Proceso para preparar suspensiones de partículas de pigmentos autoaglutinantes.

Proceso para preparar suspensiones de partículas de pigmento autoaglutinante,

el proceso comprende las siguientes etapas:

a) proporcionar de una suspensión acuosa de material de pigmento,

b) proporcionar por lo menos un aglutinante polimérico, en donde el aglutinante comprende por lo menos un polisacárido que comprende unidades de galactosa y/o manosa,

c) mezclar el aglutinante de la etapa b) con la suspensión acuosa de material de pigmento de la etapa a), y

d) triturar la suspensión acuosa de material de pigmento de la etapa c)

en donde en la etapa c), el aglutinante se agrega a la suspensión acuosa de material de pigmento en una cantidad desde 0,1 % en peso y 10 % en peso, con base en el peso total de la suspensión del material de pigmento.

Proceso para preparar suspensiones de partículas de pigmentos autoaglutinantes

La invención se relaciona con un proceso para preparar suspensiones de partículas de pigmentos autoaglutinantes, con una suspensión de partículas de pigmentos autoaglutinantes así como también con un producto de papel que 5 comprende partículas de pigmentos autoaglutinantes y con el uso de la suspensión de partículas de pigmentos autoaglutinantes como material de relleno.

Los materiales minerales y aglutinantes están entre los principales constituyentes utilizados en la fabricación de numerosos productos tales como pinturas, papel y materiales plásticos. Allí, los materiales minerales tales como carbonato de calcio y otros materiales en partículas aportan propiedades mecánicas y ópticas, mientras que el 10 aglutinante, en general a base de látex y en forma de suspensiones o dispersiones acuosas, proporciona la adhesión y cohesión necesaria de los respectivos constituyentes del producto final que se va a producir.

Con el fin de evitar las dificultades logísticas de manejar materiales minerales y aglutinantes por separado, y evitar adicionalmente las interacciones físicas y químicas indeseables desarrolladas en mezclas comparables de materiales minerales y aglutinantes, se han desarrollado partículas de pigmentos autoaglutinantes y son conocidas en la industria. 15 En este sentido, las partículas de pigmentos autoaglutinantes que contribuyen tanto con las propiedades del material mineral como con las del aglutinante se pueden implementar directamente en una variedad de aplicaciones. Este producto único denominado partículas de pigmentos autoaglutinantes se relaciona con partículas sólidas, distintas, formadas de material mineral y aglutinante que se unen íntimamente entre sí. Las fuerzas de cohesión internas son tales que proporcionan una excelente estabilidad mecánica a las partículas de pigmentos autoaglutinantes.

Las partículas de pigmentos autoaglutinantes se preparan mediante un proceso que implementa por lo menos una etapa de trituración de los materiales minerales en presencia de aglutinante, donde la trituración se relaciona con una operación que lleva una reducción en el tamaño de partícula; los materiales minerales en las partículas de pigmentos autoaglutinantes tienen un diámetro menor que el material mineral inicial utilizado para producirlas. Dichas partículas de pigmentos autoaglutinantes se describen en una serie de documentos, que incluyen los documentos WO 2006/008657, 25 WO 2006/128814, y WO 2008/139292.

Sin embargo, aún subsiste la necesidad en la técnica de un proceso para preparar suspensiones de partículas de pigmentos autoaglutinantes que resolvería uno o varios de los siguientes problemas técnicos multifacéticos:

preparar una suspensión de partículas de pigmentos autoaglutinantes que resulta en un recubrimiento de papel con un contenido de aglutinante que está por debajo del contenido de aglutinante de látex utilizado normalmente 30 en la preparación de dichos recubrimientos de papel;

preparar una suspensión de partículas de pigmentos autoaglutinantes que permite provisión de un material de relleno para productos de papel de tal manera que el producto de papel tenga un índice de tracción suficiente, preferiblemente un índice de tracción de por lo menos 10 Nm/g;

preparar una suspensión de partículas de pigmentos autoaglutinantes de tal manera que se reduzca el contenido 35 de componentes a base de recursos fósiles en la suspensión obtenida, es decir la suspensión de partículas de

pigmentos autoaglutinantes comprende un aglutinante que se obtiene de recursos renovables; preparar una suspensión de partículas de pigmentos autoaglutinantes de tal manera que la suspensión obtenida proporciona una biodegradabilidad más alta que una suspensión correspondiente preparada con aglutinante a base de látex normalmente utilizado en la preparación de dicha suspensión;

- preparar una suspensión de partículas de pigmentos autoaglutinantes que tenga una estabilidad microbiológica

suficiente de tal manera que se retrasa el ensuciamiento de la suspensión obtenida y los productos finales preparados a partir de dicha suspensión;

preparar una suspensión de partículas de pigmentos autoaglutinantes que contiene menos materiales pegajosos de tal manera que se observan menos depósitos en el equipamiento utilizado durante la preparación, 45 almacenamiento y aplicación de la suspensión, es decir una suspensión que proporciona un mejor manejo.

Subsiste la necesidad continua de mejorar los procesos para la preparación de suspensiones de partículas de pigmentos autoaglutinantes que abordan los problemas técnicos anteriores y especialmente permitan reducir el contenido de aglutinante a base de látex pollmérlco en dichas suspensiones.

De acuerdo con lo anterior, es un objeto de la presente Invención proporcionar un proceso para preparar suspensiones 50 de partículas de pigmentos autoaglutinantes que tengan un contenido reducido de aglutinante a base de látex. Un objetivo adicional es proporcionar un proceso para preparar suspensiones de partículas de pigmentos autoaglutinantes de tal manera que un producto de papel preparado a partir de dicha suspensión ofrece un índice de tracción de por lo menos 10 Nm/g. Incluso un objetivo adicional es proporcionar un proceso para preparar suspensiones de partículas de pigmentos autoaglutinantes que tengan un contenido reducido de componentes a base de recursos fósiles. Aún otro 55 objetivo adicional es proporcionar un proceso para preparar suspensiones de partículas de pigmentos autoaglutinantes

que tengan un aumento de biodegradabilidad en comparación con una suspensión preparada con un aglutinante de látex. Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un proceso para preparar suspensiones de partículas de pigmentos autoaglutinantes que proporcionan una estabilidad microbiológica suficiente. Un objetivo adicional es proporcionar un proceso para preparar suspensiones de partículas de pigmentos autoaglutinantes que se puede llevar a 5 cabo bajo condiciones de costos menores, es decir al evitar materias primas de alto costo y/o etapas de limpieza intensivas. Se pueden deducir objetivos adicionales a partir de la siguiente descripción de la invención.

Aunque el Solicitante sabe que una solución de la Solicitud de Patente Europea no publicada Número 11 160900,4 que describe un proceso para preparar partículas de pigmentos autoaglutinantes comprende las etapas de: a) proporcionar una suspensión acuosa de pigmento mineral, b) proporcionar por lo menos un aglutinante polimérico, en donde el 10 aglutinante comprende por lo menos una carboximetilcelulosa que tiene un grado de carboxilación en el rango de 0,4 a 2.0 y que tiene una viscosidad intrínseca en el rango de 3 a 300 ml/g, c) mezclar el aglutinante de la etapa b) con la suspensión de materiales de pigmentos minerales acuosos de la etapa a) y ajustar el contenido de sólidos de la suspensión obtenida de tal manera que sea de 45 a 80% en peso, con base en el peso total de la suspensión, y d) triturar la suspensión acuosa de materiales minerales de la etapa c), y la Solicitud de Patente Europea no publicada 15 Número 11 160926.9 que describe un proceso para preparar partículas de pigmentos autoaglutinantes que comprenden las etapas de: a) proporcionar una suspensión acuosa de pigmento mineral, b) proporcionar por lo menos un aglutinante polimérico, en donde el aglutinante comprende por lo menos un polisacárido modificado que tiene un grado de carboxilación en el rango de 0,4 a 2,0 y con una viscosidad intrínseca en el rango de 3 a 300 ml/g, en donde el carbono del aglutinante muestra una velocidad de transformación nuclear de 14C a 12C de entre 900 y 920 transformaciones por 20 hora y por gramo de carbono en el aglutinante; c) mezclar el aglutinante de la etapa b) con la suspensión acuosa de pigmentos de materiales minerales de la etapa a) y ajustar el contenido de sólidos de la suspensión obtenida de tal manera que sea de 45 a 80% en peso, con base en el peso total de la suspensión, y d) triturar la suspensión acuosa de materiales minerales de la etapa c) hasta la fracción de partículas de pigmentos autoaglutinantes que tiene un tamaño de partícula de menos de 1 pm sea mayor del 5% en peso, con base en el peso total de las partículas de pigmento, los 25 objetivos anteriores, y otros objetivos, se resuelven por la materia como se define aquí en la presente invención. El documento US 5,384,013 A se relaciona con un agente de dispersión, y un adhesivo; caracterizado porque dicho agente de dispersión comprende por lo menos 45% en peso de un pigmento en partículas disperso con un agente de dispersión,... [Seguir leyendo]

1. Proceso para preparar suspensiones de partículas de pigmento autoaglutinante, el proceso comprende las siguientes etapas:

a) proporcionar de una suspensión acuosa de material de pigmento,

b) proporcionar por lo menos un aglutinante polimérico, en donde el aglutinante comprende por lo menos un polisacárido que comprende unidades de galactosa y/o mañosa,

c) mezclar el aglutinante de la etapa b) con la suspensión acuosa de material de pigmento de la etapa a), y

d) triturar la suspensión acuosa de material de pigmento de la etapa c)

en donde en la etapa c), el aglutinante se agrega a la suspensión acuosa de material de pigmento en una cantidad desde 0,1 % en peso y 10 % en peso, con base en el peso total de la suspensión del material de pigmento.

2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la suspensión de material de pigmento de la etapa a) comprende un material de pigmento seleccionado del grupo que comprende carbonato de calcio, minerales que contienen carbonato de calcio, rellenos a base de carbonates mezclados, o mezclas de los mismos, y en donde los minerales contienen carbonato de calcio , de manera preferida comprende dolomita, y los rellenos a base de carbonates mezclados se seleccionan preferiblemente de calcio asociado con magnesio, arcilla, talco, mezclas de talco-calcio, mezclas de carbonato de calcio-kaolín, o mezclas de carbonato de calcio natural con hidróxido de aluminio, mica o con fibras sintéticas o naturales o co-estructuras de minerales, preferiblemente de carbonato de calcio-talco o talco-dióxido de titanio o co-estructuras de carbonato de calcio-dióxido de titanio.

3. El proceso de acuerdo con la reivindicación 2, en donde el carbonato de calcio es carbonato de calcio natural triturado, carbonato de calcio precipitado, carbonato de calcio modificado, o una mezcla de los mismos.

4. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el aglutinante de la etapa b) comprende por lo menos un polisacárido que comprende unidades de galactosa y mañosa.

5. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el aglutinante de la etapa b) comprende un derivado catiónico de por lo menos un polisacárido.

6. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el aglutinante de la etapa b) comprende por lo menos un polisacárido que comprende una cadena lineal de unidades de 1,4-ligadas p-D-manopiranosilo, preferiblemente la cadena lineal de unidades de 1,4-ligada p-D-manopiranosilo son unidades 1,6-ligadas a-D- galactopiranosilo.

7. El proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el aglutinante de la etapa b) comprende por lo menos un polisacárido que tiene una relación de unidades de mañosa a unidades de galactosa de 6:1 a 1:1, preferiblemente de 5:1 a 1:1, más preferiblemente de 4:1 a 1:1, y mucho más preferiblemente 3:1 a 1:1.

8. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde el aglutinante de la etapa b) está en la forma de una solución hidrocoloidal o un material seco, preferiblemente en la forma de una solución hidrocoloidal.

9. El proceso de acuerdo con la reivindicación 8, en donde el aglutinante de la etapa b) está en la forma de una solución hidrocoloidal que tiene una concentración de aglutinante de 0,05 % en peso a 10% en peso, preferiblemente de 0,1% en peso a 5% en peso, más preferiblemente de 0,1% en peso a 2% en peso, y mucho más preferiblemente de 0,1% en peso a 1% en peso, con base en el peso total de la solución.

10. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde en la etapa c) el aglutinante se agrega a la suspensión acuosa de material de pigmento en una cantidad de 0,1% en peso a 2% en peso, y más preferiblemente de 0,25% en peso a 1% en peso, con base en el peso total de la suspensión de material de pigmento.

11. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde el contenido de sólidos en la etapa c) se ajusta de tal manera que es por lo menos 1% en peso, preferiblemente de 1% en peso a 80% en peso, más preferiblemente de 5% en peso a 60% en peso, incluso más preferiblemente de 10% en peso a 50% en peso, y mucho más preferiblemente de 15% en peso a 45% en peso, con base en el peso total de la suspensión de material de pigmento.

12. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde la etapa de trituración d) se lleva a cabo durante y/o después de la etapa c), preferiblemente después de la etapa c).

13. El proceso de acuerdo con la reivindicación 12, en donde la etapa de trituración d) se lleva a cabo a una temperatura de 10° C a 110° C, preferiblemente de 20° C a 60° C y mucho más preferiblemente de 20° C a 45° C.

14. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, en donde la etapa de trituración d) se lleva

a cabo hasta que la fracción de partículas de pigmento autoaglutinante que tienen un tamaño de partícula de menos que 1 pm es mayor de 5% en peso, preferiblemente mayor de 20% en peso, más preferiblemente mayor de 40% en peso, más preferiblemente mayor de 50% en peso, y mucho más preferiblemente mayor de 60% en peso, con base en el peso total de las partículas de pigmento.

15. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, en donde la etapa de trituración d) se lleva

a cabo en tanda o de forma continua, preferiblemente de forma continua.

16. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en donde comprende adicionalmente la etapa e) de concentración de la suspensión del material de pigmento obtenida de tal manera que el contenido de sólidos en la suspensión es por lo menos 45% en peso, preferiblemente de 45% en peso a 80% en peso, más preferiblemente

de 50% en peso a 80% en peso, Incluso más preferiblemente de 60% en peso a 79% en peso, y mucho más preferiblemente de 65% en peso a 78% en peso, con base en el peso total de la suspensión de material de pigmento.

17. El proceso de acuerdo con la reivindicación 16, en donde la etapa de concentración e) se lleva a cabo antes o después de la etapa d).

18. El proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17, en donde antes o durante o después de la 20 etapa c) y/o la etapa d), se agrega un agente de dispersión.