COMPOSICIÓN AMILÁCEA CATIÓNICA LÍQUIDA Y SUS UTILIZACIONES.

Composición amilácea catiónica líquida, caracterizada porque presenta:

- una materia seca por lo menos igual a 10%, comprendida preferentemente entre 10 y 50%, - una viscosidad Brookfield, determinada según una prueba T a 25ºC, 20 revoluciones por minuto y 10% de materia seca, por lo menos igual a 275 mPa.s y a lo sumo igual a 1.000 mPa.s, - una tasa de nitrógeno total por lo menos igual a 0,6% y a lo sumo igual a 1,4%, expresándose estos porcentajes en peso seco con respecto al peso seco de la composición, - un pH inferior a 9, comprendido preferentemente entre 3,5 y 8,5

La presente invención tiene por objeto una nueva composición amilácea catiónica líquida que presenta unas características seleccionadas de materia seca, de viscosidad, de tasa de nitrógeno total y de pH.

Se refiere asimismo a la utilización de dicha composición amilácea catiónica líquida en el ámbito industrial, particularmente de fabricación de papel, de fabricación de cartón y de tratamiento de aguas industriales.

Finalmente se refiere muy particularmente a su utilización en el campo de las composiciones de agente de unión utilizadas para el tratamiento interno o externo del papel y del cartón.

En los sectores industriales, en particular en los campos de la fabricación de papel, de la fabricación de cartón y del tratamiento de aguas industriales, procedentes o no de la fabricación de papel o la fabricación de cartón, se recurre comúnmente a composiciones amiláceas catiónicas como aditivos como tales o como medios destinados a la preparación de aditivos.

Se describe una utilización de este tipo, por ejemplo, en la patente WO 01/96403 a nombre del solicitante.

Otros campos de aplicación de tales composiciones se refieren a la química en general, las colas y los adhesivos en general, material textil, los aglutinantes hidráulicos, los aglomerados combustibles o no, el tratamiento de los metales, las composiciones de lejía, la fotografía, la perforación, los productos fitosanitarios, los productos cosméticos, etc.

Cualquiera que sea la utilización a la que están destinadas las composiciones amiláceas catiónicas, éstas se proporcionan generalmente en forma de polvos por los almidoneros a los industriales de la fabricación de productos acabados o semiacabados.

En el momento deseado, es decir justo antes de su aplicación, dichos industriales someten dichos polvos a un tratamiento apropiado.

Este tratamiento, efectuado por tanto in situ y justo antes de la utilización, consiste de manera clásica en la preparación de una suspensión o “lechada” de materia amilácea catiónica que presenta una materia seca (“MS”) a lo sumo igual a 10%, en la solubilización, generalmente en continuo, de dicha materia amilácea catiónica en un aparato de cocción y en la dilución, también en continuo, de la cola caliente así obtenida.

La cola diluida así preparada en el mismo lugar de su aplicación, presenta de manera clásica una MS comprendida entre 0,5 y 9%, lo más frecuentemente entre 1 y 7%.

Sin embargo, en ciertos casos, los industriales desean poder disponer directamente de composiciones amiláceas líquidas que pueden usarse tal cual o en todo caso tras una sencilla operación de dilución en agua.

Esta forma de presentación permite eliminar la necesidad de solubilizar la materia amilácea catiónica in situ y por tanto de aplicar, in situ, los medios materiales (cocedor en continuo o cocedor de inyección (“jet-cooker”) particularmente) y humanos necesarios para esta solubilización.

También puede permitir una dosificación más precisa y/o un mezclado facilitado de la materia amilácea catiónica en el momento de su aplicación, por ejemplo como aditivo destinado a reducir las sustancias molestas contenidas en los circuitos de agua o como aditivo destinado a la preparación de composiciones a base de agentes de unión.

En cualquier caso, esta forma de presentación líquida permite al industrial disponer de una composición constante en cuanto a sus características, particularmente de concentración y de temperatura.

Sin embargo, para ser satisfactorias desde el punto de vista económico, tales composiciones amiláceas catiónicas líquidas deben comercializarse con una MS suficientemente elevada para evitar transportar y almacenar importantes volúmenes de agua.

Se requiere entonces una MS de por lo menos 10%, que permite además responder al conjunto de deseos de los usuarios y particularmente de no necesitar in situ ninguna operación costosa de reconcentración de las composiciones amiláceas catiónicas líquidas comercializadas.

Además, la puesta a disposición de composiciones amiláceas catiónicas líquidas, que pueden utilizarse como tales

o mediante sencilla dilución en agua, impone que estas composiciones presenten:

- una buena estabilidad en almacenamiento tanto para el fabricante como para el usuario,

- una viscosidad adaptada a las operaciones de transporte, bombeo y dilución,

- características fisicoquímicas (incluida la viscosidad) adaptadas al máximo de posibles utilizaciones.

Teniendo en cuenta estas limitaciones, sólo existen según el conocimiento del solicitante muy pocas composiciones amiláceas catiónicas líquidas que hayan tenido un desarrollo comercial real.

Una tecnología recomendada por RAISIO Chemicals Ltd (“RAISIO”) y descrita particularmente en sus patentes WO 93/10305, WO 95/18157, WO 98/24972 y WO 99/18288, consiste globalmente en la preparación y la aplicación de colas de fécula de patata altamente catiónicas obtenidas a partir de medios de reacción de altos contenidos en materia seca (MS > 50%), en las que aproximadamente la mitad la aporta el único reactivo de cationización. Esta preparación implica una etapa previa de oxidación de la materia amilácea mediante peróxido de hidrógeno.

La tasa de nitrógeno de las composiciones cuya utilización se recomienda preferentemente es globalmente superior a 2% y se encuentra habitualmente entre 2,5 y 5%.

Sin embargo, tales colas presentan un determinado número de inconvenientes.

En primer lugar, y como lo confirman análisis realizados por el solicitante con productos comercializados con la denominación “RAIFIX”, estas colas altamente catiónicas presentan una tasa de fijación de nitrógeno relativamente baja, generalmente inferior a 65%. Esto da como resultado particularmente una cantidad residual elevada de reactivo catiónico y/o de sus productos de hidrólisis en el propio interior de tales composiciones, lo que perjudica su eficacia real como agentes de eliminación de sustancias molestas, presentes en los circuitos de fabricación de papel

o como aditivos en la preparación de composiciones de agentes de unión.

Por otra parte, esta fijación muy parcial del reactivo catiónico nitrogenado hace que sea difícilmente factible la utilización de estas colas como aditivos de tratamiento de aguas industriales, en particular de aguas destinadas a la alimentación humana o animal.

Además, el pH elevado de estas colas, generalmente superior a 9, puede plantear problemas de seguridad y de corrosión inherentes a la preparación, a la manipulación y a la utilización de productos alcalinos.

Además, el pH elevado de estas colas resulta nefasto para su utilización en la preparación de composiciones a base de agentes de unión tales como, por ejemplo, los anhídridos de ácidos alquenilsuccínicos (“ASA”) porque favorecen la hidrólisis y por tanto la pérdida de eficacia de dichos agentes de unión. Este fenómeno de hidrólisis puede generar, por otra parte, problemas de espuma o de incrustación al nivel de los dispositivos industriales (emulsionadora, máquina de fabricación de papel, etc...) y de los conductos aguas abajo o aguas arriba de estos dispositivos.

Finalmente, debido a su viscosidad relativamente elevada, estas colas altamente catiónicas están generalmente mal adaptadas para las operaciones de dilución y después de introducción en un medio acuoso, particularmente cuando estas operaciones se realizan a temperatura ambiente o a temperatura relativamente poco elevada (< 50ºC).

También existen en el mercado composiciones amiláceas catiónicas comercializadas por RAISIO con la denominación “RAIBOND 15” y que no son tan altamente catiónicas como las composiciones “RAIFIX” mencionadas anteriormente.

Sin embargo, presentan una tasa de nitrógeno todavía elevada, concretamente de la manera más frecuente de por lo menos aproximadamente 1,6%. Su pH también sigue siendo elevado, concretamente superior a 9.

Según el conocimiento del solicitante, se proponen o se han propuesto otras composiciones amiláceas catiónicas líquidas a los industriales y que, a la inversa, presentan una tasa de nitrógeno relativamente baja, concretamente inferior al 0,5%.

1. Composición amilácea catiónica líquida, caracterizada porque presenta:

- una materia seca por lo menos igual a 10%, comprendida preferentemente entre 10 y 50%,

- una viscosidad Brookfield, determinada según una prueba T a 25ºC, 20 revoluciones por minuto y 10% de materia seca, por lo menos igual a 275 mPa.s y a lo sumo igual a 1.000 mPa.s,

5 - una tasa de nitrógeno total por lo menos igual a 0,6% y a lo sumo igual a 1,4%, expresándose estos porcentajes en peso seco con respecto al peso seco de la composición,

- un pH inferior a 9, comprendido preferentemente entre 3,5 y 8,5.

2. Composición amilácea catiónica líquida según la reivindicación 1, caracterizada porque presenta una viscosidad, determinada según la prueba T, por lo menos igual a 275 mPa.s y a lo sumo igual a 950 mPa.s.

3. Composición amilácea catiónica líquida según la reivindicación 2, caracterizada porque presenta una viscosidad,

determinada según la prueba T, por lo menos igual a 275 mPa.s y a lo sumo igual a 930 mPa.s comprendida 15 preferentemente entre 300 mPa.s y 900 mPa.s.

4. Composición amilácea catiónica líquida según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque presenta una tasa de nitrógeno total por lo menos igual a 0,7% y a lo sumo igual a 1,3%.

5. Composición amilácea catiónica líquida según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque presenta un pH comprendido entre 3,5 y 7,5, particularmente comprendido entre 4 y 7.

6. Composición amilácea catiónica líquida según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque

contiene por lo menos un poliol, preferentemente por lo menos un poliol de naturaleza sacárida. 25

7. Composición amilácea catiónica líquida según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque presenta una temperatura inferior a 60ºC, preferentemente a lo sumo igual a 50ºC y particularmente comprendida entre 10 y 40ºC.

30 8. Utilización de una composición amilácea catiónica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, como aditivo seleccionado de entre el grupo que comprende los aditivos para la fabricación de papel o la fabricación de cartón y los aditivos de tratamiento de las aguas industriales, procedentes o no de la fabricación de papel o la fabricación de cartón, o para la preparación de un aditivo de este tipo.

35 9. Utilización según la reivindicación 8, caracterizada porque el aditivo se selecciona de entre el grupo que comprende los aditivos para fabricación de papel en masa, los aditivos destinados a reducir las sustancias molestas contenidas en los circuitos de agua y/o retenidas en los equipos de procedimientos, de fabricación de papel o no, los aditivos destinados a la preparación de composiciones de agentes de unión utilizados para el tratamiento interno o externo del papel o del cartón, los aditivos destinados a la preparación de composiciones de crespado, de

40 tratamiento de superficie o de estucado del papel o del cartón, los aditivos destinados a la preparación de composiciones que contienen blanqueadores ópticos, cargas, pigmentos, sales de aluminio, sílice coloidal, colorantes y/o polímeros sintéticos.

10. Utilización según la reivindicación 9, caracterizada porque el aditivo está destinado a la preparación de una

45 composición de agente de unión que contiene un producto seleccionado de entre el grupo que comprende ácidos alquenilsuccínicos y derivados, en particular sus sales y anhídridos, dímeros de alquil-ceteno y derivados, colofonia y derivados, acetales de aldehído alquilados, isocianatos alquilados, (co)polímeros sintéticos y cualquier mezcla de por lo menos dos cualesquiera de dichos productos.

50 11. Utilización según la reivindicación 10, caracterizada porque el aditivo está destinado a la preparación de una composición de agente de unión que contiene un anhídrido de ácido alquenilsuccínico (ASA).

12. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizada porque se diluye previamente la

composición amilácea catiónica líquida de manera que su materia seca se reduzca a un valor comprendido entre 0,5 55 y 9%, comprendido preferentemente entre 1 y 7%.

13. Utilización según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizada porque la composición amilácea catiónica, eventualmente diluida, se pone en contacto o está destinada a ponerse en contacto con una composición fibrosa que presenta un contenido en iones calcio por lo menos igual a 200 mg/l, particularmente comprendido entre

60 250 y 1.000 mg/l.

14. Utilización según la reivindicación 9, caracterizada porque el aditivo está destinado a la fabricación de papel “tisú”.

15. Utilización según la reivindicación 9, caracterizada porque el aditivo está destinado a la fabricación de papel 5 tratado en superficie o estucado.

16. Utilización según la reivindicación 9, caracterizada porque el aditivo está destinado a la fabricación de papel para ondulado.

17. Utilización según la reivindicación 9, caracterizada porque el aditivo es un aditivo destinado a reducir las sustancias molestas contenidas en los circuitos de agua de la fabricación de papel.