MX2014008987A - Composicion y metodo para controlar la humectabilidad de superficies. - Google Patents

Composicion y metodo para controlar la humectabilidad de superficies.

Info

Publication number
MX2014008987A
MX2014008987A MX2014008987A MX2014008987A MX2014008987A MX 2014008987 A MX2014008987 A MX 2014008987A MX 2014008987 A MX2014008987 A MX 2014008987A MX 2014008987 A MX2014008987 A MX 2014008987A MX 2014008987 A MX2014008987 A MX 2014008987A
Authority
MX
Mexico
Prior art keywords
hedgehog
weight
agent
composition according
particles
Prior art date
Application number
MX2014008987A
Other languages
English (en)
Inventor
Joachim Schoelkopf
Hans-Joachim Weitzel
Original Assignee
Omya Int Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=45607640&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=MX2014008987(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Omya Int Ag filed Critical Omya Int Ag
Publication of MX2014008987A publication Critical patent/MX2014008987A/es

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D191/00—Coating compositions based on oils, fats or waxes; Coating compositions based on derivatives thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D5/00—Processes for applying liquids or other fluent materials to surfaces to obtain special surface effects, finishes or structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/06—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to wood
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/14—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials to metal, e.g. car bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D—PROCESSES FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05D7/00—Processes, other than flocking, specially adapted for applying liquids or other fluent materials to particular surfaces or for applying particular liquids or other fluent materials
    • B05D7/50—Multilayers
    • B05D7/52—Two layers
    • B05D7/54—No clear coat specified
    • B05D7/548—No curing step for the last layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
    • C09C1/021—Calcium carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/006—Combinations of treatments provided for in groups C09C3/04 - C09C3/12
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D125/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an aromatic carbocyclic ring; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D125/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C09D125/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C09D125/08—Copolymers of styrene
    • C09D125/14—Copolymers of styrene with unsaturated esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D129/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal, or ketal radical; Coating compositions based on hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D129/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C09D129/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
    • C09D133/08—Homopolymers or copolymers of acrylic acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/16—Antifouling paints; Underwater paints
    • C09D5/1681—Antifouling coatings characterised by surface structure, e.g. for roughness effect giving superhydrophobic coatings or Lotus effect
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/03—Non-macromolecular organic compounds
    • D21H17/05—Non-macromolecular organic compounds containing elements other than carbon and hydrogen only
    • D21H17/17—Ketenes, e.g. ketene dimers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00—Coated paper; Coating material
    • D21H19/36—Coatings with pigments
    • D21H19/38—Coatings with pigments characterised by the pigments
    • D21H19/385—Oxides, hydroxides or carbonates
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/16—Sizing or water-repelling agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
    • C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/22—Rheological behaviour as dispersion, e.g. viscosity, sedimentation stability
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24—Acids; Salts thereof
    • C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
    • C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K9/00—Use of pretreated ingredients
    • C08K9/04—Ingredients treated with organic substances

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Abstract

La presente invención se refiere a una composición que comprende partículas en forma de erizo, al menos un aglutinante, y al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante, un método para controlar la humectabilidad de superficies del sustrato usando estas composiciones, así como también un material que comprende estas composiciones.

Description

COMPOSICION Y METODO PARA CONTROLAR LA HUMECTABILIDAD DE SUPERFICIES Campo de la Invención La presente invención se refiere a una composición para controlar la humectabilidad de superficies, a formulaciones de recubrimiento que comprenden las mismas, a un método para controlar la humectabilidad de superficies usando esta composición o a una formulación de recubrimiento correspondiente, y sus usos.
Antecedentes de la Invención Existe un interés continuo en proporcionar propiedades hechas a la medida a materiales para controlar sus propiedades de estructura de superficie. Un ejemplo bien conocido del mismo es el efecto de loto que se refiere a una muy alta repelencia al agua (superhidrofobicidad) de ciertas hojas de la planta, en donde las partículas sucias son recogidas por gotas de agua debido a una arquitectura compleja macro y nanoscópica de la superficie, lo cual minimiza la adhesión.
Debido a su alta tensión superficial, las gotitas de agua tienden a minimizar su superficie intentando lograr una forma esférica. En contacto con una superficie, las fuerzas de adhesión resultan en la humectación de la superficie.
REF.: 249811 En la naturaleza, las propiedades de auto-limpieza son debido a una estructura doble repelente al agua hidrofóbica de la superficie de la hoja formada fuera de una epidermis característica y a las ceras de cubierta. La epidermis de la planta de loto tiene papilas con 10 hasta 20 im de altura y 10 hasta 15 µ?? de anchura en la cual las ceras así llamadas epicuticulares están impuestas. Estas ceras superimpuestas son hidrofóbicas y forman la segunda capa de la doble estructura, permitiendo el área de contacto y la fuerza de adhesión entre la superficie y la gotita a ser reducida de manera significante resultando en un proceso de auto-limpieza .
La energía libre de la superficie de una cera es relativamente baja y una gota de agua en una superficie lisa de este material de cera podría mostrar un ángulo de contacto > 90° pero probablemente < 120°. El impacto estructural deriva de las puntas y bordes expuestos de las papilas las cuales minimizan el área de contacto sólido/líquido, resultando en una dominación de las fuerzas cohesivas de la gota de líquido que se esfuerzan por una forma esférica (Cassie and Baxter, Trans . Faraday Soc . 1944, 40, 546) .
Como un resultado, se puede observar una repelencia completa con un ángulo de contacto que se aproxima a 180° y los rollos de gotas fuera de la superficie que no dejan rastro. Un fenómeno contrastante es también conocido cuando el ángulo de contacto intrínseco es relativamente bajo, por ejemplo, < 45°. Una superficie de textura diseñada puede actuar para mejorar la humectación, el ángulo de contacto aparente llega a ser 0o y el fenómeno es así llamado super-humectabilidad (Wenzel, Ind. Eng. Chem. 1936, 28, 988) .
Especialmente el efecto de loto fue intensivamente estudiado desde un punto de vista teórico (cotéjese, por ejemplo, Narhe et al, Water Condensation on a super-hydrophobic spike surface, Europhys . Lett . 2006, 75(1), 98 -104; Wier et al, Langmuir 2006, 22, 2433 - 2436; Gao et al, Langmuir 2007, 23, 3762 - 3765) así como también con respecto a su uso práctico en aplicaciones técnicas, tales como tratamientos, recubrimientos, pinturas, baldosas de techos, telas y otras superficies que pueden permanecer secas y limpiarse las mismas en la misma forma como la hoja de loto.
En este sentido, la estructura de la superficie requerida se obtuvo preferentemente por técnicas complicadas modificando la superficie misma, por ejemplo, aplicando 248 nm de irradiación láser-excimer KrF en vacío en hojas de PET (Heitz et al., Dendritic Surface Structures on Excimer-Laser Irradiated PET Foils; Appl . Phys . A 1993, 56, 329 - 333), la plasmapolimerización en los sustratos, grabado con plasma de argón, silanización de obleas de silicona, etc. (Chen et . al, Ultrahydrophobic and Ultralyophobic Surfaces : Some Comments and Examples; Langmuir 1999, 15, 3395 - 3399; Óner et al, Ultrahydrophobic surfaces. Effects of Topography Length Scales on Wettability, Langmuir 2000, 16, 7777 - 7782) ; la preparación de las nanoestructuras de ZnO orientadas y complejas usando crecimiento de semillas controlado y aniones de citrato que selectivamente absorben en ZnO basal planos como el agente que dirige la estructura (Tian et al, Complex and oriented ZnO nanostructures, nature materials 2003, 2, 821 - 826) .
En aplicaciones industriales, sin embargo, los problemas originados de la inestabilidad mecánica, como superficies artificiales, distintas de las estructuras de plantas, no son auto-renovables , y existe todavía una necesidad para material innovador adicional proporcionando una posibilidad para el control de las propiedades de superficie de diferentes materiales.
Además, existe una necesidad para formulaciones fácilmente aplicables, es decir, formulaciones las cuales pueden ser directamente aplicadas sobre la superficie del sustrato en una manera fácilmente operable y disponible.
En este aspecto, existen algunos procedimientos para proporcionar sustratos con el efecto de Loto por formulaciones de recubrimiento. De este modo, por ejemplo, el documento EP 1 144 332 Bl describe formulaciones de recubrimiento que consisten de una dispersión de un agente enlazante, que incluye al menos una resina hidrofóbica, material fabricado de resina y/o cera, rellenador y opcionalmente aditivos usuales, en donde el rellenador contenido tiene al menos una distribución de tamaño de partícula bimodal, de este modo una región de tamaño de partícula (A) tiene un diámetro de partícula medio de al menos 5 µt? y la otra región de tamaño de partícula (B) tiene un diámetro de partícula no mayor de 3 µt? y la relación en peso de las partículas de la primera región de tamaño de partícula (A) a las partículas de la última región de tamaño de partícula (B) asciende a 0.01:1 hasta 12:1, y en donde las características hidrofílicas de los componentes de la dispersión son elegidos en tal forma que el ángulo de contacto estático inicial es mayor de 130° después de tres minutos de equilibrio.
Sin embargo, ninguna de las soluciones técnicas mencionadas dirigidas al efecto de loto atienden un método para controlar la humectabilidad por ciertas formulaciones, es decir, para controlar la humectabilidad en una escala de superhidrofobicidad a superhumectabilidad como se desea.
Se ha encontrado ahora que las partículas en forma de erizo pueden ser ventajosamente usadas en aplicaciones que modifican la superficie incluyéndolas en una capa de recubrimiento usando aglutinantes en tal forma que la superficie bajo un microscopio SEM todavía muestra picos y puntas expuestas. Si en la combinación con tales partículas en forma de erizo, y formulación de recubrimiento, se agrega un agente de hidrofobización y/o hidrofilización, y/o se aplica en la parte superior en una capa delgada (monocapa a multicapa) , la humectabilidad puede ser controlada exactamente a partir de extremadamente hidrofóbico a extremadamente hidrofílico.
También se ha encontrado que mezclas de partículas en forma de erizo pre-hidrofobizadas y pre-hidrofilizadas pueden ser ventajosamente usadas. Cuando la cantidad de partículas hidrofobizadas excede el umbral de percolación, el sistema puede tener un efecto de loto como el enrollado de gotitas mientras todavía mantiene los sitios hidrofílicos los cuales recolectan agua por absorción y permiten el crecimiento de la gotita a un tamaño dado donde las fuerzas de gravedad superan las fuerzas de adhesión.
Breve Descripción de la Invención De este modo, la presente invención se refiere a una composición que comprende - partículas en forma de erizo, - al menos un aglutinante, y - al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante .
"Partículas en forma de erizo" en el contexto de la presente invención significa partículas que tienen la forma de un erizo, lo cual significa que las partículas están configuradas de manera que los picos y/o puntas están extendiéndose esencialmente de manera radial a partir de un núcleo. Esta forma puede ser debido a un crecimiento del cristal correspondiente o se puede lograr por moldeado o por templado de las partículas por técnicas conocidas por la persona experta en la técnica.
También es posible que la forma de erizo sea debido a la aglomeración o formación de agrupamientos de cristales similares a agujas para formar una forma similar a erizo.
En general, las partículas en forma de erizo pueden estar compuestas de cualquier material adecuado. En una modalidad preferida, las partículas en forma de erizo están compuestas de un material seleccionado a partir del grupo que comprende material que contiene carbonato de calcio, especialmente carbonato de calcio precipitado, material natural que contiene carbonato de calcio, blanco satinado, y mezclas de los mismos.
Si las partículas en forma de erizo están compuestas de carbonato de calcio precipitado (por sus siglas en inglés, PCC) , se prefiere especialmente que las partículas en forma de erizo estén compuestas de un material que comprende carbonato de calcio precipitado aragonítico, calcítico, vaterítico, o mezclas de los mismos.
Particularmente útiles en la presente invención están partículas en forma de erizo siendo compuestas de un material que comprende agrupamientos y/o agregados de cristales precipitados de carbonato de calcio escalenohédrico u ortotrómbico-piramidal .
El PCC el cual puede ser especialmente útil en la presente invención se obtiene por un proceso descrito en la solicitud de patente Europea no publicada No. 10 188 840.2, en donde carbonatos de baja calidad pueden ser transformados en carbonatos de calcio precipitados muy puros con un excelente brillo y estructura definida.
Esto se logra mediante a) proporcionar y calcinar material que comprende carbonato de calcio; b) extinguir el producto de reacción obtenido de la etapa a) con una solución acuosa de cloruro de amonio,- c) separar los componentes insolubles a partir de la solución de cloruro de calcio obtenida de la etapa b) ; d) carbonatación de la solución de cloruro de calcio obtenida de la etapa c) ; e) separar el carbonato de calcio precipitado obtenido de la etapa d) .
La característica especial de este proceso de producción de PCC es la combinación de óxido de calcio obtenido de la etapa a) con una solución acuosa de cloruro de amonio en la etapa b) , resultando en la formación de cloruro de calcio altamente soluble, mientras las impurezas indeseadas inicialmente contenidas en el material de alimentación de carbonato de calcio ermanecen insoluble o son al menos, menos solubles que el cloruro de calcio en el medio de amoníaco alcalino resultante permitiendo una separación.
Además, debido al uso de cristales sembrados u otra estructura que modifica químicos a la solución de cloruro de calcio obtenida de la etapa c) antes de la precipitación, es posible asegurar que los productos de precipitación cristalizan en una cierta forma e intervalo de tamaño de partícula.
Además, el PCC el cual puede ser usado ventajosamente en la composición de la presente invención se puede obtener por un proceso descrito en el documento EP 2 371 766, es decir, un proceso para preparar un producto de carbonato de calcio precipitado que comprende las etapas de: (a) preparar una suspensión acuosa de semillas de carbonato de calcio precipitado por carbonatación de una suspensión de Ca(OH)2 en la presencia de 0.005 hasta 0.030 moles de estroncio, en la forma de Sr(OH)2/ por mole de Ca(OH)2 previo a o durante la carbonatación; y (b) formar una suspensión acuosa de un producto de carbonato de calcio precipitado por carbonatación de una suspensión de Ca(OH)2 en la presencia de 0.5 hasta 5 % en peso seco de las semillas de carbonato de calcio precipitado, en donde el semillas de carbonato de calcio precipitado tienen una d50 que es menor que la d50 del producto de carbonato de calcio precipitado y las semillas de carbonato de calcio precipitado tienen un contenido de polimorfo aragonítico mayor que o igual al producto de carbonato de calcio precipitado.
Existen, sin embargo, también otras técnicas para obtener partículas en forma de erizo de PCC útiles en la presente invención, las cuales son bien conocidas en la técnica, por ejemplo, de L. Zhu et al, Journal of Solid State Chemistry 179 (2006), 1247 - 1252.
Las partículas en forma de erizo usadas en la presente invención preferiblemente tienen un área de superficie específica BET desde 1 hasta 50 m2/g, especialmente preferiblemente 2 hasta 40 m2/g, más preferiblemente 11 hasta 35 m2/g, muy preferiblemente 15 hasta 20 m2/g, medida usando nitrógeno y el método BET de conformidad con el ISO 9277.
En una modalidad preferida las partículas en forma de erizo tienen un diámetro de partícula mediano en peso d5o desde 1 µp\ hasta 50 m, preferiblemente desde 2 µp\ hasta 40 µp?, más preferiblemente desde 3 µ?? hasta 30 µp\ determinado por el método de sedimentación usando un dispositivo a Sedigraph™ 5100 de la compañía Micromeritics , USA. La medición se realizó en una solución acuosa de 0.1% en peso de Na4P207. Las muestras se dispersaron usando un agitador de alta velocidad y ultrasonido.
Los agentes hidrofobizantes , así como también los agentes hidrofilizantes, los cuales pueden ser usados ventajosamente en el contexto de la presente invención son aquellos bien conocidos en la técnica de recubrimientos, pinturas, etc.
En una modalidad especialmente preferida, el agente hidrofobizante se selecciona a partir del grupo que comprende ácidos grasos, tales como ácido esteárico, ácido palmítico, y sus sales; dímero de alquilceteno; resinas de poliacrilamida ; resinas de silicona, polisiloxanos , preferiblemente polisiloxano modificado con resina de silicona funcional, y mezclas de los mismos.
Agentes hidrofilizantes especialmente preferidos se seleccionan a partir del grupo que comprende ácidos poliacrílieos , sales de ácido 1-hidroxietan- 1 , 1-difosfónico, preferiblemente sales de metal álcali de los mismos, más preferiblemente sales de potasio de los mismos; y quelatos de ácido 1-hidroxietan- 1, 1-difosfónico, preferiblemente quelatos de hidróxido de aluminio de los mismos, más preferiblemente hidróxido de aluminio/quelatos de ácido 1-hidroxietan- 1 , 1-difosfónico que tienen una relación en peso de 1:5, y mezclas de los mismos.
Las cantidades de al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizantes también dependen del efecto de humectabilidad deseado y serán fácilmente determinables por pruebas correspondientes con los agentes específicos usados.
De manera típica, la cantidad total de al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante será desde 0.1 hasta 10% en peso, preferiblemente 0.2 hasta 5% en peso, más preferiblemente 0.3 hasta 2.4% en peso, muy preferiblemente 0.4 hasta 1.9% en peso, especialmente 0.5 hasta 1.5% en peso, con base en el peso de las partículas en forma de erizo.
El aglutinante usado en la presente invención puede ser cualquier aglutinante convencional usado en el campo de recubrimiento de cartón y papel, pinturas y recubrimientos, e impregnaciones. Se selecciona preferiblemente a partir del grupo que comprende aglutinantes de látex, sistemas de aglutinante híbrido, preferiblemente homopolímeros o copolímeros de ácidos acrílicos y/o metacrílicos, ácido itacónico; y ésteres de ácido, tales como por ejemplo, etilacrilato, butil acrilato; estireno, cloruro de vinilo sustituido o no sustituido, acetato de vinilo, etileno, butadieno, acrilamidas y acrilonitrilos; resinas de silicona, resinas alquid que se pueden diluir en agua, combinaciones de resina acrílica/alquid, alcohol polivinílico, aceites naturales, preferiblemente aceite de linaza, y mezclas de los mismos.
Si los aglutinantes son usados teniendo propiedades hidrofóbicas y/o hidrofílicas, los aglutinantes pueden actuar como al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante, es decir, el aglutinante y al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante son compuestos idénticos.
Dependiendo del sustrato y la naturaleza de las partículas en forma de erizo así como también los agentes hidrofobizantes y/o hidrofilizantes , una cantidad apropiada del aglutinante es una que asegura la unión de los diferentes componentes entre sí y con el sustrato a ser recubierto con la composición sin influenciar sus propiedades.
Típicamente, el aglutinante está presente en una cantidad de hasta 250% en peso, preferiblemente hasta 200% en peso, más preferiblemente hasta 150% en peso, muy preferiblemente hasta 120% en peso, y especialmente preferiblemente está presente en una cantidad desde 1 hasta 50% en peso, preferiblemente desde 3 hasta 25% en peso, más preferiblemente desde 5 hasta 20% en peso, especialmente preferiblemente desde 10 hasta 15% en peso, con base en el peso de las partículas en forma de erizo.
La composición puede ser proporcionada en formas diferentes .
En una modalidad de la invención, las partículas en forma de erizo son combinadas con al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante , y el aglutinante .
En otra modalidad preferida, las partículas en forma de erizo son pre-tratadas con al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante . De manera subsecuente, las partículas en forma de erizo pre- tratadas con al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante, o mezclas de los mismos, son mezcladas con el aglutinante, en donde, opcionalmente , además al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante , el cual puede ser el mismo como, o diferente a partir del agente usado en el pre-tratamiento, puede ser adicionalmente agregado.
La composición también incluye modalidades, donde las partículas en forma de erizo son primero mezcladas con el aglutinante y de manera subsecuente combinadas con al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante .
La composición de conformidad con la presente invención puede ser proporcionada en la forma de una formulación de recubrimiento, en donde la composición, puede ser disuelta o dispersada en un medio adecuado, por ejemplo, un medio seleccionado a partir del grupo que comprende agua, éteres de alcohol, alcoholes, hidrocarburos aliféticos, ásteres, y mezclas de los mismos.
En algunas modalidades, puede también ser ventajoso usar mezclas de solventes, tales como mezclas de agua con otros solventes como por ejemplo, aquellos mencionados anteriormente, opcionalmente en combinación con aditivos convencionales, tales como agentes de coalescencia, por ejemplo, Texanol®; antiespumantes , preferiblemente antiespumantes a base de aceite mineral y/o silicona; modificadores de la reología, preferiblemente éteres celulósicos, silicatos de capa, acrílieos asociativos y no asociativos, o poliuretanos .
Es también posible sin embargo, usar la composición como tal, especialmente si uno o más de los componentes son líquidos y están presentes en una cantidad suficiente para distribuirlo uniformemente sobre la superficie de sustrato, por ejemplo, si se usa aceite de linaza como un aglutinante.
Además, una formulación de recubrimiento que comprende la composición de conformidad con la invención puede comprender aditivos comunes, tales como agentes dispersantes, agentes siliconizantes , espesantes, modificadores de la reología, agentes anti-sedimentación, antiespumantes , antioxidantes, agentes colorantes, tensoactivos , reticuladores , retardantes de flama, catalizadores, amortiguadores de pH, rellenadores, tintes, pigmentos, abrillantadores ópticas, ceras, agentes coalescentes, biocidas etc. en forma libre o encapsulada, por ejemplo, en la forma de preparaciones de liberación lenta tales como aquellas descritas en el documento EP 2 168 572, o solicitud de patente no publicada No. 11 188 597.6, y mezclas de los mismos.
Como las composiciones de conformidad con la invención permiten el control de la humectabilidad de superficies, un método correspondiente para el control de la humectabilidad de superficies es un aspecto adicional de la presente invención.
Esto se logra mediante el recubrimiento de las composiciones descritas anteriormente de conformidad con la invención sobre el sustrato.
Para este propósito, la composición de conformidad con la presente invención es preferiblemente proporcionada en la forma de una formulación de recubrimiento como se describe anteriormente.
De este modo, el sustrato puede ser recubierto con una formulación de recubrimiento de la composición que comprende las partículas en forma de erizo, al menos un aglutinante, y al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante .
El sustrato también puede ser recubierto con una formulación de recubrimiento de la composición que comprende las partículas en forma de erizo siendo pre-tratadas con al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante y mezcladas con al menos un aglutinante, en donde, opcionalmente, además al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante , el cual puede ser el mismo como o diferente del agente usado en el pre-tratamiento puede ser adicionalmente agregado, antes de que la formulación de recubrimiento se aplique al sustrato.
En una modalidad adicional, la composición puede ser aplicada en la forma de una formulación de recubrimiento que comprende las partículas en forma de erizo y el aglutinante, las cuales son recubiertas sobre el primer sustrato, mientras al menos un agente hidrofobizante y/o hidrofilizante se aplica en la parte superior del recubrimiento de las partículas en forma de erizo y un aglutinante como una o varias postcapas, de manera que la composición de la presente invención se forma directamente en el sustrato.
Tales capas posteriores de al menos un agente hidrofobizante y/o hidrofilizante pueden en general ser aplicadas con respecto a cualquiera de las formulaciones de recubrimiento descritas anteriormente, es decir, también pueden ser adicionalmente aplicadas sobre un recubrimiento de mezclas de las partículas en forma de erizo, al menos un agente hidrofobizante y/o hidrofilizant , y el aglutinante, así como también mezclas de partículas en forma de erizo pre-tratadas con al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante , o mezclas de los mismos, y el aglutinante, en donde, opcionalmente , además al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante, el cual puede ser el mismo como o diferente del agente usado en el pre-tratamiento, o la capa posterior, puede ser adicionalmente agregada.
Puede también ser ventajoso aplicar capas posteriores de ingredientes, y aditivos adicionales sobre los recubrimientos descritos anteriormente, preferiblemente materiales seleccionados a partir del grupo que comprende resinas, siliconas y compuestos de tetrafluoro.
El recubrimiento así como también la solicitud de capas posteriores se puede llevar a cabo por técnicas convencionales bien conocidas en el arte y adecuadas para los sustratos respectivos, por ejemplo, por atomización, recubrimiento de inmersión, laminación o cepillado, en donde la aplicación de la capa posterior ventajosamente se lleva a cabo en la forma de una solución o dispersión correspondiente de al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante u otro ingrediente o aditivo, cuando el recubrimiento ya se ha secado.
Los recubrimientos así como también las capas posteriores de las mismas o diferentes composiciones e ingredientes pueden ser aplicados una vez o varias veces.
El sustrato puede en general ser cualquier sustrato, por ejemplo, un sustrato seleccionado a partir del grupo que comprende papel, cartón, papel tapiz, madera, compuestos de madera tales como tablero de virutas, plásticos, hojas de aluminio, concreto, representaciones recubiertas o no recubiertas, yeso, metales, cerámicas, piedra, ladrillo, vidrio, etc.
El sustrato recubierto es ventajosamente secado, sea a temperatura ambiente o a temperaturas elevadas dependiendo del solvente, el cual es opcionalmente usado.
Con una selección correspondiente de la hidrofobización, los agentes hidrofilizantes o mezclas de los mismos, los sustratos pueden ser elaborados superhidrofóbicos proporcionando un efecto de loto a la superficie del sustrato, o superhidrofílico proporcionando super-humectabilidad, y la hidrofobicidad/hidrof ilicidad puede ser controlada como se desee por una mezcla correspondiente.
De este modo, las mezclas de partículas pre-hidrofobizadas y pre-hidrofilizadas en forma de erizo pueden ser ventajosamente usadas, en donde, por ejemplo, se forman primeros sitios hidrofóbicos discretos que se combinan a dominios hidrofóbicos en un ambiente hidrof ílico. Cuando la cantidad de partículas hidrofobizadas excede el umbral de percolación, el sistema puede tener un efecto de loto similar a la laminación de gotitas mientras todavía mantiene los sitios hidrofílicos los cuales recolectan agua por adsorción y permiten el crecimiento de la gotita a un tamaño dado donde las fuerzas de gravedad superan las fuerzas de adhesión.
Por una selección y mezcla adecuada de agentes hidrofobizantes y agentes hidrofilizantes , se pueden lograr los ángulos de contacto los cuales están cerca de hasta 0o hasta 160°. Por ejemplo, los ángulos de contacto se pueden lograr desde 2° hasta 145°, preferiblemente desde 7o hasta 140°, más preferiblemente desde 29° hasta 133°, especialmente desde 34° hasta 127°, particularmente desde 44° hasta 110°, aún más preferiblemente desde 48° hasta 100°, muy preferiblemente desde 58° hasta 86°.
Por consiguiente, el uso de la composición descrita anteriormente para controlar la humectabilidad de un sustrato es un aspecto adicional de la presente invención, así como también el uso de la composición de conformidad con la invención en una formulación de recubrimiento.
Como un resultado, los recubrimientos pueden ser ajustados a la medida ya que las diferentes propiedades de humectación, deshumectación, coalescencia de gota y otras propiedades de interacción de fluido siendo útiles en muchas aplicaciones tales como recubrimientos protectores para envasado (papel, cartón, plásticos, hojas de aluminio) , papel tapiz, madera, compuestos de madera tales como tableros de virutas, plásticos, hojas de aluminio, concreto, representaciones recubiertas o no recubiertas, yeso, metales, cerámicas, piedra, tabiques, vidrio, etc.
Por consiguiente, un material que comprende la composición descrita anteriormente es un aspecto final de la invención, por ejemplo, un material, el cual se selecciona a partir del grupo que comprende papel, cartón, papel tapiz, madera, compuestos de madera tales como tablero de virutas, plásticos, hojas de aluminio, concreto, representaciones recubiertas o no recubiertas, yeso, metales, cerámicas, piedra, ladrillo, vidrio, etc.
Las siguientes figuras, ejemplos y ensayos ilustrarán la presente invención, pero no están propuestos para limitar la invención en cualquier forma.
Breve Descripción de las Figuras Las Figuras la y Ib muestran imágenes de SEM de partículas de PCC en forma de erizo a ser usadas en la invención.
Las Figuras 2a y 2b muestran imágenes de SEM de partículas de PCC en forma de erizo a ser usadas en la invención.
La Figuras 3a y 3b muestran imágenes de SEM de partículas de PCC en forma de erizo a ser usadas en la invención.
La Figura 4 muestra ángulos de contacto de sustratos recubiertos con diferentes muestras de partículas pre-hidrofobizadas y/o pre-hidrofilizadas en forma de erizo de conformidad con la invención.
La Figura 5 muestra una fotografía de una gota en un sustrato siendo recubierto con una formulación de recubrimiento de conformidad con la invención que tiene un alto ángulo de contacto.
La Figura 6 muestra ángulos de contacto de sustratos recubiertos con diferentes muestras de partículas pre-hidrofobizadas y/o pre-hidrofilizadas altamente recubiertas en forma de erizo de conformidad con la invención, así como también agentes hidrofilizantes adicionales.
La Figura 7 muestra ángulos de contacto de sustratos recubiertos con diferentes muestras de partículas pre-hidrofobizadas y/o pre-hidrofilizadas altamente recubiertas en forma de erizo de conformidad con la invención, así como también agentes hidrofilizantes adicionales.
La Figura 8 muestra ángulos de contacto de sustratos recubiertos con diferentes muestras de partículas pre-hidrofilizadas en forma de erizo y aglutinantes diferentes.
La Figura 9 muestra una fotografía de una gota en un sustrato que ha sido recubierto con una formulación de recubrimiento de conformidad con la invención que tiene un ángulo de contacto bajo.
La Figura 10 muestra ángulos de contacto de sustratos recubiertos con diferentes muestras de partículas pre-hidrofobizadas y pre-hidrofilizadas en forma de erizo de conformidad con la invención, así como también agentes hidrofilizantes y aglutinantes adicionales.
La Figura 11 muestra ángulos de contacto de sustratos recubiertos con diferentes muestras de partículas pre-hidrofobizadas en forma de erizo en combinación con capas posteriores de silicona.
La Figura 12 muestra una fotografía que ilustra el comportamiento de humectación de sustratos recubiertos con partículas pre-hidrofilizadas en forma de erizo.
La Figura 13 muestra una fotografía que ilustra el comportamiento de humectación de sustratos recubiertos con partículas pre-hidrofobizadas en forma de erizo.
La Figura 14 muestra una fotografía que ilustra el comportamiento de humectación de sustratos recubiertos con partículas pre-hidrofobizadas en forma de erizo y dos capas posteriores de silicona.
La Figura 15 muestra una fotografía que ilustra el comportamiento de humectación de sustratos recubiertos con partículas pre-hidrofobizadas en forma de erizo y tres capas posteriores de silicona.
La Figura 16 muestra ángulos de contacto de sustratos recubiertos con diferentes muestras de partículas pre-hidrofobizadas en forma de erizo usando diferentes agentes hidrofobizantes , y capas posteriores de agentes hidrofobizantes .
La Figura 17 muestra ángulos de contacto de sustratos recubiertos con diferentes formulaciones de recubrimiento y capas posteriores de conformidad con la invención .
Descripción Detallada de la Invención EJEMPLOS Los siguientes experimentos se llevaron a cabo para determinar las propiedades de las composiciones de conformidad con la invención en la humectación de sustratos. Esto se logra mediante preparación de formulaciones de recubrimiento, aplicando la misma en sustratos, humectando la superficie del sustrato, y medición subsecuente de los ángulos de contacto de las gotas de agua presentes en la superficie del sustrato, en donde el ángulo de contacto es un indicador para hidrofobicidad/hidrofilicidad de una superficie.
Para este propósito, se prepararon formulaciones de recubrimiento de PCCs en forma de erizo pre-hidrofobizadas, pre-hidrofilizadas y no tratadas, así como también mezclas de los mismos, opcionalmente que comprenden componentes adicionales.
Estas formulaciones de recubrimiento se aplicaron a hojas de aluminio Synteape® y papel crudo, y, después del secado, y en algunos casos, la aplicación de capas posteriores del agente hidrofobizantes y otros agentes, el ángulo de contacto y/o comportamiento de humectación se determinaron.
Ejemplo 1: Partículas en forma de erizo pre-tratadas 1. Material 1.1. Equipo de laboratorio y métodos de medición Para recubrir los sustratos : Recubridor K202 -Control-Recubridor K de Barra Erichsen, Modelo 624/Fabr. No. 57097 -4/varilla de alambre enrollado No. l//Secador de correa 7.0 mmin^/lSO °C.
Medición de viscosidad Todas las viscosidades Brookfield son medidas con un Viscómetro Brookfield DV-II equipado con un huso LV-3 a una velocidad de 100 rpm y temperatura ambiente (20 + 3°C) .
Contenido de sólidos de una suspensión acuosa Todo el contenido de sólidos de la preparación mineral (también conocido como "peso seco") se midió usando un Analizador de Humedad Mettler Toledo HB 43 -S.
Para imágenes de SEM: RDS-ARM-MIC Lims : 220017 Se llevaron a cabo micrografías de barrido del electrón (SEM) ajustando el contenido de sólidos a una concentración de 20% en peso en agua usando un ultraturax (mezclador rotor-estator) . Unas cuantas gotas (aproximadamente 100 mg) se diluyeron en 250 mi de agua destilada y se filtraron a través de un filtro de membrana de poro de 0.2 im. Las preparaciones obtenidas en el filtro de membrana en esta forma se pulverizaron con oro y evaluaron en SEM a varios alargamientos.
Con respecto a las imágenes de SEM de los recubrimientos, una muestra del sustrato recubierto se pulverizó con oro y evaluó en el SEM a varios alargamientos.
Para mediciones de ángulo de contacto: Para medir el ángulo de contacto, 4 gotas de agua de 5 µ? cada una se aplicaron en 4 hojas de aluminio Synteape®, una fotografía se tomó después de 12 Os de la aplicación. La determinación del ángulo de contacto se llevó a cabo visualmente con la ayuda del módulo de medición de la base de datos de Acceso a Imagen Versión 8 con base en las fotografías hechas de las gotas, y se calculó un valor promedio .
Cámara: Canon EOS 5D Mark II Objetivo: Canon EF 100 mm f/2 8L Macro IS USMDDDD Ajuste de diferencia: 0.3 m Anillos de distancia: Anillos de distancia Kenko 12+24+36 mm Trípode e iluminación: Trípode microimpulsado Kaiser + equipo de iluminación Repro 2x RB5055 HF Liberación: Control remoto Cannon/Temporizador TC- 80N3 Datos de registro: Balance de brillo: automáticamente Apertura de lentes: ajuste de apertura de lentes 32 Tiempo de iluminación: automáticamente Retardo de liberación: 120s después de la aplicación de la gota Tamaño de la gota: 5 µ? 1.2 Materia Prima - PCC 1: carbonato de calcio precipitado; contenido de sólidos 18% en peso; área de superficie específica BET: 2 m2/g, d5o- 8 µp?; contenido de calcita > 99%, los cristales tienen una morfología escalenohédrica agrupada (cotéjese Figuras la y Ib) .
- PCC 2: carbonato de calcio precipitado; contenido de sólidos 14% en peso; área de superficie específica BET: 11.7 m2/g (cotéjese Figuras 2a y 2b) .
El PCC 2 se preparó como sigue: a) Etapa 2: Preparación de semilla 160 kg de CaO de cal viva (por ejemplo, la cal viva suministrada por Mississippi Lime Co. , Ste . Genevieve, Mo) , se extinguió agregando el compuesto hasta 1.300 litros de 50 °C de agua de grifo en un reactor agitado. La cal viva se extinguió por 30 minutos bajo condiciones de agitación y la suspensión resultante de hidróxido de calcio ("lechada de cal") se ajustó hasta 13% de contenido de sólidos mediante dilución con 60°C de agua y después se seleccionó en un tamiz de 100 µt?. Previo a la carbonatación, 5.0% en peso en porcentaje de Sr(OH)2»8H20 (con base en el peso seco del hidróxido de calcio) se agregó a la lechada de cal.
La precipitación de semilla de PCC aragonítico se condujo en un reactor de acero inoxidable cilindrico de deflector de 1000 litros equipado con un agitador de gasificación, un tubo de carbonatación de acero inoxidable para dirigir una corriente de gas de aire/dióxido de carbono al impulsor y sondas para monitorear el pH y la conductividad de la suspensión. 800 litros de la suspensión de hidróxido de calcio obtenida en la etapa de extinción anterior, ajustada a una temperatura de 60°C, se agregaron al reactor de carbonatación. Un gas de 6% por volumen de CO2 en aire entonces se burbujeó hacia arriba a través de la suspensión a una velocidad de 100 m3/h por 15 minutos (calculado a partir del inicio de la introducción del gas de C02) bajo una agitación de suspensión de 1 480 rpm. Posteriormente, la fracción de volumen de C02 en el gas se aumentó hasta 24% y la velocidad de flujo del gas se aumentó hasta 200 m3/h. La fracción de volumen de C02 y la velocidad de flujo de gas se mantuvieron a esta velocidad hasta el final de la reacción. Durante la carbonización, la temperatura de la mezcla de reacción no fue controlada y se dejó elevar debido al calor generado en la reacción de precipitación exotérmica. Después que la conductividad alcanzó un mínimo que corresponde a la conversión total de Ca(0H)2 en PCC, la gasificación se continuó por otros 8 minutos antes de que se detuviera la introducción del gas. El tiempo de carbonización, calculado a partir del inicio de la introducción del gas al tiempo de la conductividad mínima, fue 84 minutos. La suspensión de semilla de PCC aragonítico entonces se seleccionó en un tamiz de 45 \i y el producto cribado se recuperó en una suspensión acuosa de la semilla de PCC aragonítico. La carbonización de semilla aragonítica con la adición de 5.0% en peso de Sr(OH)2»8H20 proporcionó una suspensión de semilla de PCC aragonítico que tiene 96.1% de aragonita.
La suspensión de semilla de PCC aragonítico se proporcionó para post-procesamiento por deshidratación y trituración para proporcionar partículas que tienen un SSA de 20.6 tn2/g y un diámetro mediano en peso de 0.22 µp?. b) Etapa 2: Manufacturación de PCC2 aragonítico final Se realizaron extinción y carbonatación en la misma manera como se describe anteriormente en la Etapa 1, excepto que no se agregó Sr(OH)2#8H20 y 2.5% en peso en porcentaje (calculado como carbonato de calcio seco con base en el peso seco del hidróxido de calcio) de las semillas de PCC aragoníticas trituradas formadas en la Etapa 1, se agregó a la lechada de cal previo a la carbonatación. Los ensayos conducidos en el producto de PCC aragonítico final indicaron que 77.6% en peso del producto fueron de la forma de cristal aragonítico. Además, se condujo procesamiento posterior, como se describe en la Etapa 1 anterior, para proporcionar partículas que tienen un SSA de 11.7 m2/g y un diámetro mediano de 0.41 m. De manera subsecuente, se preparó una suspensión acuosa que tiene un contenido de sólidos de 14% en peso. La partícula en forma de erizo de PCC2 puede ser vista perfectamente en las Figuras 2a y 2b.
Agentes hidrofobizantes : Mezcla de ácido palmítico y ácido esteárico (relación en peso: 1:1) (30% en peso en 95 % de etanol) : 0.4 g/100 g (0.4 pph) (ligeramente recubierto) y 1.9 g/100 g (1.9 pph) (altamente recubierto) con base en el peso de PCC.
Agentes hidrofilizantes : - Solución polimérica de 0.33% en peso de ácido poliacrílico parcialmente neutralizado con una masa en peso de 12 000 g/mol y una polidispersidad D (Pm/Nm) de aproximadamente 3, en donde aproximadamente 50% en mole de los grupos carboxílieos son neutralizados con iones de Na+; y 0.17% en peso de NaH2P0 ; 0.5 g/100 g (0.5 pph) con base en el peso de PCC.
- K4-HEDP (sal potásica de ácido hidroxietan- 1 , 1-difosfónico) ; contenido de sólidos 55% en peso; preparada bajo agitación agregando hidróxido de potasio a HEDP hasta que se alcanza un pH de 12 : - Hidróxido de potasio (SIGMA-Aldrich Art . No.: 60370) .
- HEDP (ácido hidroxietan- 1 , 1-difosfónico; contenido de sólidos 60% en peso, CF Budenheim; nombre comercial Budex 5120) .
Al(OH)3-HEDP (hidróxido de aluminio/quelato de ácido hidroxietan-1 , 1-difosfónico; relación en peso 1:5); contenido de sólidos 53% en peso; preparado bajo agitación agregando hidróxido de aluminio a HEDP en una relación en peso de 1:5 a temperatura ambiente hasta que se obtiene una mezcla homogénea; de manera subsecuente el calentamiento hasta 90 °C por 1 h hasta que se obtiene una solución de quelato) .
Al (OH) 3, Martinswerk (ALBEMARLE Corporation), MARTIFIN OL-107.
HEDP (ácido hidroxietan- 1 , 1-difosfónico,-contenido de sólidos 60% en peso, CF Budenheim; nombre comercial Budex 5120) .
Aglutinantes Acronal® S360D (estireno-látex acrílico) ; contenido de sólidos 50% en peso, BASF Art .: 50005562.
- Emulsión Hycar 1562X117 (medio de acrilonitrilo ; látex polar); contenido de sólidos 41.4% en peso de Emerald Performance Materials.
PVA BF 05 (Alcohol polivinílico) Chang Chun Petrochemicals Taiwan diluido en agua de cocción y enfriado descendentemente, contenido de sólidos 18% en peso.
- Aceite de linaza, Aldrich Art. Nr. 430021-250 ML.
Agentes de tratamiento de capa posterior Agente de Liberación GE Bayer M: (agente siliconizante) .
- Solución de ácido esteárico (saturada en 95 % de etanol a temperatura ambiente (20 ± 3°C) .
Sustrato - YUPO (Synteape®) /Art . : 675227, semi-estera blanca PP 18x26 (468 cm2) ; 62 g/m2.
- Papel crudo: clásico mate Sappi Magno 18x26 (468 cm2) 82 g/m2. 2. Métodos 2.1 Preparación de muestra 2.1.1 Partículas hidrofobizadas pre-tratadas 4 000 g de las suspensiones de PCC respectivas se calentaron hasta 80 °C y una mezcla de ácido palmítico y ácido esteárico (relación en peso: 1:1) diluida en etanol caliente al 95% (aproximadamente 50 °C) se agregó durante 10 minutos. La mezcla se agitó por 1 h a 80 °C en un recipiente de acero de pared doble de 5 litros ajustado con un agitador viscojet y termostato para el control de la temperatura. Después del enfriamiento descendente, las suspensiones se secaron en un horno por 15 h a 120 °C. 2.1.2. Partículas hidrofilizadas pre-tratadas A 8 000 g de las suspensiones de PCC respectivas, se agregaron 0.5 pph de la solución polimérica mencionada anteriormente de ácido poliacrílico parcialmente neutralizado durante 10 minutos. La mezcla se agitó por 1 h a temperatura ambiente en un cubo de plástico de 10 litros. Las suspensiones se secaron en un horno por 15 h a 120 °C. 2.1.3 Formulaciones de recubrimiento Se produjeron formulaciones de recubrimiento agregando las partículas de PCC pre-hidrofobizadas y/o pre-hidrofilizadas en porciones, así como también opcionalmente componentes adicionales tales como agentes hidrofilizantes adicionales (como se indica abajo) a una mezcla (idealmente una solución) del aglutinante respectivo en agua de grifo bajo agitación en un VMA Dispermat® (VMA-Getzmann GmbH, Reichshof, Alemania) con un disco de dispersión de 70 mm, y de manera subsecuente agitando la mezcla por 1 hora. Las formulaciones de recubrimiento se tamizaron sobre un tamiz de té pequeño que tiene un tamaño de tamiz de 500 um, y se determinaron la viscosidad y contenido de sólidos (cotéjese las tablas 1 hasta 5) .
Todas las formulaciones de recubrimiento mostraron propiedades tixotrópicas y de sedimentación. Todas las formulaciones de recubrimiento que contienen partículas hidrofóbicas mostraron propiedades anti-humectantes .
Las formulaciones de recubrimiento se recubrieron en un sustrato de plástico impermeable (Synteape®) (dos papeles por color) y el papel crudo para las 20 muestras (crudas) y 21 (crudas) . En las hojas de aluminio Synteape®, se aplicaron las formulaciones, se pre-secaron 3 veces bajo un calentador a 150°C mediante una cinta transportadora de laminación y se secaron posteriormente 24 h a temperatura ambiente. El espesor de la película resultante fue desde 0.1 hasta 0.3 mg/cm2. 2.1.4 Capa posterior Para verificar el impacto de la estratificación posterior, la muestra 1 fue tratada posteriormente aplicando una capa posterior de silicona en la parte superior del recubrimiento de PCC después del secado. Esto se llevó a cabo por medio de un agente atomizador comercial aplicando por 3 segundos el atomizador rociado sobre la superficie de la composición recubierta. De este modo, 1 (muestra 22S1) , 2 (muestra 22S2), y 3 (muestra 22S3) capas posteriores de silicona, respectivamente, se formaron en la parte superior del recubrimiento de PCC.
Tabla 1: Mezclas de PCC 1 pre-hidrofobizado y pre-hidrofilizado Tabla 2: Mezclas de PPC 2 pre-hidrofobizado y pre-hidrofilizado altamente recubierto, y agentes hidrof ilizantes adicionales Tabla 3 : Mezclas de PPC 2 pre-hidrofobizado y pre-hidrofilizado ligeramente recubierto, ?_ agentes hidrofilizantes adicionales Tabla 4 Diferentes aglutinantes usados con el PPC 1 pre-hidrofilizado Tabla 5: Diferentes PCC en la presencia de agentes hidrofilizantes adicionales 2.2. Determinación del ángulo de contacto Para determinar el ángulo de contacto, se aplicaron gotas de agua de 5 µ? cada una en las hojas de aluminio recubiertas Synteape®. Las gotas de este modo formadas se fotografiaron y el ángulo de contacto se determinó con la ayuda del módulo de medición de la base de datos de Acceso de Imagene Image Access Versión 8. Los ángulos de contacto listados abajo son un promedio de varias mediciones de los mismos ajustes.
Tabla 6 : Hojas recubiertas y ángulos de contacto de humectación Como se puede deducir a partir de los ángulos de contacto anteriores, es posible controlar de manera exacta la hidrofobicidad/hidrofilicidad de las superficies del sustrato por recubrimientos hechos a la medida usando PCC en forma de erizo de conformidad con la invención.
Como se puede ver a partir de las muestras 1 hasta 4, el ángulo de contacto, y de este modo la hidrofobicidad de la superficie del sustrato pueden ser ajustadas de manera exacta mezclando PCC en forma de erizo hidrofobizado e hidrofilizado (cotéjese, Fig. 4) .
El ángulo de contacto alto de la muestra 1 es ilustrado por la figura 5.
Lo mismo aplica a las muestras 5 a 8 usando una forma de partícula ligeramente diferente. También, en estos ensayos, el ángulo de contacto, y de este modo la hidrofobicidad de la superficie del sustrato pueden ser ajustados de manera exacta mezclando el PCC en forma de erizo hidrofobizado e hidrofilizado . Además, como se puede deducir a partir de estas muestras, mezclando agentes hidrofilizantes adicionales, es posible disminuir la hidrofobicidad como se desee reflejada por los ángulos de contacto inferiores (cotéjese, Fig. 6} .
Como se puede deducir a partir de los resultados de las muestras 9 hasta 12, siendo esencialmente idénticas con las muestras 5 hasta 8 a parte del hecho de que el PCC hidrofobizado comprende menos agente hidrofobizante , los efectos pueden ya ser observados a una cantidad preferentemente bajo de agente hidrofobizante (cotéjese, Fig. 7) .
En las muestras 13 hasta 16, se evaluó la influencia de diferentes aglutinantes, y se encontró que también usando diferentes aglutinantes, las propiedades hidrofílicas pueden ser además controladas. De este modo, con el mismo tipo de PCC hidrofilizado, la hidrofilicidad puede ser incrementada usando Hycar en lugar de Acronal, y se puede ver aún más incrementado usando PVA (cotéjese, Fig. 8) .
Como se puede deducir a partir de los resultados de la muestra 17, este efecto puede aún ser incrementado agregando además agentes hidrofilizantes que conducen a una humectación casi completa de la superficie del sustrato. El ángulo de contacto bajo de la muestra 17 es ilustrado por la figura 9.
La influencia de diferentes aglutinantes en PCC hidrofobizados se puede deducir a partir de los resultados de las muestras 18 hasta 21. De este modo, PVA disminuye la hidrofobicidad comparada con Acronal, en donde el efecto es dependiente de la cantidad de agua en la formulación de recubrimiento. En este sentido, también se mostró que el control de la hidrofobicidad no es solamente posible con las formulaciones acuosas, sino también en formulaciones a base de aceite tales como aquellas a base de aceite de linaza (cotéjese, muestras 20 y 21) proporcionando efectos comparables (cotéjese, Fig. 10) .
Además, observando en los ángulo de contactos de las muestras 20 y 21 en hojas de aluminio Synteape® y papel crudo, se puede ver que un ángulo de contacto superior, es decir, hidrofobicidad incrementada, se puede obtener en el papel crudo.
En las muestras 22S1, 22S2, 22S3, se verificó la influencia de una capa posterior de silicona. Para este propósito un recubrimiento de la muestra 1 fue uno a tres veces recubierto con capas posteriores de silicona. Los resultados muestran que el alto grado de hidrofobización de la muestra 1 es esencialmente igual con las muestras siliconizadas (cotéjese, Fig. 11). 2.3. Humectación Para investigar el comportamiento de humectación, especialmente el comportamiento de humectación con gotas de agua finalmente divididas que simulan niebla o rocío, láminas recubiertas con las muestras 1, 12, 22S2 y 22S3 se montaron en un panel de metal. Se aplicó agua desionizada por un microdifusor . Después de cada golpe se hizo una fotografía de la hoja y el peso del agua desionizada aplicada se midió. De la tabla 7, se pueden deducir las cantidades de agua desionizada aplicada.
Tabla 7 A partir de las imágenes mostradas en las figuras 12 hasta 15, claramente el comportamiento humectante (superhumectacion) de la muestra 12 de PCC hidrof ilizada promueve una humectación de película y la formación de gota estropeada puede ser visto comparado con las muestras 1, 22S2 y 22S3 , que muestran el comportamiento repelente/superhidrof óbico promoviendo la formación de gota y laminación de la gota, en donde cualquiera de estas muestras son atomizadas con la misma cantidad de agua de aproximadamente 5 g como se puede deducir a partir de la tabla 7 (cantidades en negritas reflejan las muestras ilustradas por las figuras 12 hasta 15) .
Ejemplo 2; Partículas en forma de erizo no tratadas En el Ejemplo 2, en lugar de pre- idrofobizar/pre-hidrofilizar las partículas en forma de erizo, las partículas no tratadas se combinaron con los agentes hidrofilizantes/hidrofobizantes correspondientes después de la preparación de la formulación de recubrimiento solamente, y/o por medio de una o varias capas posteriores . 1. Material 1.1 Métodos de medición y equipo de laboratorio Para recubrir los sustratos: ecubridor K202 -Control -Recubridor K de Barra Erichsen, Modelo 624/Fabr. No. 57097-4/varillas de recubrimiento 1-5 (control del flujo de líquido) //Secador de correa 7.0 mmin_1/l50 °C.
Atomización Microdifusor Atomizador Eco, Labo Chimie Contenido de sólidos de una suspensión acuosa Todos los contenidos de sólidos de la preparación mineral (también conocida como "peso seco") se midieron usando un Analizador de Humedad Mettler Toledo HB 43 -S.
Para imágenes de SEM: - RDS-ARM-MIC Lims : 220017 Se llevaron a cabo micrografías de barrido del electrón (SEM) ajustando el contenido de sólidos a una concentración de 20% en peso en agua usando un ultraturax (mezclador rotor-estator) . Unas cuantas gotas (aproximadamente 100 mg) se diluyeron en 250 mi de agua destilada y se filtraron a través de un filtro de membrana de poro de 0.2 um. Las preparaciones obtenidas en el filtro de membrana en esta forma se pulverizaron con oro y evaluaron en SEM a varios alargamientos .
Para mediciones de ángulo de contacto: Cámara: Canon EOS 5D Mark II Objetivo: Canon EF 100 mm f/2 8L Macro IS USMDDDD Ajuste de diferencia: 0.3 m Anillos de distancia: Anillos de distancia Kenko 12+24+36 mm Trípode e iluminación: Trípode mieroimpulsado Kaiser + equipo de iluminación Repro 2x RB5055 HF Liberación: Control remoto Cannon/Tempo izador TC- 80N3 Datos de registro: Balance de brillo: automáticamente Apertura de lentes: ajuste de apertura de lentes 32 Tiempo de iluminación: automáticamente Retardo de liberación: 120s después de la aplicación de la gota Tamaño de la gota : 5 µ? 1.2 Materia Prima - PCC 2: carbonato de calcio precipitado; contenido de sólidos 14% en peso; área de superficie específica BET: 11.7 m2/g; preparada como se describe anteriormente (cotéjese Figuras 2a y 2b) .
PCC 3 : carbonato de calcio precipitado Omya Syncarb® (disponible de Omya AG, Suiza) ; contenido de sólidos: 14% en peso; área de superficie específica BET: 3.5 - 6.5 m2/g (cotéjese Figuras 3a y 3b) .
Agentes hidrofobizantes : - ASA Nalsize 7541 (anhídrido alquil succínico) ; contenido de sólidos 22.29% en peso, Ondeo Nalco Co.
- AKD DR28XL (dímero de alquilceteno) ; contenido de sólidos 23.9% en peso, Eka Chemicals. - Ácido esteárico, Sigma S4751-100G.
- Wükoseal® 805; contenido de sólidos 40% en peso; Süddeutsche Emulsions-Chemie GmbH (SEC) , Mannheim-Neckarau, Alemania .
Silres BS 1306 (polisiloxano modificado con resina de silicona funcional) , contenido de sólidos 55% en peso; acker Chemie AG.
Aglutinantes Acronal® S360D (estireno-látex acrílico) contenido de sólidos 50% en peso, BASF Art . : 50005562.
Sustrato - YUPO (Synteape®) /Art . : 675227, semi-mate blanco PP 18x26 (468 cm2) ; 62 g/m2. 2. Métodos 2.1. Preparación de muestra Con las muestras abajo dadas en las tablas 8 y 9, se verificaron varias modalidades de la invención: a) Muestras 23 hasta 26 (PCC2) y 28 hasta 29 (PCC3) : Combinación de partículas en forma de erizo con el aglutinante y el agente hidrofobizante con el fin de obtener una formulación de recubrimiento correspondiente. b) Muestras 26 SAI (PCC2), 26 SA2 ( PCC2 ) , 28 SA (PCC3) y 29 SA (PCC3) : Combinación de la muestra 26 que comprende partículas en forma de erizo, aglutinante y agente hidrofobizante con agente hidrofobizante adicional en la forma de una a dos capas posteriores de ácido esteárico después de haberse recubierto en el sustrato. c) Muestras 27 SA (PCC3) : Combinación de partículas en forma de erizo y aglutinante, mientras el agente hidrofobizante se combina con esta mezcla en la forma de una capa posterior de ácido esteárico después de haberla recubierto en el sustrato.
Tabla 8: Tabla 9: Las formulaciones de recubrimiento se prepararon agregando PCC2 o PCC3 , respectivamente, así como también los agente hidrofobizantes (si están presentes) , en porciones, a una mezcla (idealmente una solución) del aglutinante respectivo en agua de grifo bajo agitación en un VMA. Dispermat® (VMA-Getzmann GmbH, Reichshof, Alemania) con un disco de dispersión de 70 mm, y de manera subsecuente agitar la mezcla por 1 hora. Las formulaciones de recubrimiento se tamizaron sobre un tamiz de té pequeño que tiene un tamaño de tamiz de 500 um, y se determinó el contenido de sólidos (cotéjese, tablas 8 y 9) . De manera subsecuente, el contenido de sólidos se ajustó agregando agua adicional.
Las formulaciones de recubrimiento resultantes se recubrieron sobre un sustrato plástico impermeable (Synteape®) con varillas de recubrimiento 1-3. Se recubrieron dos papeles por color y varilla de recubrimiento.
Se llevaron a cabo círculos de secado en un secador de correa a 150 °C con una velocidad de banda de 6-7 hasta que el color se seca.
Los papeles Synteape® recubiertos con las muestras 26, 27, 28 y 29 fueron adicionalmente atomizados con una solución de 2.8 g de ácido esteárico en 46.0 g de etanol (6% en peso de solución) en una campana para humos pequeña. La solución se preparó calentando el etanol hasta 50 °C en un baño de agua. Después que el solvente ha alcanzado la temperatura, el ácido esteárico se agregó manualmente, mezclado por rotación en un matraz de fondo redondo y después se atomizó directamente en la superficie de los papeles recubiertos.
En el caso de las muestras 26SA1 y 26SA2 uno o dos ciclos de atomización, respectivamente, se llevaron a cabo para obtener una buena capa de recubrimiento (cotéjese, tabla 11) . En el caso de las muestras 27 hasta 29 las hojas recubiertas se atomizaron hasta que se obtuvo el peso de la capa proporcionado en la tabla 12. 2.2. Determinación del ángulo de contacto Para determinar el ángulo de contacto, las hojas recubiertas se humedecieron goteando 5 µ? de agua desionizada durante 120 s sobre la superficie de las hojas. La gota de este modo formada se fotografió y el ángulo de contacto se determinó con la ayuda del módulo de medición de la base de datos de Acceso de Imagen Image Access Versión 8.
Tabla 11: Pesos de recubrimientos Tabla 12 : Recubrimiento y pesos de capa posterior A partir de la Figura 16, la influencia de PCC 2 no tratado combinado con diferentes agentes hidrofobizantes y aglutinante después de la preparación de una formulación de recubrimiento se ilustra por los ángulos de contacto de las muestras 23 hasta 26, en donde cualquiera de las muestras proporciona una buena hidrofobicidad reflejada por los ángulos de contacto de aproximadamente 124 hasta 132°. La hidrofobización puede aún ser incrementada por una combinación de los agentes hidrofobizantes como se refleja por la muestra 26 que proporciona un ángulo de contacto de 144°.
Además, se hicieron varios ensayos con respecto a una hidrofobización adicional de la muestra 26 por estratificación posterior con ácido esteárico. Como se puede ver de la Figura 16, este tratamiento resultó en una disminución de la hidrofobización.
El ángulo de contacto de la muestra 27 que ejemplifica la hidrofobización por estratificación posterior, solamente ilustra que un alto grado de hidrofobización también se puede lograr por estratificación posterior.
Finalmente, los ángulos de contacto de las muestras 28 y 29 muestran la influencia de diferentes agentes hidrofobizantes combinados con PCC no tratado y aglutinante después de la preparación de una formulación de recubrimiento, en donde la hidrofobización en ambos casos puede ser incrementada por estratificación posterior como se ejemplifica por las muestras 28SA y 29SA (cotéjese, Fig. 17) .
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (28)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :
1. Una composición caracterizada porque comprende - partículas en forma de erizo, - al menos un aglutinante, y - al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante .
2. La composición de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el aglutinante actúa como al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante.
3. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque las partículas en forma de erizo están compuestas de un material seleccionado a partir del grupo que comprende material que contiene carbonato de calcio, especialmente carbonato de calcio precipitado, material natural que contiene carbonato de calcio, blanco satinado, y mezclas de los mismos.
4. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las partículas en forma de erizo están compuestas de un material que comprende carbonato de calcio precipitado aragonítico, calcítico, vaterítico, o mezclas de los mismos.
5. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las partículas en forma de erizo están compuestas de un material que comprende agrupamientos y/o agregados de cristales precipitados de carbonato de calcio escalenohédrico u ortotrómbico-piramidal .
6. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las partículas en forma de erizo tienen un área de superficie específica BET desde 1 hasta 50 m2/g, preferiblemente 2 hasta 40 m2/g, más preferiblemente 11 hasta 35 m2/g, muy preferiblemente 15 hasta 20 m2/g, medida usando nitrógeno y el método BET de conformidad con el ISO 9277.
7. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las partículas en forma de erizo tienen un diámetro de partícula mediano en peso d50 desde 1 µt? hasta 50 µ??, preferiblemente 2 µp? hasta 40 µp?, más preferiblemente 3 \im hasta 30 µt?.
8. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el agente hidrofobizante se selecciona a partir del grupo que comprende ácidos grasos, tales como ácido esteárico, ácido palmítico, y sus sales; dímero de alquilceteno; resinas de poliacrilamida; resinas de silicona, polisiloxanos, preferiblemente polisiloxano modificado con resina de silicona funcional, y mezclas de los mismos.
9. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el agente hidrofilizante se selecciona a partir del grupo que comprende ácidos poliacrílieos , sales de ácido 1-hidroxietan-1 , 1-difosfónico, preferiblemente sales de metal álcali de los mismos, más preferiblemente sales de potasio de los mismos; y quelatos de ácido 1-hidroxietan-l, 1-difosfónico, preferiblemente quelatos de hidróxido de aluminio de los mismos, más preferiblemente hidróxido de aluminio/quelatos de ácido 1-hidroxietan-l , 1-difosfónico que tienen una relación en peso de 1:5, y mezclas de los mismos.
10. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque al menos un agente hidrofobizante , o al menos un agente hidrofilizante, o mezcla de los mismos está presente en una cantidad desde 0.1 hasta 10% en peso, preferiblemente 0.2 hasta 5% en peso, más preferiblemente 0.3 hasta 2.4% en peso, muy preferiblemente 0.4 hasta 1.9% en peso, especialmente 0.5 hasta 1.5% en peso, con base en el peso de las partículas en forma de erizo.
11. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el aglutinante se selecciona a partir del grupo que comprende aglutinantes de látex, sistemas aglutinantes híbridos, preferiblemente homopolímeros o copolímeros de ácidos acrílico y/o metacrílieos , ácido itacónico; y ésteres de ácido tales como por ejemplo, etilacrilato, butil acrilato; estireno, cloruro de vinilo sustituido o no sustituido, acetato de vinilo, etileno, butadieno, acrilamidas y acrilonitrilos ; resinas de silicona, resinas alquid que se pueden diluir en agua, combinaciones de resina acrílica/alquid, alcohol polivinílico, aceites naturales, preferiblemente aceite de linaza, y mezclas de los mismos.
12. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el aglutinante está presente en una cantidad de hasta 250% en peso, preferiblemente hasta 200% en peso, más preferiblemente hasta 150% en peso, muy preferiblemente hasta 120% en peso, y especialmente preferiblemente está presente en una cantidad desde 1 hasta 50% en peso, preferiblemente desde 3 hasta 25% en peso, más preferiblemente desde 5 hasta 20% en peso, especialmente preferiblemente desde 10 hasta 15% en peso, con base en el peso de las partículas en forma de erizo.
13. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las partículas en forma de erizo se combinan con al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante , y al menos un aglutinante.
14. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las partículas en forma de erizo son pre-tratadas con al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante , y al menos un aglutinante se agrega a las partículas en forma de erizo pre-tratadas con al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante , o mezclas de los mismos .
15. La composición de conformidad con la reivindicación 14, caracterizada porque además al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante , el cual puede ser el mismo como, o diferente del agente usado en el pre-tratamiento, es adicionalmente agregado.
16. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 hasta 13, caracterizada porque las partículas en forma de erizo son primero mezcladas con el aglutinante y de manera subsecuente combinadas con al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante .
17. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque está en la forma de una formulación de recubrimiento.
18. La composición de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque se proporciona en la forma de una solución o dispersión en un medio líquido adecuado, preferiblemente un medio seleccionado a partir del grupo que comprende agua, éteres de alcohol, alcoholes, hidrocarburos aliféticos, ásteres, y mezclas de los mismos.
19. La composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 17 o 18, caracterizada porque además comprende aditivos tales como agentes dispersantes, agentes siliconizantes , espesantes, modificadores de la reología, agentes anti-sedimentación, antiespumantes , antioxidantes, agentes colorantes, tensoactivos , reticuladores , retardantes de flama, catalizadores, amortiguadores de pH, rellenadores , tintes, pigmentos, abrillantadores ópticas, ceras, agentes coalescentes , biocidas y mezclas de los mismos.
20. Un método caracterizado porque es para controlar la humectabilidad de superficies del sustrato recubriendo el sustrato con una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 hasta 19.
21. El método de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque el sustrato es recubierto con una formulación de recubrimiento de la composición que comprende las partículas en forma de erizo, al menos un aglutinante, y al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante .
22. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20 o 21, caracterizado porque el sustrato es recubierto con una formulación de recubrimiento de la composición que comprende las partículas en forma de erizo siendo pre-tratadas con al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante y mezcladas con al menos un aglutinante, en donde, opcionalmente , además al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante , el cual puede ser el mismo como o diferente del agente usado en el pre-tratamiento puede ser adicionalmente agregado, antes de que la formulación de recubrimiento se aplique al sustrato .
23. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20 o 21, caracterizado porque el sustrato es recubierto con una formulación de recubrimiento de la composición que comprende las partículas en forma de erizo y al menos un primer aglutinante, y de manera subsecuente con una o más capas posteriores de al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante en la parte superior del recubrimiento de partículas en forma de erizo y aglutinante.
24. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20 hasta 23, caracterizado porque el sustrato es adicionalmente recubierto con una o más capas posteriores de al menos un agente hidrofobizante y/o al menos un agente hidrofilizante .
25. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20 hasta 24, caracterizado porque el sustrato es adicionalmente recubierto con una o más capas posteriores de ingredientes y aditivos adicionales, preferiblemente materiales seleccionados a partir del grupo que comprende resinas, siliconas, compuestos de tetrafluoro.
26. El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 20 hasta 25, caracterizado porque el sustrato se selecciona a partir del grupo que comprende papel, cartón, papel tapiz, madera, compuestos de madera tales como tablero de virutas, plásticos, hojas de aluminio, concreto, representaciones recubiertas o no recubiertas, yeso, metales, cerámicas, piedra, ladrillo y vidrio.
27. Uso de una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 hasta 19, como una formulación de recubrimiento.
28. Material que comprende una composición de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 hasta 19, caracterizado porque el material preferiblemente se selecciona a partir del grupo que comprende papel, cartón, papel tapiz, madera, compuestos de madera tales como tablero de virutas, plásticos, hojas de aluminio, concreto, representaciones recubiertas o no recubiertas, yeso, metales, cerámicas, piedra, ladrillo y vidrio.
MX2014008987A 2012-02-09 2013-02-04 Composicion y metodo para controlar la humectabilidad de superficies. MX2014008987A (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP12154687.3A EP2626388B1 (en) 2012-02-09 2012-02-09 A composition and method for controlling the wettability of surfaces
US201261599021P 2012-02-15 2012-02-15
PCT/EP2013/052128 WO2013117511A1 (en) 2012-02-09 2013-02-04 A composition and method for controlling the wettability of surfaces

Publications (1)

Publication Number Publication Date
MX2014008987A true MX2014008987A (es) 2014-09-08

Family

ID=45607640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MX2014008987A MX2014008987A (es) 2012-02-09 2013-02-04 Composicion y metodo para controlar la humectabilidad de superficies.

Country Status (20)

Country Link
US (3) US10047247B2 (es)
EP (2) EP2626388B1 (es)
KR (1) KR101776373B1 (es)
CN (1) CN104105763B (es)
AU (1) AU2013218156B2 (es)
BR (1) BR112014019011B1 (es)
CA (1) CA2863150C (es)
CL (1) CL2014002006A1 (es)
CO (1) CO7020934A2 (es)
DK (1) DK2626388T3 (es)
ES (1) ES2585833T3 (es)
HR (1) HRP20160906T1 (es)
HU (1) HUE029313T2 (es)
IN (1) IN2014MN01779A (es)
MX (1) MX2014008987A (es)
PL (1) PL2626388T3 (es)
PT (1) PT2626388T (es)
RU (1) RU2599668C2 (es)
SI (1) SI2626388T1 (es)
WO (1) WO2013117511A1 (es)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL2626388T3 (pl) * 2012-02-09 2017-08-31 Omya International Ag Kompozycja i sposób regulacji zwilżalności powierzchni
DK2910610T3 (en) * 2014-02-21 2017-09-25 Omya Int Ag Process for preparing a calcium carbonate filler product
CN104878650A (zh) * 2014-02-28 2015-09-02 金东纸业（江苏）股份有限公司 单面铜版纸及其制备方法
CN104878651A (zh) * 2014-02-28 2015-09-02 金东纸业（江苏）股份有限公司 改性颜料及其制备方法,应用该改性颜料的涂料及涂布纸
PT2949813T (pt) * 2014-05-26 2017-05-25 Omya Int Ag Processo para a preparação de um material de superfície modificada
US10322524B2 (en) 2014-12-23 2019-06-18 Dow Global Technologies Llc Treated porous material
CN104559774A (zh) * 2015-01-27 2015-04-29 海安县亚太助剂有限公司 一种防滑涂料
CN104672967A (zh) * 2015-01-28 2015-06-03 西北师范大学 具有优异抗腐蚀性能的彩色超疏水涂层的制备方法
PT3067214T (pt) * 2015-03-13 2018-03-01 Omya Int Ag Método para criar um padrão oculto
DK3067215T3 (en) 2015-03-13 2018-01-02 Omya Int Ag INK PRINTING PROCESS
WO2016197146A1 (en) 2015-06-05 2016-12-08 Cornell University Modified cellulosic compositions having increased hydrophobicity and processes for their production
JP6916493B2 (ja) 2016-04-12 2021-08-11 ダイキン工業株式会社 塗膜、塗膜用組成物、製膜剤、塗膜を有する物品、及び塗膜形成方法
EP3293011A1 (en) 2016-09-13 2018-03-14 Omya International AG Method for manufacturing a water-insoluble pattern
JP6885748B2 (ja) * 2017-02-15 2021-06-16 大王製紙株式会社 傷付け防止紙及び傷付け防止包装容器
DE102017108577A1 (de) * 2017-04-21 2018-10-25 Technische Universität Darmstadt Regenerierbare superhydrophobe Beschichtung
DE102017121698A1 (de) 2017-09-19 2019-03-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Kompositmaterial und seine Verwendung
DE102017121793A1 (de) 2017-09-20 2019-03-21 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Funktionalisierte Beschichtungszusammensetzung und ihre Verwendung
KR102054339B1 (ko) * 2017-11-15 2019-12-10 김찬홍 생체모방기술을 적용한 친환경 나노융합 신공법 초발수 신소재 제작을 위한 혼합조성물
CN113264597A (zh) * 2021-04-22 2021-08-17 四川绵阳岷山实业集团有限公司 一种利用碳酸钙文石晶种阻垢的方法
DE102022200463A1 (de) * 2022-01-17 2023-07-20 Koehler Innovation & Technology Gmbh Gestrichene Papiere mit einer semikristallinen Streichfarbenschicht als Verpackungsmaterial
CN114525035B (zh) * 2022-03-25 2023-02-10 苏州瑞高新材料有限公司 一种高导热硅胶、硅胶套、高导热硅胶压花辊筒及其制备方法
CN115625099B (zh) * 2022-12-08 2023-03-28 北京玻钢院复合材料有限公司 一种透波材料的疏水防潮层及其制备方法
WO2024141922A2 (zh) * 2022-12-27 2024-07-04 武汉苏泊尔炊具有限公司 改性陶瓷涂料、复合涂层及它们的制备方法和炊具

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU604823A1 (ru) * 1976-02-23 1978-04-30 Белгородский технологический институт строительных материалов Способ получени гидрофобного карбоната кальци
NZ183271A (en) * 1976-03-08 1979-01-11 Hercules Inc Sized paper and paper board;sizing composition
US4892590A (en) 1988-06-03 1990-01-09 Pfizer Inc. Precipitated calcium carbonate-cationic starch binder as retention aid system for papermaking
EP0633864A1 (en) 1992-04-03 1995-01-18 Minerals Technologies, Inc. Clustered precipitated calcium carbonate particles
US6162428A (en) 1997-02-12 2000-12-19 Layton Bioscience, Inc. hNT-neuron human neuronal cells to replace ganglion cells
DE19738481C2 (de) 1997-09-03 1999-08-12 Solvay Alkali Gmbh In Wässrigen Systemen mit oberflächenaktiven Stoffen gecoatetes Calciumcarbonat sowie Verfahren zur gesteuerten bimolekularen Beschichtung von Calciumcarbonat - Teichen
US6126783A (en) 1998-07-09 2000-10-03 Minerals Technologies Inc. Surface modified fillers for sizing paper
DE29923250U1 (de) 1998-12-24 2000-08-31 ispo GmbH, 65830 Kriftel Form- oder Beschichtungsmaterial
US6143065A (en) * 1999-07-12 2000-11-07 J. M. Huber Corporation Precipitated calcium carbonate product having improved brightness and method of preparing the same
EP1118859A2 (en) 2000-01-21 2001-07-25 Wako Pure Chemical Industries Ltd A test device for a multi-items test and the method for producing the same as well as measuring instrument for the test device
DE10041038B4 (de) * 2000-08-22 2005-05-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Sphärische Metalloxidpartikel mit partikulären Oberflächenerhebungen und Verfahren zu dessen Herstellung sowie deren Verwendung
US7094814B2 (en) * 2000-09-01 2006-08-22 Toda Kogyo Corporation Coloring composition for color filter containing colorant and color filter using the same
GB0103553D0 (en) * 2001-02-14 2001-03-28 Edmunds John M Substrate treatment
FR2826950B1 (fr) 2001-07-04 2004-09-10 Solvay Procede pour l'obtention de particules de carbonate de calcium precipite structurees a l'echelle nanometrique
DE10134477A1 (de) 2001-07-16 2003-02-06 Creavis Tech & Innovation Gmbh Selbstreinigende Oberflächen durch hydrophobe Strukturen und Verfahren zu deren Herstellung
DE10257696A1 (de) 2002-12-11 2004-06-24 Solvay Soda Deutschland Gmbh Ultratrockenes Calciumcarbonat
EP1479738A1 (en) 2003-05-20 2004-11-24 DSM IP Assets B.V. Hydrophobic coatings comprising reactive nano-particles
US7553526B2 (en) * 2005-12-14 2009-06-30 Eastman Kodak Company Inkjet recording media comprising precipitated calcium carbonate
FR2896171B1 (fr) * 2006-01-19 2010-12-17 Omya Development Ag Procede de fabrication de particules a base de carbonate de calcium naturel et de sels d'acide ethylene acrylique, suspensions et pigments secs obtenus, leurs utilisations.
EP2168572A1 (en) 2008-09-30 2010-03-31 Omya Development Ag New controlled release active agent carrier
CN101885905B (zh) * 2009-05-12 2013-08-21 无锡纳奥新材料科技有限公司 聚合物/无机纳米粒子复合纳米颗粒及其制备和用途
GB0908401D0 (en) * 2009-05-15 2009-06-24 Imerys Minerals Ltd Paper filler composition
PL2371766T3 (pl) 2010-04-01 2013-07-31 Omya Int Ag Sposób wytwarzania wytrąconego węglanu wapnia
CN102059347B (zh) 2010-12-31 2013-01-02 中科院广州化学有限公司 一种可分散在疏水型体系中的纳米银及其制备方法与应用
PL2626388T3 (pl) * 2012-02-09 2017-08-31 Omya International Ag Kompozycja i sposób regulacji zwilżalności powierzchni
US9828521B2 (en) * 2012-09-28 2017-11-28 Ut-Battelle, Llc Durable superhydrophobic coatings

Also Published As

Publication number Publication date
AU2013218156B2 (en) 2015-02-05
CO7020934A2 (es) 2014-08-11
BR112014019011A8 (pt) 2017-07-11
CL2014002006A1 (es) 2014-11-21
EP2626388B1 (en) 2016-05-04
ES2585833T3 (es) 2016-10-10
EP2812401A1 (en) 2014-12-17
BR112014019011A2 (es) 2017-06-20
KR101776373B1 (ko) 2017-09-07
PL2626388T3 (pl) 2017-08-31
KR20140130162A (ko) 2014-11-07
US20140373757A1 (en) 2014-12-25
RU2014136461A (ru) 2016-03-27
RU2599668C2 (ru) 2016-10-10
AU2013218156A1 (en) 2014-07-24
US20180016466A1 (en) 2018-01-18
CA2863150A1 (en) 2013-08-15
HUE029313T2 (en) 2017-02-28
WO2013117511A1 (en) 2013-08-15
SI2626388T1 (sl) 2016-08-31
PT2626388T (pt) 2016-08-17
CN104105763A (zh) 2014-10-15
DK2626388T3 (en) 2016-08-15
US20190309189A1 (en) 2019-10-10
CN104105763B (zh) 2016-08-17
EP2626388A1 (en) 2013-08-14
US10377920B2 (en) 2019-08-13
CA2863150C (en) 2018-02-20
BR112014019011B1 (pt) 2021-05-18
US11162001B2 (en) 2021-11-02
US10047247B2 (en) 2018-08-14
HRP20160906T1 (hr) 2016-09-23
IN2014MN01779A (es) 2015-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11162001B2 (en) Composition and method for controlling the wettability of surfaces
CA2838066C (en) Process for the production of precipitated calcium carbonate, precipitated calcium carbonate and uses thereof
JP5379681B2 (ja) 無機及び／又は有機微粒子並びにナノドロマイト粒子の複合材料
JP5662679B2 (ja) 無機及び／又は有機微粒子並びにナノカルシウムカーボネート粒子の複合材料
US7709090B2 (en) Surface-treated calcium carbonate particles
TWI625304B (zh) 製備經表面改質材料的方法
JP6196670B2 (ja) 鉱物を含有する表面改質された炭酸カルシウムおよびこの使用
US10040694B2 (en) Precipitated calcium carbonate particles and use thereof
JP6499316B2 (ja) 表面改質炭酸カルシウム含有粒子（ｍｃｃ）および沈降炭酸カルシウム（ｐｃｃ）含有粒子のブレンドおよびその使用
WO2005102931A2 (en) Method for producing calcium carbonate and ink jet recording paper
WO2014147010A2 (en) Precipitated calcium carbonate, a method for its manufacture and uses thereof