Composiciones de carbonatos cálcicos/pigmentos para formulaciones de papel, que muestran reducción del traspaso de impresión.

Composiciones que comprenden carbonatos cálcicos, pigmentos y/o rellenos,

para formulaciones de papel, que muestran una reducción del traspaso de la impresión, tal como "observación de la impresión desde la cara opuesta" o "penetración de la impresión desde la cara opuesta", caracterizadas porque comprenden una combinación o mezcla de uno de dos agregados estables porosos y PCC bastante gruesos denominados PCC de Clase B o Clase C, en combinación con un segundo pigmento de S-PCC (S ≥ PCC tipo escalenoédrico) específico, y porque la relación de PCC Clase B o PCC Clase C / S - PCC se selecciona entre 90/10 y 10/90 por ciento en peso seco, a saber 80/20 y 20/80,

y porque el porcentaje en peso seco del total de dicha combinación de pigmentos se elige preferiblemente entre 0,3 y 5%, lo más preferiblemente entre 0,5% y 3% / peso seco del producto de papel final, y aún más preferiblemente entre 1,0% y 2,0%,

y porque dicho PCC Clase B, Clase C o Clase S presenta las siguientes propiedades:**Fórmula**

Composiciones de carbonatos cálcicos/pigmentos para formulaciones de papel, que muestran reducción del traspaso de impresión.

La presente invención se refiere a mezclas de dos agregados estables porosos distintos y pigmentos de carbonato cálcico (precipitados) PCC bastante gruesos con un tercer componente más grueso, que puede ser un pigmento o un relleno tal como carbonato (triturado) cálcico natural o (lo más preferiblemente) un PCC (carbonato cálcico precipitado) o, opcionalmente, pero mucho menos preferiblemente, talco, caolín, óxido de titanio TiO2, arcillas y otros pigmentos o cargas usados en la industria papelera y generalmente conocidos por los expertos. Dependiendo de la granulometría de los dos PCC, el tercer componente más grueso se puede omitir.

Problema técnico Existe una necesidad concreta, en la industria de fabricación de papel, de una composición de pigmento que comprenda, a saber, carbonato o carbonatos cálcicos, en combinación específica, y posiblemente en combinación con otros pigmentos o rellenos, a fin de mejorar las propiedades técnicas complejas o finamente ajustadas y delicadas de la hoja de papel final, tales como "observación de la impresión desde la cara opuesta" o "penetración de la impresión desde la cara opuesta" en aplicaciones de papel tales como papel prensa, papeles finos de peso ligero o papeles ligeros libres de madera, revistas satinadas, etc.

Esas propiedades son muy conocidas por el experto, y los detalles se encontraran en el ANEXO A adjunto en el dominio del papel prensa.

En particular, sería muy interesante proporcionar a la industria una formulación tal que mejorara esas propiedades y si fuera posible a un coste inferior.

Compendio del modo preferido de la invención En una primera realización, la invención consiste en una composición que comprende una combinación o mezcla de uno de los dos agregados estables porosos y PCC bastante gruesos (2-10 μm) denominados PCC de Clase B o PCC de Clase C, en combinación con un segundo pigmento de S-PCC (S-PCC = PCC de tipo escalenoédrico) específico como el descrito en la presente posteriormente.

Además, también sería posible usar un R-o A-PCC como tercer componente.

Según la invención, dicha relación se puede seleccionar apropiadamente entre 90/10 y 10/90 partes por cien (por ciento) en peso seco, a saber 80/20 y 20/80.

Los mejores ejemplos representativos son, según se ejemplifica en la presente posteriormente:

PCC Clase C / S – PCC (Relación = 50:50) ;

PCC Clase B / S – PCC (Relación = 70:30)

y

PCC Clase B / S – PCC (Relación = 50:50)

(con la relación en porcentaje en peso seco) .

En la presente solicitud y las reivindicaciones, "que comprende" significa, excepto cuando se indique otra cosa, que la composición, la formulación, la mezcla o la combinación puede contener aditivos habituales que no tienen un efecto notable sobre la función del componente esencial usado en la presente invención.

Cada formulación de la invención puede comprender los aditivos habituales conocidos y usados en esta industria de fabricación de papel, sin afectar notablemente a los resultados.

La lista de tales aditivos normales es muy conocida para el experto.

En el modo más preferido, la invención consiste en una composición que comprende un PCC Clase A o un PCC Clase B, en combinación con el segundo pigmento S-PCC, según se mencionó anteriormente, en una relación de 90/10 a 10/90 en peso seco, y en combinación con un tercer pigmento específico más grueso.

El porcentaje en peso seco del total de las combinaciones de pigmentos de la invención se elige preferiblemente entre 0, 3 y 5%, lo más preferiblemente entre 0, 5% y 3% en peso seco del producto de papel final, y aún más preferiblemente entre 1, 0% y 2, 0%. En las pruebas de laboratorio, los porcentajes se han seleccionado en 2 y 4%, respectivamente, por razones prácticas.

En cuanto a la proporción del pigmento más grueso frente al total de los tres PCC Clase B o Clase C + S -PCC + pigmento más grueso, debe permanecer por debajo de 10% p (% p = % en peso) , e intervalos preferidos son de 0, 1 a 10% p, preferiblemente de 0, 5 a 7 -10% p, y lo más preferiblemente entre 2 y 7% p.

El experto será capaz de adaptar esos ejemplos a otras formulaciones.

En lo siguiente, y en particular en las Tablas, la combinación de dos o tres componentes según la invención se denominará "primaria" ya que los ejemplos se han realizado con materia prima de papel prensa basada en papel reciclado y que son los rellenos usados frescos.

El resto de los pigmentos, tales como carbonato cálcico de cualquier tipo, arcilla, etc... que resultan de la materia prima de papel prensa basada en papel reciclado se denominarán "secundarios".

La invención se entenderá mejor en los siguientes ejemplos no limitativos, que se resumen en la Tablas adjuntas.

Como se explicará en la presente posteriormente, el principal criterio para seleccionar dicho pigmento "más grueso" es que debe presentar una granulometría que no afecte notablemente, cuando esté mezclado con la combinación PCC Clase B (o PCC Clase C) con S-PCC (ejemplificándose todos posteriormente y en la Tabla 1) , a la parte más fina de los datos granulométricos de la combinación, y en particular que no debe aportar nada significativo a la cantidad de partículas < 0, 2 μm, preferiblemente nada < 0, 3 μm, más preferiblemente nada < 0, 5 μm y lo más preferiblemente nada < 1 μm.

Cualquier relleno o pigmento que se ajuste a los criterios anteriores es aceptable y puede ser probado normalmente por el experto entre los usados en la industria papelera o una industria similar, tal como PCC, GCC (carbonato cálcico triturado, natural) , arcillas, caolín, dolomita, óxido de titanio (TiO2) , etc...

La TABLA 1 muestra los "Datos de Pigmentos" a los que se hace referencia en los experimentos:

En la columna de la izquierda, todas las medidas y las propiedades son estándares, muy conocidas para el experto, tales como la superficie específica BET medida según el patrón ISO 9277 o una distribución del tamaño de partícula establecida en un equipo Sedigraph™ 5100 fabricado por Micromeritics™.

Viscosidad B significa viscosidad de Brookfield, medida con un viscosímetro de Brookfield a 25º C y el husillo y la velocidad apropiados.

La carga superficial se mide según un método conocido y no es particularmente útil para la comprensión de la presente invención. Sin embargo, el experto apreciará que podría ser muy útil cuando se consideran tintas a base de agua que implican colorantes cargados, a menos que no se quiera involucrar a una inyección de tinta a base de agua por defecto, aunque también se puede aplicar a tales tintas flexografía (frecuentemente usada en la actualidad para el papel prensa) .

El Brillo R -457 también es conocido por el experto, y dicho Brillo R -457 se mide según el patrón DIN 53140 usando un equipo DATACOLOR ELREPHO™ 3300.

El agente dispersante se selecciona entre los agentes habituales conocidos y usados en esta industria de fabricación de papel, tal como un policarboxilato, etc. No es particularmente útil para la comprensión de la presente invención. Sin embargo, si el polímero proporciona una cierta carga superficial que promueva la adsorción de ciertos colorantes de la tinta, entonces podría ser muy relevante para la comprensión: de nuevo, se aplican los comentarios anteriores.

La absorción de aceite se mide según un método conocido y no es particularmente útil para la comprensión de la presente invención.

HYDREX (TM) P es un producto comercial que es un silicato de Na y que representa un patrón muy conocido. Cuando se analizan las Tablas, y a saber la Tabla 1, "Datos de Pigmentos", es sorprendente apreciar que las composiciones de la invención presentan un valor de BET muy inferior que el HYDREX P, con propiedades mejores o similares como se puede observar en las Tablas.

La Prueba 1 se refiere a una greda tratada con H3PO4, con un contenido de sólidos de 38% en peso.

La Prueba 2 se refiere a un mármol tratado con H3PO4, también con un contenido de sólidos de 38% en peso.

La Prueba "C 3" se refiere al producto "PCC Clase C".

La Prueba "INV 4" es una composición preferida de la invención, que es una combinación de PCC Clase C / S -PCC 50/50 (porcentaje en peso seco) .

La Prueba "B 5" se refiere al producto "PCC Clase B".

La Prueba "S 6" se refiere al "S-PCC" (S para "escalenoédrico", por el inglés) .

Los Experimentos (Exp) 1 y 2 son experimentes... [Seguir leyendo]

1. Composiciones que comprenden carbonatos cálcicos, pigmentos y/o rellenos, para formulaciones de papel, que muestran una reducción del traspaso de la impresión, tal como "observación de la impresión desde la cara opuesta"

o "penetración de la impresión desde la cara opuesta", caracterizadas porque comprenden una combinación o mezcla de uno de dos agregados estables porosos y PCC bastante gruesos denominados PCC de Clase B o Clase C, en combinación con un segundo pigmento de S-PCC (S = PCC tipo escalenoédrico) específico,

y porque la relación de PCC Clase B o PCC Clase C / S -PCC se selecciona entre 90/10 y 10/90 por ciento en peso seco, a saber 80/20 y 20/80,

y porque el porcentaje en peso seco del total de dicha combinación de pigmentos se elige preferiblemente entre 0, 3 y 5%, lo más preferiblemente entre 0, 5% y 3% / peso seco del producto de papel final, y aún más preferiblemente entre 1, 0% y 2, 0%,

y porque dicho PCC Clase B, Clase C o Clase S presenta las siguientes propiedades:

PCC Clase C PCC Clase B PCC Clase S

Superficie Espec. BET m2/g 75, 9 70, 5 8, 8

Distribución del tamaño de partícula < 5 micras (%) < 2 micras (%) < 1 micras (%) < 0, 5 micras (%) < 0, 2 micras (%) 99 66 35 16 11 98 66 32 12 6 98 64 28 12 5

2. Composiciones según la reivindicación 1, caracterizadas porque comprenden una combinación o mezcla 50/50, en peso seco, de PCC clase C / PCC clase S que muestra las siguientes propiedades:

Superficie Espec. BET m2/g 42, 9

Distribución del tamaño de partícula

< 5 micras (%) < 2 micras (%) < 1 micras (%) < 0, 5 micras (%) < 0, 2 micras (%) 99 72 27 8 3

3. Composiciones según la reivindicación 1, caracterizadas porque comprenden una combinación o mezcla 50/50, en peso seco, de PCC clase B / PCC clase S que muestra las siguientes propiedades:

Superficie Espec. BET m2/g 42, 0

Distribución del tamaño de partícula

< 5 micras (%) < 2 micras (%) < 1 micras (%) < 0, 5 micras (%) < 0, 2 micras (%) 99 70 37 18 8

4. Composiciones según la reivindicación 1, caracterizadas porque comprenden una combinación o mezcla 70/30, en peso seco, de PCC clase C / PCC clase S que muestra las siguientes propiedades:

5. Composiciones de carbonatos cálcicos, pigmentos o rellenos, para formulaciones de papel según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizadas porque las mezclas de dichos dos pigmentos de carbonato cálcico (precipitados) PCC distintos PCC Clase B o PCC Clase C y S-PCC comprenden un tercer componente más grueso que puede ser un pigmento o un relleno.

Superficie Espec. BET m2/g 56, 7

Distribución del tamaño de partícula < 5 micras (%) < 2 micras (%) < 1 micras (%) < 0, 5 micras (%) < 0, 2 micras (%) 99 69 36 16 7

6. Composiciones según la reivindicación 5, caracterizadas porque dicho tercer componente más grueso se selecciona entre carbonato (triturado) cálcico natural o (lo más preferiblemente) un PCC (carbonato cálcico precipitado) o, opcionalmente, talco, caolín, óxido de titanio TiO2, arcillas o dolomita.

7. Composiciones según la reivindicación 1, caracterizadas porque dichas relaciones se seleccionan entre:

PCC Clase C / S – PCC (Relación = 50:50) ; 15 PCC Clase B / S – PCC (Relación = 70:30)

y

PCC Clase B / S – PCC (Relación = 50:50)

(con la relación en porcentaje en peso seco) .

8. Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho porcentaje es 2, 0%.

9. Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho porcentaje es 4, 0%.

10. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 9, caracterizada porque el principal criterio para seleccionar dicho pigmento "más grueso" es que debe presentar una granulometría que no afecte notablemente, cuando esté mezclado con la combinación PCC Clase B (o PCC Clase C) con S-PCC, a la parte más fina de los

datos granulométricos de la combinación, y en particular que no debe aportar nada significativo a la cantidad de partículas < 0, 2 μm, preferiblemente nada < 0, 3 μm, más preferiblemente nada < 0, 5 μm y lo más preferiblemente nada <1 μm.

11. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 10, caracterizada porque la proporción del pigmento más grueso frente al total de los tres (PCC Clase B o Clase C) + (S-PCC) + (pigmento más grueso) debe permanecer por debajo de 10% p, e intervalos preferidos son de 0, 1 a 10% p, preferiblemente de 0, 5 .

7. 10% p, y lo más preferiblemente entre 2 y 7% p.

12. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 7, caracterizadas porque muestra una granulometría como la detallada en las Pruebas INV 4, Exp. 2 o Exp. 1 de la Tabla 1.

13. Pasta papelera o pasta papelera tratada que contiene fibras para la fabricación de una hoja de papel,

caracterizada porque contiene una cantidad eficaz de la composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, a saber entre 0, 3 y 5%, lo más preferiblemente entre 0, 5% y 3% / peso seco del producto de papel final, y aún más preferiblemente entre 1, 0% y 2, 0%.

14. Producto de papel producido a partir de la pasta papelera o la pasta papelera tratada según la reivindicación 13.