Utilización de una composición constituida sobre la base de un silicato estratificado para la producción de papel, así como una composición de un silicato estratificado y un procedimiento para su producción.

Procedimiento para la producción de una composición de silicato estratificado,

con las etapas de:

a. poner a disposición por lo menos un silicato estratificado que contiene cationes monovalentes intercambiables;

b. tratar el por lo menos un silicato estratificado que contiene cationes monovalentes intercambiables con por lo menos un componente de tratamiento, siendo el componente de tratamiento un compuesto formador de complejos para metales.

Utilización de una composición constituida sobre la base de un silicato estratificado para la producción de papel, así como una composición de un silicato estratificado y un procedimiento para su producción.

El invento se refiere a un procedimiento para la producción de una composición de un silicato estratificado, así como a la utilización de una composición de un silicato estratificado tal como se produce con el procedimiento, para la producción de papel, cartulina, cartón o de materiales compuestos que contienen papel.

En el caso de la producción de papel se parte de una suspensión acuosa que contiene aproximadamente 1 % en peso de fibras celulósicas. Junto a ello, la suspensión contiene todavía materiales de carga y relleno, en la mayor parte de los casos carbonato de calcio, en una proporción de hasta 30 % en peso, referida a la proporción de fibras. Para la producción de papel se utilizan hoy en día unos sistemas dobles de retención y drenaje. En este contexto, a la suspensión de fibras se le añade un polímero catiónico, con el fin de precipitar las fibras en forma de copos (flóculos) a partir de la suspensión. Además se añade una bentonita, que da lugar a una unión de los copos y, después de la separación del agua, a formación de una estructura estable de papel. En este caso se desea que la bentonita se presente en una forma lo más fuertemente exfoliada que sea posible, de manera tal que se encuentre a disposición un alto número de partículas para la unión de los copos. La mezcla es vertida luego sobre un tamiz (= la tela de una máquina papelera) , de manera tal que el agua se escurre y se forma una capa estable de papel. La utilización de unos silicatos estratificados en sistemas dobles de retención y drenaje en el caso de la producción de papel ya es conocida desde hace más de dos décadas. Los sistemas dobles de retención y drenaje se designan frecuentemente también como sistemas de micropartículas y pueden comprender, por ejemplo, una combinación de uno o varios polímeros catiónicos y de unas micropartículas cargadas aniónicamente, tal como por ejemplo unos componentes orgánicos cargados aniónicamente, unas partículas de sílice o unos materiales arcillosos hinchables. Un sistema doble de retención y drenaje usual en el comercio, que está obtenible en el mercado, es por ejemplo el sistema Hydrocol® OT.

Una exposición detallada de sistemas dobles de retención y drenaje se encuentra por ejemplo en el documento de patente europea EP 0 235 893, pudiendo estar basados tales sistemas en particular en una utilización de un material polimérico catiónico y un material de silicato estratificado como las micropartículas aniónicas.

Con el fin de mejorar los resultados de la retención y del drenaje, los silicatos estratificados que se emplean en los sistemas dobles de retención y drenaje pueden ser sometidos a un tratamiento previo activador, de manera tal que se consigue una amplia exfoliación del silicato estratificado al entrar en contacto con el agua. Las bentonitas de metales alcalino-térreos tienen una microestructura y unas propiedades químicas y físicas resultantes de ella, que se diferencian grandemente de la microestructura y de las propiedades químicas y físicas de unos silicatos estratificados, que resultan a partir de ello, que tienen un alto contenido de cationes monovalentes. En particular, las bentonitas de metales alcalino-térreos tienen una capacidad de hinchamiento más pequeña con mucho. Una alta capacidad de hinchamiento de los silicatos estratificados es sin embargo deseada, puesto que los silicatos estratificados deben presentarse en una forma exfoliada para su utilización en la producción de papel.

Para la producción de unos silicatos estratificados con una alta capacidad de hinchamiento se parte usualmente de unos silicatos estratificados, en cuyos casos los cationes intercambiables están formados en una alta proporción por iones de metales alcalino-térreos, en particular por iones de calcio y magnesio. Unos típicos silicatos estratificados son por ejemplo unas bentonitas de calcio y magnesio. Los silicatos estratificados reaccionan con un reactivo de activación que contiene iones monovalentes, en la mayor parte de los casos iones de sodio o amonio. Unos usuales reactivos de activación son por ejemplo unos carbonatos de metales alcalinos, en particular el carbonato de sodio y el hidrógenocarbonato de sodio. El silicato estratificado es eventualmente humedecido, con el fin de mejorar su amasabilidad y luego es tratado con el reactivo de activación. Para esto, el silicato estratificado, por ejemplo, se puede rociar con una solución del reactivo de activación o se puede mezclar con el reactivo de activación en forma de polvo. La mezcla es luego amasada o extrudida, de manera tal que esta mezcla es sometida a altas fuerzas de cizalladura y se alcanza una íntima entremezcladura de un silicato estratificado y de un reactivo de activación. Los cationes plurivalentes, que están contenidos en el silicato estratificado, son intercambiados en tal caso por los cationes monovalentes del reactivo de activación. A continuación, la mezcla puede eventualmente todavía ser secada y molida. Mediante la activación se aumenta la capacidad de hinchamiento del silicato estratificado.

En el documento de solicitud de patente internacional WO 97/33040 A1 se describe un procedimiento para la activación de unas bentonitas de metales alcalino-térreos. En tal caso la pertinente bentonita de metal alcalino-térreo es tratada con una solución acuosa de una sal de un metal alcalino o de amonio de un agente de enmascaramiento, estando escogido el agente de enmascaramiento entre un fosfonato, unos ácidos hidroxicarboxílicos, unos ácidos aminocarboxílicos y unos ácidos di-o tricarboxílicos. De manera preferida, como agente de enmascaramiento se utiliza el citrato de sodio. Por medio del agente de enmascaramiento se enmascaran unos iones de metales alcalinotérreos, que son intercambiados por los iones de sodio del agente de enmascaramiento. De tal manera, éstos no precipitan sino que permanecen en estado de disolución. Con ello se impide la formación de deposiciones, tales como las que resultan por ejemplo al realizar la activación de una bentonita con el carbonato de sodio mediante la

precipitación del carbonato de calcio. Como otra ventaja más, la bentonita tratada tiene un valor del pH casi neutro. Esto es ventajoso en el caso de la utilización en la producción de papel, puesto que la bentonita tratada con carbonato de sodio puede desplazar fuertemente el valor del pH de la suspensión de fibras haci la región alcalina.

En el documento de solicitud de patente europea EP 0 485 124 A1 se describe la producción de una suspensión de bentonita con un alto contenido de materiales sólidos. La capacidad de hinchamiento de la bentonita se disminuye, ajustando en la suspensión una alta concentración de un electrólito inorgánico, en particular del cloruro de sodio. Si la suspensión se diluye con agua, disminuye también la concentración del electrólito, de manera tal que entonces la bentonita se hincha.

En el documento de patente de los EE.UU. US 5.266.538 se describe una suspensión de bentonita, que debe de tener un contenido lo más alto que sea posible de materiales sólidos. Esto se consigue elevando grandemente la concentración del electrólito en la suspensión.

Una utilización de silicatos estratificados activados no está restringida solamente a una producción de papel, cartón, cartulina y de materiales compuestos que contienen papel, sino que aquellos pueden pasar a emplearse también en otros numerosos sectores técnicos, por ejemplo en unos procedimientos de desagüe o en unos procedimientos para la separación de materiales sólidos a partir de medios fluidos.

En el caso de los materiales de silicatos estratificados activados del estado de la técnica, con frecuencia resulta desventajoso el hecho de que éstos, con el fin de conseguir unos buenos resultados de retención y drenaje en el caso de una producción de papel, deben de ser añadidos en grandes cantidades, pudiendo contribuir esto manifiestamente a los costos del producto final que se pone a disposición de los consumidores. Además de ello, en el caso de una utilización de sustancias de activación alcalinas esto puede conducir a un valor del pH indeseablemente alto en el caso de numerosos usos del material de silicato estratificado.

Una misión del invento es la puesta a disposición de unas composiciones alternativas de silicatos estratificados, que se puedan emplear en particular para la producción de papeles. Las composiciones de silicatos estratificados que son accesibles por medio de este procedimiento deben de hacer posible, en el... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la producción de una composición de silicato estratificado, con las etapas de:

a. poner a disposición por lo menos un silicato estratificado que contiene cationes monovalentes intercambiables;

b. tratar el por lo menos un silicato estratificado que contiene cationes monovalentes intercambiables con por lo menos un componente de tratamiento, siendo el componente de tratamiento un compuesto formador de complejos para metales.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, siendo obtenido el silicato estratificado que contiene cationes monovalentes intercambiables tratando un silicato estratificado precursor con un componente de activación, siendo el componente de activación una sal de un catión monovalente y siendo el silicato estratificado precursor un silicato estratificado que contiene cationes plurivalentes.

3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, siendo seleccionado el componente de activación entre unos carbonatos de metales alcalinos, el carbonato de amonio, el hidrógenocarbonato de amonio y unos hidrógenocarbonatos de metales alcalinos.

4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2 ó 3, siendo tratado el silicato estratificado que contiene cationes plurivalentes en primer lugar con un componente de activación y a continuación con el componente de tratamiento.

5. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, teniendo el silicato estratificado que contiene cationes monovalentes una proporción de cationes monovalentes en la capacidad total de intercambio de cationes de por lo menos 50 %.

6. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, siendo el componente de tratamiento una sal de un catión monovalente.

7. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, siendo seleccionado el componente de tratamiento entre el conjunto que se compone de unos fosfonatos, unos ácidos hidroxicarboxílicos, unos ácidos aminocarboxílicos, unos ácidos policarboxílicos, unas sales del ácido iminodisuccínico, una polisuccinimida, unos materiales parcialmente hidrolizados de una polisuccinimida, un poli (ácido aspártico) y unas mezclas de estos compuestos.

8. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, siendo añadido el componente de tratamiento, referido al por lo menos un silicato estratificado que contiene cationes monovalentes, en una proporción de por lo menos 0, 5 % en peso.

9. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 hasta 8, siendo escogida la relación ponderal del componente de activación al componente de tratamiento en el intervalo de 1, 0 a 4, 5.

10. Utilización de una composición de un silicato estratificado, producida de acuerdo con un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 hasta 9, para la producción de papel, cartulina, cartón o de materiales compuestos que contienen papel.

11. Utilización de acuerdo con la reivindicación 10, para el mejoramiento de la retención, en particular de la retención total y/o de materiales de carga, así como del drenaje en el caso de una producción de papel, cartulina, cartón o de materiales compuestos que contienen papel.

12. Utilización de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 u 11, empleándose la composición de silicato estratificado para el estucado y/o el revestimiento de papel, cartulina, cartón, materiales compuestos que contienen papel y/o para la fijación de sustancias perturbadoras y/o como componente de un sistema doble de agentes de retención o de un sistema de múltiples componentes de agentes de retención.