USO DE DISPERSIONES DE ALMIDÓN CATIÓNICO RETICULADO EN LA FABRICACIÓN DE PAPEL.

Uso de una dispersión de almidón compuesta por partículas discretas de almidón catiónico reticulado en un líquido acuoso en la fabricación de papel,

en la que la dispersión de almidón se utiliza como aditivo en el papel de suspensión para la fabricación de papel y el tamaño de partícula de las partículas de almidón en la dispersión de almidón es de 200 nm a 100 µm

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La presente invención se refiere al uso de dispersiones de almidón catiónico reticulado para la fabricación de papel, a un proceso novedoso para su preparación y a las dispersiones que se pueden obtener mediante ese proceso.

Las exigencias de la calidad de muchos tipos de papel son muy altas debido a la mayor eficacia de las máquinas de procesamiento modernas. Estos requisitos ya no pueden satisfacerse mediante papel compuesto por pasta y relleno solo. Por tanto está disponible un gran número de aditivos para modificar y mejorar las propiedades del papel. Los así denominados aditivos para la parte húmeda se añaden a la pasta líquida mientras que otros aditivos como agentes encolantes de superficie se aplican a la superficie de la hoja de papel.

Entre otros, se utilizan almidones modificados, especialmente almidones catiónico, como aditivos para la parte húmeda así como para el encolado de superficie. La manipulación de esos almidones comercialmente disponibles es impráctica ya que tienen que ser disueltos bajo calor para añadirles la sustancia para la fabricación de papel o aplicarlos a la superficie de la hoja de papel.

US3876629 se refiere a un almidón de cereal en gránulos grandes reticulado y clasificado por tamaños, especialmente almidón de trigo clasificado por tamaños con unos tamaños de gránulo con un promedio de 12 a 40 micrones de tamaño, con aproximadamente el 22% de los gránulos al menos de 22 micrones de tamaño. La reticulación se obtiene utilizando oxicloruro de fósforo en una suspensión acuosa del almidón en gránulos grandes en condiciones altamente alcalinas a un pH en el intervalo de al menos 11,5, sin la adición de sales que inhiban la gelatinización o amortiguadoras. La temperatura de reacción puede ser de aproximadamente 70°F (21,1°C) a aproximadamente 105°F (40,6°C), preferentemente por debajo de los 90°F (32,2°C), y la concentración de la suspensión acuosa de almidón está preferentemente en el intervalo de 20° -23° Baume, aunque podrá variar en un intervalo relativamente más amplio. La temperatura de gelatinización (método de calentamiento) del almidón en gránulos grandes antes a la reacción de reticulación es de aproximadamente 138°F (58,9°C), y después de la reacción se aumenta la temperatura de gelatinización a unos 162°F (72,2°C).

GB1412422 describe un proceso para la fabricación de láminas metálicas o alfombras de fibras electroconductoras que comprenden recubrir una lámina metálica o alfombra de fibras en al menos un lado con un recubrimiento que comprende un éster o éter de poliol polimérico hidrofílico, soluble en agua y catiónico, que contiene grupos amino terciarios, grupos amonio cuaternarios, grupos sulfonio terciarios o fosfonio cuaternarios en una cantidad correspondiente a un grado promedio de sustitución de al menos 0,25 y, si se desea, una resina electroconductora, de manera que la resistividad eléctrica superficial específica de la capa de recubrimiento aplicada a una humedad relativa del 10% sea inferior a 1012 ohmios/cuadrado y a una humedad relativa del 65% sea superior a 106 ohmios/cuadrado.

US5512617 describe unos materiales basados en un almidón que ha sido digerido termomecánicamente a temperaturas y presiones elevadas y tras la adición de agua y/o plastificantes de menor peso molecular y que contiene resinas alcídicas altamente reiticulables oxidativamente habiendo sido incorporadas en una mezcla íntima. Preferentemente, estas resinas alcídicas han sido compuestas al menos predominantemente por sustancias clave basadas en materias primas que pueden volver a cultivarse. Las mezclas de almidón así modificadas son adecuadas para la fabricación de artículos conformados que en presencia del aire se curarán reactivamente y acto seguido se les proporciona un aumento de la resistencia, y especialmente un aumento de la resistencia al agua.

EP0544234 describe un método de extrusión de almidón a un nivel de humedad total baja de aproximadamente el 25% o menos, en peso, en el que la alimentación comprende almidón que tiene una distribución de tamaño de partícula de manera que el 30% o más en peso del almidón tenga un tamaño de partícula de al menos 180 micras. En una forma de realización, el almidón de alimentación a la extrusora se seca utilizando un secador de banda continuo hasta un contenido bajo de humedad de aproximadamente el 25% o menos, en peso, y tiene una distribución de tamaño de partícula tal que el 30% o más en peso del almidón, preferentemente un 50% o más, tiene un tamaño de partícula de al menos 180 micras.

JP8143601 pretende obtener almidón modificado, específicamente modificado en la transformación de la superficie específica de las partículas de almidón, mediante una acción de una energía mecánica que no ha sido probada en una técnica de modificación del almidón habitual. Describe un método para producir almidón modificado para hacer planas las partículas de almidón mediante una o más energías mecánicas seleccionadas de entre una fuerza de compresión, una fuerza de impacto, una fuerza abrasiva y una fuerza de cizalladura, sin romper las partículas o deformarlas en partículas finas pulverizando partículas de almidón deformadas planas mediante una o más energías mecánicas para obtener el almidón modificado. La superficie específica del almidón modificado es mayor que 2,5 veces la del almidón no modificado.

JP51075104 describe un recubrimiento que consiste en una mezcla de un almidón reticulado, un pigmento y un adhesivo se aplica sobre papel. El papel en estado húmedo se presiona sobre una superficie cromada calentada a una temperatura de 80 a 100°C para el secado. El almidón reticulado se prepara haciendo reaccionar un agente de reticulación con almidón hecho de maíz, trigo, patata, etc. El agente de reticulación debería poder reaccionar con el grupo hidroxilo de la molécula de almidón y reducir la afinidad por el agua o la interacción entre las partículas del almidón disperso. Se selecciona de entre formaldehído, glioxal, acroleína, urea, resina de formaldehído, epiclorohidrina, resina epoxi, dímero de alquil ceteno, etc. y se añade hasta tal punto que el grado de sustitución o de reacción del grupo hidroxilo pueda ser < 1,0. El papel recubierto es muy ligero de peso y excelente en resistencia al agua.

Fue descubierto por los presentes inventores que una dispersión de almidón compuesta por partículas discretas de almidón catiónico reticulado en un líquido acuoso puede, de acuerdo con la reivindicación 1, utilizarse en la fabricación de papel.

Los almidones catiónico reticulados pueden utilizarse como aditivo para la parte húmeda, es decir añadidos a la sustancia para la fabricación de papel (pasta líquida), o aplicarse a la superficie del papel como agente de encolado de superficie. El término "aditivo" incluye aditivos con efectos cualitativos y adyuvantes de procesamiento.

Como aditivo para la parte húmeda el almidón catiónico reticulado mejora la resistencia en seco del papel (aditivo de resistencia en seco) y aumenta la retención de fibras cortas (adyuvante de la retención). Si se utiliza como agente encolante la dispersión del almidón catiónico reticulado puede ser añadido a la pasta líquida (encolado de la pasta) y/o aplicado a la superficie de la hoja formada (encolado de superficie). El encolado reduce la alta capacidad de absorción del papel, lo hace parcialmente hidrófobo y evita la dispersión de la tinta o del color, pero no la receptividad para estos fluidos. El encolado se logra distribuyendo la cola tan finamente como sea posible en la pasta líquida o en la superficie y posteriormente haciéndola precipitar sobre las fibras. Si se utiliza como agente encolante, el almidón catiónico reticulado se aplica de esta manera junto con un precipitante que es preferentemente un agente encolante sintético, principalmente un dímero alquilceteno. Sin embargo, también pueden utilizarse otros precipitantes como alumbre dependiendo del tipo de relleno añadido y el tipo de papel preparado.

La presente invención se refiere también a una composición que comprende pasta, un relleno y una dispersión acuosa de partículas discretas de almidón catiónico reticulado en el que las partículas de almidón en la dispersión de almidón oscilan entre 200nm a 100 μm. No existen restricciones con respecto a la pasta, pueden utilizarse todas las materias primas convencionales para la pasta, como por ejemplo las descritas en Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6ª edición. Tampoco existen...

1. Uso de una dispersión de almidón compuesta por partículas discretas de almidón catiónico reticulado en un líquido acuoso en la fabricación de papel, en la que la dispersión de almidón se utiliza como aditivo en el papel de suspensión para la fabricación de papel y el tamaño de partícula de las partículas de almidón en la dispersión de almidón es de 200 nm a 100 µm.

2. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 en el que la dispersión de almidón se utiliza como un agente encolante en el encolado de la pasta.

3. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 en el que la dispersión de almidón se utiliza como un aditivo de resistencia en seco.

4. Uso de acuerdo con la reivindicación 1 en el que la dispersión de almidón se utiliza como un adyuvante de la retención.

5. Una composición compuesta por pasta, un relleno y una dispersión acuosa de partículas discretas de almidón catiónico reticulado, en el que las partículas de almidón en la dispersión de almidón son de 200 nm a 100 µm.

6. Un método de preparación de una dispersión de partículas de almidón catiónico en un líquido acuoso que comprende:

(a) la obtención de una mezcla de almidón catiónico y un líquido acuoso;

(b) el procesamiento de la mezcla utilizando fuerzas de cizalladura en presencia de un agente reticulante; y

(c) añadir y mezclar en un líquido hidroxílico para obtener la dispersión de almidón.

7. El método de acuerdo con la reivindicación 6 en el que se procesa la mezcla en presencia de un agente reticulante en una extrusora, el líquido hidroxílico se añade a la extrusora, y la mezcla se dispersa dentro de la extrusora o fuera de la extrusora o tanto dentro como fuera de la extrusora para obtener la dispersión.

8. El método de acuerdo con la reivindicación 7 en el que después de la adición del líquido hidroxílico, la mezcla es en primer lugar predispersada dentro de la extrusora y a continuación se completa la dispersión fuera de la extrusora.

5 9. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8 en el que el líquido acuoso en la etapa (a) es agua o una combinación de agua y alcohol y el líquido hidroxílico en la etapa (c) es agua y/o alcohol.

10. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9 en 10 el que se añade un plastificante en la etapa (a).

11. Una dispersión de partículas de almidón catiónico obtenible por el método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10.

15 12. Uso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 en el que la dispersión de almidón es obtenible por el proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10.