implica normalmente la exposición a un
alto cizallamiento, es importante que la composición de
recubrimiento tenga las correctas propiedades de flujo y de
retención de agua. Por esta razón es una práctica estándar el
incorporar modificadores de la reología dentro de la composición de
color para recubrimiento. La capacidad de retención del agua de una
composición de color para recubrimiento, se refiere a la capacidad
de la composición para conservar el agua. La liberación del agua
dentro de la hoja de papel o de cartón debe ser relativamente lenta
con el fin de que la superficie del recubrimiento sea lisa. Una
rápida penetración dentro de la hoja de papel o cartón dará como
resultado que se eliminará una excesiva cantidad de agua a partir
de la aplicación del recubrimiento hasta alcanzar la cuchilla, lo
cual perjudicará la capacidad de la cuchilla de alisar
adecuadamente el recubrimiento. Adicionalmente, la excesiva
liberación de agua al interior de la hoja puede conducir a una
desigual distribución del aglutinante, conocida a menudo como
migración del aglutinante. Típicamente la migración del aglutinante
tiene lugar en dirección zizagueante del recubrimiento. La
consecuencia de la migración del aglutinante es un debilitamiento
de las propiedades de la superficie.
Se han empleado varios materiales poliméricos con
el propósito de mejorar la reología y la retención del agua
características de las composiciones de color para recubrimiento y
de los recubrimientos de las mismas. Es bien conocida la aplicación
de polímeros naturales tales como la carboximetilcelulosa de sodio,
hidroxietilcelulosa, metil-celulosa y alginato de
sodio. Además varios polímeros sintéticos incluyendo el alcohol
polivinílico y los polímeros acrílicos han sido también propuestos
para esta finalidad. Por ejemplo, la patente US 4.423.118 describe
una composición de color para recubrimiento que comprende como
espesante un copolímero de un ácido carboxílico etilénicamente no
saturado, una amida etilénicamente no saturada y un monómero
hidrofóbico que tiene una solubilidad limitada en agua. Los
copolímeros preferidos comprenden del 30 al 97% en peso de ácido
acrílico, del 1 al 50% en peso de acrilamida y del 2 al 70% en peso
de acrilonitrilo.
Al lograr un flujo óptimo y una retención de agua
característicos para una composición de color para recubrimiento,
la hoja de papel o cartón recubierto puede experimentar ciertas
desventajas por tener sus propiedades ópticas disminuidas. Sería
por lo tanto deseable proporcionar una composición de color para
recubrimiento que presente todavía propiedades óptimas de reología,
un alto grado de retención de agua y que el papel o la hoja de
cartulina recubiertos tenga propiedades ópticas incluso
mejoradas.
De acuerdo con la invención, se da a conocer una
composición de color para recubrimiento, que comprende una
dispersión acuosa de
- (a)
- un pigmento
- (b)
- un aglutinante,
- (c)
- un agente blanqueador fluorescente, y
- (d)
- un polímero soluble en agua formado a partir de un monómero o una mezcla de monómeros etilénicamente no saturados, solubles en agua,
caracterizada porque el polímero soluble en agua
consiste esencialmente en,
- (i)
- 90 a 100 moles % de unidades hidrofílicas de repetición esencialmente no iónicas, y
- (ii)
- 0 a 10 moles % de unidades de repetición aniónicas,
y tiene un peso molecular medio entre 50.000 y
500.000.
Los pigmentos pueden ser un material inorgánico
tal como el carbonato de calcio, arcilla caolín, silicatos de
aluminio o magnesio tales como el caolín de China, sulfato de
bario, blanco satén, dióxido de titanio, talco, yeso y mica
moscovita. Alternativamente, el pigmento puede ser un pigmento
plástico polimérico que comprende microesferas, por ejemplo de
0,1-1,0 \mum de diámetro, que son o bien huecas o
bien sólidas. Dichos pigmentos plásticos poliméricos pueden estar
basados en el poliestireno, teniendo algunas veces el polímero,
butadieno o componentes acrílicos. De preferencia, sin embargo, el
pigmento es un compuesto inorgánico, con más preferencia carbonato
de calcio o arcillas tales como el caolín o mezclas de carbonato de
calcio con arcilla. La elección del pigmento o mezcla de pigmentos
se determina habitualmente por la aplicación particular. Por
ejemplo, los recubrimientos de un único componente de pigmento para
papeles de un peso de recubrimiento bajo (LWC) pueden consistir
únicamente en arcilla. Puede ser deseable aplicar múltiples capas de
recubrimiento a la superficie de papel o cartón. Las primeras capas
(precapas) pueden consistir de preferencia en el 100% de carbonato
de calcio como componente del pigmento, mientras que para las capas
superiores puede ser deseable emplear mezclas de carbonato de
calcio y arcilla como componente del pigmento. El pigmento se
suministra normalmente en forma de una dispersión acuosa
habitualmente de por lo menos 40 ó 50% de sólidos. De preferencia,
la dispersión del pigmento es por lo menos del 60 al 70% de sólidos
y puede ser de hasta el 80%. Una dispersión del pigmento
particularmente preferida comprende entre el 70 y el 72% de
carbonato de calcio.
Con el fin de ayudar a la estabilidad de la
dispersión del pigmento, es deseable algunas veces incluir un
dispersante. El dispersante puede ser por ejemplo un surfactante,
aunque con mayor preferencia el dispersante es un dispersante
polimérico, por ejemplo un polímero aniónico soluble en agua, de
bajo peso molecular. Particularmente preferidos son los
poliacrilatos de sodio de peso molecular en el margen de 1.000 a
6.000 como se describen por ejemplo, en la patente
EP-B-129329.
El pigmento constituye normalmente por lo menos
el 75% en peso, por ejemplo por lo menos el 85 ó 90% en peso de los
sólidos totales presentes en la composición de color para
recubrimiento.
El aglutinante puede ser por ejemplo una
dispersión de polímero de látex acuoso basada en copolímeros de
butadieno/ estireno, acrilonitrilo/butadieno/estireno, ésteres de
ácido acrílico, ácido acrílico y ésteres estireno/acrilonitrilo,
etileno/cloruro de vinilo, y etileno/acetato de vinilo u
homopolímeros, tales como el cloruro de polivinilo, cloruro de
polivinilideno, polietileno y acetato de polivinilo o poliuretanos.
Las dispersiones de aglutinante pueden prepararse mediante
polimerización de la emulsión acuosa. Los aglutinantes preferidos
consisten en copolímeros estireno/ acrilato de butilo o
estireno/butadieno/ácido acrílico o cauchos estireno/butadieno.
Otros látex polímeros que pueden ser empleados en la invención
están descritos por ejemplo en las especificaciones de las patentes
U.S. 3.265.654, 3.657.174, 3.547.899 y 3.240.740. Típicamente, las
dispersiones comprenden partículas en el margen de 0,05 a 2 micras y
un contenido en aglutinante de 40 a 55% en peso.
El agente blanqueador fluorescente (FWA) puede
ser cualquier producto químico con la capacidad fluorescente para
absorber luz de la parte ultravioleta del espectro de la luz y
emitir en el espectro visible. De preferencia los blanqueadores
fluorescentes son agentes blanqueadores fluorescentes de estilbeno,
tales como se describen en las patentes
GB-A-2026566 y
GB-A-2026054 ó agentes
blanqueadores fluorescentes de bisestilbeno, como se describe en la
patente EP-A-624687. El agente
blanqueador fluorescente incluye derivados del ácido
diaminoestilbeno disulfónico y derivados del diestiril bifenilo. De
preferencia, los agentes blanqueadores fluorescentes se proporcionan
en forma de una dispersión acuosa concentrada, habitualmente por lo
menos el 30% en peso, por ejemplo aproximadamente el 60% en
peso.
La composición de color para recubrimiento de
acuerdo con la presente invención, contiene de preferencia del 10
al 70% en peso de pigmento. El aglutinante se emplea de preferencia
en una cantidad que es suficiente para hacer que el contenido seco
del compuesto polimérico esté entre 1 y 30% en peso, de preferencia
del 5 al 25% en peso, con mayor preferencia del 7 al 20% en peso del
pigmento. La cantidad de agente blanqueador fluorescente empleado
de acuerdo con la invención, se calcula de forma que el agente
blanqueador fluorescente esté presente de preferencia en cantidades
de 0,01 a 1% en peso, con más preferencia de 0,05 a 1% en peso
basado sobre el peso del pigmento. El modificador de reología se
emplea de preferencia en una cantidad del 0,01 al 5% en peso, con
más preferencia del 0,05 al 2% en peso y con mayor preferencia, del
0,1 al 2% en peso de pigmento. La dispersión acuosa puede
comprender entre el 50 y el 80% de sólidos basados en el peso total
de la dispersión, aunque de preferencia las dispersiones son
aproximadamente del 70% de sólidos.
Una forma preferida de preparar la composición de
color para recubrimiento de acuerdo con la invención, es combinando
la emulsión de aglutinante acuosa y la dispersión del pigmento
acuoso en las cantidades necesarias para conseguir las proporciones
adecuadas de pigmento y aglutinante y a continuación, añadir la
dispersión acuosa de agente blanqueador fluorescente agitando
vigorosamente con el fin de asegurar que el pigmento, el
aglutinante y las partículas del agente blanqueador fluorescente se
han eventualmente distribuido a través del medio acuoso. Puede ser
necesario a continuación añadir más agua con el fin de obtener el
contenido de sólidos correcto. De preferencia el polímero soluble en
agua (componente (d)) se añade a la dispersión acuosa una vez que
los otros componentes han sido mezclados suficientemente para
asegurar una distribución uniforme de los otros componentes y
cuando es necesario se añade agua adicional. Sin embargo, es
posible mezclar de otra forma los componentes. Por ejemplo, la
formulación blanqueadora fluorescente puede incorporarse a los
aglutinantes, por ejemplo, por medio de la emulsión en fusión.
La composición de color para recubrimiento de
acuerdo con las invención, muestra propiedades reológicas óptimas.
incluyendo buenas propiedades de retención de agua y proporciona
una hoja de papel o cartón recubierto, con mejores propiedades
ópticas, en particular la brillantez y blancura mejoradas. Es una
característica sorprendente de la invención el que estas mejoras son
como una consecuencia de emplear el polímero (componente (d)) el
cual tiene la especial combinación de características siguiente: 1)
consta esencialmente de 90 a 100 moles % de unidades de repetición,
hidrofílicas, esencialmente no iónicas, y de 0 a 10 moles % de
unidades de repetición aniónicas, y 2) tiene un peso molecular
dentro del margen específico de 50.000 a 500.000.
El polímero soluble en agua, el componente (d),
de acuerdo con la invención, actúa como modificador de la reología
o como ayuda para la retención del agua en la composición de color
para recubrimiento. Sin embargo, está claro que el polímero mejora
también las propiedades ópticas del papel o cartón recubierto y por
lo tanto no debería ser considerado únicamente como un modificador
de la reología. En efecto, el polímero soluble en agua (componente
(d)) puede ser considerado como que actúa también como auxiliar en
la mejora de las propiedades ópticas.
El polímero soluble en agua de acuerdo con la
invención se forma a partir de un monómero soluble en agua o una
mezcla de monómeros. De preferencia la(s)
solubilidad(es) en agua del monómero o monómeros es/son
superiores a 5 g/100 ml, aunque de preferencia por lo menos 10
g/100 ml. El monómero o mezcla de monómeros no debe contener
substancialmente ningún monómero insoluble en agua puesto que esto
disminuiría el rendimiento de la composición de color para
recubrimiento.
El componente del polímero soluble en agua de
acuerdo con la invención consiste esencialmente del 90 al 100 moles
%, de unidades de repetición hidrofílicas no iónicas y 0 a 10 moles
% de unidades de repetición aniónicas. El polímero puede derivar de
una mezcla de un monómero no iónico etilénicamente no saturado
soluble en agua, con un monómero aniónico etilénicamente no saturado
soluble en agua. Alternativamente las unidades de repetición
aniónicas pueden ser generadas mediante la posterior reacción de
las unidades de repetición, que son capaces de convertirse en
grupos aniónicos. Por ejemplo, las unidades de repetición que
contienen un grupo amida pendiente libre pueden ser hidrolizadas
mediante la acción de un álcali para generar el correspondiente
ácido carboxílico.
El polímero soluble en agua se suministra de
preferencia en forma de una solución acuosa, por ejemplo, entre 10
y 25%. con mayor preferencia 15 a 20% de concentración, El polímero
puede estar formado mediante cualquier técnica de polimerización
adecuada, tal como polimerización en gel, perlas, emulsión de fase
invertida o de preferencia polimerización en solución. Así, los
polímeros pueden obtenerse en forma de polvos, perlas, solución
acuosa, emulsión de fase invertida o como una emulsión deshidratada
de fase invertida (polímero en dispersión líquida).
Las unidades de repetición hidrofílicas
esencialmente no iónicas del componente polímero soluble en agua se
derivan de preferencia del monómero soluble en agua o mezcla de
monómeros seleccionados del grupo formado por acrilamida,
metacrilamida, N-vinil-pirrolidona,
N-vinil caprolactama, acrilato de hidroxietilo y
metacrilato de hidroxietilo.
De preferencia, las unidades de repetición
aniónicas del componente polímero soluble en agua se derivan del
monómero o mezcla de monómeros aniónicos solubles en agua
seleccionados del grupo formado por ácido acrílico, ácido
metacrílico, ácido maleico, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido
2-acrilamido-2-metilpropano
sulfónico, ácido alil sulfónico y ácido vinil sulfónico.
El(los) monómero(s) puede(n) estar
presente(s) en forma de ácido libre o sal de un metal
alcalino o de amonio, soluble en agua.
En una forma preferida, el componente polímero
soluble en agua de la composición de color para recubrimiento,
consiste esencialmente en,
(i) 90 a 99,5, con más preferencia 92,5 a 99
moles % de unidades de repetición hidrofílicas, esencialmente no
iónicas, y
(ii) 0,5 a 10, con más preferencia 1 a 7,5 moles
% de unidades de repetición aniónicas.
Se ha encontrado que el rendimiento de la
composición de color para recubrimiento se potencia además cuando
el componente polímero soluble en agua comprende entre 2,5 y 5
moles % de unidades de repetición aniónicas. Así, en una forma
particularmente preferida, la composición de color para
recubrimiento de acuerdo con la invención, comprende un polímero
soluble en agua, que consiste esencialmente de,
- (i)
- 95 a 97,5 moles % de unidades de repetición hidrofílicas, esencialmente no iónicas, y
- (ii)
- 2,5 a 5 moles % de unidades de repetición aniónicas.
De preferencia, el componente polímero soluble en
agua de la composición de color para recubrimiento tiene un peso
molecular medio entre 50.000 y 300.000, con más preferencia entre
100.000 y 250.000, en particular en el margen de 150.000 a 250.000,
especialmente 180.000 a 230.000, con mayor preferencia alrededor de
200.000.
Otro aspecto de la invención se refiere a un
artículo celulósico recubierto con la composición de color para
recubrimiento, que comprende una dispersión acuosa de,
- (a)
- un pigmento,
- (b)
- un aglutinante
- (c)
- un agente blanqueador fluorescente, y
- (d)
- un polímero soluble en agua formado por un monómero o mezcla de monómeros, solubles en agua etilénicamente no saturados,
caracterizado porque el polímero soluble en agua
consiste esencialmente en,
- (i)
- 90 a 100 moles % de unidades de repetición hidrofílicas, esencialmente no iónicas, y
- (ii)
- 0 a 10 moles % de unidades de repetición aniónicas
y tiene un peso molecular medio entre 50.000 y
500.000.
El artículo celulósico de recubrimiento de
acuerdo con la invención incluye alguna de las versiones preferidas
descritas aquí. El artículo celulósico recubierto de acuerdo con
este aspecto de la invención reúne características de una mejor
facilidad para la impresión, brillo, luminosidad y blancura. De
preferencia, el artículo celulósico recubierto es un papel
recubierto o un cartón recubierto.
Típicamente, el artículo celulósico recubierto
puede obtenerse mediante el paso de un artículo no recubierto sobre
una aplicación de recubrimiento a partir del cual puede aplicarse
el color para recubrimiento. El recubrimiento se deja secar,
opcionalmente mediante el empleo de secadores de aire caliente.
Cuando se desea, pueden aplicarse al artículo varias capas de
recubrimiento. En una forma preferida, en donde el artículo
celulósico recubierto es un papel recubierto o un cartón
recubierto, la hoja de papel o cartón no recubierto puede pasar por
encima del aplicador de recubrimiento, el cual puede ser una barra o
una cuchilla de recubrir, a partir de la cual la composición de
color para recubrimiento se aplica sobre la superficie del papel o
cartón. De preferencia el recubrimiento sobre el papel o cartón se
seca mediante el empleo de secadores de aire caliente. Una capa de
recubrimiento adicional puede aplicarse a continuación de
preferencia a una superficie no recubierta de papel o cartón. Puede
también desearse aplicar varios recubrimientos sobre la(s)
superficie(s) del papel o cartón para formar un
recubrimiento multicapa. Puede también desearse pulimentar el
recubrimiento, por ejemplo mediante el empleo de un dispositivo de
calandrado. Típicamente, la hoja recubierta de papel o cartón se
hace pasar entre dos cilindros, uno de los cuales se destina a
deslizarse contra la superficie recubierta para ser pulida. Este
efecto de deslizamiento se destina a proporcionar una superficie
altamente pulida a la hoja recubierta.
En otro aspecto de la invención, el componente
polímero de la composición de color para recubrimiento es un
compuesto nuevo. Así, este aspecto de la invención va dirigido a un
polímero soluble en agua formado por un monómero o mezcla de
monómeros solubles en agua, etilénicamente no saturados,
caracterizado porque el polímero soluble en agua consiste
esencialmente en,
- (i)
- 90 a 99,5 moles % de unidades de repetición hidrofílicas esencialmente no iónicas, y
- (ii)
- 0,5 a 10 moles % de unidades de repetición aniónicas.
y tiene un peso molecular medio entre 50.000 y
500.000. Además todas las formas preferidas del componente polímero
de la composición de color para recubrimiento se incorporan también
específicamente en este aspecto de la invención.
El polímero soluble en agua se proporciona de
preferencia en forma de una solución acuosa, por ejemplo entre 10 y
25%, con más preferencia del 15 al 20% de concentración. El
polímero puede estar formado por cualquier técnica de
polimerización adecuada, tal como un gel, perlas o polimerización en
solución. Sin embargo. la polimerización de una solución acuosa del
monómero o mezcla de monómeros puede ser la técnica más conveniente
puesto que evita un paso de disolución adicional que de otra manera
sería necesario para proporcionar el polímero con la correcta
concentración para su aplicación. Así, la solución de polímero
soluble en agua puede proporcionarse convenientemente añadiendo una
solución acuosa de iniciadores, por ejemplo el persulfato de amonio,
de un 15 a un 20% de solución acuosa del monómero o mezcla de
monómeros mientras se agita para asegurar la adecuada distribución
de los iniciadores, y la polimerización del material y permitiendo
que la polimerización tenga lugar.
Los siguientes ejemplos ilustran la
invención.
Se prepara una mezcla de monómeros que contiene
720 Kgs de acrilamida y 18 kgs de ácido acrílico disueltos en 735
kgs de agua. 2300 kgs de agua se cargan en un reactor y a esto se
añaden 0,12 kgs de persulfato de amonio disuelto en 6 kgs de agua y
la mezcla se agita bien. La mezcla de monómeros se añade al reactor
durante 1,5 horas mientras se mantiene la agitación en el reactor.
Simultáneamente con el comienzo de la adición del monómero, se
añaden 1,41 kgs de persulfato de amonio disueltos en 150 kgs de
agua al reactor durante 2 horas. Una vez completada la
polimerización de la solución acuosa de polímero resultante, se
ajusta el pH empleando solución de hidróxido de sodio al 46%.
Se repite el procedimiento descrito para el
polímero A con la excepción de que se emplean 702 kgs de acrilamida
y 36 kgs de ácido acrílico.
Los polímeros A y B son copolímeros de acrilamida
con acrilato de sodio como se describe en las preparaciones de más
arriba. El polímero C es un copolímero de acrilamida con acrilato
de amonio y el polímero D es un copolímero de 50% en peso de
acrilato de etilo y 50% en peso de ácido metacrílico preparado en
forma de una emulsión acuosa y a continuación se disuelve en
hidróxido de sodio acuoso para saponificar los grupos éster. Las
características del polímero están resumidas en la tabla 1.
| Abreviaturas | |
| AA | ácido acrílico |
| ACM | Acrilamida |
| EA | Acrilato de etilo |
| MAA | Acido metacrílico |
\newpage
| Formulación 1 | Cantidad en peso |
| Carbonato de calcio (tamaño de partícula 95% por debajo de 2 micras) | 50 partes |
| Caolín (tamaño de partícula 90% por debajo de 2 micras) | 50 partes |
| Polímero de látex de estireno butadieno (Dow DL 935) | 10 partes |
| Agente blanqueador fluorescente (ácido diamino estilbeno hexasulfónico Tinopal SPP) | 1 parte |
La composición de color para recubrimiento se
prepara mezclando conjuntamente el caolín y el carbonato de calcio
como dispersiones acuosas. El polímero de látex estireno/ butadieno
se mezcla a continuación con la dispersión del pigmento y a esto se
añade 1 parte del agente blanqueador fluorescente, ácido diamino
estilbeno hexasulfónico (Tinopal SPP adquirible en la firma Ciba
Specialty Chemicals).
Se toman cuatro muestras de la dispersión y a
cada uno de los polímeros de A a D se añade una dosis para dar una
viscosidad según Brookfield entre 1800 a 2000 mPa.s. Las muestras
de la formulación de color para recubrimiento tienen 62% de sólidos
y un pH de 8,2.
La dosis óptima para cada polímero está indicada
en la tabla 2.
Los valores de retención del agua GWR están
medidos en gsm en un medidor gravimétrico de retención del agua,
empleando los parámetros de 2 minutos de tiempo de secado, 1,5
bares de presión y filtros de membrana de 5 \mum, de
policarbonato. Las mediciones están mostradas para cada muestra
comprendiendo los polímeros de A a D. Las mediciones de retención
de agua están mostradas en la tabla 3.
La viscosidad de alto cizallamiento se mide en
mPa.s sobre un viscosímetro de cono y placa ICI, a 10000 s^{-1}.
Las mediciones de la viscosidad para cada muestra, las cuales
comprenden los polímeros de A a D, están indicadas en la tabla
4.
Las muestras de la formulación de color para
recubrimiento las cuales comprenden respectivamente los polímeros
de A a D, están recubiertas sobre papel empleando 3
k-bares para proporcionar un peso de recubrimiento
de 20 g/m^{2} y el brillo y la blancura se miden sobre el
Technibrite ERIC 950. Las mediciones del brillo y la blancura están
mostradas en la tabla 5.
| Formulación 2 | Cantidad en peso |
| Carbonato de calcio (tamaño de partícula 75% por debajo de 2 micras) | 100 partes |
| Polímero de látex acrílico de estireno | 11 partes |
| Agente blanqueador fluorescente | 1 parte |
| ácido diamino estilbeno tetrasulfónico |
El color de recubrimiento de acuerdo con la
formulación 2 se prepara mezclando juntamente los respectivos
componentes de manera análoga a la preparación descrita en el
ejemplo 2.
Se toman cuatro muestras de la dispersión y a
cada uno de los polímeros A a D se añade una dosis para dar una
viscosidad según Brookfield entre 1100 a 1400 mPa.s. Las muestras
de la formulación de color para recubrimiento tienen 70% de sólidos
y un pH de 9,0. La dosis óptima para cada polímero está mostrada en
la tabla 6.
Los valores de retención del agua GWR están
medidos como en el ejemplo 2. Las mediciones de retención del agua,
están mostradas en la tabla 7.
La viscosidad de alto cizallamiento se mide como
en el ejemplo 2. Las mediciones de la viscosidad de alto
cizallamiento están mostrada en la tabla 8.
Las muestras de la formulación de color para
recubrimiento, que comprenden respectivamente los polímeros A a D,
están recubiertos sobre papel y el brillo óptico y la blancura se
miden como en el ejemplo 2. Las mediciones están mostradas en la
tabla 9.
| Formulación 3 | Cantidad en peso |
| Carbonato de calcio (tamaño de partícula 99% por debajo de 2 micras) | 20 partes |
| Caolín | 80 partes |
| Polímero de látex acrilonitrilo estireno butadieno | 12 partes |
| Agente blanqueador fluorescente | 1 parte |
| ácido diamino estilbeno hexasulfónico (Tinopal SPP) |
El color de recubrimiento de acuerdo con la
formulación 3 se prepara mezclando juntamente los respectivos
componentes de manera análoga a la preparación descrita en el
ejemplo 2.
Se toman cuatro muestras de la dispersión y a
cada uno de los polímeros A a D se añade una dosis para dar una
viscosidad según Brookfield entre 1800 a 2000 mPa.s. Las muestras
de la formulación de color para recubrimiento tienen 61,6% de
sólidos y un pH de 7,5.
La dosis óptima para cada polímero está indicada
en la tabla 10.
Los valores de retención del agua GWR están
medidos como en el ejemplo 2. Las mediciones de retención del agua,
están mostradas en la tabla 11.
La viscosidad de alto cizallamiento se mide como
en el ejemplo 2. Las mediciones de la viscosidad de alto
cizallamiento están mostrada en la tabla 12.
Las muestras de la formulación de color para
recubrimiento, que comprenden respectivamente los polímeros A a D,
están recubiertas sobre papel y el brillo óptico y la blancura se
miden como en el ejemplo 2. Las mediciones están mostradas en la
tabla 13.
Los resultados demuestran claramente que los
polímeros A y B proporcionan las mejores prestaciones en términos
de reología y brillo para diferentes formulaciones de color para
recubrimiento que comprenden diferentes tipos de pigmentos.
Claims (10)
-
\global\parskip0.900000\baselineskip
1. Una composición de color para recubrimiento que comprende una dispersión acuosa de,- (a)
- un pigmento
- (b)
- un aglutinante,
- (c)
- un blanqueador fluorescente, y
- (d)
- un polímero soluble en agua formado a partir de un monómero o una mezcla de monómeros etilénicamente no saturados, solubles en agua,
caracterizada porque el polímero soluble en agua consiste esencialmente de,- (i)
- 90 a 100 moles % de unidades hidrofílicas de repetición esencialmente no iónicas, y
- (ii)
- 0 a 10 moles % de unidades de repetición aniónicas,
y tiene un peso molecular medio entre 50.000 y 500.000. - 2. Una composición de color para recubrimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en la cual el polímero soluble en agua comprende unidades de repetición hidrofílicas esencialmente no iónica las cuales se derivan de monómeros solubles en agua seleccionados del grupo formado por acrilamida, metacrilamida, N-vinil pirrolidona, N-vinil caprolactama, acrilato de hidroxietilo y metacrilato de hidroxietilo.
- 3. Una composición de color para recubrimiento de acuerdo con la reivindicación 1 ó la reivindicación 2, en la cual el polímero soluble en agua comprende unidades de repetición aniónicas las cuales se derivan de monómeros aniónicos solubles en agua seleccionados del grupo formado por ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, ácido itacónico, ácido crotónico, ácido 2-acrilamido-2-metilpropano sulfónico, ácido alil sulfónico y ácido vinil sulfónico y en donde el monómero está en forma de ácido libre o de la sal de metal alcalino soluble en agua o la sal de amonio.
- 4. Una composición de color para recubrimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la cual el polímero soluble en agua consiste esencialmente en
- (i)
- 90 a 99,5 moles % de unidades hidrofílicas de repetición esencialmente no iónicas, y
- (ii)
- 0,5 a 10 moles % de unidades de repetición aniónicas.
- 5. Una composición de color para recubrimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la cual el polímero soluble en agua consiste esencialmente en,
- (i)
- 92,5 a 99 moles % de unidades hidrofílicas de repetición esencialmente no iónicas, y
- (ii)
- 1 a 7,5 moles % de unidades de repetición aniónicas.
- 6. Una composición de color para recubrimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la cual el polímero soluble en agua consiste esencialmente en,
- (i)
- 95 a 97,5 moles % de unidades hidrofílicas de repetición esencialmente no iónicas, y
- (ii)
- 2,5 a 5 moles % de unidades de repetición aniónicas.
- 7. Una composición de color para recubrimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la cual el polímero soluble en agua tiene un peso molecular medio entre 50.000 y 300.000.
- 8. Una composición de color para recubrimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la cual el polímero soluble en agua tiene un peso molecular medio entre 100.000 y 250.000.
- 9. Un artículo celulósico el cual ha sido recubierto con la composición de color para recubrimiento como se ha definido mediante una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
- 10. Un polímero soluble en agua formado por un monómero o mezcla de monómeros etilénicamente no saturados, solubles en agua, caracterizado porque el polímero soluble en agua consiste esencialmente en,
- (i)
- 90 a 99,5 moles % de unidades hidrofílicas de repetición esencialmente no iónicas, y
- (ii)
- 0,5 a 10 moles % de unidades de repetición aniónicas
y tiene un peso molecular medio entre 50.000 y 500.000.
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