ES2528189T3 - Composiciones de abrillantamiento óptico mejoradas - Google Patents

Composiciones de abrillantamiento óptico mejoradas Download PDF

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ES2528189T3 ES09724296.0T ES09724296T ES2528189T3 ES 2528189 T3 ES2528189 T3 ES 2528189T3 ES 09724296 T ES09724296 T ES 09724296T ES 2528189 T3 ES2528189 T3 ES 2528189T3
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David Puddiphatt
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Abstract

Una composición de encolado para papel, caracterizada porque la composición de encolado comprende (a) al menos un abrillantador óptico de fórmula (1)**Fórmula** en donde R1 es hidrógeno o SO3M, R2 es hidrógeno o SO3M, R3 es hidrógeno, alquilo C1-4, hidroxialquilo C2-3, CH2CO2M, CH2CH2CONH2 o CH2CH2CN, R4 es alquilo C1-4, hidroxialquilo C2-3, CH2CO2M, CH(CO2M)CH2CO2M o CH(CO2M)CH2CH2CO2M, bencilo, o R3 y R4 junto con el átomo de nitrógeno vecino significa un anillo de morfolina, y M es hidrógeno, un catión de metal alcalino, amonio, mono-metil-di-hidroxialquilo C2-C3, dimetil-monohidroxialquil( C2-C3)amonio, amonio que está mono-, di- o sustituido por un radical hidroxialquilo C2-C3, o mezclas de dichos compuestos, (b) una sal de magnesio, y (c) un agente ligante, que es seleccionado del grupo consistente en almidón natural, almidón enzimáticamente modificado y almidón químicamente modificado; estando presentes de 0,15 a 10 partes de componente (b) por parte de componente (a).

Description

5
10
15
20
25
30
35
40 E09724296
19-01-2015
DESCRIPCION
Composiciones de abrillantamiento óptico mejoradas
La presente invención se refiere a composiciones que proporcionan superiores efectos de abrillantamiento óptico cuando se aplican a la superficie de papel en la prensa de encolado.
Antecedentes
Un alto nivel de blancura es un parámetro importante para el usuario final de los productos de papel. Las materias primas más importantes de la industria de fabricación del papel son celulosa, pasta de papel y lignina, que absorben de forma natural la luz azul y por consiguiente son de color amarillento e imparten un aspecto mate al papel. En la industria de fabricación del papel se utilizan abrillantadores ópticos para compensar la absorción de la luz azul por absorción de luz UV con una longitud de onda máxima de 350-360 nm y conversión de la misma en luz azul visible con una longitud de onda máxima de 440 nm.
En la fabricación del papel, los abrillantadores ópticos pueden añadirse ya sea al extremo húmedo de la máquina de papel, o bien a la superficie del papel, o en ambos puntos. En general, no es posible alcanzar los niveles de blancura requeridos de los papeles de calidad superior por adición unicamente en el extremo húmedo.
Un método común de adición de abrillantador óptico a la superficie del papel es por aplicación de una solución acuosa del abrillantador óptico en la prensa de encolado junto con un agente de encolado, típicamente un almidón natural o un almidón modificado enzimática o químicamente. Una hoja de papel preformada se hace pasar a través de una línea de presión entre dos rodillos, estando inundada la línea de presión de entrada con solución de encolado. El papel absorbe algo de la solución, eliminándose el resto en la línea de presión.
Además de almidón y abrillantador óptico, la solución de encolado puede contener otros productos químicos destinados a proporcionar propiedades específicas. Éstos incluyen antiespumantes, emulsiones de cera, colorantes, pigmentos y sales inorgánicas.
Con objeto de alcanzar niveles mayores de blancura, se han destinado esfuerzos considerables al desarrollo de nuevos abrillantadores ópticos. Véanse, por ejemplo, Japanese Kokai 62-106965, la Solicitud PCT WO 98/42685, la Patente US 5.873.913 y la Patente Europea 1.763.519.
La GB 1.239.818 describe abrillantadores ópticos hexasulfonados derivados de triazinilaminoestilbenos. Los ejemplos 1a 6 describen sus sales de sodio. El magnesio se cita únicamente en una lista de posibles contraiones para los abrillantadores ópticos hexasulfonados, y el almidón como componente en una composición de encolado de superficies se menciona también solamente en una lista de posibles agentes ligantes.
Persiste la demanda de medios más eficientes para la consecución de niveles altos de blancura en el papel.
Descripción de la invención
De manera sorprendente, la entidad solicitante ha comprobado que los abrillantadores ópticos de fórmula (1) cuando se aplican a la superficie de papel en combinación con sales de magnesio en una composición de encolado a base de almidón proporcionan efectos de blancura mejorados. De aquí en adelante, las partes significan partes en peso, salvo que se especifique otra cosa.
La presente invención proporciona por tanto un método para abrillantar papel en la prensa de encolado, caracterizado porque la composición de encolado comprende
(a) al menos un abrillantador óptico de fórmula (1)
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imagen1
en donde R1 es hidrógeno o SO3M, R2 es hidrógeno o SO3M,
5 R3 es hidrógeno, alquilo C1-4, hidroxialquilo C2-3, CH2CO2M, CH2CH2CONH2 o CH2CH2CN, R4 es alquilo C1-4, hidroxialquilo C2-3, CH2CO2M, CH(CO2M)CH2CO2M o CH(CO2M)CH2CH2CO2M, bencilo, o R3 y R4 junto con el átomo de nitrógeno vecino significa un anillo de morfolina, y M es hidrógeno, un catión de metal alcalino, amonio, mono-metil-di-hidroxialquilo C2-C3, dimetil-mono
10 hidroxialquil(C2-C3)amonio, amonio que está mono-, di-o sustituido por un radical hidroxialquilo C2-C3, o mezclas de dichos compuestos,
(b)
una sal de magnesio, y
(c)
un agente ligante, que es seleccionado del grupo consistente en almidón natural, almidón enzimáticamente modificado y almidón químicamente modificado;
15 estando presentes de 0,15 a 10 partes de componente (b) por parte de componente (a).
Compuestos preferidos de fórmula (I) son aquellos en donde R3 representa metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, βhidroxietilo, β-hidroxipropilo, CH2CO2M, CH2CH2CONH2 o CH2CH2CN y R4 representa metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, 2-butilo, β-hidroxietilo, β-hidroxipropilo, CH2CO2M, CH(CO2M)CH2CO2M o CH(CO2M)CH2CH2CO2M o
bencilo.
20 Los abrillantadores ópticos de fórmulas (2) y (3) son ejemplos específicos para los abrillantadores ópticos de fórmula (1), pero la invención no queda limitada a estos dos ejemplos específicos.
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imagen2
La sal de magnesio puede ser, por ejemplo, acetato de magnesio, bromuro de magnesio, cloruro de magnesio, formato de magnesio, yoduro de magnesio, nitrato de magnesio, sulfato de magnesio o tiosulfato de magnesio. Con 5 preferencia, la sal de magnesio es cloruro de magnesio, sulfato de magnesio o tiosulfato de magnesio. Con suma preferencia, la sal de magnesio es cloruro de magnesio.
Con preferencia, están presentes de 0,4 a 5 partes de componente (b) por parte de componente (a).
Para el tratamiento de papel en la prensa de encolado, se pueden emplear composiciones de encolado que contienen de 0,2 a 30, con preferencia de 1 a 15 gramos por litro del abrillantador óptico. La composición de
10 encolado también contiene un agente ligante en una concentración de preferentemente 2 a 15% en peso, basado en el peso total de la composición de encolado. El pH es habitualmente del orden de 5-9, con preferencia 6-8.
El agente ligante o de encolado se elige del grupo consistente en almidón natural, almidón enzimáticamente modificado y almidón químicamente modificado. Los almidones modificados son preferentemente almidón oxidado, almidón hidroxietilado o almidón acetilado. El almidón natural es con preferencia un almidón aniónico, un almidón
15 catiónico o un almidón anfótero. Al mismo tiempo la fuente de almidón puede ser cualquiera, con preferencia las fuentes de almidón son maíz, trigo, patata, arroz, tapioca o sago. Pueden estar presentes uno o más ligantes secundarios, con preferencia alcohol polivinílico o carboximetilcelulosa.
Otro objeto de la invención es un procedimiento para el abrillantamiento óptico de papel que comprende las etapas de
20 a) aplicar la composición de encolado al papel,
b) secar el papel tratado.
Con preferencia, a la composición de encolado se añade un desespumante, una emulsión de cera, un colorante y/o un pigmento.
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Los siguientes ejemplos explicarán la presente invención con mayores detalles. Si no se indica otra cosa, “%” y “partes” son en peso.
EJEMPLO 1
Las composiciones de apresto se preparan añadiendo un abrillantador óptico de fórmula (2) en una cantidad tal que
5 se consiga un intervalo de concentraciones finales de 2,5 a 12,5 g/l de abrillantador óptico a una solución acuosa agitada de cloruro de magnesio (la concentración final es de 8 g/l) y un almidón de patata aniónico oxidado (Perfectamyl A4692 de AVEBE B.A.) (la concentración final es de 50 g/l) a 60º C.
La solución de encolado se deja enfriar tras lo cual se vierte entre los rodillos en movimiento de una prensa de encolado de laboratorio y se aplica a una hoja base de papel blanqueado, encolado, comercial, 75 g/m2 AKD (dímero
10 de alquilceteno). El papel tratado se seca durante 5 min a 70º C en una secadora de lecho plano. El papel seco se deja acondicionar, tras lo cual se mide respecto a la blancura CIE en un espectrofotómetro Elrepho calibrado.
Se repite el ejemplo en ausencia de cloruro de magnesio, es decir, solo está presente la sal sódica del abrillantador óptico, y con el cloruro de magnesio reemplazado por una cantidad equivalente de cloruro de calcio.
Los resultados se resumen en la tabla 1 y demuestran claramente la ventaja de utilizar cloruro de magnesio respecto
15 al uso de cloruro de calcio y respecto al uso solo de la sal sódica del abrillantador óptico con el fin de alcanzar mayores niveles de blancura. La naturaleza sorprendente de la invención se ilustra adicionalmente por la observación de que las sales de cloruros de otros iones metálicos divalentes del Grupo II, tal como cloruro de calcio, incluso tienen un impacto negativo sobre el efecto de blancura del abrillantador óptico.
Tabla 1
Abrillantador óptico (2) (g/l de activos)
Cloruro de magnesio (g/l) Cloruro de calcio (g/l) Blancura CIE
0
0
0
104,6
0
8 0 104,7
0
0
8 104,8
2,5
0 0 122,3
2,5
8 0 126,7
2,5
0 8 123,4
5,0
0 0 128,3
5,0
8 0 133,1
5,0
0 8 128,0
7,5
0 0 129,8
7,5
8 0 133,7
7,5
0 8 128,6
10,0
0 0 131,1
10,0
8 0 134,5
10,0
0 8 128,2
12,5
0 0 130,6
12,5
8 0 134,2
12,5
0 8 127,3
20
EJEMPLO 2
Las composiciones de apresto se preparan añadiendo un abrillantador óptico de fórmula (3) en una cantidad tal que se consiga un intervalo de concentraciones finales de 2,0 a 10,0 g/l de abrillantador óptico a una solución acuosa agitada de cloruro de magnesio (la concentración final es de 8 g/l) y un almidón de patata aniónico oxidado
25 (Perfectamyl A4692 de AVEBE B.A.) (la concentración final es de 50 g/l) a 60º C.
La solución de encolado se deja enfriar tras lo cual se vierte entre los rodillos en movimiento de una prensa de encolado de laboratorio y se aplica a una hoja base de papel blanqueado, encolado, comercial, 75 g/m2 AKD (dímero de alquilceteno). El papel tratado se seca durante 5 min a 70º C en una secadora de lecho plano. El papel seco se deja acondicionar, tras lo cual se mide respecto a la blancura CIE en un espectrofotómetro Elrepho calibrado.
30 Se repite el ejemplo en ausencia de cloruro de magnesio y con el cloruro de magnesio reemplazado por una cantidad equivalente de cloruro de calcio.
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Los resultados se resumen en la tabla 2 y demuestran claramente la ventaja de utilizar cloruro de magnesio para alcanzar mayores niveles de blancura en comparación a cuando el abrillantador óptico está presente solo como la sal sódica.
Tabla 2
Abrillantador óptico (3) (g/l de activos)
Cloruro de magnesio (g/l) Cloruro de calcio (g/l) Blancura CIE
0
0
0
104,6
0
8 0 104,7
0
0
8 104,8
2,0
0 0 119,2
2,0
8 0 122,5
2,0
0 8 121,5
4,0
0 0 127,2
4,0
8 0 131,1
4,0
0 8 127,9
6,0
0 0 131,1
6,0
8 0 135,4
6,0
0 8 131,6
8,0
0 0 133,7
8,0
8 0 138,1
8,0
0 8 133,5
10,0
0 0 136,0
10,0
8 0 139,7
10,0
0 8 134,7
5
EJEMPLO 3
Se preparan composiciones de encolado añadiendo un abrillantador óptico de fórmula (3) en una cantidad tal que se consiga un intervalo de concentraciones finales de 0 a 12,5 g/l de abrillantador óptico, a soluciones acuosas agitadas de cloruro de magnesio (las concentraciones finales son de 6,25 y 12,5 g/l) y un almidón de maíz oxidado aniónico
10 (concentración final 50 g/l) (Penford Starch 260) a 60º C. Cada solución de encolado se deja enfriar, tras lo cual se vierte entre los rodillos en movimiento de una prensa de encolado de laboratorio y se aplica a una lámina base de papel blanqueado, encolado, comercial, 75 g/m2 AKD (dímero de alquilceteno). El papel tratado se seca durante 5 minutos a 70º C en una secadora de lecho plano.
El papel seco se deja acondicionar, tras lo cual se mide respecto a la blancura CIE en un espectrofotómetro Auto 15 Elrepho calibrado. Los resultados se muestran en la tabla 3.
EJEMPLO 4
Se preparan composiciones de encolado añadiendo un abrillantador óptico de fórmula (3) en una cantidad tal que se consiga un intervalo de concentraciones finales de 0 a 12,5 g/l de abrillantador óptico, a soluciones acuosas agitadas de tiosulfato de magnesio hexahidratado (las concentraciones finales son de 10 y 20 g/l) y un almidón de maíz
20 oxidado aniónico (concentración final 50 g/l) (Penford Starch 260) a 60º C. Cada solución de encolado se deja enfriar, tras lo cual se vierte entre los rodillos en movimiento de una prensa de encolado de laboratorio y se aplica a una lámina base de papel blanqueado, encolado, comercial, 75 g/m2 AKD (dímero de alquilceteno). El papel tratado se seca durante 5 minutos a 70º C en una secadora de lecho plano.
El papel seco se deja acondicionar, tras lo cual se mide respecto a la blancura CIE en un espectrofotómetro Auto 25 Elrepho calibrado. Los resultados se muestran en la tabla 3.
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19-01-2015
Tabla 3
Blancura CIE
Abrillantador óptico (3) (g/l de activos)
Sin sal de Mg, es decir solo sal de Na Cloruro de magnesio añadido
Cloruro de magnesio (g/l) (ejemplo 3)
Tiosulfato de magnesio hexahidratado (g/l) (ejemplo 4)
6,25
12,5 10,0 20,0
0
102,8 102,9 103,5 102,2 102,7
2,5
119,6 122,4 125,5 125,1 123,6
5,0
128,9 131,1 132,5 132,9 132,7
7,5
135,1 136,3 137,9 137,7 137,9
10,0
139,2 140,9 141,4 141,1 141,0
12,5
141,1 142,3 142,8 142,4 142,4
Los resultados demuestran claramente la ventaja de utilizar cloruro de magnesio o tiosulfato de magnesio para alcanzar mayores niveles de blancura en comparación a cuando el abrillantador óptico está presente solo como la sal sódica.

Claims (7)

  1. E09724296
    19-01-2015
    REIVINDICACIONES
    1. Una composición de encolado para papel, caracterizada porque la composición de encolado comprende
    (a) al menos un abrillantador óptico de fórmula (1)
    imagen1
    en donde
    R1 es hidrógeno o SO3M,
    R2 es hidrógeno o SO3M,
    R3 es hidrógeno, alquilo C1-4, hidroxialquilo C2-3, CH2CO2M, CH2CH2CONH2 o CH2CH2CN, 10 R4 es alquilo C1-4, hidroxialquilo C2-3, CH2CO2M, CH(CO2M)CH2CO2M o CH(CO2M)CH2CH2CO2M, bencilo,
    o
    R3 y R4 junto con el átomo de nitrógeno vecino significa un anillo de morfolina, y
    M es hidrógeno, un catión de metal alcalino, amonio, mono-metil-di-hidroxialquilo C2-C3, dimetil-mono
    hidroxialquil(C2-C3)amonio, amonio que está mono-, di-o sustituido por un radical hidroxialquilo C2-C3, o mezclas de 15 dichos compuestos,
    (b)
    una sal de magnesio, y
    (c)
    un agente ligante, que es seleccionado del grupo consistente en almidón natural, almidón enzimáticamente modificado y almidón químicamente modificado;
    estando presentes de 0,15 a 10 partes de componente (b) por parte de componente (a).
    20 2. Una composición de encolado según la reivindicación 1, en donde R3 representa metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, β-hidroxietilo, β-hidroxipropilo, CH2CO2M, CH2CH2CONH2 o CH2CH2CN y R4 representa metilo, etilo, npropilo, isopropilo, 2-butilo, β-hidroxietilo, β-hidroxipropilo, CH2CO2M, CH(CO2M)CH2CO2M o CH(CO2M)CH2CH2CO2M o bencilo.
  2. 3. Una composición de encolado según las reivindicaciones 1 y 2, en donde están presentes de 0,4 a 5 partes de 25 componente (b) por parte de componente (a).
    -8E09724296
    19-01-2015
  3. 4. Una composición de encolado según las reivindicaciones 1 a 3, en donde el componente (b) es acetato de magnesio, bromuro de magnesio, cloruro de magnesio, formato de magnesio, yoduro de magnesio, nitrato de magnesio, sulfato de magnesio o tiosulfato de magnesio.
  4. 5. Una composición de encolado según las reivindicaciones 1 a 3, en donde el componente (b) es cloruro de 5 magnesio.
  5. 6.
    Una composición de encolado según las reivindicaciones 1 a 3, en donde el componente (b) es tiosulfato de magnesio.
  6. 7.
    Una composición de encolado según las reivindicaciones 1 a 6 en donde la cantidad de agente ligante es de 2 a 15% en peso, basado en el peso total de la composición de encolado.
    10 8. Procedimiento para el abrillantamiento óptico de papel que comprende las etapas de a) aplicar la composición de encolado según una o más de las reivindicaciones 1 a 7 al papel, b) secar el papel tratado.
  7. 9. Procedimiento según la reivindicación 8, que comprende la etapa adicional de añadir un desespumante, emulsión de cera, colorante y/o pigmento a la composición de encolado.
    -9
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