COMPOSICIONES COMPUESTAS DE CARGAS O PIGMENTOS MINERALES U ORGÁNICOS ESTRUCTURADOS CONJUNTAMENTE O ADSORBIDOS CONJUNTAMENTE Y SUS USOS.

Composiciones compuestas de cargas o pigmentos minerales u orgánicos estructurados conjuntamente o adsorbidos conjuntamente y sus usos. La presente invención se refiere al campo de las composiciones compuestas de cargas o pigmentos minerales u orgánicos que contienen al menos dos cargas o pigmentos minerales u orgánicos de diferente naturaleza así como a sus usos en el campo del papel para la fabricación de papel, la masa o el estucado o incluso cualquier otro tratamiento de la superficie de papel así como en los campos de las pinturas acuosas o no acuosas así como de los materiales plásticos. Los pigmentos o cargas compuestos se emplean normalmente en la actualidad para cualquier tipo de fabricación de papel, la masa, el estucado o cualquier otro tratamiento de la superficie de papel para mejorar la calidad de papel tal como, por ejemplo, las propiedades de opacidad, de blancura, de brillo de las hojas de papel o incluso las características de imprimibilidad. Una técnica utilizada comúnmente para la obtención de pigmentos o cargas compuestos consiste en mezclar una carga mineral, tal como por ejemplo un carbonato de calcio natural con una carga mineral tal como por ejemplo talco (FR 2 526 061) o bien incluso una carga mineral tal como talco con otra carga mineral tal como caolín calcinado (documento EP 0 365 502). También se conocen otros dos tipos de procedimientos en la técnica anterior para permitir poner a punto pigmentos o cargas compuestos que responden a los criterios necesario para su uso en el campo del papel. Una primera categoría de estos procedimientos conocidos en la técnica anterior es relativa a la formación de redes entre las partículas pigmentarias que crean así numerosos huecos internos que son entonces la causa de mejoras de las propiedades ópticas de las cargas pigmentarias medidas a veces mediante un coeficiente de difusión de la luz S. Así la patente WO 92/08755 describe un procedimiento de formación de agregados mediante floculación y eventualmente mediante precipitación in situ de carbonato de calcio, siendo consecutiva esta floculación a las interacciones iónicas obtenidas mediante la aplicación de polímeros aniónicos de alto peso molecular para flocular las partículas minerales a las que se añaden, en la superficie del mineral, cationes multivalentes tales como el ion calcio. Asimismo, la patente US 5.449.402 da a conocer un producto obtenido mediante un método de creación de huecos internos basado en interacciones iónicas o electrostáticas igual que en el documento US 5.454.864 o incluso el documento US 5.344.487 o el documento EP 0 573 150 que proponen un pigmento compuesto cuya preparación se basa en las fuerzas de atracción iónica. Estos procedimientos basados en las fuerzas de atracción iónica son sensibles a las fuerzas iónicas que entran en juego en las formulaciones de lechada de estucado de papel o de carga de masa de papel y no garantizan la puesta en práctica de estos pigmentos en las aplicaciones tales como el estucado o la carga de masa de papel. Una segunda categoría de estos métodos conocidos en la técnica anterior para obtener pigmentos con característica óptica mejorada recurre al uso de compuestos orgánicos del silicio (documentos US 4.818.294; US 5.458.680) o compuestos a base de cloruros (documentos US 4.820.554; US 4.826.536; WO 97/24406). Finalmente un último método conocido para mejorar la blancura (documento WO 97/32934) consiste en revestir las partículas pigmentarias mediante otra partícula pigmentaria tal como de partículas muy finas de carbonato de calcio precipitado. Pero un método de este tipo no se basa en la puesta en práctica de un agente aglutinante orgánico que crea una estructura conjunta. Frente a este problema de mejora de las propiedades ópticas tales como por ejemplo la opacidad, la blancura, la coloración o el brillo o bien incluso de mejora de las características de imprimibilidad, el solicitante ha puesto a punto, según la invención, composiciones compuestas, secas o no acuosas o incluso acuosas, de cargas o pigmentos minerales u orgánicos que permiten mejorar al menos una de las propiedades ópticas o de imprimibilidad requeridas en los diferentes campos de aplicación a la vez que se obtiene una composición macroscópicamente homogénea y estable a pesar de las fuerzas iónicas presentes en las formulaciones bien conocidas tales como las lechadas de estucado de papel para impresión offset o huecograbado o incluso la carga de masa de papel. Así, uno de los objetivos de la invención es obtener composiciones compuestas secas o no acuosas o incluso acuosas de cargas o pigmentos minerales u orgánicos que contienen al menos dos cargas o pigmentos minerales u orgánicos de naturaleza física o química diferente. Las composiciones compuestas de cargas o pigmentos minerales u orgánicos según la invención y que tienen las calidades citadas previamente que constituyen otro objetivo de la invención se caracterizan porque contienen: 2   a) al menos dos cargas o pigmentos minerales u orgánicos de los que al menos uno presenta una superficie dotada de al menos un sitio hidrófilo y al menos el otro presenta una superficie dotada de al menos un sitio organófilo b) al menos un agente aglutinante y porque están estructuradas conjuntamente o adsorbidas conjuntamente es decir porque las diferentes partículas minerales u orgánicas presentan una cohesión estructural aportada por la creación de una unión o de una adhesión entre al menos dos partículas en estados de superficie diferente. Así en toda la descripción siguiente, mediante las expresiones estructura conjunta o estructurados conjuntamente o adsorbidos conjuntamente, el solicitante entiende la creación de una unión entre al menos dos cargas o pigmentos cualesquiera mediante la formación de una estructura comparable a una unión o una adhesión entre la superficie de una carga o pigmento que presenta al menos un sitio hidrófilo y la superficie de la otra carga o pigmento que presenta al menos un sitio organófilo con la ayuda de un agente aglutinante que es un compuesto orgánico. Este aglutinante puede estar soportado por un gas como aire o cualquier otro gas. Además, otro objetivo de la invención es la puesta a punto de composiciones compuestas estables que permiten su transporte y su almacenamiento durante varias semanas. Otro objetivo de la invención es además la puesta a punto de una composición compuesta de estructura macroscópicamente homogénea, lo que se traduce en la puesta a punto de lechadas de estucado de papel macroscópicamente estables y que contienen las composiciones acuosas compuestas citadas previamente. Además, otro objetivo de la invención es el uso de estas composiciones compuestas de cargas o de pigmentos minerales u orgánicos en la fabricación de papel, la masa y/o el estucado y/o cualquier otra composición de tratamiento de la superficie de papel así como en el campo de las pinturas y en el campo de los materiales plásticos. Finalmente, otro objetivo de la invención es la puesta a punto de suspensiones que contienen las composiciones compuestas de la invención así como la puesta a punto de lechadas de estucado de papel o de composiciones de tratamiento de la superficie de papel o incluso de composiciones de carga de masa no estucada que presentan una mejora de al menos una de las propiedades tales como la opacidad, la blancura, el brillo o la imprimibilidad. Ha de observarse que la mejora de estas propiedades depende del campo de aplicación y que el experto en la técnica sabrá cómo adaptar las propiedades a la aplicación final buscada. Estos objetivos se obtienen gracias a la puesta en contacto de la superficie de uno de los pigmentos o cargas con la superficie del otro de los pigmentos o cargas en presencia de un agente aglutinante de manera que esta puesta en contacto crea la formación de una estructura, entre al menos dos partículas minerales u orgánicas de naturaleza física o química diferente, es decir crea la formación de una estructura entre ellas, presentando al menos una de ellas una superficie dotada de al menos un sitio hidrófilo y presentando al menos la otra de ellas una superficie dotada de al menos un sitio organófilo. Por partícula mineral u orgánica que presenta una superficie dotada de al menos un sitio hidrófilo, el solicitante entiende una partícula mineral u orgánica parcial o totalmente humectable por sustancias polares sin la influencia de ningún compuesto externo y más particularmente parcial o totalmente humectable por agua. Las partículas minerales u orgánicas que presentan una superficie dotada de al menos un sitio hidrófilo pueden ser de naturalezas físicas o químicas muy diversas tales como carbonato de calcio natural como por ejemplo creta, calcita, mármol o cualquier otra forma de carbonato de calcio natural que puede proceder concretamente... [Seguir leyendo]

1. Composición compuesta de cargas o pigmentos minerales u orgánicos caracterizada porque contiene: a) al menos dos cargas o pigmentos minerales u orgánicos de los que al menos uno presenta una superficie dotada de al menos un sitio hidrófilo y al menos el otro presenta una superficie dotada de al menos un sitio organófilo b) al menos un agente aglutinante elegido entre los polímeros y/o copolímeros acrílicos o vinílicos o los policondensados o los productos de poliadición tales como los polímeros y/o copolímeros, en su estado totalmente ácido o parcialmente neutralizado o totalmente neutralizado, de al menos uno de los monómeros tales como ácido acrílico y/o metacrílico, itacónico, crotónico, fumárico, anhídrido maleico o incluso, isocrotónico, aconítico, mesacónico, sinápico, undecilénico, angélico y/o sus ésteres respectivos, ácido acrilamidometilpropanosulfónico, acroleína, acrilamida y/o metacrilamida, cloruro o sulfato de metacrilamidopropiltrimetilamonio, metacrilato de etilo de cloruro o sulfato de trimetilamonio, así como sus homólogos de acrilato y de acrilamida cuaternizados o no y/o cloruro de dimetildialilo, vinilpirrolidona o bien incluso un agente aglutinante elegido entre los ácidos grasos lineales o ramificados, o los alcoholes grasos lineales o ramificados, o las aminas grasas lineales o ramificadas o cíclicas, y saturados o no o bien incluso un agente aglutinante elegido entre las sales cuaternarias preferiblemente de cadenas grasas lineales o ramificadas de origen vegetal o no, y porque las cargas o los pigmentos minerales u orgánicos están estructurados conjuntamente o adsorbidos conjuntamente. 2. Composición compuesta de cargas o pigmentos minerales u orgánicos según la reivindicación 1, caracterizada porque es una composición acuosa. 3. Composición compuesta de cargas o pigmentos minerales u orgánicos según la reivindicación 1, caracterizada porque es una composición no acuosa. 4. Composición compuesta de cargas o pigmentos minerales u orgánicos según la reivindicación 1, caracterizada porque es una composición seca. 5. Composición compuesta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el agente aglutinante se elige entre los polímeros y/o copolímeros acrílicos o vinílicos, en su estado totalmente ácido o parcialmente neutralizado o totalmente neutralizado, obtenidos mediante polimerización, en estado ácido en presencia de al menos una de las partículas minerales u orgánicas de la composición compuesta y eventualmente en presencia del agente aglutinante según la reivindicación 7, de al menos uno de los monómeros tales como ácido acrílico y/o metacrílico, itacónico, crotónico, fumárico, anhídrido maleico o incluso, isocrotónico, aconítico, mesacónico, sinápico, undecilénico, angélico y/o sus ésteres respectivos, ácido acrilamidometilpropanosulfónico, acroleína, acrilamida y/o metacrilamida, cloruro o sulfato de metacrilamidopropiltrimetilamonio, metacrilato de etilo de cloruro o sulfato de trimetilamonio, así como sus homólogos de acrilato y de acrilamida cuaternizados o no y/o cloruro de dimetildialilo, vinilpirrolidona o bien incluso tales como los ácidos grasos insaturados lineales o ramificados, o los alcoholes grasos insaturados lineales o ramificados, o las aminas grasas insaturadas lineales o ramificadas o cíclicas, o bien las sales cuaternarias preferiblemente de cadenas grasas insaturadas lineales o ramificadas de origen vegetal o no. 6. Composición compuesta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la o las cargas o el o los pigmentos minerales u orgánicos que presentan una superficie dotada de al menos un sitio hidrófilo se eligen entre los carbonatos de calcio naturales como creta, calcita, mármol o cualquier otra forma de carbonato de calcio natural procedente concretamente de procedimientos de reciclaje, o entre carbonato de calcio precipitado, las dolomitas, los hidróxidos de aluminio cristalinos o amorfos, los silicatos precipitados naturales o sintéticos, sulfato de calcio, los dióxidos de titanio, blanco satén, las wollastonitas, huntita, las arcillas calcinadas procedentes concretamente de procedimientos de reciclaje o almidón o incluso se eligen entre las partículas minerales u orgánicas organófilas que se han sometido a un tratamiento físico o químico de manera que presenten al menos un sitio hidrófilo. 7. Composición compuesta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la o las cargas o el o los pigmentos minerales u orgánicos que presentan una superficie dotada de al menos un sitio organófilo se eligen entre los talcos, las micas, los caolines calcinados o no, óxido de zinc, los pigmentos de hierro transparentes, los pigmentos colorantes, los pigmentos sintéticos a base de poliestireno, las resinas de urea-formaldehído, negro de carbono o las fibras y harina de celulosa o incluso se eligen entre las partículas minerales u orgánicas hidrófilas que se han sometido a un tratamiento físico o químico de manera que presenten al menos un sitio organófilo. 8. Composición compuesta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque contiene del 0,1% al 99,9% en peso seco y preferiblemente del 25% al 95% en peso seco, con respecto al peso seco total de las cargas o los pigmentos, de cargas o pigmentos minerales u orgánicos que presentan una superficie dotada de al menos un sitio hidrófilo y del 99,9% al 0,1% en peso seco y preferiblemente entre el 75% y el 5% en peso seco, con respecto al peso seco total de las cargas o los pigmentos, de cargas o pigmentos minerales u orgánicos que presentan una superficie 36   dotada de al menos un sitio organófilo. 9. Composición compuesta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque contiene del 0,01% al 10% y preferiblemente del 0,1% al 1,5% en peso seco del agente aglutinante, con respecto al peso seco total de las cargas o los pigmentos. 10. Composición compuesta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque es macroscópicamente homogénea. 11. Composición compuesta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada porque su límite de elasticidad determinado mediante la medición con el viscoelasticímetro Stress Tech® es superior y preferiblemente al menos cuatro veces superior al de la mezcla sencilla de cargas o pigmentos correspondiente. 12. Uso de las composiciones compuestas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, para la fabricación de suspensiones acuosas de cargas o pigmentos minerales u orgánicos, de lechadas de estucado de papel y/o a la fabricación de papel, a la masa y/o a cualquier otro tratamiento de la superficie de papel. 13. Uso de las composiciones compuestas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el campo de las pinturas. 14. Uso de las composiciones compuestas según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el campo de los materiales plásticos. 15. Suspensión acuosa de cargas o pigmentos minerales u orgánicos caracterizada porque contiene una composición compuesta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11. 16. Suspensión acuosa de cargas o pigmentos minerales u orgánicos según la reivindicación 15, caracterizada porque es macroscópicamente homogénea. 17. Suspensión acuosa de cargas o pigmentos minerales u orgánicos según la reivindicación 15, caracterizada porque su límite de elasticidad determinado mediante la medición con el viscoelasticímetro Stress Tech® es superior y preferiblemente al menos cuatro veces superior al de la mezcla sencilla de cargas o pigmentos correspondiente. 18. Lechada de estucado caracterizada porque contiene una composición compuesta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14. 19. Lechada de estucado de papel según la reivindicación 18 caracterizada porque es macroscópicamente homogénea. 20. Lechada de estucado de papel según la reivindicación 18 caracterizada porque su límite de elasticidad determinado mediante la medición con el viscoelasticímetro Stress Tech® es superior y preferiblemente al menos cuatro veces superior al de la mezcla sencilla de cargas o pigmentos correspondiente. 21. Lechada de estucado de papel según una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20, caracterizada porque presenta un coeficiente de difusión de la luz S, superior al de una lechada de estucado que contiene las suspensiones sencillas de las mezclas correspondientes. 22. Lechada de estucado de papel según una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20, caracterizada porque presenta una blancura, determinada según la norma TAPPI T452 ISO 2470, superior a la de una lechada de estucado que contiene las suspensiones sencillas de las mezclas correspondientes. 23. Lechada de estucado de papel según una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20, caracterizada porque presenta un brillo, TAPPI 75º según Lehmann, superior a la de una lechada de estucado que contiene las suspensiones sencillas de las mezclas correspondientes. 24. Lechada de estucado de papel según una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20, caracterizada porque su curva, determinada según la prueba de imprimibilidad ISIT y representativa de la fuerza de desprendimiento en función del tiempo, presenta pendientes ascendente y descendente más pequeñas que las lechadas de estucado que contienen las suspensiones sencillas de las mezclas correspondientes y un valor máximo de la fuerza de desprendimiento más elevado. 25. Lechada de estucado de papel según una cualquiera de las reivindicaciones 18 a 20, caracterizada porque presenta una densidad de impresión superior a la de una lechada de estucado que contiene las suspensiones sencillas de las mezclas correspondientes. 37   26. Composición de tratamiento de la superficie de papel, de madera, de metal, de plástico o de cemento o formulación de pintura acuosa o no acuosa caracterizada porque contiene una composición compuesta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11. 27. Composición de tratamiento de la superficie de papel, de madera, de metal, de plástico o de cemento o formulación de pintura acuosa o no acuosa según la reivindicación 26, caracterizada porque es macroscópicamente homogénea. 28. Composición de tratamiento de la superficie de papel según la reivindicación 26, caracterizada porque su límite de elasticidad determinado mediante la medición con el viscoelasticímetro Stress Tech® es superior y preferiblemente al menos cuatro veces superior al de la mezcla sencilla de cargas o pigmentos correspondiente. 29. Formulación de pintura acuosa o no acuosa según la reivindicación 26, caracterizada porque presenta un coeficiente de difusión de la luz S, superior al de una formulación de pintura que contiene las suspensiones sencillas de las mezclas correspondientes. 30. Composición de tratamiento de la superficie de papel según una cualquiera de las reivindicaciones 26 a 28, caracterizada porque su curva, determinada según la prueba de imprimibilidad ISIT y representativa de la fuerza de desprendimiento en función del tiempo, presenta pendientes ascendente y descendente más pequeñas que las composiciones de tratamiento de la superficie de papel que contienen las suspensiones sencillas de las mezclas correspondientes y un valor máximo de la fuerza de desprendimiento más elevado. 31. Composición de carga de masa no estucada caracterizada porque contiene una composición compuesta según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11. 32. Hoja de papel de base destinada a estucarse caracterizada porque contiene la composición de carga de masa no estucada según la reivindicación 31. 33. Hoja de papel según la reivindicación 32, caracterizada porque presenta una opacidad determinada según la norma DIN 53146, superior a la de una hoja de papel que contiene las suspensiones sencillas de las mezclas correspondientes. 34. Hoja de papel según la reivindicación 32, caracterizada porque presenta una blancura determinada según la norma TAPPI T452 ISO 2470, superior a la de una hoja de papel que contiene las suspensiones sencillas de las mezclas correspondientes. 38   39     41   42   43