Una dispersión acuosa que contiene como sustancia activa uno o más agentes abrillantadores ópticos de fórmula (I)

Dispersiones acuosas de agentes abrillantadores ópticos.

El presente invento se refiere a unas dispersiones acuosas de uno o más agentes abrillantadores ópticos (OBA, acrónimo de optical brightening agent) que no necesitan agentes dispersantes ni otros aditivos estabilizadores con el fin de evitar una sedimentación durante el almacenamiento. Los agentes abrillantadores ópticos, también conocidos como blanqueadores ópticos, son unos compuestos de triazinil-amino-estilbeno sulfonados que tienen excelentes propiedades para el blanqueo de papel y otros substratos celulósicos.

Se conocen en la especialidad dispersiones acuosas de abrillantadores ópticos. El documento de solicitud de patente alemana DE-A-2 715 864 describe unas suspensiones espesas que son estabilizadas mediante el uso de agentes dispersantes aniónicos, catiónicos o no iónicos. El documento de patente de los EE.UU US 5.076.968 describe el uso de unos polisacáridos aniónicos para obtener suspensiones estables en almacenamiento de agentes blanqueadores fluorescentes. También el documento de solicitud de patente europea EP-A-385 374 describe unos polisacáridos aniónicos, especialmente xantano, como agente estabilizador.

Sin embargo, cualquier aditivo adicional puede tener un efecto desfavorable durante el proceso de abrillantamiento, y por lo tanto constituiría una ventaja técnica, una dispersión acuosa que no necesitase ningún agente estabilizador, tal como dispersantes u otros compuestos.

Sorprendentemente, se ha encontrado que se pueden preparar unas dispersiones acuosas estables en almacenamiento de compuestos de triazinil-amino-estilbeno sulfonados que no contienen tales aditivos y se pueden usar ventajosamente para el abrillantamiento óptico de papel, materiales textiles u otros substratos celulósicos.

Un objeto del presente invento es, por lo tanto,

una dispersión acuosa que contiene como sustancia activa uno o más abrillantadores ópticos de fórmula (I)

en la que

y en donde ambos radicales R pueden ser idénticos o diferentes,

Se prefieren unas dispersiones en las que M es Na⁺, Li⁺, K⁺ o un catión de amonio sustituido con un grupo alquilo o hidroxialquilo de C₁-C₂. Es sumamente preferido el Na⁺.

También se prefieren unas dispersiones que contienen una mezcla de 2 a 4 abrillantadores ópticos de fórmula (I) con diferentes significados de R.

Las presentes dispersiones contienen de 10 a 40% en peso de una sustancia activa, preferiblemente de 14 a 26% en peso de una sustancia activa.

Si fuese apropiado, las presentes dispersiones pueden contener adicionalmente de 0,01% a 0,5% en peso de un agente antiespumante, de un biocida o de ambos compuestos a la vez en dichas proporciones.

Los abrillantadores ópticos de fórmula (I) son sustancias conocidas y se pueden preparar por métodos conocidos, tal como se describe en los ejemplos.

Las presentes dispersiones se preparan sin el uso de ningún tipo de agentes dispersantes o estabilizadores y a pesar de ello son estables en almacenamiento. Esto es absolutamente inesperado, puesto que según la técnica anterior dichas dispersiones necesitaban siempre algún aditivo para obtener una suspensión espesa estable.

Por lo tanto, un objeto adicional del presente invento es un procedimiento para la preparación de dicha dispersión, que está caracterizado porque la fase oleosa orgánica caliente que resulta de la síntesis del abrillantador óptico se agita dentro de agua fría, se deja enfriar a la temperatura ambiente mediando agitación continua, se siembra con una pequeña cantidad de la suspensión espesa previamente preparada (0,1%-1% en peso) y finalmente se diluye hasta la concentración correcta.

Las presentes dispersiones son bien idóneas para el abrillantamiento óptico de papel, materiales textiles u otros substratos celulósicos sin la desventaja de tener unos aditivos posiblemente perturbadores en ellas.

Las presentes dispersiones pueden ser añadidas directamente a una suspensión de pasta papelera, en general se usa de 0,1 a 5%, preferiblemente de 1 a 3% en peso basado en la fibra seca, para producir hojas de papel, que luego son prensadas y secadas.

Las presentes dispersiones se pueden añadir también directamente a unas composiciones acusas de revestimiento que se pueden obtener mezclando conjuntamente una greda u otros pigmentos de color blanco, uno o más agentes dispersantes, un agente aglutinante primario a base de un látex y eventualmente un agente aglutinante secundario, y eventualmente otros aditivos. En general se usa de 0,1 a 5%, preferiblemente de 1 a 3% en peso basado en la fibra seca de las presentes dispersiones, para la composición de revestimiento, que se aplica luego a la hoja de papel, siendo secada luego la hoja de papel revestida.

Los siguientes ejemplos explicarán el presente invento con más detalle.

Ejemplos

Si no se indica otra cosa distinta, "%" significa "% en peso".

Síntesis general

La síntesis de la suspensión espesa del OBA se lleva a cabo en agua. El cloruro cianúrico es suspendido en un agua que contiene un agente humectante y hielo. Se añade una solución acuosa de ácido 4,4-diamino-2,2'-estilbeno-disulfónico a 0ºC-5ºC manteniendo el pH en 4-6 con una solución diluida de hidróxido de sodio. Una vez que está completa la adición, la mezcla de reacción se agita durante una hora adicional, permitiendo la temperatura suba hasta ~ 10ºC. Luego se añade anilina. Y la mezcla de reacción se calienta lentamente a 60ºC, siendo mantenido el valor del pH en 6-8 mediante la adición de una solución diluida de hidróxido de sodio. Luego la mezcla de reacción se agita durante una hora adicional a 80ºC y se añade el producto de reacción por adición de monoetanolamina y acrilamida. La mezcla de reacción se calienta a reflujo y el valor del pH se mantiene en 8-9 por medio de la adición de una solución diluida de hidróxido de sodio. Una vez que está completa la reacción la mezcla se enfría a 80ºC-90ºC y el agitador se detiene. La capa oleosa orgánica de fondo se introduce con agitación en una suficiente cantidad de agua fría para dar un contenido de materiales activos de 20-40%. La mezcla se agita y se enfría y se agita a la temperatura ambiente y se siembra con 0,5% de una dispersión previamente preparada. El producto cristaliza en forma de una dispersión espesa. Esta dispersión es agitada durante 5-12 horas y es diluida hasta el requerido contenido de materiales activos por medio de la adición de agua fría. Se continúa la agitación durante una hora adicional y la dispersión del agente abrillantador óptico se envasa dentro de recipientes.

Ejemplo 1

El aceite caliente procedente de la etapa final de la reacción (500 g con un contenido de materiales activos de 51%) se añade a 411 ml de agua fría con agitación. Se forma una solución que tiene un contenido activo de 28% de OBA tal como se mide mediante la intensidad de rayos UV. Esta solución es enfriada con agitación a la temperatura ambiente (20-25ºC) y sembrada con 50 g de una dispersión previamente preparada, durante el periodo de tiempo de enfriamiento, el OBA se separa por cristalización y la mezcla se espesa. Se continúa la agitación durante 5 horas y luego la suspensión espesa se diluye con una cantidad adicional de 390 ml de agua fría y se continúa la agitación durante una hora adicional. Esto proporciona una dispersión con un contenido de materiales activos de 20%. La dispersión tiene un color amarillo pálido y aunque se establece un cierto grado de sedimentación durante un período de tiempo de varias semanas, la dispersión es fácilmente restaurada con un pequeño grado de agitación.

Ejemplo 2

El Ejemplo 1 se repite pero esta vez se añadieron 1,14 g de un agente antiespumante (Dispelair CF531 procedente de Blackburn Chemicals) junto con 1,14 g de una agente biocida...

1. Una dispersión acuosa que contiene como sustancia activa uno o más agentes abrillantadores ópticos de fórmula (I)

en la que

y en donde ambos radicales R pueden ser idénticos o diferentes,

2. Dispersión de acuerdo con la reivindicación 1, en la que

3. Dispersión de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2 que contiene una mezcla de 2 a 4 agentes abrillantadores ópticos de fórmula (I) con diferentes significados de R.

4. Dispersión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que contiene de 10 a 40% en peso de una sustancia activa.

5. Dispersión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que contiene de 14 a 26% en peso de una sustancia activa.

6. Dispersión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que adicionalmente contiene de 0,01% a 0,5% en peso de un agente antiespumante, de un biocida o de ambos compuestos a la vez en dichas proporciones.

7. Dispersión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque no está contenido ningún agente dispersante o agente estabilizador adicional.

8. Procedimiento para la preparación de una dispersión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la fase oleosa orgánica caliente, que resulta de la síntesis del agente abrillantador óptico, es agitada dentro de agua fría, es dejada enfriarse hasta la temperatura ambiente mediando agitación continua, es sembrada con 0,1%-1% en peso de una dispersión previamente preparada y finalmente es diluida hasta la concentración correcta.

9. Uso de una dispersión de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, para el abrillantamiento óptico de papel o de otros substratos celulósicos.

10. Procedimiento para blanquear un papel que comprende las operaciones principales de