MXPA00004976A - Espesante de proteina de soya. - Google Patents

Abstract

Un aglutinante adhesivo de proteina vegetal que puede ser utilizado en composiciones de revestimiento de papel a niveles muchos menores que los aglutinantes adhesivos de proteina vegetal convencionales mientras imparte a la composicion de revestimiento de papel propiedades reologicas, as[ como otras propiedades equivalentes a las composiciones de revestimiento de papel convencionales que contienen niveles mas altos de aglutinantes de adhesivo de proteina vegetal que se prepara al formar una dispersion alcalina de un material de proteina vegetal y un poliacrilato, mezclando el poliacrilato y el material de proteina vegetal a una temperatura y a un tiempo suficientes para el lograr el entrelazamiento del poli acrilato con el material de proteina vegetal, y coprecipitando el material de proteina vegetal y poliacrilato al punto isoelectrico de la proteina vegetal; el material de proteina vegetal resultante que es entrelazado con un poliacrilato puede ser empleado de manera ventajosa como un aglutinante adhesivo de proteina vegetal en una composicion de revestimiento de papel que comprende pigmentos, un latex de polimetro y el aglutinante adhesivo de proteina vegetal.

Description

ESPESANTE DE PROTEINA DE SOYA CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a composiciones de revestimiento para papel que contienen proteínas y particularmente aquéllas que contienen proteínas vegetales modificadas como aglutinante adhesivo.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los materiales de proteínas vegetales son muy conocidos como aglutinantes adhesivos para las composiciones de revestimiento para papel que contienen pigmentos. Las composiciones de revestimiento para papel proporcionan al papel un acabado, brillo, suavidad y superficie microporosa deseables. Las funciones del pigmento en la composición de revestimiento son rellenar las irregularidades de la superficie del papel y producir una superficie pareja y uniformemente absorbente para la impresión. La función del adhesivo es unir las partículas del pigmento unas con otras, así como para unirlas a las superficies del papel base. Los materiales de proteínas vegetales particularmente preferidos para su uso como aglutinantes adhesivos en composiciones de revestimiento para papel son proteínas de soya modificada. Estos aglutinantes adhesivos se preparan típicamente a partir de una proteína de soya aislada modificada mediante hidrólisis y otros tratamientos químicos para preparar un material adhesivo de proteína adecuado para su uso como un aglutinante en composiciones de revestimiento para papel. Aunque se ha encontrado un uso muy amplio de dichas composiciones en la industria de revestimientos para papel, sería deseable proveer aglutinantes de proteínas vegetales mejorados que se puedan utilizar en niveles inferiores en las composiciones de revestimiento para papel, para así lograr las propiedades reológicas adecuadas en las composiciones de revestimiento, al mismo tiempo que exhiban las propiedades funcionales comparadas con las composiciones convencionales de revestimiento para papel.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención provee un aglutinante adhesivo de proteína vegetal mejorado, el cual puede ser utilizado en composiciones de revestimiento para papel a niveles más inferiores que aquéllos de los aglutinantes adhesivos de proteína vegetal convencionales, a la vez que imparten a las composiciones de revestimiento para papel propiedades reológicas, así como otras propiedades, equivalentes a aquéllas de las composiciones de revestimiento para papel convencionales que contienen niveles más altos de aglutinantes adhesivos de proteína vegetal. Especialmente, los aglutinantes adhesivos de proteína vegetal de esta invención desempeñan una función espesante mejorada que permite que se utilicen cantidades inferiores del aglutinante adhesivo de proteína vegetal y así proveer una composición de revestimiento para papel que exhiba propiedades reológicas deseables. De manera muy específica, los aglutinantes adhesivos de proteína vegetal de esta invención tienen un efecto espesante mejorado, de tal forma que se puede utilizar una cantidad menor de un aglutinante adhesivo de proteína vegetal de acuerdo con la invención, en una composición de revestimiento para papel para lograr niveles de viscosidad comparables con las composiciones de revestimiento para papel convencionales, mismas que contienen un nivel más alto de aglutinante adhesivo de proteína vegetal convencional. De acuerdo con un aspecto de la invención, un aglutinante adhesivo de proteína vegetal que exhibe propiedades reológicas mejoradas comprende una proteína vegetal que es entrelazada con un poliacrilato. En otro aspecto de la invención, el aglutinante adhesivo de proteína vegetal exhibe propiedades reológicas mejoradas que comprende una proteína vegetal entrelazada con un poliacrilato que es combinado con un pigmento o pigmentos, un látex de polímero y otros aditivos de revestimiento menores para formar una composición de revestimiento para papel. Los aglutinantes adhesivos de proteína vegetal que exhiben propiedades reológicas mejoradas se preparan coprocesando una dispersión alcalina de un material de proteína vegetal y un poliacrilato a una temperatura y tiempo suficientes para entrelazar la proteína vegetal con el poliacrilato, posteriormente coprecipitando tanto la proteína como el poliacrilato entrelazado. El producto resultante tiene propiedades superiores para la aplicación de revestimiento para papel, comparado con los adhesivos de proteína convencionales que no contienen un poliacrilato entrelazado, aún en sistemas de revestimiento para papel a los cuales se ha agregado un poliacrilato sin entrelazar el poli crilato con el adhesivo de proteína, como se proporciona en la presente.

DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS Se pueden utilizar diversos materiales de proteína vegetal que son adecuados como un aglutinante adhesivo en composiciones de revestimiento para papel en la práctica de esta invención. Sin embargo, los aislados de proteína y concentrados de proteína que comúnmente se producen, se derivan de la soya. Por consiguiente, las modalidades preferidas de la invención se describirán con respecto a los materiales de proteína de soya, porque ésta es la materia principal de interés para la cual la presente invención fue desarrollada. Sin embargo, es evidente que se pueden emplear otros materiales de proteína y materiales de proteína vegetal de manera similar si se desea. Con el objeto de proporcionar una explicación, los procedimientos y el producto de la presente invención se describirán en relación con el |material de proteína de soya preparado a partir de hojuelas o harina de soya desgrasada. Las hojuelas o harina de soya desgrasada se pueden producir de acuerdo con los procedimientos convencionales en los cuales se limpia la soya, se quiebra, se corta en hojuelas, y se desgrasa (ya sea mecánica o químicamente) y, en el caso de la harina, se tritura. Las hojuelas y la harina de soya desgrasadas están comercialmente disponibles y se pueden adquirir como material de partida para el procedimiento de la presente invención. Las hojuelas y harina de soya desgrasadas se utilizan para preparar una dispersión de proteína de soya. Las hojuelas o la harina de soya desgrasadas se extraen con una solución alcalina acuosa para extraer y solubilizar la proteína en la solución. El extracto que contiene la proteína se separa de los sólidos insolubles alcalinos mediante filtración o centrifugación convencional. El extracto o dispersión de la proteína que proviene de las hojuelas de soya típicamente tendrá un pH entre 8 y 12 aproximadamente. De forma alternativa, se puede utilizar un aislado de proteína de soya comercialmente disponible como el material de partida para el procedimiento de la presente invención, formando una dispersión alcalina del material de proteína seca, preferiblemente con un pH de alrededor de 8 a aproximadamente 12, donde la dispersión alcalina del aislado de proteína de soya se puede formar mezclando el aislado de proteína en una solución alcalina acuosa. El tipo en particular de solución alcalina acuosa utilizada para dispersar el material de proteína, ya sea a partir de hojuelas de soya o a partir de proteína de soya del aislado, no es decisivo para la práctica de la invención y por lo general, se puede utilizar cualquier tipo de hidróxido acuoso alcalino o alcalino terreo, preferiblemente una solución de hidróxido de sodio o calcio acuosa, u otros materiales, tal como hidróxido de amonio, para preparar la dispersión de proteína. Se agrega un poliacrilato a la dispersión de proteína y la dispersión que contiene el poliacrilato agregado se trata a una temperatura y durante un tiempo suficientes para entrelazar al menos una porción del poliacrilato en la proteína. Generalmente, el poliacrilato puede ser cualquier polímero o copolímero de uno o más esteres de ácido vinilcarboxílico, tales como acrilato o metacrilato de éster alquílico. También se pueden emplear esteres de ácido vinilcarboxílico y sus copolímeros, que contengan cantidades menores de otros monómeros copolimerizables. Ejemplos de poliacrilatos comercialmente disponibles que son adecuados para su uso en la invención incluyen ACRYSOL® TT-615, disponible de Rohm & Hass Company; y ALCOGUM® L-289, disponible de Aleo Chemical Industries, Inc. El poliacrilato se agrega preferiblemente en una cantidad de alrededor de 1.5% a aproximadamente 10%, en peso, del peso del material de proteína, aunque también se puede emplear una cantidad menor o una cantidad mayor. Se cree que un equilibrio óptimo entre las propiedades y costo mejoradas se logra cuando la cantidad de poliacrilato utilizada es de alrededor de 3% a aproximadamente 6%, en peso, del peso del material de proteína. En una modalidad alternativa, el poliacrilato puede ser dispersado en una solución acuosa y la proteína puede ser agregada a la solución para dispersar la proteína en la solución. Se puede lograr que la solución sea alcalina, ya sea antes o después de la adición de la proteína; para dispersar minuciosamente la proteína en la solución, y preferiblemente se eleva a un pH de alrededor de 8 a aproximadamente 12 con un hidróxido alcalino o alcalino terreo adecuado, u otra base tal como hidróxido de amonio. Este enfoque es particularmente efectivo cuando la proteína es un aislado de proteína del cual se han removido materiales insolubles alcalinos, ya que el poliacrilato puede ser diluido previamente en la solución acuosa antes que la proteína sea agregada a la solución. Los materiales de poliacrilato y de proteína se mezclan durante un tiempo, bajo condiciones de temperatura suficientes para originar el entrelazamiento físico entre el material de proteína y el poliacrilato. La temperatura deberá ser la suficiente para originar que la proteína se desdoble o se desnaturalice sin hidrolizar sustancialmente la proteína, en donde "hidrólisis" como se utiliza en este contexto, se refiere a la separación de aminoácidos y/o péptidos del cuerpo de la proteína. El desdoblamiento de la proteína es necesario para entrelazar físicamente el poliacrilato y la proteína. Las temperaturas suficientes para desdoblar la proteína con el objeto de entrelazar el poliacrilato sin hidrólisis de la proteína, varían de alrededor de 40°C a aproximadamente 65°C. Preferiblemente, la dispersión que contiene la proteína y el poliacrilato se trata a una temperatura de alrededor de 50°C a aproximadamente 65°C para entrelazar la proteína y el poliacrilato.

La dispersión de la proteína y poliacrilato se tratan a las temperaturas indicadas arriba, durante un tiempo suficiente para permitir que la proteína y el poliacrilato se entrelacen efectivamente. Como se utiliza en la presente, el término "entrelazar efectivamente" significa entrelazado a un grado tal, que la coprecipitación de la proteína y el poliacrilato entrelazados sea efectiva para impartir un efecto espesante significativo cuando se incorpora en una composición de revestimiento para papel, comparado con un adhesivo de proteína convencional. El tiempo suficiente para entrelazar efectivamente el material de proteína y el poliacrilato depende de la temperatura a la cual la proteína y el poliacrilato se entrelazan, donde se requieren períodos más prolongados a temperaturas inferiores. El tiempo en el que la dispersión se sostiene a una temperatura efectiva para originar el entrelazamiento de la proteína y el poliacrilato, debe ser suficientemente prolongado para permitir que la proteína desdoble una cantidad considerable, y preferiblemente es al menos 10 minutos. Al sostener la dispersión a una temperatura efectiva para originar en entrelazamiento durante un tiempo más prolongado, permite que la proteína sustancialmente se desdoble y promueva el entrelazamiento de la proteína y el poliacrilato. Por lo tanto, se prefiere sostener la dispersión de la proteína y el poliacrilato a una temperatura efectiva para promover su entrelazamiento durante un tiempo al menos de 30 minutos, y muy preferiblemente al menos de 1 hora. Muy preferiblemente, la dispersión de proteína y poliacrilato es tratada a una temperatura y durante un tiempo suficiente para entrelazar al menos el 75% del poliacrilato, en peso, en el material de proteína. Después de someter a tratamiento la dispersión de proteína y poliacrilato a una temperatura y a un tiempo suficientes para entrelazar la proteína y el poliacrilato, la dispersión se ajusta a un pH a aproximadamente el punto isoeléctrico de la proteína para coprecipitar la proteína y el poliacrilato entrelazados. En el caso de un coprecipitado de aislado de proteína de soya/poliacrilato, la dispersión puede ser ajustada a un pH de alrededor de 3.7 a aproximadamente 4.6 para coprecipitar la proteína y el poliacrilato entrelazados. Se puede utilizar cualquier ácido mineral adecuado disponible comercialmente u ácido orgánico de bajo peso molecular, para ajustar el pH de la dispersión, incluyendo ácido clorhídrico, ácido sulfúrico y ácido acético. El material de proteína vegetal/poliacrilato coprecipitado puede ser lavado, filtrado, prensado, deshidratado y secado de acuerdo con los métodos de procesamiento de proteínas convencionales para proveer un producto con estabilidad adecuada de almacenamiento, que es muy útil para las composiciones de revestimiento para papel. El aglutinante adhesivo de proteína vegetal formado mediante el método de la presente invención, contiene una cantidad suficiente de poliacrilato entrelazado en el mismo, para lograr que el adhesivo de proteína vegetal sea significativamente más viscoso en las composiciones de revestimiento de papel, comparado con los adhesivos de proteína vegetal convencionales que se presentan solos o en una mezcla no entrelazada de un adhesivo de proteína convencional y un poliacriiato. El aglutinante adhesivo de proteína vegetal de la presente invención contiene al menos 1.125% en peso aproximadamente, de poliacrilato entrelazado en un material de proteína vegetal. Muy preferiblemente, el aglutinante adhesivo de proteína vegetal contiene de alrededor de 1.5% a aproximadamente 7.5% en peso, de poliacrilato entrelazado en un material de proteína vegetal, y muy preferiblemente aún contiene de alrededor de 2.25% a aproximadamente 4.5% en peso de poliacrilato entrelazado en un material de proteína vegetal. En una modalidad preferida, se agrega un agente reductor a la dispersión de la proteína, previo a, o conjuntamente con, la adición del poliacrilato a la dispersión de la proteína vegetal para lograr el entrelazamiento deseado entre la proteína vegetal y el poliacrilato. Aunque la invención no está limitada a cualquier teoría en particular, se cree que la reacción del material de proteína sin el agente reductor separa los enlaces de disulfuro en el material de proteína. La separación de enlaces de disulfuro provoca que la proteína se desdoble al menos parcialmente y se reorganice desde una forma globular a una forma más irregular, en la cual los segmentos lirieales de la proteína son más accesibles para el entrelazamiento con el poliacrilato. El agente reductor se agrega preferiblemente a la dispersión alcalina al menos en una base estoquiométrica al nivel de enlaces de disulfuro o de azufre con un contenido de aminoácidos en la dispersión de proteína solubilizada. El tipo en particular del agente reductor que puede ser empleado en la presente invención no es decisivo. Los compuestos preferidos incluyen aquéllos que contienen grupos sulfihidrílicos libres o disponibles, tales como ácido tioglicólico o sales de ácido tioglicólico. Muy preferiblemente, se puede utilizar tioglicolato de amonio como agente reductor. Otros agentes reductores adecuados incluyen dióxido de azufre, sulfito de sodio, bisulfito de sodio, sulfuro de sodio, tiosulfato de sodio, merca ptoetanol, y otros compuestos que contienen grupos libres sulfihidrílicos. Los niveles preferidos de agentes reductores, tal como del ácido tioglicólico o tioglicolato de amonio, son entre alrededor de 0.2% y 2%, y muy preferiblemente entre 0.5% y 1.5%, en peso, de la proteína dispersada. Es deseable mantener el pH de la dispersión de alrededor de 8 a aproximadamente 1 1 durante la reacción del material de proteína con el agente reductor. La reacción entre el agente reductor y el material de proteína se lleva a cabo preferiblemente a una temperatura de alrededor de 40°C a aproximadamente 65°C, muy preferiblemente de alrededor de 50°C a aproximadamente 65°C. En una modalidad además preferida, se puede hacer reaccionar la dispersión de proteína vegetal con un anhídrido de ácido carboxílico para carboxilar de material de proteína e impartir las características reológicas mejoradas de la composición de revestimiento para papel al aglutinante adhesivo de proteína vegetal resultante. Generalmente, se consideran útiles cualquier anhídrido de ácido carboxílico o mezclas de los mismos para los propósitos de la presente invención. Los anhídridos de ácido carboxílico preferidos incluyen anhídrido ftálico, anhídrido succínico, anhídrido acético y anhídrido maleico. El anhídrido de ácido carboxílico se puede agregar a la dispersión de proteína alcalina de cualquier manera adecuada, tal como en forma finamente divida o triturada, o en una solución con un solvente que no reacciona con cualquiera de los constituyentes de la dispersión de proteína. La cantidad de anhídrido de ácido carboxílico que puede ser agregada es una cantidad suficiente para modificar el material de proteína e impartir características reológicas mejoradas al aglutinante adhesivo de proteína vegetal, cuando se emplea en una composición de revestimiento para papel que contiene pigmentos. Las cantidades preferidas de anhídrido de ácido carboxílico varían de alrededor de 2% a aproximadamente 10% en peso de la proteína en la dispersión de proteína alcalina, y muy preferiblemente de alrededor de 4% a aproximadamente 6%. Deseablemente, la reacción entre la proteína y el anhídrido de ácido carboxílico se desarrolla a una temperatura de alrededor de 40°C a aproximadamente 65°C, y a un pH de alrededor de 8 a aproximadamente 11. La temperatura y el pH preferidos varían para mantener la capacidad de reacción de los grupos amina en la molécula de proteína; mismos que son modificados por una reacción con el anhídrido de ácido carboxílico, sin provocar hidrólisis excesiva. De acuerdo con una modalidad más preferida se agregan poliacrilato y un agente reductor a la dispersión de proteína al mismo tiempo aproximadamente, la dispersión se trata a una temperatura y durante un tiempo suficientes para entrelazar el material de proteína vegetal y el poliacrilato, y posteriormente el material de proteína/poliacrilato entrelazado en la dispersión es tratado con un anhídrido de ácido carboxílico; ya que se ha descubierto que el adhesivo de proteína resultante tiene características de desempeño mejoradas. En otra modalidad, se agrega un poliacrilato a la dispersión de proteína después que se ha tratado el material de proteína con un agente reductor y se ha hecho reaccionar con un anhídrido de ácido carboxílico. Sin embargo, se puede obtener algún beneficio sin hacer reaccionar la proteína con un agente reductor, sin hacer reaccionar el material de proteína con un anhídrido de ácido carboxílico, o sin hacer reaccionar el material de proteína con un agente reductor y con un anhídrido de ácido carboxílico. En otra modalidad, la dispersión de proteína/poliacrilato entrelazados, ya sea que se haya modificado mediante reducción o mediante reacción con un anhídrido de ácido carboxílico o no, se trata con un agente estabilizador y de blanqueo, tal como peróxido de hidrógeno, para mejorar además la bioestabildiad y otras propiedades del adhesivo de proteína resultante para su uso en composiciones de revestimiento para papel. El tratamiento se conduce típicamente con un contenido entre 3 a 25% aproximadamente de peróxido de hidrógeno o peróxido de sodio, con base al peso de la proteína. Se pueden utilizar además otros materiales estabilizadores, tales como amoníaco, silicato de sodio, y otros materiales para tratar el material de proteína. Los agentes estabilizadores y de blanqueo son agentes oxidantes que se utilizan en una cantidad que es efectiva para impartir a las composiciones de revestimiento que contienen el aglutinante adhesivo de proteína vegetal, estabilidad incrementada y duración en su almacenamiento a temperatura ambiental. El tratamiento oxidante puede ser conducido a una temperatura de alrededor de 30°C a aproximadamente 70°C durante 30 minutos hasta 6 horas. El tratamiento oxidante, además de mejorar la bioestabilidad y su duración al almacenamiento, también imparten propiedades mejoradas en términos de las características ópticas generales del papel revestido. Especialmente, el tratamiento oxidante provee un aglutinante adhesivo de proteína vegetal el cual, cuando se utiliza en una composición de revestimiento para papel, logra la blancura incrementada de los revestimientos, así como logra un brillo y luminosidad excepcionales. Después que se ha formado y secado el aglutinante adhesivo de proteína vegetal de la presente invención, el aglutinante seco puede ser tratado además con agentes para mejorar la calidad del producto. Se puede tratar el aglutinante seco con un agente humectante, por ejemplo, entre 2% a 7% aproximadamente de propilenglicol. Además, se pueden agregar otros materiales contra la formación de tortas e incrementadores de flujo, tales como sílices fumantes de alrededor de 0.1 % a aproximadamente 0.6% del peso de aglutinante adhesivo de proteína vegetal con base al peso en seco. En una modalidad alternativa, se puede formar un aglutinante adhesivo vegetal de acuerdo con la presente invención, al modificar un aglutinante adhesivo de proteína comercialmente disponible entrelazando el aglutinante adhesivo de proteína comercialmente disponible y un poliacrilato. Los aglutinantes adhesivos de proteína comercialmente disponibles pueden tener de forma inherente modificaciones tales como las descritas arriba y pueden ser carboxilados, reducidos o tratados con un agente estabilizador o de blanqueo, o pueden haber sufrido otras modificaciones en el curso de su producción. Por consiguiente, se deben seleccionar las características del aglutinante adhesivo de proteína comercialmente disponible para su tratamiento de acuerdo con su procedimiento de la presente invención, de acuerdo a las características deseadas en el producto final. El aglutinante adhesivo de proteína comercialmente disponible es dispersado en una solución acuosa como se describió anteriormente con respecto del aislado de proteína de soya. La solución puede contener un poliacrilato en la misma, o un material de poliacrilato que puede ser agregado a la solución después que el aglutinante adhesivo de proteína sea dispersado en la misma. La solución se ajusta a un pH de alrededor de 8 a 12 con una base adecuada para dispersar la proteína en la solución. La dispersión puede ser reducida y/o carboxilada como se describió anteriormente, si se desea. Posteriormente, la dispersión es tratada a una temperatura y durante un tiempo suficientes para entrelazar significativamente la proteína y el poliacrilato como se describe anteriormente. La proteína y el poliacrilato entrelazados preferiblemente son tratados con un agente estabilizador y de blanqueo como se describió anteriormente, y la proteína y poliacrilato entrelazados son coprecipitados ajustando el pH de la dispersión alrededor del punto isoeléctrico de la proteína. Un aglutinante adhesivo de proteína modificado de acuerdo con la presente invención puede ser entonces recuperado separando el coprecipitado de la dispersión.

Se puede formar una composición de revestimiento para papel que tiene una cantidad reducida de aglutinante adhesivo de proteína vegetal comparado con una composición de revestimiento para papel convencional, pero con propiedades reológicas comparables así como otras propiedades, al combinar un aglutinante aditivo de proteína vegetal formado de acuerdo con la presente invención, con un pigmento de revestimiento para papel convencional y un látex de polímero en una solución acuosa. Preferiblemente, una composición de revestimiento para papel formada de acuerdo con la presente invención contendrá hasta alrededor del 3% en peso del aglutinante adhesivo de proteína vegetal mejorado, comparado con el peso del pigmento, el látex de polímero y el aglutinante aditivo de proteína vegetal combinados, y muy preferiblemente contendrá de alrededor de 0.5% a aproximadamente 1.5% en peso, del aglutinante adhesivo de proteína vegetal del peso del pigmento, látex polimérico, y aglutinante adhesivo de proteína combinados. Los pigmentos útiles en las composiciones de revestimiento para papel de la presente invención, incluyen todos los pigmentos útiles en composiciones de revestimiento para papel que contienen aglutinantes adhesivos de proteína vegetal, y específicamente incluyen dióxido de titanio, blanco satén, carbonato de calcio y diversos pigmentos de arcilla comercialmente disponibles. El látex de polímero útil en una composición de revestimiento para papel, de la presente invención, puede ser cualquier látex de polímero convencional útil en composiciones de revestimiento para papel que contienen aglutinantes adhesivos de proteína vegetal, y específicamente incluyen látex de polímero de estireno-butadieno, látex de estireno-butadieno acrílico, látex de polímero de isopreno, y látex de polímero de cloropreno. La presente invención se ilustra con mayor detalle mediante los siguientes ejemplos. La intención de los ejemplos es que sean ilustrativos, y no deberán ser interpretados como limitativos o de otra manera como restrictivos para el alcance de la invención.

EJEMPLO 1 A los extractos de proteína de soya alcalina que tienen una concentración de proteína de alrededor de 3% a aproximadamente 5%, se agrega 1.25% de tioglicolato de amonio (agente reductor), con base en el peso seco del material de proteína y 4.5% de anhídrido ftálico con base en el peso seco del material de proteína. En el transcurso de la reacción del material de proteína con el tioglicolato de amonio y el anhídrido ftálico, se mantiene la dispersión alcalina a un pH de 9.5. Posteriormente, se agrega ACRYSOL®TT615 en una cantidad de alrededor de 3% a 5% con base en el peso de la proteína. Se mezcla el ACRYSOLTTT615 (poliacrilato) con la proteína modificada (tratada con un agente reductor y anhídrido ftálico) durante 1 hora a una temperatura de 60°C aproximadamente, para entrelazar la proteína y el poliacrilato. Posteriormente, se ajusta el pH a 4.1 con ácido sulfúrico. Se agrega peróxido de hidrógeno (activo al 35%) en una cantidad de alrededor de 22.5% con base en el peso de la proteína, y se mezcla durante 30 minutos para proveer un tratamiento oxidante que mejora la bioestabilidad del aglutinante adhesivo resultante. Posteriormente, se separan los materiales sólidos mediante centrifugación, se secan y se trituran para producir un polvo fino. El aglutinante adhesivo de proteína de soya resultante está constituido por una cantidad aproximada de 5% de poliacrilato y aproximadamente 95% en peso de proteína.

EJEMPLO 2 Con el propósito de comparación, se mezcla en húmedo un extracto de proteína que es sustancialmente idéntico al extracto de proteína utilizado en el ejemplo 1 con ACRYSOL®TT615, pero no está sujeto a las condiciones efectivas para entrelazar la proteína y el poliacrilato, para producir una dispersión en la cual la proteína constituye el 95% del peso total de la proteína y poliacrilato.

EJEMPLO 3 Se preparan composiciones de revestimiento para papel al combinar 100 partes en peso del pigmento de arcilla No. 2 con 12 partes en peso de látex de polímero Dow 620 y diversas cantidades de diferentes aglutinantes adhesivos de proteína vegetal como se muestra en el cuadro 1.

Se preparara una primera composición de revestimiento para papel ("muestra 1") con 3 partes en peso de PRO-COTE® 400 (un aislado de proteína convencional empleado en revestimientos de papel disponible de Protein Technologies International). Se prepara una segunda composición de revestimiento ("muestra 2") con 3 partes en peso del aglutinante adhesivo del ejemplo 1. Se prepara una tercera composición de revestimiento ("muestra 3") --con 1.5 partes en peso del aglutinante adhesivo del ejemplol , y se prepara una cuarta composición de revestimiento para papel ("muestra 4") con 1 parte en peso del aglutinante adhesivo del ejemplo 1. Se prepara una quinta composición adhesiva ("muestra 5") con el aglutinante adhesivo mezclado en húmedo del ejemplo 2, con la cantidad de aglutinante adhesivo con 1.5 partes en peso de proteína y poliacrilato. El contenido de sólidos para cada una de las composiciones de revestimiento se ajusta a diversos niveles como se indica en el cuadro 1. Se evalúan las propiedades reológicas de las diversas composiciones de revestimiento que tiene un contenido variado de sólidos y que contienen varios aglutinantes como se indica en el cuadro 1. Específicamente, se determina la viscosidad de Brookfield a 10, 20, 50 y 100 rpm, y se determina la viscosidad de Hercules a 4400 rpm (E Bob). La capacidad de retención de agua y el pH de las diversas composiciones de revestimiento también se indican en el cuadro 1.

CUADRO 1 o Los resultados muestran que el aglutinante adhesivo del ejemplo 1 imparte viscosidad más alta a las composiciones de revestimiento comparado con la cantidad equivalente de un aglutinante adhesivo de proteína de soya convencional (compare los resultados para los aglutinantes nos. 1 y 2). El aglutinante adhesivo del ejemplo 1 también imparte viscosidad más alta a las composiciones de revestimiento para papel que la cantidad equivalente de una combinación mezclada en húmedo de proteína y poliacrilato (compare los resultados para los aglutinantes nos. 3 y 5). Los resultados también indican que una composición de revestimiento para papel que contiene en algún punto, entre alrededor de 1 parte a aproximadamente 1.5 partes del aglutinante adhesivo del ejemplo 1 (realmente alrededor de 1.25 partes) provee propiedades reológicas que son aproximadamente equivalentes a las composiciones que contienen 3 partes en peso de un aglutinante adhesivo de proteína convencional. Los resultados también indican que las composiciones de revestimiento para papel que contienen el aglutinante adhesivo del ejemplo 1 exhiben capacidad de retención de agua mejorada.

EJEMPLO 4 Se preparan diversas composiciones de revestimiento para papel de manera similar a las composiciones del ejemplo 3 (i) para comparar las propiedades reológicas y de retención de agua de las composiciones de revestimiento que contienen diversos aglutinantes de adhesivo de proteína de soya; (ii) para determinar los efectos del tratamiento de anhídrido carboxílico; y (iii) para comparar los efectos del secado por aspersión contra el secado con horno. Las composiciones de revestimiento que se muestran en el cuadro 2 se preparan al combinar 100 partes de arcilla no. 2, con cantidades variables de aglutinante de adhesivo de proteína de soya y cantidades variables de Dow 620 (látex de estireno-butadieno). Las partes totales del aglutinante adhesivo de proteína de soya y el látex de polímero es 13 partes en cada caso. Una primer muestra, designada como "ftalada convencional" en el cuadro 2, se prepara con 3 partes en peso de PRO-COTE® 400, un aislado de proteína convencional que es reducido y modificado por ftalación con anhídrido ftálico y 10 partes de látex de polímero. Se prepara la primer muestra a diferentes niveles de sólidos como se indica en el cuadro 2. Se prepara una segunda muestra, designada en el cuadro 2 como "no ftalada, secada por aspersión", al tratar un aislado de proteína con tioglicolato de amonio (agente reductor) y ACRYSOL®TT615 (poliacrilato) a una temperatura de 60°C durante 1 hora de acuerdo con la presente invención. El aglutinante adhesivo de proteína de soya utilizado en la segunda muestra es tratado también con peróxido de hidrógeno para proveer la duración al almacenamiento mejorada, así como otras propiedades mejoradas como se describió anteriormente. El aglutinante adhesivo de proteína de soya resultante es secado por aspersión y comprende 95% de proteínas y aproximadamente 5% de poliacrilato. La segunda muestra se utiliza en una cantidad de 1 parte a 12 partes de látex de polímero en composiciones de revestimiento para papel preparadas a diferentes niveles sólidos como se muestra en el cuadro 2. Se prepara una tercer muestra de manera sustancialmente idéntica a la segunda muestra excepto que el aglutinante se seca con horno, en lugar de secarse por aspersión, y se utilizan 1.5 partes del aglutinante y 11.5 partes del látex de polímero para preparar las composiciones de revestimiento para papel. La tercer muestra se designa en el cuadro 2, como "no ftalada, secado con horno" y se utiliza para preparar composiciones de revestimiento para papel a diversos niveles sólidos como se muestra en el cuadro 2. Se prepara una cuarta muestra de manera sustancialmente idéntica a la tercer muestra excepto que el aislado de proteína utilizado para preparar el aglutinante es modificado por ftalación con anhídrido ftálico. La cuarta muestra se seca con horno y se utiliza para preparar composiciones de revestimiento para papel en una cantidad de 1.5 partes a 11.5 partes de látex de polímero. La cuarta muestra se designa en el cuadro 2 como "ftalada, secado con horno" y se utiliza para preparar composiciones de revestimiento para papel a diversos niveles sólidos como se muestra en el cuadro 2. Las reologías de revestimiento de las cuatro muestras se miden a diversos niveles sólidos al determinar la viscosidad de Brookfield a 25°C (en centipoise) a 10 rpm, 20 rpm, 50 rpm, y 100 rpm, y al determinar la viscosidad de Hercules a 25°C a 4400 rpm. La capacidad de retención de agua se determina a partir de cualquiera de las muestras en cada uno de los niveles de sólidos. 10 15 t 20 Los resultados muestran que cantidades menores de aglutinantes adhesivos de proteína de acuerdo con la invención se pueden utilizar para lograr viscosidades comparables con un aglutinante de proteína convencional utilizado en una cantidad convencional. Los resultados también muestran que las composiciones de revestimiento que contienen los aglutinantes y adhesivo de proteína de la invención exhiben capacidad de retención de agua mejorada. Los resultados también demuestran que las propiedades mejoradas se pueden lograr con tanto aglutinantes de proteína como han sido sometidos al tratamiento de anhídrido de ácido carboxílico (ftalados), o con aglutinantes de proteína que no han sido sometidos al tratamiento de anhídrido de ácido carboxílico (no-ftalados). Los resultados también muestran que se pueden preparar aglutinantes adhesivos adecuados mediante secado por aspersión o secado con horno. Se pueden realizar diversos cambios y alteraciones a las modalidades preferidas de la invención sin apartarse del espíritu y de los aspectos más amplios de la invención como se establece en las reivindicaciones anexas, mismas que son interpretadas de acuerdo con los principios de la ley de patentes, incluyendo la doctrina de equivalentes.

Claims (1)

1. NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES 1.- Un aglutinante adhesivo para su uso en composiciones de revestimiento para papel, que comprende un material de proteína vegetal y un poliacrilato, dicho poliacrilato es entrelazado físicamente en dicho material de proteína vegetal. 2.- El aglutinante adhesivo de proteína vegetal de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el material de proteína vegetal es un material de proteína de soya. 3.- El aglutinante adhesivo de proteína vegetal de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho poliacrilato está presente en dicho aglutinante en al menos 1.125% del peso del material de proteína en dicho aglutinante. 4.- El aglutinante adhesivo de proteína vegetal de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado además porque dicho poliacrilato está presente en dicho aglutinante de alrededor de 1.5% a aproximadamente 7.5% en peso del material de proteína en dicho aglutinante. 5.- El aglutinante adhesivo de proteína vegetal de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho material de proteína en dicho aglutinante es carboxilado. 6.- El aglutinante adhesivo de proteína vegetal de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho material de proteína en dicho aglutinante es reducido. 7 '.- El aglutinante adhesivo de proteína vegetal de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque dicho aglutinante es oxidado. 8.- Una composición de revestimiento para papel que comprende: un pigmento; un látex de polímero; y un aglutinante adhesivo de proteína vegetal que comprende un material de proteína vegetal y un poliacrilato, dicho poliacrilato es entrelazado en dicho material de proteína vegetal. 9.- La composición de revestimiento de conformidad con la reivindicación 8, en la cual el material de proteína vegetal es un material de proteína de soya. 10.- La composición de revestimiento de conformidad con la reivindicación 8, en la cual dicho aglutinante adhesivo de proteína vegetal está presente en una cantidad de hasta 3% en peso del peso combinado de dicho pigmento, dicho látex de polímero y dicho aglutinante adhesivo de proteína vegetal. 11.- La composición de revestimiento de conformidad con la reivindicación 10, en la cual dicho aglutinante adhesivo de proteína vegetal está presente en una cantidad de alrededor de 0.5% a aproximadamente 1.5% en peso del peso combinado de dicho pigmento, dicho látex de polímero, y dicho aglutinante adhesivo de proteína. 12.- La composición de revestimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque dicho poliacrilato está presente en dicho aglutinante adhesivo de proteína vegetal en al menos 1.125% del peso del material de proteína en dicho aglutinante. 13.- La composición de revestimiento de conformidad con la reivindicación 12, caracterizada además porque dicho poliacrilato está presente en dicho aglutinante adhesivo de proteína vegetal de alrededor de 1.5% a aproximadamente 7.5% en peso del material de proteína en dicho aglutinante. 14.- La composición de revestimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque dicho material de proteína en dicho aglutinante adhesivo de proteína vegetal es carboxilado. 15.- La composición de revestimiento de conformidad con la reivindicación 8, caracterizada además porque dicho material de proteína en dicho aglutinante adhesivo de proteína vegetal es reducido. 16.- La composición de revestimiento de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizada además porque dicho aglutinante adhesivo de proteína vegetal es oxidado. 17.- Un método para preparar un aglutinante adhesivo de proteína vegetal que comprende: formar una dispersión alcalina de un material de proteína vegetal y poliacrilato; tratar la dispersión a una temperatura y a un tiempo suficientes para entrelazar dicho poliacrilato y dicho material de proteína vegetal; y coprecipitar dicho poliacrilato y dicho material de proteína vegetal de dicha dispersión 18.- El método de conformidad con la reivindicación 17 en el cual dicho material de proteína vegetal es material de proteína de soya. 19.- El método de conformidad con la reivindicación 17 caracterizado además porque dicha dispersión alcalina de dicho material de proteína vegetal y dicho poliacrilato tiene un pH de alrededor de 8.0 a aproximadamente 12.0. 20.- El método de conformidad con la reivindicación 17 caracterizado además porque dicha dispersión alcalina de dicho material de proteína vegetal y dicho poliacrilato contiene dicho poliacrilato en una cantidad de alrededor de 1.5% a aproximadamente 10%, en peso, del material de proteína vegetal. 21.- El método de conformidad con la reivindicación 17 caracterizado además porque dicha dispersión es tratada a una temperatura de alrededor de 40°C a aproximadamente 65°C para entrelazar dicho poliacrilato y dicho material de proteína vegetal. 22.- El método de conformidad con la reivindicación 17 caracterizado además porque dicha dispersión alcalina es tratada durante un tiempo de alrededor de 10 minutos al menos para entrelazar dicho poliacrilato y dicho material de proteína vegetal. 23.- El método de conformidad con la reivindicación 17 en el cual dicho material de proteína y dicho poliacrilato están coprecipitados ajusfando el pH de la dispersión a un pH de alrededor de 3.7 a aproximadamente 4.6. 24.- El método de conformidad con la reivindicación 17 que además comprende la separación y el secado del poliacrilato coprecipitado y el material de proteína vegetal. 25.- El método de conformidad con la reivindicación 24, caracterizado además porque dicha separación se logra mediante filtración o centrifugación, y dicho secado se logra mediante secado por aspersión o secado con horno. 26.- El método de conformidad con la reivindicación 17 en el cual dicha dispersión es tratada con un agente reductor en una cantidad suficiente para separar enlaces de disulfuro en dicho material de proteína vegetal. 27.- El método de conformidad con la reivindicación 17 que además comprende el tratar dicha dispersión con un anhídrido de ácido carboxílico en una cantidad suficiente para modificar dicho material de proteína vegetal. 28.- El método de conformidad con la reivindicación 17 en el cual dicha dispersión alcalina de dicho material de proteína vegetal y dicho poliacrilato es tratado con un agente oxidante. 29.- El método de conformidad con la reivindicación 17 en el cual la concentración de material de proteína vegetal en dicha dispersión alcalina es de alrededor de 1 % a aproximadamente 10% en peso de la dispersión. VENCIÓN roteína vegetal que puede ser to de papel a niveles muchos proteína vegetal convencionales stimiento de papel propiedades ivalentes a las composiciones de contienen niveles más altos de al que se prepara al formar una teína vegetal y un poliacrilato, eína vegetal a una temperatura y lazamiento del poliacrilato con el el material de proteína vegetal y a vegetal; el material de proteína poliacrilato puede ser empleado adhesivo de proteína vegetal en l que comprende pigmentos, un proteína vegetal. ia-SAtrrt-