COMPOSICIÓN ACUOSA QUE CONTIENE UN CARBONATO DE ZIRCONIO Y DE UNA SAL DE METAL ALCALINO Y UN HALURO DE AMONIO, ASÍ COMO SU USO.
Composición acuosa que comprende un carbonato de zirconio y de una sal de metal alcalino,
preparada a partir de un compuesto de zirconio y a partir de un bicarbonato de metal alcalino con una relación molar de bicarbonato a zirconio igual a o mayor que 4:1, y un haluro de amonio en una relación molar de haluro a zirconio igual a o mayor que 2:1
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/059169.
Solicitante: CLARIANT FINANCE (BVI) LIMITED.
Nacionalidad solicitante: Islas Vírgenes (Británicas).
Dirección: CITCO BUILDING WICKHAMS CAY P.O. BOX 662 ROAD TOWN, TORTOLA ISLAS VIRGENES.
Inventor/es: TROUVE, CLAUDE.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 14 de Julio de 2008.
Clasificación Internacional de Patentes:
- C01C1/16 QUIMICA; METALURGIA. › C01 QUIMICA INORGANICA. › C01C AMMONIA; CYANOGEN; SUS COMPUESTOS (sales de oxácidos de halógenos C01B 11/00; peróxidos, sales de los perácidos C01B 15/00; tiosulfatos, ditionitos, politionatos C01B 17/64; compuestos de selenio o teluro C01B 19/00; azidas C01B 21/08; amidas metálicas C01B 21/092; nitritos C01B 21/50; fosfuros C01B 25/08; sales de los oxácidos del fósforo C01B 25/16; compuestos que contienen silicio C01B 33/00; compuestos que contienen boro C01B 35/00; procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01C 1/00 Amoniaco; Sus compuestos. › Haluros de amonio.
- C01C1/16B
- C01G25/00 C01 […] › C01G COMPUESTOS QUE CONTIENEN METALES NO CUBIERTOS POR LAS SUBCLASES C01D O C01F (hidruros metálicos C01B 6/00; sales de oxácidos de halógenos C01B 11/00; peróxidos, sales de los perácidos C01B 15/00; tiosulfatos, ditionitos, politionatos C01B 17/64; compuestos que contienen selenio o teluro C01B 19/00; compuestos binarios del nitrógeno con metales C01B 21/06; azidas C01B 21/08; amidas metálicas C01B 21/092; nitritos C01B 21/50; fosfuros C01B 25/08; sales de los oxácidos del fósforo C01B 25/16; carburos C01B 32/90; compuestos que contienen silicio C01B 33/00; compuestos que contienen boro C01B 35/00; compuestos que tienen propiedades de tamices moleculares pero que no tienen propiedades de cambiadores de base C01B 37/00; compuestos que tienen propiedades de tamices moleculares y de cambiadores de base, p. ej. zeolitas cristalinas, C01B 39/00; cianuros C01C 3/08; sales del ácido ciánico C01C 3/14; sales de cianamida C01C 3/16; tiocianatos C01C 3/20; procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; obtención a partir de mezclas, p. ej. a partir de minerales, de compuestos metálicos que son los compuestos intermedios de un proceso metalúrgico para la obtención de un metal libre C21B, C22B; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › Compuestos de circonio.
- D21H21/20 TEXTILES; PAPEL. › D21 FABRICACION DEL PAPEL; PRODUCCION DE LA CELULOSA. › D21H COMPOSICIONES DE PASTA; SU PREPARACION NO CUBIERTA POR LAS SUBCLASES D21C, D21D; IMPREGNACION O REVESTIMIENTO DEL PAPEL; TRATAMIENTO DEL PAPEL TERMINADO NO CUBIERTO POR LA CLASE B31 O LA SUBCLASE D21G; PAPEL NO PREVISTO EN OTRO LUGAR. › D21H 21/00 Materiales no fibrosos añadidos a la pasta, caracterizados por su función, su forma o sus propiedades; Materiales de impregnación o de revestimiento del papel, caracterizados por su función, su forma o sus propiedades. › Agentes de resistencia al estado húmedo.
Clasificación PCT:
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.
Fragmento de la descripción:
La presente invención se refiere a una composición acuosa que comprende un carbonato de zirconio y de una sal de metal alcalino y un haluro de amonio, y al uso de dicha composición en calidad de agente insolubilizante en baños de estucado para papel o cartón.
Es conocido que composiciones acuosa de carbonato de amonio y zirconio (AZC - siglas en inglés) se pueden utilizar para insolubilizar, en disolución acuosa, aglutinantes naturales como almidón, caseína o carboximetilcelulosa (CMC), o 10 aglutinantes sintéticos como látices o poli(alcohol vinílico) y para formar películas insolubles, mejorando así la resistencia al agua, a la fricción, al calor y a los disolventes.
Estas disoluciones de carbonato de zirconio se utilizan en numerosos sectores tecnológicos, en particular en formulaciones acuosas para tintas y pinturas y, más particularmente, en baños de estucado destinados al estucado o a la impregnación de papel o cartón con el fin de mejorar su aspecto, la resistencia a la abrasión en húmedo, el repelado, 15 la resistencia mecánica y la capacidad de recibir la impresión.
Sin embargo, el uso de estas disoluciones tiene el inconveniente de desprender un fuerte olor a amoníaco cuando se emplea este último.
Una solución prevista es el uso de disoluciones acuosas de carbonato de zirconio y de una sal de metal alcalino, tal como de sodio o potasio. Sin embargo, el uso de estas composiciones no proporciona resultados satisfactorios, en 20 particular en lo que se refiere a la resistencia del revestimiento al frotamiento en húmedo.
El documento US 6 113 989 indica que disoluciones alcalinas acuosas de carbonato de sodio, potasio o amonio y zirconio, utilizadas en las composiciones para prevenir la coloración de la madera, se pueden modificar mediante la adición de entidades aniónicas como iones Cl.
El documento FR 1 378 117 enseña que la adición de una pequeña cantidad de cloruro de amonio a disoluciones 25 acuosas de carbonato de amonio y zirconio parece mejorar el comportamiento de dicha disolución en composiciones para el estucado de papel.
Sorprendentemente, se ha encontrado ahora que la adición de un haluro de amonio a una disolución acuosa de carbonato de zirconio y de una sal de metal alcalino hace posible obtener resistencias al frotamiento en húmedo, que son equiparables a disoluciones acuosas de AZC, siendo este el caso incluso para baños de estucado con valores de 30 pH elevados.
Así, una materia objeto de la presente invención es una composición acuosa que comprende un carbonato de zirconio y de una sal d metal alcalino, preparada a partir de un compuesto de zirconio y de un bicarbonato de metal alcalino con una relación molar de bicarbonato a zirconio igual a o mayor que 4:1, y un haluro de amonio con una relación molar de haluro a zirconio igual a o mayor que 2:1. 35
La expresión “compuesto de zirconio” designa carbonato de zirconio básico, también conocido como BZC o ZBC, oxicloruro de zirconio (ZrOCl2), también conocido como ZOC, y sulfato de zirconio básico, también conocido como BZS, prefiriéndose el carbonato de zirconio básico.
La expresión “bicarbonato de metal alcalino” designa bicarbonato de sodio o bicarbonato de potasio, prefiriéndose el bicarbonato de potasio. 40
El haluro de amonio se puede elegir de cloruro de amonio, bromuro de amonio, fluoruro de amonio, yoduro de amonio o sus mezclas. Se prefiere el cloruro de amonio (NH4Cl).
La relación molar de haluro a zirconio en la composición acuosa es igual a o mayor que 2:1, de preferencia oscila entre 2:1 y 5:1, preferiblemente entre 2,5:1 y 3,5:1 y, muy particularmente, es igual a 3:1.
La relación molar de bicarbonato a zirconio durante la preparación del carbonato de zirconio y de una sal de metal 45 alcalino es igual a o mayor que 4:1, preferiblemente oscila entre 4:1 y 6:1 y, preferiblemente, es igual a 4:1.
Las composiciones acuosas de la presente invención tienen un pH mayor que 7 y menor que 10, preferiblemente entre 8 y 9, una concentración de 4 a 12% en peso, expresada como ZrO2, preferiblemente una concentración de 7 a 10% en peso, expresada como ZrO2, y un contenido en sólidos de 11 a 42%, preferiblemente de 30 a 36%.
El carbonato de zirconio básico, el oxicloruro de zirconio y el sulfato de zirconio básico que se pueden utilizar de 50 acuerdo con la invención son productos comerciales, generalmente disponibles en la forma sólida y la forma hidrato. Ventajosamente, el carbonato de zirconio básico se utilizará en forma de polvo según se comercializa por Astron.
Típicamente, las composiciones de la presente invención se preparan mediante reacción del compuesto de zirconio con una disolución acuosa de bicarbonato de metal alcalino, seguido de la adición del haluro de amonio.
Otra materia objeto de la invención es un procedimiento para la preparación de una composición acuosa que comprende un carbonato de zirconio y de una sal de metal alcalino, preparada a partir de un compuesto de zirconio y de un bicarbonato de metal alcalino, y un haluro de amonio, según se describe antes, que comprende una etapa que 5 consiste en hacer reaccionar el compuesto de zirconio con una disolución acuosa de bicarbonato de metal alcalino, con una relación molar de bicarbonato a zirconio igual a o mayor que 4:1 y una etapa de adición del haluro de amonio, con una relación molar de haluro a zirconio igual a o mayor que 2:1.
La reacción del compuesto de zirconio con el bicarbonato de metal alcalino se puede llevar a cabo a la temperatura ambiente, pero se facilita mediante calentamiento. 10
De acuerdo con una realización preferida, después de haber añadido, a la temperatura ambiente, el compuesto de zirconio a la disolución acuosa del bicarbonato de metal alcalino, la disolución obtenida se lleva, con agitación, a una temperatura entre 30 y 80ºC, preferiblemente a 70ºC durante 1 h a 24 h, preferiblemente 4 h.
Convencionalmente, el haluro de amonio se añade a la disolución obtenida anteriormente a la temperatura ambiente y luego se deja que tenga lugar la agitación hasta que se haya disuelto por completo el haluro de amonio. 15
La estabilidad de las composiciones acuosas de la presente invención se puede mejorar mediante la adición de un agente estabilizante, según se describe en el documento FR-A-2 088 550. A modo de ejemplo, se puede hacer mención al ácido tartárico o ácido glucónico, el cual se añade ventajosamente en una proporción de 1 a 2% aproximadamente con respecto al peso de la disolución final. El ácido tartárico o glucónico se puede añadir antes de la reacción entre el compuesto de zirconio y el bicarbonato de metal alcalino o después de la adición del haluro de amonio, preferiblemente 20 antes de la reacción.
Las composiciones obtenidas de acuerdo con la invención son estables a lo largo del tiempo y exhiben ventajosas propiedades cuando son introducidas en composiciones para el tratamiento de productos basados en celulosa, en particular en baños de estucado.
Hacen posible, en particular, mejorar la resistencia a la abrasión en húmedo, la resistencia al repelado en húmedo y la 25 inercia con respecto al agua de los sustratos tratados, tal como papel o cartón como, por ejemplo, papel para el tipo de impresión de escritura, papel prensa, papel reciclado, papel de embalaje, papel del tipo de hoja lisa, el respaldo para etiquetas autoadhesivas o cartón en plano.
Así, otra materia objeto de la invención es el uso de estas composiciones en calidad de un agente insolubilizante en una composición acuosa para el tratamiento de un producto basado en celulosa, preferiblemente papel o cartón. 30
En la presente invención, el baño de estucado puede ser:
●depositado en la superficie sobre el producto a base de celulosa en una o más capas, al tiempo que limita la penetración al interior de la superficie a ser tratada, una operación comúnmente conocida como revestimiento;
●o puesto en contacto con el producto a base de celulosa, con el objetivo de obtener una penetración en el interior del producto a base de celulosa en una o más etapas, una operación comúnmente conocida como impregnación. 35
En particular, otra materia objeto de la invención es un método para tratar un producto basado en celulosa, preferiblemente papel o cartón, en el que un baño...
Reivindicaciones:
1. Composición acuosa que comprende un carbonato de zirconio y de una sal de metal alcalino, preparada a partir de un compuesto de zirconio y a partir de un bicarbonato de metal alcalino con una relación molar de bicarbonato a zirconio igual a o mayor que 4:1, y un haluro de amonio en una relación molar de haluro a zirconio igual a o mayor que 2:1. 5
2. Composición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque el compuesto de zirconio se elige de carbonato de zirconio básico, oxicloruro de zirconio (ZrOCl2) o sulfato de zirconio básico, el bicarbonato de metal alcalino se elige de bicarbonato de potasio o bicarbonato de sodio y el haluro de amonio se elige de cloruro de amonio, bromuro de amonio, fluoruro de amonio, yoduro de amonio y sus mezclas.
3. Composición de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizada porque el compuesto de zirconio es un carbonato de 10 zirconio básico, el bicarbonato de metal alcalino es un bicarbonato de potasio y el haluro de amonio es cloruro de amonio.
4. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la relación molar de haluro a zirconio oscila entre 2:1 y 5:1 y la relación molar de bicarbonato a zirconio oscila entre 4:1 y 6:1.
5. Composición de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque la relación molar de haluro a zirconio está 15 entre 2,5:1 y 3,5:1 y la relación molar de bicarbonato de zirconio es igual a 4:1.
6. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el pH de dicha composición es mayor que 7 y menor que 10, y porque la concentración, expresada como ZrO2 es de 4 a 12% en peso.
7. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque comprende un agente estabilizante. 20
8. Procedimiento para la preparación de una composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque comprende una etapa que consiste en hacer reaccionar el compuesto de zirconio con una disolución acuosa de bicarbonato de metal alcalino, con una relación molar de bicarbonato a zirconio igual a o mayor que 4:1, y una fase de adición del haluro de amonio, con una relación molar de haluro a zirconio igual a o mayor que 2:1. 25
9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el compuesto de zirconio se elige de carbonato de zirconio básico, oxicloruro de zirconio (ZrOCl2) y sulfato de zirconio básico, el bicarbonato de metal alcalino se elige de bicarbonato de potasio y bicarbonato de sodio y el haluro de amonio se elige de cloruro de amonio, bromuro de amonio, fluoruro de amonio, yoduro de amonio y sus mezclas.
10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque el compuesto de zirconio es carbonato de 30 zirconio básico, el bicarbonato de metal alcalino es bicarbonato de potasio y el haluro de amonio es cloruro de amonio.
11. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque comprende la adición de un agente estabilizante.
12. Uso de una composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en calidad de agente insolubilizante en una composición acuosa para el tratamiento de un producto a base de celulosa. 35
13. Uso de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque el producto a base de celulosa se elige de papel y cartón.
14. Uso de acuerdo con las reivindicaciones 12 ó 13, caracterizado porque dicha composición de tratamiento es un baño de estucado.
15. Uso de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque el baño de estucado está previsto para la 40 impregnación o el revestimiento de papel o cartón.
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