PT2260145E - Composições de branqueamento ótico melhoradas - Google Patents
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Description
ΡΕ2260145 1
DESCRIÇÃO "COMPOSIÇÕES DE BRANQUEAMENTO ÓTICO MELHORADAS" A presente invenção refere-se a sais mistos de agentes de branqueamento ótico contendo Mg2+ que proporcionam efeitos óticos de branqueamento superiores quando aplicados à superfície de papel.
ANTECEDENTES
Um elevado nível de brancura é um parâmetro importante para o utilizador final de produtos de papel. As matérias-primas mais importantes da indústria de fabrico de papel são a celulose, a polpa e a lignina que absorvem a luz azul e, por conseguinte, são de cor amarelada e conferem uma aparência baça ao papel. Os branqueadores óticos são utilizados na indústria de fabrico de papel para compensarem a absorção de luz azul ao absorverem luz UV com um comprimento de onda máximo de 350-360 nm, convertendo-a em luz azul visível com um comprimento de onda máximo de 440 nm.
No fabrico de papel, os branqueadores óticos podem ser adicionados quer na extremidade húmida da máquina de papel, quer à superfície do papel, ou em ambos os pontos. Em geral, não é possível alcançar os níveis de brancura exigidos para papéis de maior qualidade por adição apenas na extremidade húmida. 2 ΡΕ2260145
Um método comum de adição de branqueador ótico à superficie de papel é por aplicação de uma solução aquosa do branqueador ótico na prensa de colagem conjuntamente com um agente de colagem, tipicamente um amido nativo ou um amido modificado enzimaticamente ou quimicamente. Uma folha pré-formada de papel é passada através de uma ranhura entre dois rolos, sendo a ranhura inundado com a solução de colagem. 0 papel absorve parte da solução, sendo a restante removida na ranhura.
Para além do amido e branqueador ótico, a solução de colagem pode conter outros químicos destinados a proporcionarem propriedades especificas. Estes incluem agentes antiespuma, emulsões de cera, corantes, pigmentos e sais inorgânicos. A fim de se alcançarem niveis de brancura mais elevados, tem sido dedicado um esforço considerável ao desenvolvimento de novos agentes branqueadores óticos. Ver, por exemplo, a patente Japonese da Kokai 62-106965, o Pedido de Patente PCT WO 98/42685, a Patente dos EUA 5.873.913 e a Patente Europeia 1.763.519. A patente GB 1 239 818 divulga branqueadores óticos hexa-sulfonados derivados de triazinilaminoestil-benos. Os exemplos 1 a 6 revelam os seus sais de sódio. O magnésio é apenas mencionado numa lista de possíveis contra-iões para os branqueadores óticos hexa-sulfonados, ΡΕ2260145 sendo o amido também apenas mencionado como um componente numa composição de colagem superficial numa lista de possíveis agentes de ligação. A procura de meios mais eficientes para se atingirem niveis de brancura elevados no papel continua.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
Surpreendentemente, descobrimos que branqueadores óticos de fórmula (1) quando aplicados à superfície do papel, opcionalmente em combinação com sais de magnésio, numa composição de colagem de amido dá efeitos de branqueamento melhorados. 0 objeto da invenção é um composto de fórmula geral (1),
onde 4 ΡΕ2260145
Ri é hidrogénio ou S03~, R2 é hidrogénio ou SO3", R3 é hidrogénio, alquilo Ci_4, hidroxialquilo C2-3, CH2CO2', CH2CH2CONH2 ou CH2CH2CN, R4 é alquilo C1-4, hidroxialquilo C2-3, CH2CO2", CH (C02~) CH2C02" ou CH (C02“) CH2CH2C02', benzilo, ou R3 e R4 conjuntamente com o átomo de azoto vizinho significam um anel de morfolina, e em que M representa o equivalente catiónico estequio-métrico necessário para equilibrar a carga aniónica na fórmula (1) e é uma combinação de Mg2+ juntamente com pelo menos 1, de preferência 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, mais preferencialmente 1, 2 ou 3, ainda mais preferencialmente 1 ou 2, catiões adicionais, sendo os catiões adicionais selecionados do grupo constituído por H+, catião de metal alcalino, catião de metal alcalino-terroso que não Mg , amónio, mono-alquil-Ci-C4-di-hidroxialquil-C2-C3 amónio, di-alquil-Ci-C4-mono-hidroxialquil-C2-C3 amónio, amónio mono, di ou tri substituído por um radical hidroxialquilo C2-C3 e misturas dos mesmos. 5 ΡΕ2260145 A razão molar entre o Mg2+ e o catião adicional M é de preferência entre 0,01 a 99,99 e 99,99 a 0,01, mais preferencialmente de 20 a 80 e de 99,99 a 0,01, ainda mais preferencialmente de 50 a 50 e de 99,99 a 0,01.
Um catião de metal alcalino é, de preferência, Li+, Na+ ou K+.
Um catião de metal alcalino-terroso que não Mg2+ é de preferência Ca2+.
De preferência, o catião adicional em M é selecionado do grupo constituído por H+, Li+, Na+, K+, Ca2+, N-metil-N,N-dietanol amónio, N,N-dimetil-N-etanol amónio, tri-etanol amónio, tri-isopropanol amónio e misturas dos mesmos.
Compostos preferidos de fórmula (1) são aqueles nos quais R3 representa hidrogénio, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, β-hidroxietilo, β-hidroxipropilo, CH2C02“, CH2CH2CONH2 ou CH2CH2CN e R4 representa metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, 2-butilo, β-hidroxietilo, β-hidroxipropilo, CH2C02”, CH (C02~) CH2C02”, CH (C02~) CH2CH2C02~ ou benzilo.
Compostos de fórmula (2) e (3) com M tendo a definição conforme anteriormente descrito, também em todas as suas concretizações preferidas, são exemplos específicos de compostos de fórmula (1); compostos de fórmula (2) e (3) 6 ΡΕ2260145 com M sendo uma mistura de Mg2+ com Na+ e/ou K+ são exemplos específicos adicionais, mas a invenção não está limitada a estes exemplos específicos.
Outro objeto da invenção é um processo para a preparação de um composto de fórmula (1), caracterizado por uma reação A, que é seguida por uma reação B, que é seguida por uma reação C, em que 7 ΡΕ2260145 na reação A um composto de fórmula (10) é feito reagir de fórmula (11) para dar um composto de fórmula (12) ;
na reação B um composto de fórmula (12) é feito reagir de fórmula (13) para dar um composto de fórmula (14) ;
ΡΕ2260145 e na reação C um composto de fórmula (14) é feito reagir de fórmula (15) para dar o composto de fórmula (1); HN. (15)
X com Ri, R2, R3 e R4 a terem a definição conforme anteriormente descrito, também em todas as suas concretizações preferidas,
Ml é idêntico ou diferente nas fórmulas (13) e (14) e representa o equivalente catiónico estequiométrico necessário para equilibrar a carga aniónica nestas fórmulas e é pelo menos 1 catião selecionado do grupo constituído por H+, catião de metal alcalino, catião de metal alcalino-terroso que não magnésio, amónio, mono-alquil-Ci-C4- di-hidroxialquil-C2-C3 amónio, di-alquil-Ci-C4-mono-hidroxial-quil-C2-C3 amónio, amónio que é mono, di ou tri substituído por um radical hidroxialquilo C2-C3 e misturas dos mesmos, M2 é, independentemente um do outro, idêntico ou diferente nas fórmulas (10) e (12), e representa o equivalente catiónico estequiométrico necessário para equilibrar a carga aniónica nestas fórmulas no caso em que Ri ou R2 ou ambos, Ri e R2, são S03~, e tem a mesma definição que Ml, com a condição de que pelo menos 1 das reações A, B ou C é levada a cabo na presença do catião CAT, sendo o catião CAT Mg2+. ΡΕ2260145 0 catião CAT pode ser introduzido na reação A, B e/ou C via Ml na fórmula (13) compreendendo Mg2+ e/ou M2 na fórmula (10) compreendendo Mg2+, ou através da adição de um sal de magnésio MSI como componente adicional à reação A, B e/ou C. O sal de magnésio MSI é, de preferência, selecionado do grupo constituído por acetato de magnésio, brometo de magnésio, cloreto de magnésio, formiato de magnésio, iodeto de magnésio, nitrato de magnésio, sulfato de magnésio, tiossulfato de magnésio, hidróxido de magnésio, carbonato de magnésio, hidrogenocarbonato de magnésio e misturas dos mesmos; mais preferencialmente o sal de magnésio MSI é hidróxido de magnésio, cloreto de magnésio, sulfato de magnésio ou tiossulfato de magnésio. Ainda mais preferivelmente, o sal de magnésio MSI é hidróxido de magnésio, cloreto de magnésio ou tiossulfato de magnésio. 1, 2 ou todas as 3 reações A, B e C podem ser realizadas na presença de um sal de magnésio MSI.
De preferência, Ml e M2 e independentemente um do outro são selecionados do grupo constituído por H+, Li+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, N-metil-N, N-dietanol amónio, N,N- dimetil-N-etanol-amónio, tri-etanol amónio, tri-isopropanol amónio e misturas dos mesmos; mais preferencialmente Ml e M2 e independentemente um do outro são selecionados do grupo constituído por H+, Na+, K+ e Mg2+; ainda mais preferencialmente, Ml e M2 e independentemente um do outro são selecionados do grupo constituído por Na+, K+ e Mg2+. 10 ΡΕ2260145
Cada reação A, B e C é de preferência realizada em água ou numa mistura de água e solvente orgânico não-aquoso. Preferencialmente, o composto de fórmula (11) é suspenso em água, ou o composto de fórmula (11) é dissolvido num solvente.
Um solvente preferido é acetona.
De preferência, o composto de fórmula (11) é usado como uma suspensão em água.
Cada um dos compostos de fórmula (10) , (13) e (15) pode ser usado com ou sem diluição, no caso de diluição os compostos de fórmula (10), (13) ou (15) : são preferencialmente usados na forma de um solução aquosa ou suspensão.
De preferência, o composto de fórmula (10) reage num excesso de 0 a 10% molar relativamente ao composto de fórmula (11) . Um equivalente molar do composto de fórmula (13) reage com dois equivalentes molares de composto de fórmula (12), de preferência num excesso de 0-10% molar relativamente ao composto de fórmula (12). Dois equivalentes de composto de fórmula (15) reagem com um equivalente molar de composto de fórmula (14), de preferência o composto de fórmula (15) reage num excesso de 0 a 30% molar relativamente ao composto de fórmula (14). 11 ΡΕ2260145
De preferência, qualquer reação A, B e C é realizada entre a pressão atmosférica e 10 bar, mais preferencialmente sob pressão atmosférica.
Na reação A, a temperatura reacional é preferencialmente de -10 a 20 °C.
Na reação B, a temperatura reacional é preferencialmente de 20 a 60 °C.
Na reação C, a temperatura reacional é preferencialmente de 60 a 102°C.
A reação A é preferencialmente levada a cabo sob condições de pH ácido a neutro, mais preferencialmente o pH é de 2 a 7. A reação B é preferencialmente levada a cabo sob condições fracamente ácidas a fracamente alcalinas, mais preferencialmente o pH é de 4 a 8. A reação C é preferencialmente levada a cabo sob condições fracamente ácidas a alcalinas, mais preferencialmente o pH é de 5 a 11. O pH de cada reação A, B e C é geralmente controlado por adição de uma base adequada, sendo a escolha da base ditada pela composição do produto desejado. Bases preferidas são selecionadas do grupo constituído por aminas 12 ΡΕ2260145 terciárias alifáticas, por hidróxidos, carbonatos e bicarbonatos de metais alcalinos e/ou alcalino-terrosos, e por misturas dos mesmos. Metais alcalinos e alcalino-terrosos preferidos são selecionados do grupo constituído por lítio, sódio, potássio, cálcio, magnésio. Aminas terciárias alifáticas preferidas são N-metil-N,N-di-etanolamina, N,N-dimetil-N-etanolamina, tri-etanolamina e tri-isopropanolamina. Quando é usada uma combinação de duas ou mais bases diferentes, as bases podem ser adicionadas em qualquer ordem, ou ao mesmo tempo. Mais preferencialmente, para ajustar-se o pH, é utilizado um sal básico de magnésio. De preferência, o sal básico de magnésio é selecionado do grupo constituído por hidróxido de magnésio, carbonato de magnésio, hidrogenocarbonato de magnésio e misturas dos mesmos; mais preferencialmente, o sal básico de magnésio é hidróxido de magnésio.
De preferência, quando tiver sido usado um sal básico de magnésio para se ajustar o pH numa das reações A e/ou B, então nas reações consecutivas B e C, ou na reação consecutiva C, respetivamente, a base para se controlar o pH é também um sal básico de magnésio, mais preferencialmente é o mesmo sal básico de magnésio que primeiramente utilizado na reação A e/ou B.
Sempre que for necessário ajustar o pH da reação usando ácido, ácidos preferíveis são selecionados do grupo constituído por ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido fórmico e ácido acético. 13 ΡΕ2260145
Soluções contendo um ou mais compostos de fórmula geral (1) podem, opcionalmente, ser dessalinizadas por filtração por membrana. 0 processo de filtração por membrana é preferivel relativamente ao de ultrafiltração. De preferência, são utilizadas membranas de filme fino. De preferência, a membrana é feita de polissulfona, polifluoreto de vinili-deno ou acetato de celulose.
Outro objeto da invenção é um processo para a preparação do composto de fórmula (1), caracterizado pela mistura de um composto de fórmula (20) com um componente b), o qual é um sal de magnésio MS2, em meio aquoso; R,
onde Ri, R2, R3 e R4 têm a definição conforme acima 14 ΡΕ2260145 descrito, também em todas as suas concretizações preferidas ; e em que T equilibra a carga aniónica e representa o equivalente estequiométrico necessário de um catião selecionado do grupo constituido por H+, catião de metal alcalino, amónio, mono-alquil-Ci-C4-di-hidroxialquil-C2-C3 amónio, di-alquil-Ci-C4-mono-hidroxialquil-C2-C3 amónio, amónio mono, di ou tri substituido por um radical hidroxialquilo C2-C3 e misturas dos mesmos.
De preferência, a mistura é feita em solução aquosa.
De preferência, T equilibra a carga aniónica e é um catião selecionado do grupo constituido por H+, Na+, K+, amónio, N-metil-N,N-di-etano1-amónio, N,N-dimetil-N-etanol-amónio, tri-etanol-amónio, tri-isopropanol-amónio e misturas dos mesmos.
Compostos de fórmula (21) e (22) são exemplos específicos para os compostos de fórmula (20), mas a invenção não está limitada a estes exemplos específicos. 15 ΡΕ2260145
0 sal de magnésio MS2 é selecionado do grupo constituído por acetato de magnésio, brometo de magnésio, cloreto de magnésio, formiato de magnésio, iodeto de magnésio, nitrato de magnésio, sulfato de magnésio e tiossulfato de magnésio. De preferência, o sal de magnésio é cloreto de magnésio, sulfato de magnésio ou tiossulfato de magnésio. Ainda mais preferencialmente, o sal de magnésio é cloreto de magnésio ou tiossulfato de magnésio.
De preferência, a temperatura de mistura é de 0 a 100 °C. 16 ΡΕ2260145
De preferência, a mistura é feita à pressão atmosférica.
De preferência, o tempo de mistura é de 5 segundos a 24 horas.
De preferência, para além de água podem estar presentes solventes orgânicos, mais preferencialmente, os solventes orgânicos são selecionados do grupo constituído por álcoois C1-C4 e acetona.
De preferência, usado numa concentração mistura. o composto de de 0,01 g/1 a fórmula (20) é 20 g/1 para a
De preferência, no meio aquoso estão presentes 0,1 a 50, mais preferencialmente 0,1 a 45, ainda mais preferencialmente 0,1 a 40, especialmente 0,1 a 15, mais especialmente 0,15 a 10 partes de componente (b) por parte do componente de fórmula (20).
Outro objeto da invenção é o uso de um composto de fórmula (20) para a preparação de um composto de fórmula (D ·
Outro objeto da invenção é o uso do composto de fórmula (1) nas composições de colagem para branqueamento de papel, de preferência na prensa de colagem. 17 ΡΕ2260145
De preferência, a composição de colagem é uma composição aquosa.
Para o tratamento de papel na prensa de colagem, podem ser utilizadas composições de colagem contendo 0,2 a 30, de preferência 1 a 15 gramas por litro do composto de fórmula (1). A composição de colagem contém também um ou mais agentes de ligação, de preferência 1, 2, 3, 4 ou 5 agentes de ligação, mais preferencialmente 1, 2 ou 3, ainda mais preferencialmente 1 ou 2 agentes de ligação. A composição de colagem contém de preferência o agente de ligação de preferência numa concentração de 2 a 15% em peso, com base no peso total da composição de colagem. O pH está tipicamente na gama de 5-9, de preferência 6-8. O agente de ligação é preferencialmente selecionado do grupo constituído por amido, gelatina, alginatos de metais alcalinos, caseína, cola animal, proteína, derivados de celulose, por exemplo hidroxietilcelulose ou carboxime-tilcelulose, álcool polivinílico, cloreto de polivini-lideno, polivinilpirrolidona, óxido de polietileno, poli-acrilatos, copolímero de acetato de vinilo saponificado e anidrido maleico e misturas dos mesmos. 18 ΡΕ2260145
Mais preferencialmente, o agente de ligação é amido, álcool polivinilico, carbometilcelulose, ou misturas dos mesmos. 0 agente de ligação ou cola é ainda mais preferencialmente amido. Mais preferencialmente, o amido é selecionado do grupo constituído por amido nativo, amido modificado enzimaticamente e amido modificado quimicamente. Amidos modificados são, de preferência, amido oxidado, amido hidroxietilado ou amido acetilado. 0 amido nativo é preferencialmente um amido aniónico, um amido catiónico, ou um amido anfotérico. Enquanto a fonte de amido pode ser qualquer, de preferência as fontes de amido são cereais, trigo, batata, arroz, milho, tapioca ou sagu. 0 álcool polivinilico e/ou a carboximetilcelulose são preferencialmente utilizados como um agente de ligação secundário.
Para além do composto de fórmula (1), do agente de ligação e geralmente água, a composição de colagem pode compreender subprodutos formados durante a preparação do composto de fórmula (1), bem como outros aditivos convencionais do papel. Exemplos de tais aditivos do papel são anticongelantes, biocidas, antiespumantes, emulsões de cera, corantes, sais inorgânicos, auxiliares de solubi-lização, conservantes, agentes complexantes, espessantes, agentes de colagem superficial, agentes de ligação cruzada, pigmentos, resinas especiais, etc. e misturas dos mesmos. 19 ΡΕ2260145
Outro objeto da invenção é um processo para o branqueamento ótico de papel compreendendo as etapas de a) aplicação de uma composição de colagem contendo o composto de fórmula (1) ao papel, b) secagem do papel tratado.
De preferência, à composição de colagem é adicionado um antiespumante, corante e/ou um pigmento. uma emulsão de cera, um
EXEMPLOS 0 teor de catiões foi determinado por eletroforese capilar.
Os exemplos seguintes explicam a presente invenção com mais detalhes, sem limitarem o âmbito reivindicado. Se não for indicado nada em contrário, "%" e "partes" são em peso. EXEMPLO 1
As composições de colagem são preparadas por adição de um branqueador ótico de fórmula (21), numa quantidade tal que é obtida uma gama de concentrações 20 ΡΕ2260145 finais de 2,5 a 12,5 g/1 de branqueador ótico, a uma solução aquosa agitada de cloreto de magnésio (concentração final de 8 g/1) e um amido de batata oxidado aniónico (Perfectamyl A4692 da AVEBE B.A.) (concentração final é 50 g/1) a 60 °C. A solução de colagem é deixada arrefecer, depois é vertida entre os rolos em movimento de uma prensa de colagem à escala laboratorial e aplicada a uma base de folha de papel branco comercial AKD (dimero de alquilceteno) de 75 g/m2. O papel tratado é seco durante 5 minutos a 70 °C num secador de leito plano. O papel seco é deixado acondicionar, e em seguida medido quanto à brancura CIE num espetrofotómetro Elrepho calibrado. O Exemplo é repetido tanto na ausência de cloreto de magnésio, ou seja, apenas está presente o sal sódico do branqueador ótico, como com o cloreto de magnésio substi-tuido por uma quantidade equivalente de cloreto de cálcio.
Os resultados estão resumidos na Tabela 1, e demonstram claramente a vantagem da utilização de cloreto de magnésio sobre o uso de cloreto de cálcio e sobre o uso de apenas sal de sódio do branqueador ótico, com o fim de se alcançarem niveis de brancura mais elevados. A natureza surpreendente da invenção é ainda ilustrada pela observação de que sais de cloreto de outros iões metálicos divalentes 21 ΡΕ2260145 do Grupo II, tais como cloreto de cálcio, terem inclusivamente um impacto negativo no efeito de branqueamento do branqueador ótico. TABELA 1
Composto de fór- Cloreto de Cloreto de Brancura CIE mula (21) (g/1) Magnésio (g/D Cálcio (g/1) 0 0 0 104,6 0 8 0 104,7 0 0 8 104,8 2,5 0 0 122,3 2,5 8 0 126, 7 2,5 0 8 123,4 5,0 0 0 128,3 5,0 8 0 133,1 5,0 0 8 128,0 7,5 0 0 129, 8 7,5 8 0 133,7 7,5 0 8 128,6 10,0 0 0 131,1 10,0 8 0 134,5 10,0 0 8 128,2 12,5 0 0 130,6 12,5 8 0 134,2 12,5 0 8 127,3 22 ΡΕ2260145 EXEMPLO 2
Soluções de colagem são preparadas por adição de um branqueador ótico de fórmula (22), numa quantidade tal que se atinge uma gama de concentrações finais de 2,0 a 10,0 g/1 de branqueador ótico, a uma solução aquosa agitada de cloreto de magnésio (concentração final de 8 g/1) e um amido de batata oxidado aniónico (Perfectamyl A4692 da AVEBE B.A.) (concentração final de 50 g/1) a 60 °C. A solução de colagem é deixada arrefecer, depois é vertida entre os rolos em movimento de uma prensa de colagem à escala laboratorial e aplicada a uma base de folha de papel branco comercial AKD (dimero de alquil-ceteno) de 75 g/m2. 0 papel tratado é seco durante 5 minutos a 70 °C num secador de leito plano. O papel seco é deixado acondicionar, e em seguida medido quanto à brancura CIE num espetrofotómetro Elrepho calibrado. O Exemplo é repetido tanto na ausência de cloreto de magnésio, como com o cloreto de magnésio substituído por uma quantidade equivalente de cloreto de cálcio.
Os resultados estão resumidos na Tabela 2, e demonstram claramente a vantagem da utilização de cloreto de magnésio para se atingirem níveis mais elevados de brancura comparativamente aos casos em que o branqueador ótico está presente apenas na forma de sal de sódio. 23 ΡΕ2260145 TABELA 2
Composto de fórmula (22) (g/1) Cloreto de Magnésio (g/1) Cloreto de Cálcio (g/1) Brancura CIE 0 0 0 104, 6 0 8 0 104,7 0 0 8 104, 8 2,0 0 0 119, 2 2,0 8 0 122, 5 2,0 0 8 121,5 4,0 0 0 127,2 4,0 8 0 131, 1 4,0 0 8 127, 9 6, 0 0 0 131, 1 6, 0 8 0 135, 4 6, 0 0 8 131, 6 8,0 0 0 133, 7 8,0 8 0 138, 1 8,0 0 8 133, 5 10,0 0 0 136, 0 10,0 8 0 139, 7 10,0 0 8 134,7 EXEMPLO 3
Composições de colagem são preparadas por adição de um branqueador ótico de fórmula (22), numa quantidade tal que se atinge uma gama de concentrações finais de 0 a 24 ΡΕ2260145 12.5 g/1 de branqueador ótico, a uma solução aquosa agitada de cloreto de magnésio (concentrações finais são 6,25 e 12.5 g/1) e um amido de cereais oxidado aniónico (concentração final de 50 g/1) (Penford Starch 260) a 60 °C.
Cada solução de colagem é deixada arrefecer, e depois vertida entre os rolos em movimento de uma prensa de colagem à escala laboratorial e aplicada a uma base de folha de papel branco comercial AKD (dimero de alquilceteno) de 75 g/m2. O papel tratado é seco durante 5 minutos a 70 °C num secador de leito plano. O papel seco é deixado acondicionar, e depois medido quanto à brancura CIE num espetrofotómetro Auto Elrepho calibrado. Os resultados estão apresentados na Tabela 3. EXEMPLO 4
Composições de colagem são preparadas por adição de um branqueador ótico de fórmula (22), numa quantidade tal que se atinge uma gama de concentrações finais de 0 a 12.5 g/1 de branqueador ótico, a uma solução aquosa agitada de cloreto de magnésio (concentrações finais são 6,25 e 12.5 g/1) e um amido de cereais oxidado aniónico (concentração final de 50 g/1) (Penford Starch 260) a 60 °C.
Cada solução de colagem é deixada arrefecer, e depois vertida entre os rolos em movimento de uma prensa de ΡΕ2260145 colagem à escala laboratorial e aplicada a uma base de folha de papel branco comercial AKD (dimero de alquilceteno) de 75 g/m2. 0 papel tratado é seco durante 5 minutos a 70 °C num secador de leito plano. O papel seco é deixado acondicionar, e depois medido quanto à brancura CIE num espetrofotómetro Auto Elrepho calibrado. Os resultados estão apresentados na Tabela 3. TABELA 3
Brancura CIE Composto de fórmula (22) (g/1) Sem sal de Mg, ou seja, apenas sal de Na Sal de Magnésio Adicionado Cloreto de magnésio (g/1) (exemplo 3) Tiossulfato de magnésio hexa-hidratado (g/1) (exemplo 4) 6,25 12,5 10,0 20,0 0 102,8 102,9 103,5 102,2 102,7 2,5 119,6 122,4 125,5 125,1 123,6 5,0 128,9 131,1 132,5 132, 9 132,7 LO 135,1 136,3 137,9 137,7 137, 9 10,0 139,2 140, 9 141,4 141,1 141, 0 12,5 141,1 142,3 142,8 142,4 142,4
Os resultados demonstram claramente a vantagem do uso de cloreto de magnésio ou de tiossulfato de magnésio para se atingirem niveis mais elevados de brancura ΡΕ2260145 comparativamente aos casos em que o branqueador ótico está presente apenas na forma de sal de sódio. EXEMPLO 5
Adicionam-se 115,6 partes de sal monossódico de ácido anilino-2,5-dissulfónico a 74,5 partes de cloreto cianúrico em 400 partes de qelo e 300 partes de áqua. O pH da reação é mantido em aprox. 4 a 5 por adição qota a gota de uma solução aquosa de NaOH aprox. 30% enquanto se mantém a temperatura abaixo dos 10 °C usando-se um banho externo de água gelada. Após conclusão da reação, aumenta-se gradualmente a temperatura para 30 °C utilizando-se um sistema de aquecimento externo e adicionam-se 74,1 partes de ácido 4,4'-diaminoestilbeno-2,2'-dissulfónico. A mistura resultante é aquecida a 50 a 60 °C enquanto se mantém o pH em aprox. 5 a 7 por adição gota a gota de uma solução aquosa de NaOH aprox. 30% até a reação ter sido completa. Em seguida adicionam-se 63,8 partes de ácido aspártico seguidas por 89,8 partes de hidróxido de magnésio e aquece-se a pasta resultante a 90 a 95 °C até a reação ter sido completa. A temperatura é gradualmente reduzida até à temperatura ambiente e os materiais insolúveis removidos por filtração. A concentração final foi ajustada para 0,125 mol de composto de fórmula (3) por kg de solução, adicionando-se ou removendo-se água por destilação para o efeito. M neste caso é composto por uma mistura de catiões de sódio e magnésio. 27 ΡΕ2260145 EXEMPLO 6
Adicionam-se 115,6 partes de sal monossódico de ácido anilino-2,5-dissulfónico a 74,5 partes de cloreto cianúrico em 400 partes de gelo e 300 partes de água.
Adicionam-se 26,8 partes de hidróxido de magnésio enquanto se mantém a temperatura abaixo dos 10°C usando-se um banho externo de água gelada. Após conclusão da reação, aumenta-se gradualmente a temperatura para 30 °C utilizando-se um sistema de aquecimento externo. Adicionam-se 25,7 partes de hidróxido de magnésio seguidas por 74,1 partes de ácido 4,4'-diaminoestilbeno-2,2'-dissulfónico. A mistura resultante é aquecida a 50 a 60 °C até a reação ter sido completa. Em seguida adicionam-se 63,8 partes de ácido aspártico e 100 partes de água, seguidas por 89,8 partes de hidróxido de magnésio e aquece-se a pasta resultante até 90 a 95 °C até a reação ter sido completa. A temperatura é gradualmente reduzida até à temperatura ambiente e os materiais insolúveis removidos por filtração. A concen tração final foi ajustada para 0,125 mol de composto de fórmula (3) por kg de solução utilizando-se espetroscopia UV, adicionando-se ou removendo-se água por destilação para o efeito. M neste caso é composto por uma mistura de catiões de sódio e magnésio. EXEMPLO COMPARATIVO 7
Prepara-se uma solução de branqueamento ótico comparativa 7 por dissolução de composto de fórmula (22) em água com uma concentração final de 0,125 mol/kg. ΡΕ2260145 28 EXEMPLO 8
Composições de colagem são preparadas por adição de uma solução aquosa de um branqueador ótico, preparado de acordo com o exemplo 5, numa quantidade tal que se atingem concentrações finais de 0 a 80 g/1 da solução aquosa do branqueador ópico, preparado de acordo com o exemplo 5, a uma solução aquosa agitada de um amido de batata oxidado aniónico (Perfectamyl A4692 da AVEBE B.A.) (concentração final de 50 g/1) a 60 °C. Cada solução de colagem é deixada arrefecer, depois é vertida entre os rolos em movimento de uma prensa de colagem à escala laboratorial e aplicada a uma base de folha de papel branco comercial AKD (dimero de alquilceteno) de 75 g/m2. O papel tratado é seco durante 5 minutos a 70 °C num secador de leito plano. O papel seco é deixado acondicionar, e em seguida medido quanto à brancura CIE num espetrofotómetro Auto Elrepho calibrado. Os resultados são apresentados na Tabela 4 . EXEMPLO 9
Composições de colagem são preparadas por adição de uma solução aquosa de um branqueador ótico preparado de acordo com o exemplo 6, numa quantidade tal que se atingem concentrações finais de 0 a 80 g/1 da solução aquosa do branqueador ótico, preparado de acordo com o exemplo 6, a 29 ΡΕ2260145 uma solução aquosa agitada de um amido de batata oxidado aniónico (Perfectamyl A4692 da AVEBE B.A.) (concentração final de 50 g/1) a 60 °C. Cada solução de colagem é deixada arrefecer, depois é vertida entre os rolos em movimento de uma prensa de colagem à escala laboratorial e aplicada a uma base de folha de papel branco comercial AKD (dimero de alquilceteno) de 75 g/m2. O papel tratado é seco durante 5 minutos a 70 °C num secador de leito plano. O papel seco é deixado acondicionar, e em seguida medido quanto à brancura CIE num espetrofotómetro Auto Elrepho calibrado. Os resultados são apresentados na Tabela 4. EXEMPLO COMPARATIVO 10
Composições de colagem são preparadas por adição de uma solução aquosa de um branqueador ótico preparado de acordo com o exemplo 7, numa quantidade tal que se atingem concentrações finais de 0 a 80 g/1 da solução aquosa do branqueador ótico, preparado de acordo com o exemplo 6, a uma solução aquosa agitada de um amido de batata oxidado aniónico (Perfectamyl A4692 da AVEBE B.A.) (concentração final de 50 g/1) a 60 °C. Cada solução de colagem é deixada arrefecer, depois é vertida entre os rolos em movimento de uma prensa de colagem à escala laboratorial e aplicada a uma base de folha de papel branco comercial AKD (dimero de alquilceteno) de 75 g/m2. O papel tratado é seco durante 5 minutos a 70 °C num secador de leito plano. 30 ΡΕ2260145 O papel seco é deixado acondicionar, e em seguida medido quanto à brancura CIE num espetrofotómetro Auto Elrepho calibrado. Os resultados são apresentados na Tabela 4. TABELA 4
Brancura CIE Concentração da solução de branqueador ótica (g/1) exemplo 8 exemplo 9 Exemplo de aplicação comparativo 10 0 101,5 101,5 101,5 10 119,5 119,6 119,2 20 127,4 128,4 126,7 40 133,6 135,0 132, 6 60 137,1 138,6 135,8 80 138,2 140,2 136,8
Os resultados demonstram claramente a vantagem do uso de um sal misto de um branqueador ótico contendo catião de magnésio.
Lisboa, 11 de Setembro de 2012
Claims (9)
- ΡΕ2260145 1 REIVINDICAÇÕES 1. Composto de fórmula (1),onde Ri é hidrogénio ou S03 , R2 é hidrogénio ou SO3 , R3 é hidrogénio, alquilo C1-4, hidroxialquilo C2-3, CH2CO2', CH2CH2CONH2 OU CH2CH2CN, R4 é alquilo Ci_4, hidroxialquilo C2-3, CH2CO2 , CH (C02") CH2CO2" ou CH (C02“) CH2CH2CO2", benzilo, ou R3 e R4 juntamente com o átomo de azoto vizinho significam um anel de morfolina, e 2 ΡΕ2260145 em que M representa o equivalente catiónico estequio-métrico necessário para equilibrar a carga aniónica na fórmula (1) e é uma combinação de Mg2+ juntamente com pelo menos 1, de preferência 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, mais preferencialmente 1, 2 ou 3, ainda mais preferencialmente 1 ou 2, catiões adicionais, sendo os catiões adicionais selecionados do grupo constituído por H+, catião de metal alcalino, catião de metal alcalino-terroso que não Mg2+, amónio, mono-alquil-Ci-C4-di-hidroxialquil-C2-C3 amónio, di-alquil-Ci-C4-mono-hidroxialquil-C2-C3 amónio, amónio mono, di ou tri substituído por um radical hidroxialquilo C2-C3 e misturas dos mesmos.
- 2. Composto de fórmula (1) conforme definido na reivindicação 1, no qual R3 representa hidrogénio, metilo, etilo, n-propilo, iso-propilo, β-hidroxietilo, β-hidroxipropilo, CH2C02·, CH2CH2CONH2 ou CH2CH2CN; R4 representa metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, 2-butilo, β-hidroxietilo, β-hidroxipropilo, CH2C02", CH (C02~) CH2C02~, CH (C02") CH2CH2C02' ou benzilo .
- 3. Processo para a preparação de um composto de fórmula (1) conforme definido na reivindicação 1, caracterizado por uma reação A, que é seguida por uma reação B, que é seguida por uma reação C, ΡΕ2260145 3 em que na reação A um composto de fórmula (10) é feito reagir com um composto de fórmula (11) para dar um composto de fórmula (12); Rsna reação B um composto de fórmula (12) é feito reagir com um composto de fórmula (13) para dar um composto de fórmula (14);4 ΡΕ2260145 e na reação C um composto de fórmula (14) é feito reagir com um composto de fórmula (15) para dar o composto de fórmula (1); HN (15) com Rlr R2, R3 e R4 a serem conforme definido na reivindicação 1; Ml é idêntico ou diferente nas fórmulas (13) e (14) e representa o equivalente catiónico estequiométrico necessário para equilibrar a carga aniónica nestas fórmulas e é pelo menos um catião selecionado do grupo constituido por H+, catião de metal alcalino, catião de metal alcalino-terroso que não magnésio, amónio, di-alquil-Ci-C4-mono-hidroxialquil-C2-C3 amónio, amónio que é mono, di ou tri substituído por um radical hidroxialquilo C2-C3 e misturas dos mesmos, M2 é, independentemente um do outro, idêntico ou diferente nas fórmulas (10) e (12), e representa o equivalente catiónico estequiométrico necessário para equilibrar a carga aniónica nestas fórmulas no caso em que Ri ou R2 ou ambos, Ri e R2, são S03~, e tem a mesma definição que Ml, com a condição de que pelo menos 1 das reações A, 5 ΡΕ2260145 B ou C é levada a cabo na presença do catião CAT, sendo o catião CAT Mg2+.
- 4. Processo para a preparação do composto de fórmula (1) conforme definido na reivindicação 1, caracterizado pela mistura de um composto de fórmula (20) com um componente b) , o qual é um sal de magnésio MS2, em meio aquoso;Ri, R2/ R3 e R4 têm a definição como na reivindicação 1; e em que e representa o de um catião catião de metal T equilibra a carga aniónica equivalente estequiométrico requerido selecionado do grupo constituído por H+, 6 ΡΕ2260145 alcalino, amónio, mono-alquil-Ci-C4-di-hidroxialquil-C2-C3 amónio, di-alquil-Ci-C4-mono-hidroxialquil-C2-C3 amónio, amónio mono, di ou tri substituído por um radical hidroxialquilo C2-C3 e misturas dos mesmos.
- 5. Processo conforme definido na reivindicação 4 para a preparação de composto de fórmula (1) conforme definido na reivindicação 1, em que o sal de magnésio MS2 é selecionado do grupo constituído por acetato de magnésio, brometo de magnésio, cloreto de magnésio, formiato de magnésio, iodeto de magnésio, nitrato de magnésio, sulfato de magnésio e tiossulfato de magnésio.
- 6. Processo conforme definido na reivindicação 4 ou 5 para a preparação de composto de fórmula (1) conforme definido na reivindicação 1, em que a mistura é feita em solução aquosa.
- 7. Uso de um composto de fórmula (20), conforme definido na reivindicação 4, para a preparação de um composto de fórmula (1), conforme definido na reivindicação 1.
- 8. Uso do composto de fórmula (1), conforme definido na reivindicação 1, em composições de colagem para branqueamento de papel.
- 9. Processo para branqueamento ótico de papel compreendendo as etapas de 7 ΡΕ2260145 de colagem definido na a) aplicação de uma composição contendo o composto de fórmula (1), conforme reivindicação 1, ao papel, b) secagem do papel tratado. Lisboa, 11 de Setembro de 2012 1 ΡΕ2260145 REFERENCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO Esta lista de referências citadas pelo requerente é apenas para conveniência do leitor. A mesma não faz parte do documento da patente Europeia. Ainda que tenha sido tomado o devido cuidado ao compilar as referências, podem não estar excluídos erros ou omissões e o IEP declina quaisquer responsabilidades a esse respeito. Documentos de patentes citadas na Descrição « JF6210S9SSA * EP1783519 A * WO 9842685 A * GB 123381o A * U8 5873313 h
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