Kit y composición para el tratamiento de artículos celulósicos.

Un método para el tratamiento de artículos celulósicos, que comprende:

proporcionar un artículo celulósico;

aplicar secuencialmente sobre dicho artículo celulósico una primera composición acuosa y una segundacomposición acuosa, caracterizado porque

(i) dicha primera composición acuosa tiene un pH de al menos 10 y comprende silicato de potasio enun intervalo que va desde un 1,5 a un 32% en peso, siendo la ratio molar Si:K de dicho silicato depotasio menor de 3;

y

(ii) comprendiendo dicha segunda composición acuosa una emulsión de al menos un compuestoalcoxi-silano polimerizable de la fórmula general I:

en donde

R1 se selecciona del grupo constituido por alquilos lineales y ramificados, saturados einsaturados y arilos, grupo que está sustituido opcionalmente con funcionalidades aromática,halógeno y/o heteroátomo y grupos órgano-funcionales;

R2 y R3 son independientemente un grupo alcoxi lineal o ramificado; y

R4 es un grupo alcoxi lineal o ramificado o se selecciona del grupo constituido por alquiloslineales y ramificados, saturados e insaturados y arilos, grupo que está sustituidoopcionalmente con funcionalidades aromáticas, halógeno y/o heteroátomo y grupos órgano25funcionales.

Kit y composición para el tratamiento de artículos celulósicos

Campo técnico La presente invención se refiere al uso de un kit de partes para el tratamiento de artículos celulósicos. La presente invención se refiere adicionalmente a un método para el tratamiento de artículos celulósicos.

Antecedentes de la invención La preservación de los artículos de madera es muy importante, por ejemplo, cuando se utilizan artículos de madera como material de construcción.

Es importante que la madera se proteja contra el crecimiento de mohos, ataque de insectos, etc., siendo también deseable la prevención de la pudrición de la madera. Adicionalmente, es deseable hacer que los artículos de madera sean más resistentes al fuego.

Es bien conocido en la técnica el tratamiento de los artículos de madera, y artículos celulósicos en general, con silicatos de sodio. La finalidad de dicho tratamiento es dar a los artículos de madera tratados una estructura que se asemeje a la de la madera petrificada, dado que se sabe que la madera petrificada es muy estable durante periodos de tiempo largos.

Sin embargo, con los métodos convencionales de tratamiento de la madera con silicatos de sodio, el tratamiento de silicato se elimina fácilmente por la acción del agua. Esto es por ejemplo especialmente desventajoso cuando los artículos de madera se utilizan en un ambiente húmedo, tal como por ejemplo cuando los artículos de madera se utilizan en ambientes marinos.

Por tanto, sería deseable proporcionar un tratamiento de silicato para artículos celulósicos que no sea eliminado 30 fácilmente por el agua.

Un método para la obtención de un tratamiento de la madera con silicato resistente al agua se da a conocer en la Solicitud de Patente de los EE. UU. N.° 2005/0042377 A2 otorgada a Slimak et al. En esta solicitud de Patente, se describe un método para el tratamiento de artículos celulósicos con silicato de sodio en el cual el silicato de sodio,

después del tratamiento de la madera con este, se convierte en una forma insoluble en agua. En este método, el artículo celulósico se impregna primeramente con una solución de silicato de sodio o se sumerge en ella durante un periodo de tiempo de varios días, y se trata luego térmicamente a temperaturas superiores a 150ºC durante un periodo de algunos minutos.

Un problema con este método es que con objeto de hacer que el silicato se vuelva insoluble en agua, es necesario un tratamiento térmico. Aún cuando el artículo tratado resultante exhibe según se dice propiedades satisfactorias, este método no es cómodamente aplicable al tratamiento de artículos de madera que forman ya parte de una estructura mayor, tal como por ejemplo un suelo, una casa o análogos, debido al calentamiento intenso que se requiere para conseguir el efecto. Por tanto, existe la necesidad de un método que proporcione a los artículos 45 celulósicos un tratamiento de silicato resistente al agua sin necesidad de tratamiento térmico fuerte.

Adicionalmente, el tratamiento de silicato de la Solicitud de Patente de los EE. UU. N.° 2005/0042377 A2 no hace que los artículos celulósicos sean repelentes al agua en un grado importante. Especialmente en ambientes marinos y otras aplicaciones en las que los artículos celulósicos se ven expuestos a menudo a la humedad y el agua, sería 50 ventajoso proporcionar también buenas propiedades repelentes al agua.

La Patente de los EE. UU. N° 3.615.781 otorgada a Schneider y Schutt da a conocer una composición de recubrimiento de silicato con alto contenido de silicato, en la cual los componentes se mezclan brevemente, antes de su utilización. La composición de recubrimiento proporciona un acabado brillante resistente al agua al sustrato al que 55 se aplica.

Sin embargo, una desventaja de la composición de recubrimiento de la patente de los EE. UU. N° US 3.615.781 es que esta no penetra en el artículo tratado, lo cual es deseable cuando se tratan artículos de madera, sino que forma un recubrimiento en la superficie del artículo tratado.

Sumario de la invención Un objeto de la presente invención es por tanto proporcionar un método para el tratamiento de artículos celulósicos con un silicato que proporciona a la vez un tratamiento de silicato resistente al agua y un producto repelente al agua.

Es también un objeto de la presente invención proporcionar composiciones para uso en dicho método de tratamiento. Los autores de la presente invención han hallado sorprendentemente que un tratamiento de combinación con (i) 5 silicato de potasio y (ii) un compuesto polimerizable de alcoxi-silano, es muy eficaz para proporcionar el tratamiento de la madera deseado. Así pues, en un primer aspecto, la presente invención se refiere al uso de un kit de partes para el tratamiento de artículos celulósicos, que comprende al menos una primera y una segunda composición acuosa.

La primera composición acuosa (i) tiene un pH básico y comprende una solución o dispersión de silicato de potasio. Normalmente, la ratio molar Si:K del silicato de potasio es menor de 3.

La segunda composición acuosa (ii) comprende una emulsión de al menos un compuesto polimerizable de alcoxisilano. Preferiblemente, el compuesto de alcoxi-silano tiene la fórmula general I:

Fórmula I

en donde R1 se selecciona del grupo constituido por alquilos saturados e insaturados, lineales y ramificados, y arilos,

grupo que está sustituido opcionalmente con funcionalidades aromática, halógeno y/o heteroátomo, y grupos órgano-funcionales; R2 y R3 son independientemente un grupo alcoxi lineal o ramificado; y R4 se selecciona del grupo constituido por alquilos saturados e insaturados, lineales y ramificados, y arilos, grupo que está sustituido opcionalmente con funcionalidades aromática, halógeno y/o heteroátomo, y grupos alcoxi lineales o ramificados.

Un artículo celulósico, tal como, pero sin carácter limitante, madera, tablero de fibras, papel, cartón, y materiales celulósicos similares son adecuados para el tratamiento con las composiciones de la presente invención. Asimismo las plantas vivas, tales como plantas de semillero, pueden tratarse con las composiciones de la presente invención.

Cuando se trata por ejemplo un artículo de madera con la primera composición, la estructura interna de la madera se modifica, y el silicato de potasio cristaliza en las paredes de las células y sobre ellas.

Los silicatos de potasio así formados proporcionan a la madera protección contra crecimiento de mohos y ataques de insectos, y hacen que la madera sea resistente al fuego, produciendo una petrificación artificial de la madera.

La cristalización real del silicato de potasio es eficaz no solo como tratamiento preventivo, sino también como tratamiento directo de insectos y hongos ya presentes en el artículo celulósico, dado que estos quedan inmovilizados y/o se destruyen durante el proceso de cristalización.

Los cristales de silicato de potasio así formados son sin embargo solubles en agua en cierta medida, y pueden ser eliminados con un lavado concienzudo con agua.

No obstante, además de la silificación del artículo celulósico, el tratamiento con silicato de potasio abre también la estructura del artículo celulósico, tal como la madera.

Como un segundo paso, se aplica sobre el artículo tratado con silicato de potasio la segunda composición acuosa, que comprende la emulsión del alcoxi-silano polimerizable.

Cuando el tratamiento con silicato de potasio ha abierto la estructura, el compuesto de alcoxi-silano se difunde en el artículo tratado en mayor proporción de lo que lo habría hecho en un artículo sin tratar.

Cuando está en contacto con los cristales de silicato, el alcoxi-silano se polimeriza, formando grandes redes de polisilano con grupos alcoxi colgantes. Estos grupos alcoxi no polimerizados reaccionan luego, hipotéticamente por una reacción de condensación, con los grupos hidroxilo de las moléculas (tales como los grupos hidroxilo de la celulosa y los silicatos) en el artículo de madera.

La red de polisilano formada es fuertemente repelente al agua, produciendo así una impregnación de la madera con agua unida al menos parcialmente de modo covalente.

Adicionalmente, la red formada de polisilanos formados por la segunda composición bloquea físicamente 5 (estéricamente) los silicatos de la primera composición en la estructura de madera impidiendo que el tratamiento de silicato se elimine por lavado.

Así pues, el uso de dos composiciones acuosas (es decir, la composición que contiene silicato de potasio y la composición que contiene silano) proporciona un efecto... [Seguir leyendo]

1. Un método para el tratamiento de artículos celulósicos, que comprende: proporcionar un artículo celulósico; aplicar secuencialmente sobre dicho artículo celulósico una primera composición acuosa y una segunda composición acuosa, caracterizado porque

(i) dicha primera composición acuosa tiene un pH de al menos 10 y comprende silicato de potasio en un intervalo que va desde un 1, 5 a un 32% en peso, siendo la ratio molar Si:K de dicho silicato de potasio menor de 3; y

(ii) comprendiendo dicha segunda composición acuosa una emulsión de al menos un compuesto alcoxi-silano polimerizable de la fórmula general I:

Fórmula I

en donde R1 se selecciona del grupo constituido por alquilos lineales y ramificados, saturados e insaturados y arilos, grupo que está sustituido opcionalmente con funcionalidades aromática, halógeno y/o heteroátomo y grupos órgano-funcionales; R2 y R3 son independientemente un grupo alcoxi lineal o ramificado; y R4 es un grupo alcoxi lineal o ramificado o se selecciona del grupo constituido por alquilos lineales y ramificados, saturados e insaturados y arilos, grupo que está sustituido opcionalmente con funcionalidades aromáticas, halógeno y/o heteroátomo y grupos órgano

funcionales.

2. Un método según la reivindicación 1, en donde dicho artículo celulósico es de un material seleccionado del grupo constituido por madera, cartón, tablero de fibras, papel y combinaciones de estos o una planta viva.

3. Un método según la reivindicación 1 o 2, en donde la ratio molar Si:K de dicho silicato de potasio es menor de 2, tal como comprendida en el intervalo de 0, 5 a 2.

4. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el pH de dicha primera composición

acuosa es al menos 10, 5. 35

5. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha primera composición comprende silicato de potasio en un intervalo que va desde un 10 a un 30% en peso.

6. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha primera composición acuosa comprende adicionalmente al menos un aditivo seleccionado del grupo constituido por aceite vegetal, ácido abiético, carbohidratos, lignina, pigmentos vegetales y celulosa, contenido por ejemplo en dicha primera composición en una concentración de un 0 a un 10% en peso.

7. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde R1 es un grupo alquilo C1-18 45 ramificado o lineal, saturado o insaturado, preferiblemente grupo alquilo C4-12.

8. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde R2, R3 y R4 son independientemente un grupo alcoxi C1-6 lineal o ramificado.

9. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el pH de dicha segunda composición es al menos 5, preferiblemente al menos 7, más preferiblemente al menos 9.

10. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha segunda composición

comprende dicho silano polimerizable en un intervalo de 0, 5 a 60, preferiblemente de un 0, 5 a un 15% en peso. 55

11. Un método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicha segunda composición acuosa comprende adicionalmente al menos un componente seleccionado del grupo constituido por siloxano y resina de silicona, preferiblemente en una concentración de hasta un 10% en peso.

12. El uso de un kit de partes para el tratamiento de artículos celulósicos, comprendiendo dicho kit de partes al menos una primera y una segunda composición acuosa, caracterizado porque

(i) dicha primera composición acuosa tiene un pH de al menos 10 y comprende silicato de potasio en un intervalo que va desde un 1, 5 a un 32% en peso, siendo la ratio molar Si:K de dicho silicato de potasio menor de 3; y

(ii) dicha segunda composición acuosa comprende una emulsión de al menos un compuesto alcoxi-silano polimerizable de la fórmula general I:

Fórmula I

10 en donde

R1 se selecciona del grupo constituido por alquilos lineales y ramificados, saturados e insaturados y

arilos, grupo que está sustituido opcionalmente con funcionalidades aromática, halógeno y/o

15 heteroátomo y grupos órgano-funcionales; R2 y R3 son independientemente un grupo alcoxi lineal o ramificado; y R4 es un grupo alcoxi lineal o ramificado o se selecciona del grupo constituido por alquilos lineales y

ramificados, saturados e insaturados y arilos, grupo que está sustituido opcionalmente con

funcionalidades aromática, halógeno y/o heteroátomo y grupos órgano-funcionales.

13. Un artículo celulósico tratado por un método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.