ES2257295T3 - Composicion de recubrimiento de papel con vehiculos mejorados de abrillantamiento optico. - Google Patents
Composicion de recubrimiento de papel con vehiculos mejorados de abrillantamiento optico.Info
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Abstract
Una composición de recubrimiento de papel que comprende un agente que provoca brillo óptico (OBA) y un derivado de polisacárido hidrosoluble, no iónico y de baja viscosidad, que muestra una viscosidad Brookfield en solución menor que 1500 cps cuando se disuelve en agua a una concentración de polímero de 5% en peso a 25ºC, en la que el recubrimiento del papel proporciona un brillo óptico mejorado comparado con la misma formulación, sin dicho derivado de polisacárido hidrosoluble, no iónico.
Description
Composición de recubrimiento de papel con
vehículos mejorados de abrillantamiento óptico.
La presente invención se refiere a una
composición de recubrimiento de papel que potencia el brillo óptico
del papel recubierto. Más específicamente, esta invención se refiere
a una composición de recubrimiento de papel que posee un vehículo
mejorado para los agentes que provocan brillo óptico, que hace que
el sistema sea más
eficiente.
eficiente.
Antes de la presente invención, los fabricantes
de papel recubierto solían desear lograr un alto brillo en el
producto final de papel recubierto para potenciar el aspecto visual
del papel. De esta forma, se convirtió en una práctica establecida
entre los fabricantes de papel usar pigmentos de alto brillo tales
como carbonato cálcico y dióxido de titanio, e incorporar agentes
fluorescentes como componentes de las formulaciones de
recubrimiento de papel, con el fin de incrementar el brillo del
papel. Estos agentes fluorescentes (a los que se denomina con mayor
frecuencia "agentes que provocan brillo óptico") actúan
absorbiendo las ondas de radiación luminosas en la longitud de onda
ultravioleta del espectro y reemitiendo estas ondas luminosas en el
espectro visible.
El inconveniente del empleo de estos agentes que
provocan brillo óptico (OBA, en sus siglas en inglés) es que su
eficacia, cuando se les utiliza en ausencia de otros adyuvantes
potenciadores de la actividad, es relativamente escasa. Los OBA
carecen de afinidad inherente por los pigmentos y látices sintéticos
y, en consecuencia, en el recubrimiento actual son relativamente
ineficaces, a menos que se les utilice con algún otro componente
del recubrimiento que posea afinidad por los OBA. De este modo, en
la industria del papel se ha convertido en práctica establecida
utilizar OBA junto con otros aditivos, conocidos como "vehículos
de OBA" que han establecido, de forma empírica, su capacidad para
potenciar la eficacia de los OBA en los recubrimientos del
papel.
En general, los vehículos de OBA se utilizan
comercialmente en la actualidad incluyen poli(alcohol
vinílico) y carboximetilcelulosa sódica. Otros materiales citados en
la bibliografía como capaces de potenciar la actividad de OBA son:
hidroxietilcelulosa, almidón, caseína, resinas de
melamina-formaldehído, resinas de urea
formaldehído, y poliglicoles. Muchos de estos materiales son
co-aglutinantes habitualmente utilizados en
recubrimientos, y algunos son agentes reticulantes. Por
consiguiente, estos materiales representan herramientas útiles que
permiten que la industria del papel haga un uso eficaz de los
OBA.
Se desea, sencillamente, que el uso combinado de
OBA con un vehículo seleccionado proporcione un mayor valor de
brillo del papel recubierto que el que se obtiene, por el contrario,
con el uso de OBA y vehículos de la técnica anterior.
La Patente de EE.UU. Nº 5.622.749 describe el uso
de PVA o CMC como agentes dispersantes o auxiliares con agentes de
blanqueado fluorescentes. La publicación japonesa JP 90023639 B
describe el uso de PVA o sus derivados como ayuda al blanqueado con
OBA de tipo estilbeno, con el fin de evitar la coloración o
amarilleo producido por la luz o el calor.
La publicación japonesa JP 61014979 (86) A
describe el uso de derivados de celulosa hidrosolubles, tales como
hidroxietilcelulosa, como vehículo para un agente fluorescente
aniónico. La publicación alemana DE 20 17276-A
describe la mejora de una composición que contiene un pigmento, un
aglutinante, un agente dispersante aniónico, opcionalmente un OBA,
y aditivos habituales dispersados en agua por la adición de
polivinilpirrolidona para potenciar el efecto del OBA.
La Patente de EE.UU. Nº 3.892.675 describe el uso
de OBA moderadamente solubles en agua en composiciones de
recubrimiento que contienen extensores de pigmento blanco tales como
arcilla y látex de poli(acetato de vinilo) como único agente
aglutinante: éteres de celulosa, tales como CMC, se describen como
espesantes para la formulación. La Publicación de J.D. Barnard
titulada "The Role of OBAs and Crosslinking Agents" en Paper
Technology, 33, Nº 9, en las páginas 24 a 30 (1992), describe
la función de los OBA y agentes reticulantes en la determinación
del brillo y resistencia al agua del papel. En la página 25, la
publicación describe todos los vehículos anteriormente enumerados
para OBA.
El documento
EP-A-0 577 557 describe ciertas
sales de sulfoestirilo hidratadas y su aplicación como agentes que
provocan brillo óptico en formulaciones concentradas. Las
formulaciones pueden contener, opcionalmente, un
hetero-polisacárido de tipo aniónico.
El documento
EP-A-0 900 784 describe el uso de
derivados de estilbeno específicos como agentes que provocan brillo
óptico para diversas aplicaciones. Sin embargo, este documento no
describe el uso combinado con un polisacárido no iónico.
\newpage
El documento
EP-A-0 275 937 se refiere a una
pasta de papel de pared que contiene un derivado de estilbeno como
agente que provoca brillo óptico. Este documento no describe que se
puede usar como componente de base un polisacárido no iónico de
baja viscosidad.
La presente invención es un sistema de aditivos
para recubrimientos de papel de derivados de polisacáridos
hidrosolubles, no iónicos y de baja viscosidad, que se usan como
vehículos para agentes fluorescentes que provocan brillo óptico en
recubrimientos para papeles pigmentados. El papel recubierto con
estas composiciones tiene una superficie significativamente más
brillante que un papel recubierto con el mismo OBA sin el empleo de
estos derivados de polisacáridos.
Del mismo modo, la presente invención se puede
usar en una aplicación de prensa encoladora de recubrimiento de
almidón aplicado a papel. En este caso, no habría presente ningún
pigmento, sino sólo el almidón, el OBA, y el vehículo como
ingredientes principales.
La presente invención se dirige a una composición
de recubrimiento de papel que comprende un agente que provoca
brillo óptico (OBA) y un derivado de polisacárido hidrosoluble, no
iónico, y de baja viscosidad, que tiene una viscosidad Brookfield
en solución menor de aproximadamente 1500 centipoises cuando se
disuelve en agua a una concentración de polímero de 5% en peso a
temperatura ambiente (25ºC), en donde el recubrimiento de papel
ofrece un brillo óptico mejorado en comparación con la misma
formulación sin dicho derivado de polisacárido hidrosoluble, no
iónico.
Asimismo, la presente invención se refiere a un
método de conferir brillo al papel, que comprende recubrir el papel
con la composición anteriormente mencionada.
La presente invención comprende, igualmente, un
papel recubierto con la composición anteriormente mencionada.
La presente invención se dirige también a un
método para preparar la composición de recubrimiento de papel
anteriormente mencionada, que comprende combinar un agente que
provoca brillo óptico y un derivado de polisacárido hidrosoluble,
no iónico, que muestra, en solución, una viscosidad Brookfield menor
que aproximadamente o igual a 1500 centipoises cuando se disuelve
en agua a una concentración de polímero de 5% en peso a 25ºC.
De manera sorprendente, se ha encontrado que
formas de bajo peso molecular de derivados de polisacáridos
hidrosolubles, no iónicos, cuando se utilizan junto con otros
aditivos determinados, conocidos como agentes fluorescentes, como
componentes de una formulación de recubrimiento de papel, aumentan
de forma significativa el brillo del papel recubierto, u ofrecen
otras ventajas en comparación con los sistemas de aditivos de la
técnica anterior.
De acuerdo con la presente invención, derivados
de polisacáridos preferidos son los éteres de celulosa
hidrosolubles, no iónicos. Ejemplos de los éteres de celulosa son
hidroxietilcelulosa (HEC), hidroxipropilcelulosa (HPC),
metilcelulosa (MC), metil-hidroxietilcelulosa
(MHEC), metil-hidroxipropilcelulosa (MHPC),
etil-hidroxietilcelulosa (EHEC),
hidroxietil-metilcelulosa (HEMC),
hidroxietil-guar,
hidroxipropil-guar, hidroxietilalmidón, e
hidroxipropilalmidón. Los derivados de polisacáridos de esta
invención se pueden modificar también de manera hidrófoba con
alquilo o arilo C4-C28, o grupos arilalquilo. El
éter de celulosa preferido es una HEC de bajo peso molecular.
La presente invención es, en esencia, el uso
concertado de dos ingredientes en un recubrimiento de papel
pigmentado: 1) un derivado de polisacárido hidrosoluble, no iónico,
y de baja viscosidad, y 2) un agente fluorescente. Estos dos
ingredientes, cuando se emplean como aditivos en una formulación de
recubrimiento de papel pigmentada estándar, que contiene también
pigmento y aglutinante, imparten mayor brillo al papel recubierto
que el que produciría el OBA o el polímero hidrosoluble, utilizados
por separado.
En la práctica típica de recubrimiento de papel,
la formulación de recubrimiento se prepara dispersando pigmentos
tales como arcilla de caolín y carbonato cálcico en agua, agregando,
entonces, un aglutinante tal como un copolímero de
poliestireno-butadieno, y/o una solución acuosa de
almidón cocido. Asimismo, en el recubrimiento pueden estar
presentes en pequeñas cantidades de otros ingredientes de
recubrimiento de papel tales como modificadores de la reología,
biocidas, lubricantes, compuestos antiespumantes, reticulantes, y
aditivos de ajuste de pH.
Ejemplos de pigmentos que se pueden usar en
formulaciones de recubrimiento son caolín, carbonato cálcico
(tiza), arcilla china, sílice amorfa, silicatos, sulfato de bario,
blanco satinado, trihidrato de aluminio, talco, dióxido de titanio,
y mezclas de los mismos. Ejemplos de aglutinantes son almidón,
caseína, proteína de soja, poli(acetato de vinilo), látex de
estireno butadieno, látex acrílico, látex
acrílico-vinílico, y mezclas de los mismos. Otros
ingredientes que pueden estar presentes en el recubrimiento de papel
son, por ejemplo, dispersantes tales como poliacrilatos,
lubricantes tales como sales de ácido esteárico, conservantes,
agentes antiespumantes que pueden tener una base oleosa, tales como
sílice dispersada en aceite de hidrocarburo, o base acuosa tales
como naftalen-glicol, agentes de ajuste de pH tales
como hidróxido sódico, modificadores de la reología tales como
alginatos sódicos, carboximetilcelulosa, almidón, proteínas,
hidroxietilcelulosa de alta viscosidad, y látices solubles en
álcalis.
De acuerdo con la práctica de la presente
invención, se agrega una cantidad de derivado de polisacárido
hidrosoluble a la formulación de recubrimiento, en una cantidad de
dosificación que tiene un límite superior de aproximadamente 3,0
partes de principio activo en relación con la base del pigmento de
la composición. El límite superior preferido es de aproximadamente
2,0 partes y, más preferentemente, de aproximadamente 1,0 parte. El
límite inferior del derivado de polisacárido es de aproximadamente
0,1 partes, preferentemente de aproximadamente 0,2 partes y, más
preferentemente, de aproximadamente 0,3 partes.
El intervalo de viscosidad de la solución de los
derivados de polisacáridos hidrosolubles, de baja viscosidad de la
presente invención, cuando se disuelve en una relación de 5 partes
en peso de polímero en 95 partes de agua, tiene una viscosidad
menor que 1500 cps medida con el instrumento de Brookfield estándar
a temperatura ambiente. Preferentemente, la viscosidad debe ser
menor que 1000 cps y, más preferentemente, menor que 500 cps.
El uso de estos polímeros hidrosolubles es
ventajoso en comparación con el uso, en la técnica anterior, de
polisacáridos hidrosolubles de viscosidad mayor, dado que estos
aditivos de baja viscosidad se pueden incorporar a dosificaciones
relativamente altas a los recubrimientos de papel sin provocar un
espesamiento excesivo del recubrimiento que limitaría su facilidad
de aplicación sobre una malla de papel.
Para mejorar la facilidad de incorporación al
papel, los derivados de polisacáridos de las formulaciones de
recubrimiento se pueden preparar en suspensión acuosa concentrada
desde (véanse las Patentes de EE.UU. números 4.883.536 y
5.028.263). Por ejemplo, se pueden preparar suspensiones
concentradas de derivados de polisacáridos disolviendo dispersantes
y estabilizadores inorgánicos específicos en agua, por medio de un
procedimiento patentado, y agregando a continuación 25% en peso del
derivado de polisacárido a esta solución. De esta forma, la
compañía Hercules Incorporated ha desarrollado, sobre la base de
esta tecnología patentada, los productos comerciales (es decir,
ADMIRAL® 3089FS Suspensión de Polímeros Fluidizados, ADMIRAL® 2089FS
Suspensión de Polímeros Fluidizados, y ADMIRAL® 1089FS Suspensión
de Polímeros Fluidizados). La Suspensión de Polímeros Fluidizados
ADMIRAL® 3089FS comprende un polímero de HEC que produce una
viscosidad acuosa mayor que aproximadamente 2000 cps cuando se
agrega al agua en una relación tal que la concentración de HEC es de
5% en peso. En comparación, tanto la Suspensión de Polímeros
Fluidizados ADMIRAL® 2089FS como la Suspensión de Polímeros
Fluidizados ADMIRAL® 1089FS comprenden polímeros hidrosolubles de
HEC de baja viscosidad que producen una viscosi-
dad acuosa menor que 500 cps cuando se agregan al agua en una relación tal que la concentración de HEC es de 5%.
dad acuosa menor que 500 cps cuando se agregan al agua en una relación tal que la concentración de HEC es de 5%.
Además de la cantidad normal de vehículo de
derivado de polisacárido presente en el recubrimiento, el
ingrediente OBA debe estar presente en una cantidad con un límite
superior de aproximadamente 4,0 partes de principio activo con
respecto al pigmento. El límite superior preferido del OBA es de
aproximadamente 2,0 partes, más preferentemente, de aproximadamente
1,0 parte. El límite inferior de la cantidad de OBA es de
aproximadamente 0,1 parte, preferentemente 0,2 partes y, más
preferentemente, de aproximadamente 0,3 partes.
De acuerdo con la presente invención, el
recubrimiento del papel se aplica por diversos medios a la
superficie del papel o cartón para conseguir un determinado peso de
recubrimiento y, a continuación, se seca para formar el producto de
papel final. Se conocen muchos métodos convencionales en la técnica
anterior para la aplicación del recubrimiento a la superficie del
papel. Tres de los tipos de elementos para el recubrimiento más
comunes son de hoja, varilla y cuchilla de aire. Los elementos para
el recubrimiento provistos de hoja utilizan una hoja de metal o
cerámica en un cierto ángulo y presión para medir un recubrimiento
de varios micrómetros de espesor sobre una hoja. El elementos para
el recubrimiento provisto de hoja es el tipo más común.
Los agentes fluorescentes, u OBA, que son de
utilidad en combinación con los derivados de celulosa
hidrosolubles, no iónicos de la presente invención incluyen ácido
4,4'-bis(triazinil)-amino-estilbeno-2,2'-disulfónico
(tetrasulfonado) y
4,4'-bis-2-sulfoestiril-bifenilo
(diestirilbifenilo). El primer tipo de OBA (tetrasulfonado) se
utiliza tradicionalmente en la industria del papel en el interior de
los recubrimientos del papel. Diestiril-bifenilo
(DSBP) es una nueva clase de OBA recientemente disponible para
recubrimientos del papel. Cabe esperar, igualmente, que otros
aditivos de OBA, tales como agentes fluorescentes sustituidos
disulfonados y hexasulfonados sean operativos con esta
invención.
De acuerdo con la presente invención, el papel
recubierto con un OBA y un derivado de polisacárido hidrosoluble,
no iónico y de baja viscosidad según esta invención muestra valores
de blancura y brillo mayores que 70, preferentemente mayores que 80
y, más preferentemente, mayores que 90 unidades, según la medición
de blancura efectuada en un Espectrofotómetro
X-Rite® 968, y la medición de brillo llevada a cabo
en un Comprobador de Brillo y Colorímetro Diano®
5-4. Igualmente, este papel muestra un brillo
mejorado por supercalandrado en comparación con los vehículos de
OBA de la técnica anterior.
Esta invención exhibe ventajas sobre el uso, en
la técnica anterior, de poli(alcohol vinílico), debido a que
el derivado de polisacárido de esta invención no requiere una
cochura y preparación extensas, como es el caso del
poli(alcohol vinílico) (PVA). De esta forma, esta invención
representa un importante paso adelante en la facilidad de uso con
respecto a la técnica anterior. Asimismo, la presente invención
produce un efecto adverso menor sobre la capacidad de brillo del
papel recubierto en comparación con el vehículo de OBA de la
técnica anterior, es decir, el PVA.
Los siguientes ejemplos se presentan con el mero
propósito de ilustración, pero se debe entender que se pueden
introducir modificaciones adicionales de la presente invención,
conformes con la experiencia de los técnicos en esta industria, sin
apartarse del espíritu y alcance de la invención.
Se prepararon lotes maestros de dos formulaciones
de recubrimiento diferentes. Como primer paso, el pigmento
(compuesto por arcilla de caolín en su totalidad, o por una mezcla
50:50 de caolín/carbonato cálcico) se transformó en una suspensión
acuosa con 75% de sólidos totales. Se utilizó el producto Dispex® N
40 (poliacrilato sódico) en 0,15 partes activas con respecto al
pigmento como ayuda para la dispersión. Después de 1 hora de mezcla
de alto cizallamiento, se agregaron 10 partes de látex de estireno
butadieno al pigmento, usando agitación de baja velocidad. Se
agregó, a continuación, agua diluyente para alcanzar un valor
aproximado de 63% de sólidos, y se ajustó el pH a 8,5 con hidróxido
de amonio al 30%. Se llevó a cabo una reducción final de sólidos a
61,5% en cada parte alícuota por separado usada para los
recubrimientos de muestras individuales.
Estas formulaciones difirieron en la selección de
los tipos de pigmento, en donde una formulación utilizó arcilla de
caolín al 100% como pigmento de recubrimiento, en tanto que la otra
formulación empleó una mezcla de arcilla de caolín al 50% y
carbonato cálcico al 50% (véanse las Tablas 1 y 2, más adelante).
En todos los ensayos se usó un aglutinante estándar de látex de
estireno butadieno, en 10 partes por 100 partes de pigmento.
Cada tipo de recubrimiento de papel, basado en
pigmento de arcilla de caolín al 100% o en una mezcla de caolín y
carbonato cálcico, se dividió en varias partes alícuotas y se
agregaron a cada una de ellas diversos aditivos de polímeros
hidrosolubles y OBA. En los ensayos de recubrimiento de papel en los
que se usó poli(alcohol vinílico) como vehículo del OBA, fue
necesario cocer el PVA a 93,3ºC durante al menos 40 minutos para
hidratarlo por completo. En los ensayos que usaron HEC como vehículo
del OBA, no fue necesario cocer la HEC para hidratarla. Por el
contrario, este último polímero se agregó directamente al
recubrimiento, en forma de solución o como Suspensión de Polímeros
Fluidizados, y se dejó hidratar mediante agitación in situ,
lo que requirió sólo alrededor de 15 minutos. En el estudio se
usaron los OBA diferentes: ácido
4,4'-bis(triazinil)-amino-estilbeno-2,2'-disulfónico
(TETRA), y
4,4'-bis-2-sulfoestiril-bifenilo
(DSBP).
Con fines de extensión, se agregó
carboximetilcelulosa sódica o alginato sódico a cada recubrimiento
de papel para producir una viscosidad Brookfield de aproximadamente
1500 cps, medida con un viscosímetro RVT de huso nº 4 a 100 rpm.
Seguidamente, las formulaciones preparadas se aplicaron como
recubrimiento sobre rodillos de papel nº 62 comercial, utilizando
un elemento de recubrimiento Dow® de laboratorio (Serie nº 079, Tipo
89B-SS) a diversas velocidades, para proporcionar
un intervalo de pesos de recubrimiento. Se recuperó el papel
recubierto acabado y se seleccionaron muestras de papel de cada uno
de los ensayos que correspondieron a la adquisición equivalente de
peso de recubrimiento de aproximadamente 2,27 kg por 279 metros
cuadrados de papel.
A continuación, se midió la blancura de estas
muestras de papel recubierto, usando un Espectrómetro
X-Rite® 968, y el brillo, empleando un Comprobador
de Brillo y Colorímetro Diano® S-4. Se utilizaron
métodos convencionales para estos instrumentos en cada una de estas
mediciones.
En este Ejemplo, se usó arcilla de caolín al 100%
como ingrediente de pigmento del recubrimiento de papel. La
formulación del recubrimiento ensayado se muestra en la Tabla 1. En
la Tabla 2 se describe cada uno de los vehículos de polímero
hidrosoluble para OBA usados en los distintos ensayos de
recubrimiento.
Las propiedades de papel final observadas para el
papel tratado con estas diversas formulaciones se muestran en las
Tablas 4 y 5.
En los ensayos, se encontró que la Suspensión de
Polímeros Fluidizados ADMIRAL® 1089 FS, es decir,
hidroxietilcelulosa no iónica de baja viscosidad, a 0,5 partes de
polímero activo con respecto al pigmento con 1,0 parte del OBA
diestirilbifenilo, produjo el máximo brillo y la segunda blancura
máxima de todos los vehículos de OBA analizados con este nivel de
adición. Estos resultados se muestran en la Tabla 3. Una solución
experimental de hidroxietilcelulosa, con una viscosidad
ultra-baja, proporcionó los máximos resultados de
blancura. Sin embargo, y en comparación, la Suspensión de Polímeros
Fluidizados ADMIRAL® 3089 FS (el análogo de mayor viscosidad de la
Suspensión de Polímeros Fluidizados ADMIRAL® 1089 FS) dio resultados
de brillo y blancura más bajos. Este resultado confirmó
esencialmente el inesperado hallazgo de la presente invención: la
hidroxietilcelulosa de baja viscosidad es más eficaz como vehículo
de OBA para el papel recubierto que la HEC con una viscosidad
acuosa mayor que 1500 cps, a una concentración en agua de 5%.
El OBA diestirilbifenilo ofreció una ganancia
media de brillo de 0,6 puntos, ó 4,4 puntos de blancura con
respecto al ácido
4,4'-bis(triazinil)-amino-estilbeno-2,2'-disulfónico
(TETRA) (véase la Tabla 4).
| Huber® Hydrasperse (arcilla de caolín nº 2) | 100 partes |
| Dow® 620 SBR (látex de estireno butadieno) | 10 partes |
| Dispex N-40 (ayuda para la dispersión) | 0,1 partes |
| Adición de agua hasta sólidos al 61% | |
| Vehículo de OBA | 0,0, 0,50 ó 1 partes |
| OBA: | |
| 4,4-bis(2-sulfoestiril)-(bifenilo) (DSBP) | 0 ó 1 parte |
| ácido 4,4'-bis(triazinil)-amino-estilbeno-2,2'-disulfónico (TETRA) | |
| CMC 7LCT o 9M31CF (para el control de la viscosidad) | Agregados para espesar el |
| recubrimiento hasta el | |
| objetivo de 1500 cps |
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
| Nombre | Descripción |
| \begin{minipage}[t]{55mm} ADMIRAL\registrado 1089 FS Suspensión de Polímeros Fluidizados\end{minipage} | \begin{minipage}[t]{100mm} Suspensión de Polímeros Fluidizados activa al 25% de Natrosol\registrado 250 LR hidroxietilcelulosa, viscosidad acuosa activa al 5% < 500 cps\end{minipage} |
| \begin{minipage}[t]{55mm} ADMIRAL\registrado 3089 FS Suspensión de Polímeros Fluidizados\end{minipage} | \begin{minipage}[t]{100mm} Suspensión de Polímeros Fluidizados activa al 25% de Natrosol\registrado 250 JR hidroxietilcelulosa, viscosidad acuosa activa al 5% < 500 cps\end{minipage} |
| \begin{minipage}[t]{55mm} ADMIRAL\registrado 3089 FS Suspensión de Polímeros Fluidizados\end{minipage} | \begin{minipage}[t]{100mm} Suspensión de Polímeros Fluidizados activa al 25% de Natrosol\registrado 250 GR hidroxietilcelulosa, viscosidad acuosa activa al 5% 2000 cps\end{minipage} |
| \begin{minipage}[t]{55mm} HEC experimental de viscosidad ultra-baja\end{minipage} | \begin{minipage}[t]{100mm} Solución de hidroxietilcelulosa degradada con peróxido, viscosidad de la solución de polímeros activos al 10% < 100 cps (véase la Patente de EE.UU. N^{o} 5.480.984)\end{minipage} |
| \begin{minipage}[t]{55mm} Klucel\registrado Hidroxipropilcelulosa Tipo 99-L\end{minipage} | \begin{minipage}[t]{100mm} Hidroxipropilcelulosa de bajo peso molecular, viscosidad acuosa del polímero activo al 5% < 500 cps\end{minipage} |
| \begin{minipage}[t]{55mm} Culminal\registrado MHPC 25 Metil-hidroxi-propilcelulosa\end{minipage} | \begin{minipage}[t]{100mm} Metil-hidroxipropilcelulosa de bajo peso molecular, viscosidad acuosa del polímero activo al 5% < 500 cps\end{minipage} |
| \begin{minipage}[t]{55mm} Culminal\registrado MC25S, Metilcelulosa\end{minipage} | \begin{minipage}[t]{100mm} Metilcelulosa de bajo peso molecular, viscosidad acuosa activa al 5% < 500 cps\end{minipage} |
| \begin{minipage}[t]{55mm} Airvol 203S Poli(alcohol vinílico) (Air Products)\end{minipage} | \begin{minipage}[t]{100mm} Poli(alcohol vinílico) hidrolizado al 88%\end{minipage} |
| Vehículo de OBA a 0,5 Partes | Brillo del Papel | Blancura del Papel |
| Recubierto | Recubierto | |
| ADMIRAL® 1089 FS Suspensión de Polímeros Fluidizados | 87,0 | 87,7 |
| Airvol 203S Poli(alcohol vinílico) | 86,3 | 82,6 |
| ADMIRAL® 3089 FS Suspensión de Polímeros Fluidizados | 86,4 | 82,1 |
| HEC experimental de Viscosidad Ultra-Baja | 85,9 | 88,3 |
| Klucel® Hidroxipropilcelulosa Tipo 99-L | 86,0 | 87,3 |
| Culminal® MHPC 25 | 85,7 | 87,1 |
| Metil-hidroxipropilcelulosa | ||
| Culminal® MC25S Metilcelulosa | 85,5 | 86,4 |
\vskip1.000000\baselineskip
| Vehículo de OBA a 0,5 Partes | Brillo del Papel | Blancura del Papel | ||
| Recubierto | Recubierto | |||
| Tipo de OBA: | TETRA | DSBP | TETRA | DSBP |
| Vehículo de OBA | ||||
| ADMIRAL® 1089 FS Suspensión de Polímeros Fluidizados | 85,7 | 87,0 | 81,5 | 87,7 |
| Airvol 203S Poli(alcohol vinílico) | 85,3 | 86,3 | 81,5 | 82,6 |
| ADMIRAL® 3089 FS Suspensión de Polímeros Fluidizados | 85,5 | 86,4 | 81,3 | 82,1 |
| HEC experimental de Viscosidad Ultra-Baja | 85,7 | 85,9 | 81,5 | 88,3 |
| Klucel® Hidroxipropilcelulosa Tipo 99-L | 85,7 | 86,0 | 81,9 | 87,3 |
| Culminal® MHPC 25 | 85,2 | 85,7 | 81,1 | 87,1 |
| Metil-hidroxipropilcelulosa | ||||
| Culminal® MC25S Metilcelulosa | 85,4 | 85,5 | 81,4 | 86,4 |
\vskip1.000000\baselineskip
En esta serie de ensayos, se utilizaron como
ingredientes de pigmento de recubrimiento arcilla de caolín al 50%
junto con carbonato cálcico al 50%. Las formulaciones de
recubrimiento de papel ensayadas se muestran en la Tabla 5. En la
Tabla 2 se describe cada uno de los polímeros hidrosolubles/vehículo
de OBA. Las propiedades de papel finales observadas en el papel
tratado con estas diversas formulaciones se muestran en las Tablas
6 a 9. Todos estos recubrimientos se espesaron hasta un intervalo de
viscosidad de recubrimiento diana mediante la adición de diversas
cantidades de alginato sódico Kelgin LV.
Dado que el papel recubierto obtiene normalmente
el brillo mediante supercalandrado, los resultados de claridad y
brillo se tomaron en muestras de supercalandrado. Las condiciones de
supercalandrado fueron 2 pases, 37,8ºC, 503 cm por minuto, y 725,7
kg por centímetro lineal.
Se encontró que los papeles recubiertos que
incluyeron DSBP, un OBA, e hidroxietilcelulosa de baja viscosidad,
a 0,5 a 1,0 partes con respecto al pigmento en la formulación de
recubrimiento, exhibieron el máximo brillo de todos los vehículos
de OBA evaluados (véanse las Tablas 6 y 8). En comparación, el
recubrimiento de papel que incorporó Suspensión de Polímeros
Fluidizados ADMIRAL® 3089 FS (el análogo de mayor viscosidad de la
Suspensión de Polímeros Fluidizados ADMIRAL® 1089 FS) o PVA
exhibieron resultados de brillo más bajos.
Se encontró, igualmente, que la selección del
tipo de OBA influye sobre el brillo del papel recubierto. El OBA
diestirilbifenilo proporcionó una ganancia de brillo de 1,1 puntos a
la dosificación de 0,5 partes de vehículo de OBA en comparación con
el ácido
4,4'-bis(triazinil)-amino-estilbeno-2,2'-disulfónico
(TETRA). A la dosificación de 1,0 parte de vehículo de OBA, el OBA
diestirilbifenilo proporcionó una ganancia de brillo de 1,5 puntos
con respecto al ácido
4,4'-bis(triazinil)-amino-estilbeno-2,2'-disulfónico
(TETRA) (véase la Tabla 7).
La medición de brillo de las distintas muestras
de papel recubierto demostró que el recubrimiento de papel que
incorporó 0,5 partes de hidroxietilcelulosa de baja viscosidad
exhibió los mayores valores de brillo, independientemente del tipo
de OBA (véase la Tabla 9).
| Huber® Hydrasperse (arcilla de caolín nº 2) | 50 partes |
| Huber Hydracarb 90 (carbonato cálcico) | 50 partes |
| Dow® 620 SBR (látex de estireno butadieno) | 10 partes |
| Dispex N-40 (ayuda para la dispersión) | 0,1 partes |
| Adición de agua hasta sólidos al 61% | |
| Vehículo de OBA | 0,0, 0,25, 0,50, 0,75 ó 1 partes |
| OBA: | |
| 4,4-bis(2-sulfoestiril)-(bifenilo) (DSBP) | 0 ó 1 parte |
| ácido 4,4'-bis(triazinil)-amino-estilbeno-2,2'-disulfónico (TETRA) | |
| Alginato Sódico Kelgin LV (para el control de la viscosidad) | Agregado para espesar el recubrimiento |
| hasta el objetivo de 1500 cps |
\vskip1.000000\baselineskip
| \begin{minipage}[t]{33mm} Brillo por Supercalandrado de Papel Recubierto con 0,5 Partes de Vehículo de OBA \end{minipage} | \begin{minipage}[t]{33mm} Brillo por Supercalandrado de Papel Recubierto con 1,0 Parte de Vehículo de OBA \end{minipage} | |
| Vehículo de OBA | ||
| ADMIRAL® 1089 FS Suspensión de Polímeros Fluidizados | 87,7 | 87,9 |
| Airvol 203S Poli(alcohol vinílico) | 86,8 | 87,7 |
| ADMIRAL® 3089 FS Suspensión de Polímeros Fluidizados | 87,1 | 87,6 |
| Brillo por Supercalandrado | Brillo por Supercalandrado | |||
| 0,5 Partes de Vehículo de OBA | 1,0 Parte de Vehículo de OBA | |||
| Tipo de OBA: | Tetra, 1 Parte | DSBP, 1 Parte | Tetra, 1 Parte | DSBP, 1 Parte |
| ADMIRAL® 1089 FS Suspensión de | 86,3 | 87,7 | 86,2 | 87,9 |
| Polímeros Fluidizados | ||||
| Airvol 203S Poli(alcohol vinílico) | 85,7 | 86,8 | 86,3 | 87,7 |
| ADMIRAL® 3089 FS Suspensión de | 86,4 | 87,1 | 86,3 | 87,6 |
| Polímeros Fluidizados |
\vskip1.000000\baselineskip
| Vehículo de OBA | Brillo Sin Supercalandrado | Brillo por Supercalandrado |
| 0,5 Partes de Vehículo de OBA | 1,0 Parte de Vehículo de OBA | |
| Control (Sin Vehículo de OBA) | 87,1 | 85,7 |
| ADMIRAL® 1089 FS Suspensión | 89,6 | 88,6 |
| de Polímeros Fluidizados | ||
| ADMIRAL® 3089 FS Suspensión | 89,6 | 88,6 |
| de Polímeros Fluidizados | ||
| Airvol 203S Poli(alcohol vinílico) | 89,6 | 88,1 |
\vskip1.000000\baselineskip
| Vehículo de OBA | OBA TETRA | OBA DSBP |
| Resultados de Brillo de | Resultados de Brillo de | |
| Papel Recubierto | Papel Recubierto | |
| 0,50 Partes de ADMIRAL® 1089 FS Suspensión | 56,1 | 58,5 |
| de Polímeros Fluidizados | ||
| 0,50 Partes de Airvol 203S Poli(alcohol vinílico) | 55,3 | 55,9 |
| 0,50 Partes de ADMIRAL® 3089 FS Suspensión | 54,6 | 57,2 |
| de Polímeros Fluidizados |
Claims (34)
1. Una composición de recubrimiento de papel que
comprende un agente que provoca brillo óptico (OBA) y un derivado de
polisacárido hidrosoluble, no iónico y de baja viscosidad, que
muestra una viscosidad Brookfield en solución menor que 1500 cps
cuando se disuelve en agua a una concentración de polímero de 5% en
peso a 25ºC, en la que el recubrimiento del papel proporciona un
brillo óptico mejorado comparado con la misma formulación, sin
dicho derivado de polisacárido hidrosoluble, no iónico.
2. La composición de recubrimiento de papel según
la reivindicación 1, en la que se encuentran presentes al menos un
pigmento y un aglutinante.
3. La composición de recubrimiento de papel según
la reivindicación 1, en la que el derivado de polisacárido no
iónico se selecciona del grupo consistente en hidroxietilcelulosa,
hidroxipropilcelulosa, metilcelulosa,
metil-hidroxietilcelulosa,
metil-hidroxipropilcelulosa,
etil-hidroxietilcelulosa,
hidroxietil-metilcelulosa,
hidroxipropil-metilcelulosa,
hidroxietil-guar,
hidroxipropil-guar, hidroxietilalmidón, e
hidroxipropilalmidón.
4. Las composiciones según la reivindicación 3,
en la que el polisacárido hidrosoluble, no iónico está modificado
de forma hidrófoba con alquilo o arilo C_{4-28}, o
grupos arilalquilo.
5. La composición de recubrimiento de papel según
la reivindicación 1, en la que el límite superior de la viscosidad
acuosa al 5% del derivado de polisacárido es menor que 1000 cps.
6. La composición de recubrimiento de papel según
la reivindicación 1, en la que el límite superior de la viscosidad
acuosa al 5% del derivado de polisacárido es menor que 500 cps.
7. La composición de recubrimiento de papel según
la reivindicación 2, en la que la cantidad de derivado de
polisacárido tiene un límite superior de aproximadamente 3,0 partes
de principio activo con respecto al componente de pigmento.
8. La composición de recubrimiento de papel según
la reivindicación 2, en la que la cantidad del derivado de
polisacárido tiene un límite superior de 2,0 partes de principio
activo con respecto al componente de pigmento.
9. La composición de recubrimiento de papel según
la reivindicación 2, en la que la cantidad del derivado de
polisacárido tiene un límite superior de 1,0 parte de principio
activo con respecto al componente de pigmento.
10. La composición de recubrimiento de papel
según la reivindicación 2, en la que la cantidad de derivado de
celulosa tiene un límite inferior a 0,1 partes de principio activo
con respecto al componente de pigmento.
11. La composición de recubrimiento de papel
según la reivindicación 2, en la que la cantidad de derivado de
celulosa tiene un límite inferior a 0,2 partes de principio activo
con respecto al componente de pigmento.
12. La composición de recubrimiento de papel
según la reivindicación 2, en la que la cantidad de derivado de
celulosa tiene un límite inferior a 0,3 partes de principio activo
con respecto al componente de pigmento.
13. La composición de recubrimiento de papel
según la reivindicación 2, en la que la cantidad de OBA tiene un
límite superior de 4,0 partes de principio activo con respecto al
componente de pigmento.
14. La composición de recubrimiento de papel
según la reivindicación 2, en la que la cantidad de OBA tiene un
límite superior de 2,0 partes de principio activo con respecto al
componente de pigmento.
15. La composición de recubrimiento de papel
según la reivindicación 2, en la que la cantidad de OBA tiene un
límite superior de 1,0 parte de principio activo con respecto al
componente de pigmento.
16. La composición de recubrimiento de papel
según la reivindicación 2, en la que la cantidad de OBA tiene un
límite inferior de 0,1 partes de principio activo con respecto al
componente de pigmento.
17. La composición de recubrimiento de papel
según la reivindicación 2, en la que la cantidad de OBA tiene un
límite inferior de 0,2 partes de principio activo con respecto al
componente de pigmento.
18. La composición de recubrimiento de papel
según la reivindicación 2, en la que la cantidad de OBA tiene un
límite inferior de 0,3 partes de principio activo con respecto al
componente de pigmento.
19. La composición de recubrimiento de papel
según la reivindicación 1, en la que el OBA es el derivado de
estilbeno.
20. La composición de recubrimiento de papel
según la reivindicación 1, en la que el OBA se selecciona del grupo
consistente en
4,4'-bis-2-sulfoestiril-bifenilo.
21. La composición de recubrimiento de papel
según la reivindicación 2, en la que el pigmento se selecciona del
grupo consistente en caolín, carbonato cálcico (tiza), arcilla
china, sílice amorfa, silicatos, sulfato de bario, blanco satinado,
aluminato trihidrato, talco, dióxido de titanio, y mezclas de los
mismos.
22. La composición de recubrimiento de papel
según la reivindicación 2, en la que el aglutinante se selecciona
del grupo consistente en almidón, caseína, proteína de soja,
poli(acetato de vinilo), y látex de estireno butadieno,
látex acrílico, y látex acrílico-vinílico, y mezclas
de los mismos.
23. Un método para impartir brillo al papel que
comprende recubrir el papel con la composición según la
reivindicación 1.
24. Un papel recubierto con la composición según
la reivindicación 1.
25. Un método para preparar la composición según
la reivindicación 1, que comprende combinar un agente que provoca
brillo óptico y un derivado de polisacárido no iónico de baja
viscosidad.
26. El método según la reivindicación 25, en el
que se agregan el OBA y el derivado de polisacárido no iónico a una
mezcla acuosa de un aglutinante y pigmento en la fabricación del
papel.
27. La composición de recubrimiento de papel
según la reivindicación 1, en la que el derivado del polisacárido
celulosa hidrosoluble, de baja viscosidad, tiene una viscosidad
Brookfield menor que aproximadamente 500 cps a una concentración
del 5% en agua a 25ºC.
28. El papel según la reivindicación 24, en donde
el papel muestra un valor de Brillo mayor que 70.
29. El papel según la reivindicación 24, en donde
el papel muestra un valor de Brillo mayor que 80.
30. El papel según la reivindicación 24, en donde
el papel muestra un valor de Brillo mayor que 90.
31. El papel según la reivindicación 24, en donde
el papel muestra un valor de blancura mayor que 70.
32. El papel según la reivindicación 24, en donde
el papel muestra un valor de blancura mayor que 80.
33. El papel según la reivindicación 24, en donde
el papel muestra un valor de blancura mayor que 90.
34. El papel según la reivindicación 24, en donde
el papel muestra un brillo por supercalandrado mejorado en
comparación con los vehículos de la técnica anterior.
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