ES2387941T3 - Composiciones mejoradas de abrillantamiento óptico - Google Patents

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Abstract

Compuesto de fórmula (1),en dondeR1 es hidrógeno o SO35 -,R2 es hidrógeno o SO3 **Fórmula**R3 es hidrógeno, C1-4 alquilo, C2-3 hidroxialquilo, CH2CO2-, CH2CH2CONH2 o CH2CH2CN,R4 es C1-4 alquilo, C2-3 hidroxialquilo, CH2CO2-, CH(CO2-)CH2CO2- o CH(CO2-)CH2CH2CO2-, bencilo, oR3 y R4 junto con el átomo de nitrógeno vecinal significan un anillo de morfolina, y en dondeM representa el equivalente catiónico estequiométrico requerido para equilibrar la carga aniónica en la fórmula(1), y es una combinación de Mg2+ junto con al menos 1, preferiblemente 1, 2, 3, 4, 5 ó 6, más preferiblemente1, 2 ó 3, aún más preferiblemente 1 ó 2, cationes adicionales, seleccionándose los cationes adicionales delgrupo constituido por H+, catión de metal alcalino, catión de metal alcalinotérreo distinto de Mg2+, amonio,mono-C1-C4-alquil-di-C2-C3-hidroxialquil-amonio, di-C1-C4-alquil-mono-C2-C3-hidroxialquil-amonio, amonio queestá mono-, di- o trisustituido con un radical C2-C3 hidroxialquilo, y mixturas de los mismos.

Description

Composiciones mejoradas de abrillantamiento óptico
La presente invención se refiere a sales mixtas de abrillantadores ópticos que comprenden Mg2+, que proporcionan efectos excelentes de abrillantamiento óptico cuando se aplican a la superficie del papel.
ANTECEDENTES
Un alto nivel de blancura es un parámetro importante para el usuario final de los productos de papel. Las materias primas más importantes de la industria de fabricación del papel son celulosa, pasta de papel y lignina, que absorben naturalmente la luz azul y por consiguiente son de color amarillento e imparten un aspecto mate al papel. En la industria de fabricación del papel se utilizan abrillantadores ópticos para compensar la absorción de la luz azul por absorción de luz UV con una longitud de onda máxima de 350-360 nm y conversión de la misma en luz azul visible con una longitud de onda máxima de 440 nm.
En la fabricación del papel, los abrillantadores ópticos pueden añadirse sea al extremo húmedo de la máquina de papel, o a la superficie del papel, o en ambos puntos. En general, no es posible alcanzar los niveles de blancura requeridos de los papeles de calidad superior por adición en el extremo húmedo solo.
Un método común de adición de abrillantador óptico a la superficie del papel es por aplicación de una solución acuosa del abrillantador óptico en la prensa de encolado junto con un agente de encolado, típicamente un almidón natural
o un almidón modificado enzimática o químicamente. Una hoja de papel preformada se hace pasar a través de un estrechamiento entre dos rodillos, estando inundado el estrechamiento de entrada con solución de encolado. El papel absorbe algo de la solución, eliminándose el resto en el estrechamiento.
Además de almidón y abrillantador óptico, la solución de encolado puede contener otros productos químicos destinados a proporcionar propiedades específicas. Éstos incluyen antiespumantes, emulsiones de cera, tintes, pigmentos y sales inorgánicas.
Con objeto de alcanzar niveles mayores de blancura, se han destinado esfuerzos considerables al desarrollo de nuevos abrillantadores ópticos. Véanse, por ejemplo, Japanese Kokai 62-106965, la Solicitud PCT WO 98/42685, la Patente US 5.873.913 y la Patente Europea 1.763.519.
GB 1.239.818 describe abrillantadores ópticos hexasulfonados derivados de triacinilaminoestilbenos. Los ejemplos 1 a 6 describen sus sales de sodio. El magnesio se cita únicamente en una lista de posibles iones de carga opuesta para los abrillantadores ópticos hexasulfonados, y el almidón como componente en una composición de encolado de superficies se menciona también solamente en una lista de posibles agentes ligantes.
Persiste la demanda de medios más eficientes para la consecución de niveles altos de blancura en el papel.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
Sorprendentemente, se ha descubierto que los abrillantadores ópticos de fórmula (1) cuando se aplican a la superficie del papel, opcionalmente en combinación con sales de magnesio, en una composición de encolado con almidón, proporcionan efectos de blancura mejorados.
El objeto de la invención es un compuesto de fórmula (1), en donde R1 es hidrógeno o SO3-, R2 es hidrógeno o SO3-, R3 es hidrógeno, C1-4 alquilo, C2-3 hidroxialquilo, CH2CO2-, CH2CH2CONH2 o CH2CH2CN, R4 es C1-4 alquilo, C2-3 hidroxialquilo, CH2CO2-, CH(CO2-)CH2CO2-o CH(CO2-)CH2CH2CO2-, bencilo, o R3 y R4 junto con el átomo de nitrógeno vecinal significan un anillo de morfolina, y en donde M representa el equivalente catiónico estequiométrico requerido para equilibrar la carga aniónica en la fórmula
(1), y es una combinación de Mg2+ junto con al menos 1, preferiblemente 1, 2, 3, 4, 5 ó 6, más preferiblemente 1, 2 ó 3, aún más preferiblemente 1 ó 2, cationes adicionales, seleccionándose los cationes adicionales del grupo constituido por H+, catión de metal alcalino, catión de metal alcalinotérreo distinto de Mg2+, amonio, mono-C1-C4-alquil-di-C2-C3-hidroxialquil-amonio, di-C1-C4-alquil-mono-C2-C3-hidroxialquil-amonio, amonio que está mono-, di- o trisustituido con un radical C2-C3 hidroxialquilo, y mixturas de los mismos.
La ratio molar del Mg2+ al catión adicional en M está comprendida preferiblemente entre 0,01 a 99,99 y 99,99 a 0,01, más preferiblemente entre 20 a 80 y 99,99 a 0,01, y aún más preferiblemente entre 50 a 50 y 99,99 a 0,01.
Un catión de metal alcalino es preferiblemente Li+, Na+ o K+.
Un catión de metal alcalinotérreo distinto de Mg2+ es preferiblemente Ca2+.
Preferiblemente, el catión adicional en M se selecciona del grupo constituido por H+, Li+, Na+, K+, Ca2+, N-metil-N,Ndietanolamonio, N,N-dimetil-N-etanolamonio, tri-etanolamonio, tri-isopropanolamonio y mixturas de los mismos.
Compuestos preferidos de fórmula (1) son aquéllos en los cuales R3 representa hidrógeno, metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, -hidroxietilo, -hidroxipropilo, CH2CO2-, CH2CH2CONH2 o CH2CH2CN, y R4 representa metilo, etilo, npropilo, isopropilo, 2-butilo, -hidroxietilo. -hidroxipropilo, CH2CO2-, CH(CO2-)CH2CO2-, CH(CO2-)CH2CH2CO2-, o bencilo.
Los compuestos de formula (2) y (3) en los que M tiene la definición que se ha descrito arriba, asimismo en todas sus realizaciones preferidas, son ejemplos específicos para los compuestos de fórmula (1); los compuestos de fórmula (2) y (3) en los que M es una mixtura de Mg2+ con Na+ y/o K+ son ejemplos específicos adicionales, pero la invención no está limitada a estos ejemplos específicos.
Un objeto adicional de la invención es un proceso para la preparación de un compuesto de fórmula (1), caracterizado por una reacción A, que va seguida por una reacción B, que va seguida por una reacción C, en donde en la reacción A, se hace reaccionar un compuesto de fórmula (10) con un compuesto de fórmula (11) para dar un
en la reacción B, un compuesto de fórmula (12) se hace reaccionar con un compuesto de fórmula (13) para dar un compuesto de fórmula (14);
y en la reacción C un compuesto de fórmula (14) se hace reaccionar con un compuesto de fórmula (15) para dar el compuesto de fórmula (1):
teniendo R1, R2, R3 y R4 la definición que se ha descrito arriba, asimismo en todas sus realizaciones preferidas,
M1 es idéntico o diferente en la fórmula (13) y (14) y representa el equivalente catiónico estequiométrico requerido para equilibrar la carga aniónica en estas fórmulas y es al menos un catión seleccionado del grupo constituido por H+, catión de metal alcalino, catión de metal alcalinotérreo distinto de magnesio, amonio, mono-C1C4-alquil-di-C2-C3-hidroxialquil-amonio, di-C1-C4-alquil-mono-C2-C3-hidroxialquil-amonio, amonio que está mono-, di- o trisustituido con un radical C2-C3-hidroxialquilo y mixturas de los mismos,
M2 es, independientemente uno de otro, idéntico o diferente en la fórmula (10) y (12) y representa el equivalente catiónico estequiométrico requerido para equilibrar la carga aniónica de estas fórmulas, en el caso de que R1
o R2, o a la vez R1 y R2 sean SO3-, y tiene la misma definición que M1, con la salvedad de que al menos una de las reacciones A, B o C se efectúa en presencia del catión CAT, siendo el catión CAT Mg2+.
El catión CAT puede ser introducido en la reacción A, B y/o C por M1 en la fórmula (13) que comprende Mg2+ y/o M2 en la fórmula (10) que comprende Mg2+, o por la adición de una sal de magnesio MS1 como componente adicional a la reacción A, B y/o C. La sal de magnesio MS1 se selecciona preferiblemente del grupo constituido por acetato de magnesio, bromuro de magnesio, cloruro de magnesio, formiato de magnesio, yoduro de magnesio, nitrato de magnesio, sulfato de magnesio, tiosulfato de magnesio, hidróxido de magnesio, carbonato de magnesio, hidrogenocarbonato de magnesio y mixturas de los mismos; más preferiblemente, la sal de magnesio MS1 es hidróxido de magnesio, cloruro de magnesio, sulfato de magnesio o tiosulfato de magnesio. Aún más preferiblemente, la sal de magnesio MS1 es hidróxido de magnesio, cloruro de magnesio o tiosulfato de magnesio.
Una, dos o las tres reacciones A, B y C pueden llevarse a cabo en presencia de una sal de magnesio MS1.
Preferiblemente, M1 y M2, independientemente uno de otro, se seleccionan del grupo constituido por H+, Li+, Na+, K+, Ca2+, Mg2+, N-metil-N,N-dietanolamonio, N,N-dimetil-N-etanolamonio, tri-etanolamonio, tri-isopropanolamonio y mixturas de los mismos; más preferiblemente, M1 y M2, con independencia uno de otro, se seleccionan del grupo constituido por H+, Na+, K+, y Mg2+; aún más preferiblemente, M1 y M2, con independencia uno de otro, se seleccionan del grupo constituido por Na+, K+ y Mg2+.
Cada reacción A, B y C en la fórmula (10) y (12) preferiblemente en agua o en una mixtura de agua y disolvente orgánico no acuoso. Preferiblemente, el compuesto de fórmula (11) se suspende en agua, o el compuesto de fórmula (11) se disuelve en un disolvente.
Un disolvente preferible es acetona.
Preferiblemente, el compuesto de fórmula (11) se utiliza como una suspensión en agua.
Cada compuesto de fórmula (10), (13) y (15) puede utilizarse con o sin dilución; en el caso de dilución, los compuestos de fórmula (10), (13) o (15) se utilizan preferiblemente en forma de una solución o suspensión acuosa.
Preferiblemente, el compuesto de fórmula (10) se hace reaccionar en un exceso de 0 a 10% molar con respecto al compuesto de fórmula (11). Un equivalente molar de compuesto de fórmula (13) se hace reaccionar con dos equivalentes molares de compuesto de fórmula (12), preferiblemente en un exceso de 0 a 10% molar con respecto al compuesto de fórmula (12). Se hacen reaccionar dos equivalentes de compuesto de fórmula (15) con un equivalente molar de compuesto de fórmula (14); preferiblemente, el compuesto de fórmula (15) se hace reaccionar en un exceso de 0 a 30% molar con respecto al compuesto de fórmula (14).
Preferiblemente, cada reacción A, B y C se efectúa entre la presión atmosférica y 10 bares, más preferiblemente a la presión atmosférica.
En la reacción A, la temperatura de reacción es preferiblemente de -10 a 20ºC.
En la reacción B, la temperatura de reacción es preferiblemente de 20 a 60ºC.
En la reacción C, la temperatura de reacción es preferiblemente de 60 a 102ºC.
La reacción A se efectúa preferiblemente en condiciones de pH ácido a neutro, siendo más preferiblemente el pH de 2 a 7.
La reacción B se efectúa preferiblemente en condiciones débilmente ácidas a débilmente alcalinas, siendo más preferiblemente el pH de 4 a 8.
La reacción C se efectúa preferiblemente en condiciones débilmente ácidas a alcalinas, siendo más preferiblemente el pH de 5 a 11.
El pH de cada reacción A, B y C se controla generalmente por adición de una base adecuada, viniendo dictada la elección de la base por la composición deseada del producto. Bases preferidas se seleccionan del grupo constituido por aminas alifáticas terciarias e hidróxidos, carbonatos y bicarbonatos de metales alcalinos y/o alcalinotérreos y mixturas de los mismos. Metales alcalinos y alcalinotérreos preferidos se seleccionan del grupo constituido por litio, sodio, potasio, calcio, y magnesio. Aminas alifáticas terciarias preferidas son N-metil-N,N-di-etanolamina, N,Ndimetil-N-etanolamina, tri-etanolamina y tri-isopropanolamina. En los casos en que se utiliza una combinación de dos
o más bases diferentes, las bases pueden añadirse en cualquier orden, o al mismo tiempo. Más preferiblemente, para ajuste del pH se utiliza una sal básica de magnesio. Preferiblemente, la sal básica de magnesio se selecciona del grupo constituido por hidróxido de magnesio, carbonato de magnesio, hidrogenocarbonato de magnesio y mixturas de los mismos; más preferiblemente, la sal básica de magnesio es hidróxido de magnesio.
Preferiblemente, cuando se ha utilizado una sal básica de magnesio para ajustar el pH en una de las reacciones A y/o B, entonces en las reacciones consecutivas B y C o en la reacción consecutiva C respectivamente, la base para controlar el pH es también una sal básica de magnesio, y más preferiblemente es la misma sal básica de magnesio que se utilizó primeramente en la reacción A y/o B.
En el caso de que sea necesario ajustar el pH de la reacción utilizando ácido, los ácidos preferibles se seleccionan del grupo constituido por ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido fórmico y ácido acético.
Las soluciones que contienen uno o más compuestos de fórmula general (1) pueden desalarse opcionalmente por filtración a través de membranas.
El proceso de filtración a través de membranas es preferiblemente el de ultrafiltración. Preferiblemente, se utilizan membranas de película fina. Preferiblemente, la membrana está hecha de polisulfona, poli(fluoruro de vinilideno) o acetato de celulosa.
Un objeto adicional de la invención es un proceso para la preparación de un compuesto de fórmula (1), caracterizado porque se mezcla un compuesto de fórmula (20) con un componente b), que es una sal de magnesio MS2, en medio acuoso;
en donde R1, R2, R3 y R4 tienen la definición que se ha descrito arriba, asimismo en todas sus realizaciones preferidas; y en donde
5 T equilibra la carga aniónica y representa el equivalente estequiométrico requerido de un catión seleccionado del grupo constituido por H+, catión de metal alcalino, amonio, mono-C1-C4-alquil-di-C2-C3-hidroxialquilamonio, di-C1-C4-alquil-mono-C2-C3-hidroxialquil-amonio, amonio que está mono-, di- o trisustituido con un radical C2-C3-hidroxialquilo y mixturas de los mismos.
Preferiblemente, la mixtura se realiza en solución acuosa.
10 Preferiblemente, t equilibra la carga aniónica y es un catión seleccionado del grupo constituido por H+, Na+, K+, amonio, N-metilN,N-di-etanolamonio, N,N-dimetil-N-etanolamonio, tri-etanolamonio, tri-isopropanolamonio y mixturas de los mismos.
Los compuestos de fórmula (21) y (22) son ejemplos específicos de los compuestos de fórmula (20), pero la inven15 ción no se limita a estos ejemplos específicos.
La sal de magnesio MS2 se selecciona del grupo constituido por acetato de magnesio, bromuro de magnesio, cloruro de magnesio, formiato de magnesio, yoduro de magnesio, nitrato de magnesio, sulfato de magnesio y tiosulfato de magnesio. Preferiblemente, la sal de magnesio es cloruro de magnesio, sulfato de magnesio o tiosulfato de mag
5 nesio. Aún más preferiblemente, la sal de magnesio es cloruro de magnesio o tiosulfato de magnesio. Preferiblemente, la temperatura de mezcla es de 0 a 100ºC. Preferiblemente, la mezcla se realiza a la presión atmosférica. Preferiblemente, el tiempo de mezcla es de 5 segundos a 24 horas. Preferiblemente, además de agua pueden estar presentes disolventes orgánicos adicionales; más preferiblemente,
10 los disolventes orgánicos se seleccionan del grupo constituido por alcoholes C1-C4 y acetona. Preferiblemente, el compuesto de fórmula (20) se utiliza en una concentración de 0,01 g/l a 20 g/l para la mezcla. Preferiblemente, en el medio acuoso están presentes 0,1 a 50, más preferiblemente 0,1 a 45, aún más preferible
mente 0,1 a 40, especialmente 0,1 a 15, y más especialmente 0,15 a 10 partes de componente (b) en el medio acuoso por parte de componente de fórmula (20). 15 Objeto adicional de la invención es el uso de un compuesto de fórmula (20) para la preparación de un compuesto de
fórmula (1). Objeto adicional de la invención es el uso del compuesto de fórmula (1) en composiciones de encolado para abrillantado del papel, preferiblemente en la prensa de encolado.
Preferiblemente, la composición de encolado es una composición acuosa.
Para el tratamiento del papel en la prensa de encolado, pueden utilizarse composiciones de encolado que contienen 0,2 a 30, preferiblemente 1 a 15 gramos por litro del compuesto de fórmula (1).
La composición de encolado contiene también uno o más agentes ligantes, preferiblemente 1, 2, 3, 4, ó 5 agentes ligantes, más preferiblemente 1, 2 ó 3, y aún más preferiblemente 1 ó 2 agentes ligantes.
La composición de encolado contiene el agente ligante preferiblemente en una concentración de 2 a 15% en peso con preferencia, basada en el peso total de la composición de encolado. El pH está comprendido típicamente en el intervalo de 5 a 9, preferiblemente 6 a 8.
El agente ligante se selecciona preferiblemente del grupo constituido por almidón, gelatina, alginatos de metal alcalino, caseína, cola de piel, proteína, derivados de celulosa, por ejemplo hidroxietilcelulosa o carboximetilcelulosa, poli(alcohol vinílico), poli(cloruro de vinilideno), polivinilpirrolidona, poli(óxido de etileno), poliacrilatos, copolímero saponificado de acetato de vinilo y anhídrido maleico, y mixturas de los mismos. Más preferiblemente, el agente ligante es almidón, poli(alcohol vinílico), carbometilcelulosa o mixturas de los mismos.
El agente ligante o cola es aún más preferiblemente almidón. Más preferiblemente, el almidón se selecciona del grupo constituido por almidón natural, almidón modificado enzimáticamente y almidón modificado químicamente. Los almidones modificados son preferiblemente almidón oxidado, almidón hidroxietilado o almidón acetilado. El almidón natural es preferiblemente un almidón aniónico, un almidón catiónico, o un almidón anfótero. Si bien la fuente de almidón puede ser cualquiera, preferiblemente las fuentes de almidón son maíz común, trigo, patata, arroz, maíz dulce, tapioca o sagú. Como agente ligante secundario se utilizan preferiblemente poli(alcohol vinílico) y/o carboximetilcelulosa.
Además del compuesto de fórmula (1), el agente ligante y usualmente agua, la composición de encolado puede comprender sub-productos formados durante la preparación del compuesto de fórmula (1) así como otros aditivos de papel convencionales. Ejemplos de tales aditivos de papel son anticongelantes, biocidas, antiespumantes, emulsiones de cera, tintes, sales inorgánicas, adyuvantes de solubilización, conservantes, agentes complejantes, espesantes, agentes de encolado de superficie, reticuladores, pigmentos, resinas especiales, etc, y mixturas de los mismos.
Un objeto adicional de la invención es un proceso para el abrillantamiento óptico del papel que comprende los pasos de a) aplicar al papel una composición de encolado que comprende el compuesto de fórmula (1), b) secar el papel tratado.
Preferiblemente, se añade a la composición de encolado un antiespumante, una emulsión de cera, un tinte y/o un pigmento.
EJEMPLOS
El contenido de cationes se determinó por electroforesis capilar.
Los ejemplos que siguen explicarán la presente invención con mayor detalle sin limitar el alcance reivindicado. Si no se indica otra cosa, "%" y "partes" se entienden en peso.
EJEMPLO 1
Se preparan composiciones de encolado por adición de un abrillantador óptico de fórmula (21) en una cantidad tal que se alcanza un intervalo de concentraciones finales de 2,5 a 12,5 g/l de abrillantador óptico, a una solución acuosa agitada de cloruro de magnesio (la concentración final es 8 g/l) y un almidón de patata aniónico oxidado (Perfectamyl A4692 de AVEBE B.A.) (la concentración final es 50 g/l) a 70ºC.
La solución de encolado se deja enfriar, se vierte luego entre los rodillos móviles de una prensa de encolado de laboratorio y se aplica a una hoja base de papel comercial AKD (dímero de alquil-cetena) de 75 g/m2, encolada y blanqueada. El papel tratado se seca durante 5 minutos a 70ºC en un secador de lecho plano. El papel secado se deja acondicionar, y se mide luego respecto a blancura CIE en un espectrofotómetro calibrado Elrepho.
El ejemplo se repite tanto en ausencia de cloruro de magnesio, es decir estando presente únicamente la sal de sodio del abrillantador óptico, como con el cloruro de magnesio reemplazado por una cantidad equivalente de cloruro de calcio.
Los resultados se resumen en la Tabla 1, y demuestran claramente la ventaja de la utilización de cloruro de magnesio sobre el uso de cloruro de calcio y sobre el uso exclusivo de la sal de sodio del abrillantador óptico a fin de alcanzar niveles superiores de blancura. La naturaleza sorprendente de la invención se ilustra adicionalmente por la observación de que las sales cloruro de otros iones metálicos divalentes del Grupo II, tales como cloruro de calcio, tienen incluso un impacto negativo sobre el efecto blanqueante del abrillantador óptico.
TABLA 1
Compuesto de fórmula (21) (g/l)
Cloruro de Magnesio (g/l) Cloruro de Calcio (g/l) Blancura CIE
0
0
0
104,6
0
8 0 104,7
0
0
8 104,8
2,5
0 0 122,3
2,5
8 0 126,7
2,5
0 8 123,4
5,0
0 0 128,3
5,0
8 0 133,1
5,0
0 8 128,0
7,5
0 0 129,8
7,5
8 0 133,7
7,5
0 8 128,6
10,0
0 0 131,1
10,0
8 0 134,5
10,0
0 8 128,2
12,5
0 0 130,6
12,5
8 0 134,2
12,5
0 8 127,3
EJEMPLO 2
Se preparan soluciones de encolado por adición de un abrillantador óptico de fórmula (22) en tal cantidad que se
5 alcanza un intervalo de concentraciones finales de 2,0 a 10,0 g/l de abrillantador óptico, a una solución acuosa agitada de cloruro de magnesio (la concentración final es 8 g/l) y un almidón de patata aniónico oxidado (Perfectamyl A4692 de AVEBE B.A.) (concentración final 50 g/l) a 60ºC.
La solución de encolado se deja enfriar, se vierte luego entre los rodillos móviles de una prensa de encolado de laboratorio y se aplica a una hoja base de papel comercial AKD (dímero de alquil-cetena) de 75 g/m2, encolada y
10 blanqueada. El papel tratado se seca durante 5 minutos a 70ºC en un secador de lecho plano. El papel secado se deja acondicionar, y se mide luego respecto a blancura CIE en un espectrofotómetro calibrado Elrepho.
El ejemplo se repite tanto en ausencia de cloruro de magnesio, como con el cloruro de magnesio reemplazado por una cantidad equivalente de cloruro de calcio.
Los resultados se resumen en la Tabla 2, y demuestran claramente la ventaja de la utilización de cloruro de magne15 sio para alcanzar niveles superiores de blancura en comparación con el caso en que el abrillantador óptico está presente únicamente como la sal de sodio.
TABLA 2
Compuesto de fórmula (22) (g/l)
Cloruro de Magnesio (g/l) Cloruro de Calcio (g/l) Blancura CIE
0
0
0
104,6
0
8 0 104,7
0
0
8 104,8
2,0
0 0 119,2
2,0
8 0 122,5
2,0
0 8 121,5
4,0
0 0 127,2
4,0
8 0 131,1
4,0
0 8 127,9
6,0
0 0 131,1
6,0
8 0 135,4
6,0
0 8 131,6
8,0
0 0 133,7
8,0
8 0 138,1
8,0
0 8 133,5
10,0
0 0 136,0
10,0
8 0 139,7
10,0
0 8 134,7
EJEMPLO 3
Se preparan composiciones de encolado por adición de un abrillantador óptico de fórmula (22) en tal cantidad que se 5 alcanza un intervalo de concentraciones finales de 0 a 12,5 g/l de abrillantador óptico, a una solución acuosa agitada de cloruro de magnesio (las concentraciones finales son 6,25 y 12,5 g/l) y un almidón de maíz común aniónico oxidado (concentración final 50 g/l) (Penford Starch 260) a 60ºC. Cada solución de encolado se deja enfriar, se vierte luego entre los rodillos móviles de una prensa de encolado de laboratorio y se aplica a una hoja base de papel comercial AKD (dímero de alquil-cetena) de 75 g/m2, encolada y blanqueada. El papel tratado se seca durante 5 minu10 tos a 70ºC en un secador de lecho plano.
El papel secado se deja acondicionar, y se mide luego respecto a blancura CIE en un espectrofotómetro calibrado Auto Elrepho. Los resultados se presentan en la Tabla 3.
EJEMPLO 4
Se preparan composiciones de encolado por adición de un abrillantador óptico de fórmula (22) en una cantidad tal
15 que se alcanza un intervalo de concentraciones finales de 0 a 12,5 g/l de abrillantador óptico, a una solución acuosa agitada de tiosulfato de magnesio hexahidratado (las concentraciones finales son 10 y 20 g/l) y un almidón de maíz común aniónico oxidado (concentración final 50 g/l) (Penford Starch 260) a 60ºC. La solución de encolado se deja enfriar, se vierte luego entre los rodillos móviles de una prensa de encolado de laboratorio y se aplica a una hoja base de papel comercial AKD (dímero de alquil-cetena) de 75 g/m2, encolada y blanqueada. El papel tratado se seca
20 durante 5 minutos a 70ºC en un secador de lecho plano.
El papel secado se deja acondicionar, y se mide luego respecto a blancura CIE en un espectrofotómetro calibrado Auto Elrepho. Los resultados se presentan en la Tabla 3.
TABLA 3
Blancura CIE
Compuesto de fórmula (22) (g/l)
Sin sal de Mg, es decir, con sal de Na sólo Sal de magnesio añadida
Cloruro de magnesio (g/l) (ejemplo 3)
Tiosulfato de magnesio hexahidratado (g/l) (ejemplo 4)
6,25
12,5 10,0 20,0
0
102,8 102,9 103,5 102,2 102,7
2,5
119,6 122,4 125,5 125,1 123,6
5,0
128,9 131,1 132,5 132,9 132,7
7,5
135,1 136,3 137,9 137,7 137,9
10,0
139,2 140,9 141,4 141,1 141,0
12,5
141,1 142,3 142,8 142,4 142,4
Los resultados demuestran claramente la ventaja de la utilización de cloruro de magnesio o tiosulfato de magnesio para alcanzar niveles mayores de blancura en comparación con el caso en el que abrillantador óptico está presente 5 únicamente como la sal de sodio.
EJEMPLO 5
Se añaden 115,6 partes de sal monosódica de ácido anilina-2,5-disulfónico a 74,5 partes de cloruro cianúrico en 400 partes de hielo y 300 partes de agua. El pH de la reacción se mantiene entre aproximadamente 4 y 5 por adición gota a gota de una solución acuosa de NaOH de concentración aproximada 30% mientras se mantiene la temperatu10 ra por debajo de 10ºC utilizando un baño externo hielo/agua. Una vez completada la reacción, la temperatura se incrementa gradualmente a 30ºC utilizando un sistema de calentamiento externo y se añaden 74,1 partes de ácido 4,4'-diaminoestilbeno-2,2'-disulfónico. La mixtura resultante se calienta a 50-60ºC mientras se mantiene el pH entre aproximadamente 5 y 7 por adición gota a gota de una solución acuosa de NaOH de concentración aproximada 30% hasta que se completa la reacción. Se añaden luego 63,8 partes de ácido aspártico seguidas por 89,8 partes de
15 hidróxido de magnesio, y la lechada resultante se calienta a 90-95ºC hasta que se completa la reacción. La temperatura se reduce gradualmente hasta la temperatura ambiente y las materias insolubles se separan por filtración. La concentración final se ajustó a 0,125 moles de compuesto de fórmula (3) por kg de solución, para cuyo propósito se añadió o se separó agua por destilación. En este caso, M está compuesto por una mixtura de cationes sodio y magnesio.
20 EJEMPLO 6
Se añaden 115,6 partes de sal monosódica de ácido anilina-2,5-disulfónico a 74,5 partes de cloruro cianúrico en 400 partes de hielo y 300 partes de agua. Se añaden 26,8 partes de hidróxido de magnesio mientras se mantiene la temperatura por debajo de 10ºC utilizando un baño externo de hielo/agua. Una vez completada la reacción, la temperatura se aumenta gradualmente hasta 30ºC utilizando un sistema de calentamiento externo. Se añaden 25,7 25 partes de hidróxido de magnesio, seguido por 74,1 partes de ácido 4,4'-diaminoestilbeno-2,2'-disulfónico. La mixtura resultante se calienta a 50-60ºC hasta que se completa la reacción. Se añaden luego 63,8 partes de ácido aspártico y 100 partes de agua seguidos por 89,8 partes de hidróxido de magnesio y la lechada resultante se calienta a 9095ºC hasta que se completa la reacción. La temperatura se reduce gradualmente hasta la temperatura ambiente y las materias insolubles se separan por filtración. La concentración final se ajustó a 0,125 moles de compuesto de
30 fórmula (3) por kg de solución utilizando espectroscopia UV, para cuyo propósito se añadió agua o se separó por destilación. En este caso M está compuesto de una mixtura de cationes sodio y magnesio.
EJEMPLO COMPARATIVO 7
Se prepara una solución de abrillantamiento óptico 7 comparativa por disolución del compuesto de fórmula (22) en agua con una concentración final de 0,125 moles/kg.
EJEMPLO 8
Se preparan composiciones de encolado por adición de una solución acuosa de un abrillantador óptico, preparado de acuerdo con el ejemplo 5, en tal cantidad que se alcanzan concentraciones finales de 0 a 80 g/l de la solución acuosa del abrillantador óptico, preparada de acuerdo con el ejemplo 5, a una solución acuosa agitada de un al
5 midón de patata aniónico oxidado (Perfectamyl A4692 de AVEBE B.A.) (concentración final 50 g/l) a 60ºC. Cada solución de encolado se deja enfriar, se vierte luego entre los rodillos móviles de una prensa de encolado de laboratorio y se aplica a una hoja base de papel comercial AKD (dímero de alquil-cetena) de 75 g/m2, encolada y blanqueada. El papel tratado se seca durante 5 minutos a 70ºC en un secador de lecho plano.
El papel secado se deja acondicionar, y se mide luego respecto a blancura CIE en un espectrofotómetro calibrado 10 Auto Elrepho. Los resultados se presentan en la Tabla 4.
EJEMPLO 9
Se preparan soluciones de encolado por adición de una solución acuosa de un abrillantador óptico preparado de acuerdo con el ejemplo 6, en una cantidad tal que se alcanzan concentraciones finales de 0 a 80 g/l de la solución acuosa del abrillantador óptico, preparado de acuerdo con el ejemplo 6, a una solución acuosa agitada de un al
15 midón de patata aniónico oxidado (Perfectamyl A4692 de AVEBE B.A.) (concentración final 50 g/l) a 60ºC. Cada solución de encolado se deja enfriar, se vierte luego entre los rodillos móviles en una prensa de encolado de laboratorio y se aplica a una hoja base de papel comercial AKD (dímero de alquil-cetena) de 75 g/m2, encolada y blanqueada. El papel tratado se seca durante 5 minutos a 70ºC en un secador de lecho plano.
El papel secado se deja acondicionar, y se mide luego respecto a blancura CIE en un espectrofotómetro calibrado 20 Auto Elrepho. Los resultados se presentan en la Tabla 4.
EJEMPLO COMPARATIVO 10
Se preparan composiciones de encolado por adición de una solución acuosa de un abrillantador óptico preparado de acuerdo con el ejemplo 7, en tal cantidad que se alcanzan concentraciones finales de 0 a 80 g/l de la solución acuosa del abrillantador óptico, preparado de acuerdo con el ejemplo 6, a una solución acuosa agitada de un almidón de
25 patata aniónico oxidado (Perfectamyl A4692 de AVEBE B.A.) (concentración final 50 g/l) a 60ºC. Cada solución de encolado se deja enfriar, se vierte luego entre los rodillos móviles en una prensa de encolado de laboratorio y se aplica a una hoja base de papel comercial AKD (dímero de alquil-cetena) de 75 g/m2, encolada y blanqueada. El papel tratado se seca durante 5 minutos a 70ºC en un secador de lecho plano.
El papel secado se deja acondicionar, y se mide luego respecto a blancura CIE en un espectrofotómetro calibrado 30 Auto Elrepho. Los resultados se presentan en la Tabla 4.
TABLA 4
Blancura CIE
Concentración de la solución de abrillantamiento óptico (g/I)
Ejemplo 8 Ejemplo 9 Ejemplo de aplicación comparativo 10
0
101,5 101,5 101,5
10
119,5 119,6 119,2
20
127,4 128,4 126,7
40
133,6 135,0 132,6
60
137,1 138,6 135,8
80
138,2 140,2 136,8
Los resultados demuestran claramente la ventaja de utilizar una sal mixta de un abrillantador óptico que comprende catión magnesio.

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Compuesto de fórmula (1),
    en donde
    10 M representa el equivalente catiónico estequiométrico requerido para equilibrar la carga aniónica en la fórmula (1), y es una combinación de Mg2+ junto con al menos 1, preferiblemente 1, 2, 3, 4, 5 ó 6, más preferiblemente 1, 2 ó 3, aún más preferiblemente 1 ó 2, cationes adicionales, seleccionándose los cationes adicionales del grupo constituido por H+, catión de metal alcalino, catión de metal alcalinotérreo distinto de Mg2+, amonio, mono-C1-C4-alquil-di-C2-C3-hidroxialquil-amonio, di-C1-C4-alquil-mono-C2-C3-hidroxialquil-amonio, amonio que
    15 está mono-, di- o trisustituido con un radical C2-C3 hidroxialquilo, y mixturas de los mismos.
  2. 2. Compuesto de fórmula (1) como se define en la reivindicación 1, en donde R3 representa hidrógeno, metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, -hidroxietilo, -hidroxipropilo, CH2CO2-, CH2CH2CONH2 o CH2CH2CN;
    R4 representa, metilo, etilo, n-propilo, isopropilo, 2-butilo, -hidroxietilo, -hidroxipropilo, CH2CO2-, CH(CO220 )CH2CO2-, CH(CO2-)CH2CH2CO2- o bencilo.
  3. 3. Proceso para la preparación de un compuesto de fórmula (1) como se define en la reivindicación 1, caracterizado por una reacción A, que va seguida por una reacción B, que va seguida por una reacción C, en donde en la reacción A, un compuesto de fórmula (10) se hace reaccionar con un compuesto de fórmula (11) para dar un
    25 compuesto de fórmula (12):
    en la reacción B, un compuesto de fórmula (12) se hace reaccionar con un compuesto de fórmula (13) para dar un compuesto de fórmula (14);
    y en la reacción C un compuesto de fórmula (14) se hace reaccionar con un compuesto de fórmula (15) para dar el
    compuesto de fórmula (1):
    siendo R1, R2, R3 y R4 como se define en la reivindicación 1;
    -
    , y tiene la misma definición que M1,
    M1
    es idéntico o diferente en la fórmula (13) y (14) y representa el equivalente catiónico estequiométrico requeri
    do para equilibrar la carga aniónica en estas fórmulas y es al menos un catión seleccionado del grupo constituido por H+, catión de metal alcalino, catión de metal alcalinotérreo distinto de magnesio, amonio, mono-C1
    C4-alquil-di-C2-C3-hidroxialquil-amonio, di-C1-C4-alquil-mono-C2-C3-hidroxialquil-amonio,
    amonio que está
    mono-, di- o trisustituido con un radical C2-C3-hidroxialquilo y mixturas de los mismos,
    M2
    es, independientemente uno de otro, idéntico o diferente en la fórmula (10) y (12) y representa el equivalente
    catiónico estequiométrico requerido para equilibrar la carga aniónica de estas fórmulas, en el caso de que R1
    o R2, o a la vez R1 y R2 sean SO3
    15 con la salvedad de que al menos una de las reacciones A, B o C se efectúa en presencia del catión CAT, siendo el catión CAT Mg2+.
  4. 4. Proceso para la preparación de un compuesto de fórmula (1) como se define en la reivindicación 1, caracterizado por mezclar un compuesto de fórmula (20) con un componente d), que es una sal de magnesio MS2, en medio acuoso:
    en donde R1, R2, R3 y R4 tienen la definición de acuerdo con la reivindicación 1; y en donde
    5 T equilibra la carga aniónica y representa el equivalente estequiométrico requerido de un catión seleccionado del grupo constituido por H+, catión de metal alcalino, amonio, mono-C1-C4-alquil-di-C2-C3-hidroxialquilamonio, di-C1-C4-alquil-mono-C2-C3-hidroxialquil-amonio, amonio que está mono-, di- o trisustituido con un radical C2-C3-hidroxialquilo y mixturas de los mismos.
  5. 5. Proceso como se define en la reivindicación 4 para la preparación de un compuesto de fórmula (1) como se
    10 define en la reivindicación 1, en donde la sal de magnesio MS2 se selecciona del grupo constituido por acetato de magnesio, bromuro de magnesio, cloruro de magnesio, formiato de magnesio, yoduro de magnesio, nitrato de magnesio, sulfato de magnesio y tiosulfato de magnesio.
  6. 6. Proceso como se define en la reivindicación 4 ó 5 para la preparación de un compuesto de fórmula (1) como se define en la reivindicación 1, en donde la mezcla se realiza en solución acuosa.
    15 7. Uso de un compuesto de fórmula (20) como se define en la reivindicación 4 para la preparación de un compuesto de fórmula (1) como se define en la reivindicación 1.
  7. 8. Uso del compuesto de fórmula (1) como se define en la reivindicación 1 en composiciones de encolado para abrillantamiento del papel.
  8. 9. Proceso para abrillantamiento óptico del papel que comprende los pasos de: 20 a) aplicar una composición de encolado que comprende el compuesto de fórmula (1) como se define en la rei
    vindicación 1 al papel, b) secar el papel tratado.
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