SÍLICE PRECIPITADA PARA APLICACIÓN EN PAPEL.

Sílice precipitada, caracterizada porque presenta: - una absorción de aceite DOP inferior a 260 ml/100 g,

- un volumen poroso (Vc25), formado por poros de diámetro inferior a 25 nm, superior a 0,8 ml/g, - una superficie específica CTAB superior a 280 m2/g

Sflice precipitada para aplicaci6n en papel La presente invenci6n se refiere a sflices precipitadas particulares, que presentan particularmente una porosidad especffica.

Se refiere igualmente a su procedimiento de preparaci6n.

Se refiere ademas a sus utilizaciones, preferentemente en la industria papelera, particularmente como materiales de carga para papel, en particular en la aplicaci6n de revestimientos de papel para la impresi6n de chorro de tinta.

Se sabe que ciertas sflices pueden ser empleadas en la fabricaci6n de papel, ya seca como material de carga de relleno para papeles corrientes de tipo papeles de peri6dicos o bien como material de carga de revestimiento para papeles especiales que necesitan una mayor calidad de la superficie como, por ejemplo, papeles para impresoras de chorro de tinta de color.

Al ser incorporadas en la masa del papel, las sflices pueden permitir mejorar una o varias de las propiedades siguientes: opacidad, blancura, densidad, porosidad, propiedades mecanicas, capacidad de impresi6n, etc.

Ciertos papeles, en particular los denominados papeles especiales, deben presentar igualmente una gran calidad de 15 superficie.

Este es el caso particularmente de los papeles para impresoras de tinta de color, en lo que se exige una reproducci6n en color de gran definici6n. Este estado de la superficie puede ser obtenido entonces mediante revestimiento (o recubrimiento) de las hojas de papel mediante un bano de revestimiento basado en sflice.

Incluso aunque las sflices desarrolladas hasta hoy son conveniente en ciertos aspecto para una aplicaci6n en papelerfa, pueden presentar no obstante ciertos inconvenientes, particularmente para el revestimiento de papel para impresoras de chorro de tinta en color.

El objetivo principal de la invenci6n es proporcionar una sflice que sea una alternativa a las sflices conocidas y que presenta buenas propiedades de nivel de aplicaci6n al papel, en particular para el revestimiento de papel para impresi6n de chorro de tinta.

Por tanto, la presente invenci6n tiene por objeto, particularmente, una sflice precipitada caracterizada pporque presenta:

- una absorci6n de aceite DOP inferior a 260 ml/100 g,

- un volumen poroso (Vc25) , formado por poros de diametro inferior a 25 nm, superior a 0, 8 ml/g,

- una superficie especffica CTAB superior a 280 m2/g.

En la exposici6n que sigue, la absorci6n de aceite DOP se determina segun la norma ISO 787/5 utilizando dioctilftalato (ma ledici6n se efectua sobre el producto como tal (no secado) ) .

El volumen poroso (Vd25) y el tamano de los poros se determinan mediante el metodo de Barett, Joyner y Halenda, denominado metodo BJH, descrito particular por F. Rouquerol, L. Luciani, P.Llewwellyn, R. Denoyel y J. Rouquerol, en la publicaci6n "Les Techniques de l'Ingenieur", septiembre de 2011. En la presente exposici6n solo se consideran los poros que presenta un diametro inferior a 25 nm.

La superficie especffica CTAB es la superficie externa determinada segun la norma NF T 45007 (noviembre de 1987) .

La superficie especffica BET se determina segun en metodo de Brunauer-Emmett-Teller descrito en la publicaci6n "The Journal of the American Chemical Society", Vol, 60, pagina 309, febrero de 1938 y correspondiente a la norma NF ISO 9277 (diciembre de 1996) .

El tamano mediano de partfculas (d50) , en masa, puede ser determinado mediante difracci6n de laser segun la norma NF X 11-666. La medici6n se efectua por medio de un granul6metro MALVERN MASTERSIZER 2000 (de la empresa Malvern Instruments) y de su dispositivo de toma de muestras de suspensi6n Hydro 2000G, en presencia de ultrasonidos. Durante la medici6n, la determinaci6n de parametros del dispositivo de toma de muestras es la 45 siguiente: bomba regulada a 1250 revoluciones/minuto, agitaci6n regulada a 500 revoluciones/minuto y nivel de ultrasonidos regulado a 20%; se selecciona el modo "Fraunhofer" y la cantidad de sflice introducida en el lfquido de medici6n (agua desmineralizada) es tal que el oscurecimiento antes de la m edici6n se situa entre 10 y 20%; la duraci6n de la medici6n es de 20 segundos.

El pH se mide segun la norma ISO 787/9 (pH de una suspensi6n al 5% en peso de sflice en agua desionizada) .

La humedad y el contenido de agua residual se miden segun la norma ISO 787/2, despues de un tratamiento termico a 105°C durante 2 horas. La sflice precipitada segun la invenci6n presenta una porosidad particular. Posee una absorci6n de aceite DOP inferior a 260 ml/100 g, preferentemente inferior a 240 ml/100 g, en particular inferior a 225 ml/100 g. Su absorci6n de aceite DOP puede ser particularmente inferior a 210 ml/100 g, por ejemplo, inferior a 205 ml/100 g. En general es superior a 145 ml/100 g, por ejemplo, superior a 180 ml/100 g. Su volumen poroso (Vd25) , formado por poros de diametro inferior a 25 nm, es superior a 0, 8 ml/g, preferentemente superior a 0, 9 ml/g, en particular de al menos 0, 95 ml/g. Puede ser de al menos 1, 0 ml/g, particularmente de al menos 1, 05 ml/g, por ejemplo, superior a 1, 1 ml/g. En general es inferior a 1, 7 ml/g, en particular inferior a 1, 5 ml/g. La sflice segun la invenci6n presenta una superficie especffica CTAB superior a 280 m2/g, preferentemente superior a 300 m2/g; puede ser en particular superior a 330 m2/g, por ejemplo, superior a 350 m2/g. Generalmente es inferior a 450 m2/g, particularmente inferior a 400 m2/g. La superficie especffica CTAB de la sflice segun la invenci6n puede estar comprendida estrictamente entre 330 y 400 m2/g, en particular comprendida estrictamente entre 350 y 400 m2/g, por ejemplo, comprendida entre 355 y 390

m2/g. En general, la sflice precipitada segun la invenci6n presenta una superficie especffica BET superior a 450 m2/g, en particular superior a 510 m2/g; puede ser particularmente superior a 540 m2/g, por ejemplo, superior a 650 m2/g, incluso hasta 800 m2/g.

Su superficie especffica BET es habitualmente inferior a 1200 m2/g, en particular inferior a 1000 m2/g, particularmente como maximo 900 m2/g. De forma preferida, la porosidad de la sflice segun la invenci6n es tal que esta presenta un diametro de poros (dp) , para los poros de diametro inferior a 25 nm, tomado en el maximo de la distribuci6n del tamano de poros en volumen (modo, inferior a 12, 0 nm, en particular inferior a 8, 0 nm, particularmente inferior a 7, 0 nm, por ejemplo, inferior a 6, 5 nm; este puede ser inferior a 5, 5 nm, incluso inferior a 3, 0 nm.

Su contenido de aluminio es, en general, inferior a 2800 ppm, por ejemplo, inferior a 200 ppm. La sflice precipitada segun la presente invenci6n puede presentar un tamano mediano de partfculas (d50) como maximo de 20 Im, preferentemente comprendido entre 0, 5 y 20 Im, en particular entre 2 y 15 Im, particularmente entre 3, 5 y 12 Im, por ejemplo, entre 6 y 10, 5 Im, en particular entre 2 y 15 Im, particularmente entre 3, 5 y 12 Im, por ejemplo, entre 6 y 10, 5 Im, incluso entre 9, 5 y 10, 5 Im. Esto resulta particularmente ventajoso cuando esta destinada a ser empleada como material de carga (pigmento) de revestimiento, por ejemplo, en un bano de revestimiento para papel, en particular para papel de impresoras de chorro de tinta (negra y/o en color) , particularmente de chorro de tinta de color. La sflice segun la invenci6n puede poseer, particularmente cuando esta destinada a la utilizaci6n indicada con anterioridad: -una absorci6n de aceite DOP inferior a 205 ml/100 g, -un volumen poroso (Vd25) , formado por poros de diametro inferior a 25 nm, de al menos 0, 95 ml/g, en particular de al menos 1, 0 ml/g, particularmente de al menos 1, 05 ml/g, -una superficie especffica CTAB comprendida estrictamente entre 330 y 400 m2/g, en particular comprendida estrictamente entre 350 y 400 m2/g, por ejemplo, comprendida entre 355 y 390 m2/g, -una superficie especffica BET superior a 510 m2/g, -un diametro de poros (dp) , para los poros de diametro inferior a 25 nm, tomado en el maximo de la distsribuci6n del tamano de poros en volumen (modo) , inferior a 12, 0 nm, en particular inferior a 8, 0 nm, -un tamano mediano de partfculas (d50) comprendido entre 6 y 10, 5 Im, particularmente entre 9, 5 y 10, 5 Im.

De forma general, la sflice segun la invenci6n presenta un pH comprendido entre 2, 5 y 8, 5, particularmente entre 2, 7 y 8, 0.

Su pH esta comprendido preferentemente entre 2, 5 y 6, 0, por ejemplo, entre 2, 7 y 5, 8 o entre 2, 7 y 4, 3. Puede estar igualmente... [Seguir leyendo]

1. Sflice precipitada, caracterizada porque presenta:

- una absorci6n de aceite DOP inferior a 260 ml/100 g,

- un volumen poroso (Vc25) , formado por poros de diametro inferior a 25 nm, superior a 0, 8 ml/g,

- una superficie especffica CTAB superior a 280 m2/g.

2. Sflice segun la reivindicaci6n 1, caracterizada porque presenta un volumen poroso (Vd25) , formado por los poros de diametro inferior a 25 nm, superior a 0, 9 ml/g, en particular de al menos 0, 95 ml/g, por ejemplo, de al menos 1, 0 ml/g.

3. Sflice segun una de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque presenta una superficie especffica BET superior a 450 m2/g, en particular superior a 510 m2/g, particularmente superior a 540 m2/g, por ejemplo, superior a 650 m2/g.

4. Sflice segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque presenta un diametro de poros (dp) , para poros de diametro inferior a 25 nm, tomado en el maximo de la distribuci6n del tamano de poros en volumen, inferior a 12, 0 nm, en particular inferior a 8, 0 nm, por ejemplo, inferior a 7, 0 nm.

5. Sflice segun una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque presenta un contenido de aluminio inferior a 2800 ppm, preferentemente inferior a 500 ppm, por ejemplo, inferior a 200 ppm.

6. Sflice segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque presenta un tamano mediano de partfculas (d50) como maximo de 20 Im, preferentemente comprendido entre 0, 5 y 20 Im, en particular entre 2 y 15 Im, particularmente entre 3, 5 y 12 Im, por ejemplo, entre 6 y 10, 5 Im o entre 9, 5 y 10, 5 Im.

7. Sflice segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque presenta:

- una absorci6n de aceite DOP inferior a 205 ml/100 g,

- un volumen poroso (Vd25) , formado por poros de diametro inferior a 25 nm, de al menos 0, 95 ml/g, en particular de al menos 1, 0 ml/g,

- una superficie especffica CTAB comprendida estrictamente entre 330 y 400 m2/g, en particular comprendida estrictamente entre 350 y 400 m2/g, por ejemplo, comprendida entre 355 y 390 m2/g,

- una superficie especffica BET superior a 510 m2/g,

- un diametro de poros (dp) , para los poros de diametro inferior a 25 nm, tomado en el maximo de la distribuci6n del tamano de poros en volumen, inferior a 12, 0 nm, en particular inferior a 8 nm,

- un tamano mediano de partfculas (d50) comprendido entre 6 y 10, 5 Im, particularmente entre 9, 5 y 10, 5 Im.

8. Suspensi6n acuosa de sflice precipitada, caracterizada porque comprende al menos una sflice precipitada segun una de las reivindicaciones 1 a 7.

9. Procedimiento de preparaci6n de una sflice precipitada segun una de las reivindicaciones 1 a 7, que comprende la reacci6n de un silicato con un agente acidificante, mediante la cual se obtiene una suspensi6n de sflice precipitada, seguido de la separaci6n y secado de esta suspensi6n, caracterizado porque la reacci6n del silicato con el agente acidificante se realiza segun las etapas sucesivas siguientes:

(i) se forma una materia de partida inicial que comprende una parte de la cantidad total del silicato utilizado en la reacci6n, estando comprendida la concentraci6n de silicato (expresada en SiO2) en dicha materia de partida inicial entre 10 y 50 g/l, preferentemente entre 12 y 48 g/l, y estando comprendida la temperatura de dicha materia de partida inicial entre 40 y 65°C

(ii) se anaden a dicha materia de partida, de forma simultanea, el agente acidificante y la cantidad restante del silicato, durante 20 a 150 minutos, siendo superior a 5 la relaci6n de la cantidad de silicato anadido (expresada en SiO2) /cantidad de silicato presente en la materia de partida inicial (expresada en SiO2) :

a) ya sea a caudales constantes que conduzcan al final de esta adici6n simultanea a un valor del pH del medio de reacci6n comprendido entre 3, 5 y 8, 5;

b) ya sea a un caudal de agente acidificante regulado de forma que se mantenga el pH del medio de reacci6n a un valor constante y comprendido entre 3, 5 y 8, 5,

(iii) se anade al medio de reacci6n, en el caso de que el valor del pH del medio de reacci6n al final de la etapa (ii) sea superior a 6, 0, el agente acidificante, durante 3 a 25 minutos, de forma que se alcance un valor del pH del medio de reacci6n comprendido entre 3, 5 y 6, 0, (iv) se mantiene el medio de reacci6n, obtenido al final de la etapa precedente, bajo agitaci6n durante 5 a 60 minutos.

10. Procedimiento segun la reivindicaci6n 9, caracterizado porque comprende, entre la etapa (i) y la etapa (ii) , la etapa (i') siguiente:

(i') se anade a dicha materia de partida el agente acidificante, durante 5 a 30 minutos, hasta la obtenci6n de un valor del pH del medio de reacci6n comprendido entre 3, 5 y 8, 5,

11. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 9 y 10, caracterizado porque no se anade ningun electrolito en la etapa (i) .

12. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque la separaci6n consiste en una filtraci6n, seguida de una operaci6n de disgregaci6n de la torta de filtraci6n obtenida al final de la filtraci6n, siendo mezclado o anadido un acido carboxflico a dicha torta antes o en el transcurso de la operaci6n de disgregaci6n.

13. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque se tritura o se microniza la sflice precipitada obtenida al final de la etapa de secado.

14. ºtilizaci6n de una sflice segun una de las reivindicaciones 1 a 7 o de una suspensi6n de sflice segun la reivindicaci6n 8 en la industria papelera, en particular como material de carga para papel.

15. ºtilizaci6n de una sflice segun una de las reivindicaciones 1 a 7 o de una suspensi6n de sflice segun la reivindicaci6n 8 como material de carga de revestimiento para papel, en particular para papel para impresoras de chorro de tinta.

16. Bano de revestimiento para papel, en particular para papel para impresoras de chorro de tinta, caracterizado porque comprende una sflice segun una de las reivindicaciones 1 a 7 o una suspensi6n de sflice segun la reivindicaci6n 8.

17. Procedimiento para mejorar las cualidades de impresi6n del papel, caracterizado porque utiliza como material de carga para papel una sflice segun un de las reivindicaciones 1 a 7 o una suspensi6n de sflice segun la reivindicaci6n

8.

18. ºtilizaci6n de una sflice segun una de las reivindicaciones 1 a 7 como material de carga para revestimiento para papel termico, material de carga en la masa del papel, soporte de lfquido, soporte de s6lido, particularmente soporte de catalizador, agente absorbente y/o enmascarador del olor, agente desecante, aditivo para tintas, clarificador y/o estabilizador de cerveza o de vino, agente antiapelmazante, agente aglutinante, aditivo para pintura, agente antibloqueante, agente antideslizante, para cromatograffa, para la adsorci6n de lfquidos o gases, particularmente en filtros de cigarrillos, para la preparaci6n de separadores de baterfa o para la gelificaci6n de acido sulfurico.