MÉTODO PARA PREPARAR UNA FORMULACIÓN ACUOSA QUE CONTIENE UN POLÍMERO ACRÍLICO CON FORMA DE PEINE Y UNA EMULSIÓN ESPESANTE ACRÍLICA, UNA FORMULACIÓN OBTENIDA DE ESTE MODO Y SU USO EN REVESTIMIENTO DE PAPEL.

Un método para preparar una formulación acuosa, que comprende las etapas de:

a) preparar una disolución acuosa de al menos un polímero ramificado con forma de peine 1) deácido (met)acrílico sobre el cual se injerta una función de alcoxi y/o hidroxi polialquilenglicol,

b) preparar una emulsión acuosa de al menos un espesante acrílico 2),

c) mezclar la disolución acuosa de la etapa a) con la emulsión acuosa de la etapa b),posiblemente añadiendo agua,

se neutraliza parcialmente el polímero ramificado con forma de peine durante la etapa a) y/o la etapa c), detal manera que se obtiene una mezcla cuyo pH se encuentra entre 5,5 y 6,8, o preferentemente entre 5,8 y6,3,

que se caracteriza por que la formulación resultante de la etapa c) exhibe un contenido de sólidos de entre20 % y 35 % de su peso total

Método para preparar una formulación acuosa que contiene un polímero acrílico con forma de peine y una emulsión espesante acrílica, una formulación obtenida de este modo y su uso en revestimiento de papel.

La presente invención se refiere al campo del papel, más concretamente a las composiciones que permiten el revestimiento de la superficie de papel, referidas como revestimientos de papel.

Dentro del marco de la producción de una lámina de papel por medio de revestimiento de la misma, se deposita un compuesto acuoso denominado “revestimiento de papel” sobre la superficie del papel de soporte, que notablemente contiene agua, una o más cargas minerales, uno o más aglutinantes y varios aditivos.

Una primera característica importante del revestimiento de papel consiste en su comportamiento reológico: de hecho, resulta de interés depositar revestimientos de papel que se puedan regular y en particular aumentar la viscosidad en intervalos de valor grandes con el fin de conformar los requisitos del usuario final y los parámetros del proceso de revestimiento. Para este fin, se aplican agente conocidos como “espesantes” en dichos revestimientos.

Durante varios años, el experto en la técnica conocía la categoría particular de los espesantes acrílicos, formada por homopolímeros y copolímeros de ácido (met) acrílico con otros monómeros, y en particular de espesantes acrílicos de los tipos SAE (Emulsión Hinchable Alcalina) y HASE (Emulsión Hinchable Alcalina modificada Hidrofóbicamente) . El primero designa espesantes en emulsión que son homopolímeros o copolímeros de ácido (met) acrílico con un éster de estos ácidos, y el segundo designa espesantes en emulsión que son copolímeros basados en ácido (met) acrílico, un éster de estos ácidos y un monómero hidrófobo.

Al mismo tiempo, existe una segunda propiedad de los revestimientos de papel de este aspecto reológico: su retención de agua. Tras se depositado sobre el papel de soporte, este revestimiento presenta una tendencia natural a transferir al interior del soporte todas o parte de las sustancias solubles en agua que contiene. Por tanto, se busca una reducción máxima del agua y de las sustancias solubles en agua, con el fin de evitar un cambio reológico en el revestimiento de papel nuevo y reciclado en el proceso de revestimiento. Por tanto, se hace referencia al fenómeno de retención de agua que se pretende mejorar, es decir aumentar. A tal fin, se usan agentes de “retención de agua”, que de manera clásica están hechos de almidón, poli (alcohol vinílico) , polímeros basados en carboximetil celulosa, así como también látex o emulsiones poliméricas carboxílicas o también policarboxilatos tales como poliacrilatos.

Al ver el producto final (es decir, el papel revestido) , el experto en la técnica es particularmente sensible a obtener un tercer tipo de propiedad: las características ópticas de la hoja de papel revestido, en particular su brillo y su azurado óptico (es decir, su blancura) . Por tanto, se usan activadores de brillo, tales como polímeros acrílicos y una combinación de abrillantadores ópticos (sustancias fluorescentes basadas en moléculas estilbénicas) con soportes para brillo, tales como polímeros acrílicos, poli (alcoholes vinílicos) o polímeros basados en carboximetilcelulosa.

De manera habitual, todos los aditivos mencionados anteriormente (espesantes, agentes de retención de agua, activados de brillo, activadores de azurado óptico) así como cargas minerales, agua y aglutinantes que constituyen el revestimiento de papel se mezclan y homogeneizan bajo agitación intensa en el reactor. Este estado del arte representa un proceso complicado y costoso, con respecto al número de aditivos a emplear para optimizar las propiedades reológicas del revestimiento (espesado y retención de agua) y las propiedades ópticas del papel revestido (brillo y activación del azurado) , y con respecto a la energía usada para mezclar los componentes y para obtener un revestimiento de papel uniforme.

Con el fin de compensar estas desventajas, el solicitante ha desarrollado un nuevo proceso para una formulación acuosa que se caracteriza por que incluye las etapas de:

a) preparar una disolución acuosa de al menos un polímero con forma de peine 1) de ácido (met) acrílico sobre el cual se injerta una función de alcoxi y/o hidroxi polialquilenglicol,

b) preparar una emulsión acuosa de al menos un espesante acrílico 2) ,

c) mezclar la disolución acuosa de la etapa a) con la emulsión acuosa de la etapa b) , posiblemente añadiendo agua,

y en la que se produce la neutralización parcial del polímero con forma de peine durante la etapa a) y/o la etapa c) , de tal manera para obtener un mezcla cuyo pH se encuentra entre 5, 5 y 6, 8, preferentemente entre 5, 8 y 6, 3 y en la que el contenido de material seco se encuentra entre 20 % y 35 % de su peso total.

De este modo se tiene un producto de manipulación único y estable que permite, al mismo tiempo, la mejora de las propiedades reológicas del revestimiento de papel, y en particular un aumento de su retención de agua así como de su viscosidad BrookfieldTM en un intervalo amplio de valores, al tiempo que se mejoran las propiedades ópticas del papel revestido, en particular su brillo y su azurado óptico.

El solicitante reconoce que el polímero con forma de peine a) ya es conocido como agente que mejora el azurado óptico de los papeles revestidos (como se describe en el documento WO 2004/044022) , así como también su brillo (como se describe en el documento WO 2004/041883) y que también es conocido como agente que mejora la retención de agua en los revestimientos de papel (de acuerdo con la solicitud de patente francesa todavía no expedida y publicada con el número FR 05 12797) . No obstante, no permite alcanzar valores elevados de viscosidad de BrookfieldTM si se implementa sin un espesante en el revestimiento de papel: Esto viene indicado por medio del documento publicado con el número FR 05 12797 y mencionado en el documento WO 2004 / 041883, que demuestra incluso sin sus ejemplos la necesidad de añadir un agente espesante al revestimiento, como en el caso de una carboximetil celulosa.

En investigaciones continuadas que pretenden proporcionar un producto que se comporte de forma simultánea como espesante eficaz y como agente de retención de agua en el revestimiento de papel en el que se introduce, al tiempo de se proporciona a la hoja de papel revestido por dicho revestimiento una propiedades ópticas muy buenas (brillo, activación del azurado) , el solicitante ha conseguido desarrollar un proceso para generar dicho producto. Este proceso está basado principalmente en la mezcla de agua con una disolución acuosa de un polímero acrílico con forma de peine y una emulsión acuosa de espesante acrílico. De manera bastante sorprendente, este mezcla de emulsión y disolución conduce a un producto estable por una parte y por otra, a un producto cuya viscosidad lo hace perfectamente manejable para el usuario.

En esta solicitud, la expresión “disolución acuosa” designa, en general, una mezcla homogénea de agua con al menos otra sustancia, de ese modo la expresión “emulsión acuosa” designa un mezcla estable de agua y otra sustancia que no es miscible con agua.

De manera bastante sorprendente, la selección de la velocidad de neutralización del polímero acrílico con forma de peine a) ha permitido el desarrollo de un proceso que permite obtener un producto estable que de ninguna forma procede de la mezcla de una emulsión y una disolución acuosa; aunque el experto en la técnica conoce bien que la mezcla de emulsión y disolución acuosa puede conducir a un producto muy inestable. Además, esta selección también ha permitido la obtención de un producto que es manejable por el usuario final, es decir, cuya viscosidad de BrookfieldTM a 100 rotaciones por minuto y a 25 ºC permanece por debajo de 1.500 mPa·s. Estas propiedades quedan ejemplificadas claramente en la presente solicitud.

Nada en la técnica anterior revela o sugiere dicha selección con el fin de resolver el problema técnico que es el objeto de la presente solicitud. Incluso los documentos previamente mencionados y aquellos que se refieren a las condiciones usadas por el polímero acrílico con forma de peine a) en el campo del papel, no sugieren al experto en la técnica que se combinan en forma de producto sencillo con un espesante acrílico. Tampoco mencionan su neutralización particular en lugar de implementarlo en una forma completamente neutralizada. Estos documentos no sugieren ninguna tasa de neutralización particular para dicho polímero acrílico... [Seguir leyendo]

1. Un método para preparar una formulación acuosa, que comprende las etapas de: a) preparar una disolución acuosa de al menos un polímero ramificado con forma de peine 1) de

ácido (met) acrílico sobre el cual se injerta una función de alcoxi y/o hidroxi polialquilenglicol, b) preparar una emulsión acuosa de al menos un espesante acrílico 2) , c) mezclar la disolución acuosa de la etapa a) con la emulsión acuosa de la etapa b) ,

posiblemente añadiendo agua,

se neutraliza parcialmente el polímero ramificado con forma de peine durante la etapa a) y/o la etapa c) , de tal manera que se obtiene una mezcla cuyo pH se encuentra entre 5, 5 y 6, 8, o preferentemente entre 5, 8 y 6, 3,

que se caracteriza por que la formulación resultante de la etapa c) exhibe un contenido de sólidos de entre 15 20 % y 35 % de su peso total.

2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza por que la formulación resultante de la etapa c) exhibe un contenido de sólidos de polímero ramificado con forma de peine 1) usado durante la etapa a) igual a entre 70 % y 95 %, preferentemente entre 80 % y 90 % de su contenido total en sólidos.

3. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 ó 2, que se caracteriza por que la mezcla resultante de la etapa c) exhibe un viscosidad BrookfieldTM medida a 25 ºC y a 100 revoluciones por minuto, que es menor que 1500 mPa·s, o preferentemente 1200 mPa·s o muy preferentemente de 1000 mPa·s.

4. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, que se caracteriza por que el espesante acrílico 2) usado en la etapa b) es un espesante acrílico de tipo ASE (emulsión soluble en álcali) o HASE (emulsión soluble en álcali modificada hidrofóbicamente) .

5. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, que se caracteriza por que dentro del polímero ramificado con forma de peine 1) usado durante la etapa a) , la función alcoxi- y/o hidroxipolialquilenglicol es proporcionada por un monómero con fórmula (I) :

(I)

en la que: -m, n, p y q son números enteros de tal manera que: m, n, p : 150, q º 1 y 5 : (m+n+p) q : 150,

-R1 representa hidrógeno o el radical metilo o etilo,

- R2 representa hidrógeno o el radical metilo o etilo, -R representa un radical que contiene una función insaturada polimerizable, que preferentemente

pertenece al grupo de vinílicos así como también el grupo de ésteres acrílicos, metacrílicos y maleicos, así como al grupo de uretanos insaturados tales como aciluretano, metacriluretano, a-a´ dimetil-isopropenil-benciluretano, aliluretano, así como también el grupo de éteres alílicos o vinílicos, sustituidos o no, o al grupo de amidas insaturadas etilénicamente o imidas, -R´ representa hidrógeno o un radical de hidrocarburo que presenta de 1 a 40 atómos de carbono,

o un grupo iónico o ionizable tal como fosfato, fosfonato, sulfato, sulfonato, carboxílico o una amina primaria, secundaria o terciaria, o un amonio cuaternario o una de sus mezclas, y preferentemente representa un radical de hidrocarburo que presenta de 1 a 12 átomos de carbono y muy preferentemente un radical de hidrocarburo que presenta de 1 a 4 átomos de carbono.

6. Un método de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, que se caracteriza por que el polímero ramificado con forma de peine 1) usado durante la etapa a) contiene, como porcentaje en peso de cada uno de sus componentes, siendo la suma de los porcentajes igual a 100 %, de 6 % a 40 %,

preferentemente de 6 % a 15 % de ácido (met) acrílico y de 60 % a 94 %, o preferentemente de 85 % a 94 % de un monómero de fórmula (I) .

7. El método de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6, que se caracteriza por que el polímero ramificado con forma de peine 1) usado durante la etapa a) , es parcialmente neutralizado por uno o más agentes de neutralización, preferentemente escogidos entre hidróxidos de sodio y potasio y sus mezclas.

8. Una formulación acuosa que contiene:

1) al menos un polímero ramificado con forma de peine de ácido (met) acrílico sobre el cual se injerta una función de alcoxi- o hidroxi-polialquilenglicol.

2) al menos un espesante acrílico,

3) agua,

y en la que el polímero ramificado con forma de peine está parcialmente neutralizado de tal forma que el pH de dicha formulación se encuentra entre 5, 5 y 6, 8 o preferentemente entre 5, 8 y 6, 3.

9. La formulación acuosa de acuerdo con la reivindicación 8, que se caracteriza por que presenta un contenido de sólidos de polímero ramificado con forma de peine 1) de 70 % a 95 % o preferentemente de 80 % a 90 % de su contenido en sólidos total.

10. La formulación acuosa de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 ó 9, que se caracteriza por que exhibe una viscosidad BrookfieldTM medida a 25 ºC y 100 revoluciones por minuto, que es menor que 1500 mPa.s, o preferentemente 1200 mPa.s, muy preferentemente 1000 mPa.s.

11. La formulación acuosa de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10, que se caracteriza por que el espesante acrílico 2) es un espesante acrílico del tipo ASE (emulsión soluble en álcali) o HASE (emulsión soluble en álcali modificada hidrofóbicamente) .

12. La formulación acuosa de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 11, que se caracteriza por que dentro del polímero ramificado con forma de peine 1) , la función alcoxi- y/o hidroxi-polialquilenglicol es proporcionada por un monómero de formula (I) :

R1 R2

R

R'

n p

m

q

(I)

en la que: -m, n, p y q son números enteros de tal manera que: m, n, p : 150, q º 1 y 5 : (m+n+p) q : 150,

-R1 representa hidrógeno o el radical metilo o etilo,

-R2 representa hidrógeno o el radical metilo o etilo,

-R representa un radical que contiene una función insaturada polimerizable, que preferentemente pertenece al grupo de vinílicos así como también el grupo de ésteres acrílicos, metacrílicos y maleicos, así como al grupo de uretanos insaturados tales como aciluretano, metacriluretano, a-a´ dimetil-isopropenil-benciluretano, aliluretano, así como también el grupo de éteres alílicos o vinílicos, sustituidos o no, o al grupo de amidas insaturadas etilénicamente o imidas,

-R´ representa hidrógeno o un radical de hidrocarburo que presenta de 1 a 40 atómos de carbono,

o un grupo iónico o ionizable tal como fosfato, fosfonato, sulfato, sulfonato, carboxílico o una amina primaria, secundaria o terciaria, o un amonio cuaternario o una de sus mezclas, y preferentemente representa un radical de hidrocarburo que presenta de 1 a 12 átomos de carbono y muy preferentemente un radical de hidrocarburo que presenta de 1 a 4 átomos de carbono.

13. La formulación acuosa de acuerdo con la una de las reivindicaciones 8 a 12, que se caracteriza por que el polímero ramificado con forma de peine 1) contiene, como porcentaje en peso de cada uno de sus componentes, siendo la suma de los porcentajes igual a 100 %, de 6 % a 40 %, o preferentemente de 6 %

a 15 % de ácido (met) acrílico, de 60 % a 94 % o preferentemente de 85 % a 94 % de un monómero con la fórmula (I) .

14. La formulación acuosa de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 13, que se caracteriza por que

el polímero ramificado con forma de peine 1) se encuentra parcialmente neutralizado por uno o más agentes de neutralización o preferentemente se escoge entre hidróxidos de sodio y potasio y sus mezclas.

15. La utilización de la formulación acuosa de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 14 en un revestimiento de papel, como agente espesante para dicho revestimiento y/o como agente de retención de agua para dicho revestimiento y/o como agente de mejora de la blancura óptica y/o del brillo del papel revestido con dicho revestimiento.