BR0307252B1 - Processo para a manufatura de papel - Google Patents

Description

PROCESSO PARA A MANUFATURA DE PAPEL

CAMPO TÉCNICO DA PRESENTE INVENÇÃO A presente invenção se refere a um processo para a manufatura de papel e de papelão (papel cartão) compreendendo a adição de dois polímeros diferentes a uma suspensão aquosa contendo celulose, um deles sendo um polímero de adição de vinil catiônico contendo aromático, e o outro sendo um polímero aniônico possuindo um peso molecular de peso médio na faixa de 6.000 até 100.000, selecionado a partir do grupo consistindo de polímeros de adição de vinil.

PANORAMA DA PRESENTE INVENÇÃO

Agentes de intumescimento internos são usualmente adicionados para a finalização úmida do processo de fabricação de papel, por intermédio do que a capacidade de absorção do papel de líquidos é diminuída. Agentes de intumescimento internos comumente utilizados são agentes de intumescimento fundamentados em derivados de rosina e agentes de intumescimento de celulose reativos, notadamente dímeros de ceteno e anidridos de ácido. Papel de escritório de múltiplo propósito necessita ser de preferência pesadamente intumescido de maneira a funcionar apropriadamente nas máquinas de reprodução (de impressão) de alta velocidade dos dias de hoje. Uma maneira de conseguir papel que é completamente intumescido, isto é, possuindo um número de cobb60 abaixo de 30 ou mensurando o ângulo de contato de uma gotícula de água sobre o papel onde ângulos maiores do que 60 graus depois de 10 segundos indicam bom intumescimento, é adicionar mais agente de intumescimento à suspensão. Entretanto, a probabilidade de finalização com problemas de funcionamento na fábrica de papel aumenta, bem como aumentam os custos de produção.

Paralelamente à adição de agentes de intumescimento à suspensão de polpa, agentes de desaguamento e agentes de retenção são também adicionados à suspensão. Como o próprio nome indica, os últimos agentes reforçam tanto o desaguamento e quanto a retenção da suspensão de polpa. Em concordância com a presente invenção foi surpreendentemente descoberto que a eficiência de intumescimento é aperfeiçoada pela adição de pelo menos dois diferentes tipos de polímeros à suspensão de polpa, polímeros que simultaneamente funcionam como agentes de desaguamento e como agentes de retenção. Por conseqüência, pela aplicação do presente processo, tanto o intumescimento quanto o desaguamento e a retenção são positivamente influenciados. 0 efeito é também observado em suspensões possuindo altas condutividades.

Em concordância com a presente invenção foi descoberto que especificamente intumescimento aperfeiçoado pode ser obtido por um processo para a manufatura de papel e de papelão compreendendo proporcionar uma suspensão compreendendo celulose e pelo menos um agente de intumescimento, desaguando a referida suspensão por intermédio disso formando uma rede de papel, por meio do que um polímero de adição de vinil catiônico contendo aromático, e um polímero aniônico possuindo um peso molecular de peso médio na faixa de 6.000 até 100.000, selecionado a partir do grupo consistindo de polímeros de adição de vinil.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃO A presente invenção não está restrita a tipos específicos de suspensões de celulose, mas pode ser aplicada em suspensões de celulose contendo polpa virgem ou polpa reciclada e diferentes enchimentos, tal como carbonato de cálcio. O pH da suspensão de celulose pode também variar desde sendo ácido, que é o caso se agentes de intumescimento derivados a partir de rosinas são utilizados, até sendo neutro ou alcalino. Se agentes de intumescimento de celulose reativos são utilizados, o pH da suspensão de celulose é de neutro até alcalino, isto é, um pH na faixa de 5 até 10, o que também torna possível incluir materiais de enchimento inorgânicos na suspensão, por exemplo, carbonato de cálcio precipitado e argilas. Os dois polímeros diferentes são adequadamente adicionados a uma suspensão contendo lignocelulose fracamente diluída comumente referida como o estoque fino possuindo uma concentração de 0,1 % em peso até 3,0 % em peso fundamentada em fibras secas. O processo é adicionalmente não dependente do tipo de agente de intumescimento utilizado, por conseqüência, qualquer agente de intumescimento ou mistura de agentes de intumescimento pode estar presente na suspensão de celulose. Preferivelmente, a suspensão de celulose contém agentes de intumescimento de celulose reativos, normalmente presentes em uma quantidade de 0,01 % em peso até 5,0 % em peso fundamentada em fibras secas, e possui um valor de pH onde o agente de intumescimento de celulose reativo ainda funciona apropriadamente, isto é, um pH na faixa de 5 até 10. Os agentes de intumescimento de celulose reativos adequados são dímeros de ceteno, multímeros de ceteno, anidridos de ácido, isocianatos orgânicos, cloretos de carbamoila e misturas dos mesmos, onde dímeros de ceteno e anidridos de ácido são preferidos.

Em concordância com o presente processo, um polímero de adição de vinil catiônico contendo aromático e um polímero de adição de vinil aniônico possuindo um peso molecular de peso médio na faixa de 6.000 até 100.000 é adicionado à suspensão de celulose. Usualmente, o polímero catiônico é adicionado à suspensão precedentemente à adição do polímero aniônico.

Adequadamente, a adição do polímero catiônico é seguida por um estágio ou estágios de cisalhamento, enquanto que o polímero aniônico é adicionado depois de qualquer estágio proporcionando cisalhamento significativo, mas antes da formação da rede de papel.

Polímero de adição vinil catiônico contendo aromático O polímero de adição vinil catiônico contendo aromático pode ser linear ou ramificado, e contém monômeros possuindo grupos aniônicos ou grupos potencialmente aniônicos contanto que a carga global do polímero seja catiônica.

Entretanto, o polímero catiônico é preferivelmente obtido pela polimerização de uma mistura de reação essencialmente livre de monômeros possuindo grupos aniônicos ou grupos que possam ser fornecidos aniônicos em composições aquosas. 0 polímero catiônico pode ser um homopolímero ou um copolímero contendo monômeros aromáticos catiônicos, monômeros não aromáticos catiônicos e monômeros não iônicos, os últimos também sendo não aromáticos. Adequadamente, o polímero de adição de vinil catiônico contém monômeros aromáticos catiônicos selecionados a partir do grupo consistindo de acrilamida, (meta)acrilamida, acrilato e (meta)acrilato, por intermédio do que os referidos monômeros catiônicos preferivelmente possuem pelo menos um grupo aromático covalentemente ligado a um átomo de nitrogênio tanto diretamente ou quanto por intermédio de grupos de hidrocarboneto que podem possuir heteroátomos. Preferivelmente, o polímero de adição de vinil catiônico contendo aromático contém monômeros aromáticos de (meta)acrilamida e/ou de (meta)acrilato que estão presentes no polímero em uma quantidade a partir de 2 % molar até 97 % molar. 0 polímero de adição vinil catiônico contendo aromático é adequadamente obtido pela polimerização de um monômero catiônico ou de uma mistura de reação contendo uma mistura de monômero compreendendo um monômero catiônico representado pela fórmula geral (I): (D em que Ri é H ou CH3; R2 e R3 são independentemente um do outro um hidrogênio ou um grupo alquila possuindo de 1 até 3 átomos de carbono, usualmente 1 até 2 átomos de carbono; Ai é O ου ΝΗ; Bi é um grupo alquileno possuindo de 2 até 8 átomos de carbono, adequadamente de 2 até 4 átomos de carbono, um grupo hidroxi propileno ou um grupo hidroxi etileno; Q é um substituinte contendo um grupo aromático, adequadamente um grupo fenila ou um grupo fenila substituído, que podem estar ligados ao nitrogênio por intermédio de um grupo alquileno usualmente possuindo de 1 até 3 átomos de carbono, adequadamente de 1 até 2 átomos de carbono, e preferivelmente Q é um grupo benzila (--CH2--C6H5) ; e X- é um contra-íon aniônico, usualmente um haleto como cloreto.

Exemplos de monômeros adequados representados pela fórmula geral (I) incluem monômeros quaternários obtidos pelo tratamento de dialquil amino alquil (meta) acrilatos, por exemplo, dimetil amino etil (meta) acrilato, dietil amino etil (meta) acrilato, e dimetil amino hidroxi propil (meta) acrilato, e dialquil amino alquil (meta) acrilamidas, por exemplo, dimetil amino etil (meta) acrilamida, dietil amino etil (meta) acrilamida, dimetil amino propil (meta) acrilamida, e dimetil amino propil (meta) acrilamida, com cloreto de benzila. Monômeros catiônicos preferidos da fórmula geral (I) incluem sal quaternário de dimetil amino etil acrilato cloreto de benzila, sal quaternário de dimetil amino etil (meta) acrilato cloreto de benzila e sal quaternário de dimetil amino propil (meta) acrilamida cloreto de benzila. 0 polímero de adição de vinil catiônico pode ser um homopolímero preparado a partir de um monômero catiônico possuindo um grupo aromático ou um copolímero preparado a partir de uma mistura de monômero compreendendo um monômero catiônico possuindo um grupo aromático e um ou mais monômeros copolimerizáveis. Monômeros não iônicos copolimerizáveis adequados incluem monômeros representados pela fórmula geral (II) : Oi) em que R4 é H ou CH3; R5 e Ré são cada um hidrogênio ou um grupo hidrocarboneto, adequadamente alquila, possuindo de 1 até 6 átomos de carbono, adequadamente de 1 até 4 átomos de carbono e usualmente de 1 até 2 átomos de carbono; A2 é 0 ou NH; B2 é um grupo alquileno possuindo de 2 até 8 átomos de carbono, adequadamente de 2 até 4 átomos de carbono, ou um grupo hidroxi propileno ou, alternativamente, A e B são ambos nenhum, por intermédio do que existe uma ligação simples entre o C e o N (0=C--NR5R6) . Exemplos de monômeros copolimerizáveis deste tipo incluem (meta) acrilamida, monômeros fundamentados em acrilamida como N-alquil (meta) acrilamidas e Ν,Ν-alquil (meta) acrilamidas, por exemplo, Ν,Ν-propil acrilamida, N-isopropil (meta) acrilamida, Ν,Ν-butil (meta) acrilamida, N-isobutil (meta) acrilamida e N-t-butil (meta) acrilamida; e dialquil amino alquil (meta) acrilamidas, por exemplo, dimetil amino etil (meta) acrilamida, dietil amino etil (meta) acrilamida, dimetil amino propil (meta) acrilamida e, dietil amino propil (meta) acrilamida; monômeros fundamentados em acrilato como dialquil amino alquil (meta) acrilatos, por exemplo, dimetil amino etil (meta) acrilato, dietil amino etil (meta) acrilato, t-butil amino etil (meta) acrilato e dimetil amino hidroxi propil acrilato; e vinil amidas, por exemplo, N-vinil formamida e N-vinil acetamida.

Monômeros não iônicos copolimerizáveis preferidos incluem acrilamida e metacrilamida, isto é, (meta) acrilamida, e o polímero principal sendo preferivelmente um polímero fundamentado em acrilamida.

Monômeros catiônicos copolimerizáveis adequados incluem os monômeros representados pela fórmula geral (III) : (III) em que R7 é H ou CH3; Rg e Rg são preferivelmente um grupo hidrocarboneto, adequadamente um grupo alquila, possuindo a partir de 1 até 3 átomos de carbono; Rio pode ser um hidrogênio ou preferivelmente um grupo hidrocarboneto, adequadamente um grupo alquila, possuindo de 1 até 8 átomos de carbono, usualmente de 1 até 2 átomos de carbono; A3 é 0 ou NH; B3 é um grupo alquileno possuindo de 2 até 4 átomos de carbono, adequadamente de 2 até 4 átomos de carbono, ou um grupo hidroxi propileno; e X- é um contra-ion aniônico, usualmente metilssulfato ou um haleto como cloreto. Exemplos de monômeros catiônicos copolimerizáveis adequados incluem sais de adição de ácido e sais de amônio quaternário dos dialquil amino alquil (meta) acrilatos e dialquil amino alquil (meta) acrilamidas mencionados anteriormente, usualmente preparados utilizando ácidos como HC1, H2SO4, etc., ou agentes quaternizantes como cloreto de metila, sulfato de dimetila, etc.; e cloreto de dialil dimetil amônio.

Monômeros catiônicos copolimerizáveis preferidos incluem sal quaternário de dimetil amino etil (meta) acrilato cloreto de metila, cloreto de dialil dimetil amônio e sal quaternário de dimetil amino propil (meta) acrilamida cloreto de benzila. Monômeros aniônicos copolimerizáveis como o ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacônico, vários monômeros de adição de vinil sulfonados, etc., podem ser também empregados e, preferivelmente, em menores quantidades. 0 polímero de adição de vinil catiônico pode ser preparado a partir de uma mistura de monômero geralmente compreendendo de 1 mol % até 99 moles %, adequadamente de 2 moles % até 50 moles % e preferivelmente de 5 moles % até 20 moles % de monômero catiônico possuindo um grupo aromático, preferivelmente representado pela fórmula geral (I) , e de 99 moles % até 1 mol %, adequadamente de 98 moles % até 50 moles %, e preferivelmente de 96 moles % até 65 moles % de outros monômeros copolimerizáveis que preferivelmente compreendem acrilamida ou inetacrilamida, [(meta)acrilamida], a mistura de monômero adequadamente compreendendo de 98 moles % até 50 moles % e preferivelmente de 95 moles % até 80 moles % de (meta) acrilamida, o restante até 100 moles % preferivelmente de compostos representados em concordância com a fórmula geral (I) e em concordância com a fórmula geral (II).

Alternativamente, o polímero catiônico pode ser um polímero submetido a uma modificação aromática utilizando um agente contendo um grupo aromático. Agentes de modificação adequados deste tipo incluem cloreto de benzila, brometo de benzila, cloreto de N-(3-cloro-2-hidroxipropil)-N-benzil- Ν,Ν-dimetil amônio, e cloreto de N-(3-cloro-2-hidroxipropil) piridínio. Polímeros adequados para uma tal modificação aromática incluem polímeros de adição de vinil. Se o polímero contém um nitrogênio terciário que pode ser quaternizado pelo agente de modificação, a utilização de tais agentes usualmente resulta em que o polímero fornecido é catiônico.

Alternativamente, o polímero a ser submetido a uma modificação aromática pode ser catiônico, por exemplo, um polímero de adição de vinil catiônico.

Usualmente, a densidade de carga do polímero catiônico está dentro da faixa de 0,1 meqv/g até 6, 0 meqv/g de polímero seco, adequadamente de 0,2 meqv/g até 4,0 meqv/g e preferivelmente de 0,5 meqv/g até 3,0 meqv/g. O peso molecular de peso médio do polímero catiônico é usualmente de pelo menos 500.000, adequadamente acima de 1.000.000 e preferivelmente acima de 2.000. 000. O limite superior não é critico; ele pode ser de 30.000. 000. usualmente de 20.000.000 e adequadamente de 10.000. 000. O polímero de adição de vinil catiônico pode ser adicionado na suspensão em quantidades que podem variar dentro de limites abrangentes dependendo, inter alia, do tipo de suspensão, do conteúdo de sal, do tipo de sais, do conteúdo de enchimento, do tipo de enchimento, do ponto de adição, etc.

Geralmente, o polimero de adição de vinil catiônico é adicionado em uma quantidade que determina melhor intumescimento, desaguamento e retenção do que aquele que é obtido quando não adicionando o polimero catiônico proporcionado que o polimero de adição de vinil aniônico é adicionado. 0 polimero catiônico é usualmente adicionado em uma quantidade de pelo menos 0,002 % em peso, com freqüência de pelo menos 0,005 % em peso, fundamentada em polpa seca, enquanto que o limite superior é usualmente de 1,0 % em peso, e adequadamente de 0,5 % em peso.

Polimero de adição de vinil aniônico Adicionalmente ao polimero de adição de vinil catiônico contendo aromático anteriormente descrito, um polimero aniônico possuindo um peso molecular de peso médio na faixa de 6.000 até 100.000, selecionado a partir do grupo consistindo de polímeros de adição de vinil e polímeros de condensação, é adicionado à suspensão de celulose. O polímero aniônico pode ser linear, ramificado ou de ligação cruzada, todavia adequadamente essencialmente linear, e usualmente solúvel em água ou dispersível em água. O polímero aniônico pode adicionalmente ser um homopolímero ou um copolímero contendo pelo menos dois diferentes tipos de monômeros. Preferivelmente, o polímero aniônico é um polímero de adição de vinil possuindo um peso molecular de peso médio na faixa de 6.000 até 100.000. Polímeros de adição de vinil aniônico adequados são polímeros obtidos a partir de uma mistura de reação compreendendo monômeros insaturados vinílicos, preferivelmente monômeros contendo aromáticos insaturados vinílicos, possuindo um ou mais grupos aniônicos ou grupos fornecendo aniônico em soluções aquosas, adequadamente pelo menos um grupo sulfonato. Exemplos de grupos aniônicos ligados aos monômeros insaturados vinilicos são grupos fosfato, grupos fosfonato, grupos sulfato, grupos ácido sulfônico, grupos sulfonato, grupos ácido carboxílico, grupos carboxilato tais como ácido acrilico, ácido metacrilico, ácido etil acrilico, ácido crotônico, ácido itacônico, ácido maleico ou sais dos mesmos, grupos alcóxido, grupos ácido maleico e grupos fenólicos, isto é, fenilas e naftilas hidroxi substituídas.

Grupos carregando uma carga aniônica são usualmente sais de um metal alcalino, alcalino terroso ou amônia. 0 polímero de adição de vinil aniônico pode também em alguma extensão conter grupos catiônicos tais como monômeros possuindo grupos catiônicos, contudo, preferivelmente, os únicos grupos iônicos presentes no polímero de adição de vinil sejam aniônicos. Preferivelmente, os grupos aniônicos estão ligados a monômeros (etilenicamente) insaturados vinilicos aromáticos, tal como estireno, isto é, sulfonato de estireno. Se o polímero de adição de vinil aniônico é um copolímero, o referido polímero pode ser obtido a partir de uma mistura de reação compreendendo monômeros insaturados vinilicos não iônicos, por exemplo, acrilamida, (meta) acrilamida. 0 polímero de adição de vinil aniônico pode compreender de 20 moles % até 100 moles % de monômeros aniônicos contendo pelo menos uma carga aniônica.

Polímeros de condensação aniônicos adequados possuindo um peso molecular de peso médio na faixa de 6.000 até 100.000, são condensados de um aldeído tal como formaldeído com um ou mais compostos aromáticos contendo um ou mais grupos aniônicos, e outros comonômeros opcionais utilizáveis na polimerização de condensação, tais como uréia e melamina.

Exemplos de compostos aromáticos adequados contendo grupos aniônicos compreendem compostos fundamentados em benzeno e naftaleno contendo grupos aniônicos, tais como compostos fenólicos e naftalenóicos, por exemplo, fenol, naftol, resorcinol e derivados dos mesmos, ácidos aromáticos e sais dos mesmos, por exemplo, ácidos e sais fenílicos, fenólicos, naftílicos e naftalenóicos, usualmente ácidos sulfônicos e sulfonatos, por exemplo, ácido benzeno sulfônico e sulfonato, ácido xileno sulfônico e sulfonato, ácido naftaleno sulfônico e sulfonato, ácido fenol sulfônico e sulfonato. Exemplos de polímeros de condensação aniônicos adequados incluem polímeros de condensação fundamentados em benzeno e polímeros de condensação fundamentados em naftaleno, preferivelmente polímeros de condensação fundamentados em naftaleno - ácido sulfônico e polímeros de condensação fundamentados em naftaleno - sulfonato. 0 peso molecular de peso médio do polímero de adição de vinil aniônico e do polímero de condensação está na faixa de 6.000 até 100.000. O limite inferior é adequadamente de 7.000, preferivelmente a partir de 8.000, preferivelmente a partir de 15.000, preferivelmente a partir de 25.000, enquanto que o limite superior é adequadamente até 80.000, preferivelmente até 75.000, preferivelmente até 45.000, preferivelmente até 40.000. Qualquer combinação de limite inferior e de limite mais alto pode ser uma faixa preferida. Se o polímero aniônico é um polímero de adição de vinil, as faixas preferidas do peso molecular de peso médio são de 10.000 até 100.000, mais preferivelmente de 15.000 até 75.000, e o mais preferivelmente de 25.000 até 45.000. O polímero aniônico pode possuir um grau de substituição aniônica (DSA) variando ao longo de uma abrangente faixa dependendo, inter alia, do tipo de polímero utilizado; (DSa) é usualmente de 0,01 até 2,0, adequadamente de 0,02 até 1,8 e preferivelmente de 0,025 até 1,6; e grau de substituição aromática (DSQ) pode ser de 0,001 até 1,0, usualmente de 0,01 até 1.0, adequadamente de 0,02 até 0,7 e preferivelmente de 0,025 até 0,5. No caso em que o polímero aniônico contém grupos catiônicos, o grau de substituição catiônica (DSC) pode ser, por exemplo, de 0 até 0,2, adequadamente de 0 até 0,1 e preferivelmente de 0 até 0,05, o polímero aniônico possuindo uma carga aniônica global.

Usualmente, a densidade de carga aniônica do polímero aniônico está dentro da faixa de 0,1 meqv/g até 6,0 meqv/g de polímero seco, adequadamente de 0,5 meqv/g até 5,0 meqv/g e preferivelmente de 1,0 meqv/g até 5,0 meqv/g. O polímero aniônico pode ser adicionado à suspensão em quantidades que podem variar dentro de limites abrangentes dependendo, inter alia, do tipo de estoque, do conteúdo de sal, do tipo de sais, do conteúdo de enchimento, do tipo de enchimento, do ponto de adição, etc. Geralmente, o polímero aniônico é adicionado em uma quantidade que determina melhor intumescimento, desaguamento e retenção do que aquele que é obtido quando não adicionando o polímero aniônico proporcionado que o polímero de adição de vinil catiônico é adicionado. 0 polímero aniônico é usualmente adicionado em uma quantidade de 0,001 % em peso, com freqüência de pelo menos 0,005 % em peso, fundamentada em polpa seca, enquanto que o limite superior é usualmente de 3,0 % em peso e adequadamente de 1,0 % em peso.

Em concordância com uma concretização preferida da presente invenção, o polímero de adição de vinil catiônico contendo aromático pode ser proporcionado como uma composição aquosa, adequadamente uma solução aquosa, preferivelmente compreendendo polímeros catiônicos adicionais, por exemplo, polímeros catiônicos sintéticos e polímeros ocorrendo naturalmente. Polímeros catiônicos sintéticos adequados são polímeros de adição de vinil catiônico, tais como polímeros fundamentados em acrilamida ou polímeros fundamentados em acrilato. Outros polímeros catiônicos sintéticos incluem polímeros de condensação catiônicos como polímeros de epihalohidrinas, por exemplo, polímeros formados pela reação de aminas alifáticas e epiclorohidrina, polímeros de poliamida amina, polímeros de poli etilenoimina. Polímeros catiônicos ocorrendo naturalmente preferidos são polissacarídeos catiônicos, particularmente amido catiônico e amido catiônico aromático substituído. A solução aquosa preferivelmente contém o polímero de adição de vinil catiônico contendo aromático em uma quantidade predominante, isto é, pelo menos 50 % em peso, mesmo que efeitos estão presentes em quantidades consideravelmente menores, abaixo da quantidade de pelo menos 10 % em peso. Os polímeros catiônicos adicionais referidos neste parágrafo podem ser também adicionados separadamente.

Em concordância ainda com uma outra concretização preferida da presente invenção, materiais microparticulados aniônicos inorgânicos como partículas fundamentadas em sílica aniônicas, ácido polissilícico e argilas do tipo de esmectita são adicionados à suspensão. O material microparticulado aniônico inorgânico pode ser adicionado separadamente à suspensão ou está preferivelmente compreendido em uma composição aquosa também compreendendo o polímero aniônico.

Adicionalmente, o processo pode também ser utilizável na manufatura de papel e de papelão a partir de suspensões celulósicas possuindo alta condutividade. Em tais casos, a condutividade da suspensão que sofre desaguamento sobre uma tela é usualmente de 1,0 mS/cm, adequadamente de 2,0 mS/cm, e preferivelmente de 3,5 mS/cm. A condutividade pode ser mensurada por equipamento padrão (standard) tal como, por exemplo, um instrumento WTW LF 539 suprido pela Christian Berner. Os valores referidos anteriormente são adequadamente determinados pela mensuração da condutividade da suspensão celulósica que é alimentada na ou está presente na caixa de comando da máquina de papel ou, alternativamente, pela mensuração da condutividade de água branca obtida pelo desaguamento da suspensão. Níveis de condutividade altos significam conteúdos de sais altos (eletrólitos) que podem ser derivados a partir dos materiais utilizados para formar o estoque, a partir de vários aditivos introduzidos no estoque, a partir da água fresca suprida ao processo, etc. Adicionalmente, o conteúdo de sais é usualmente mais alto no processo onde água branca é extensivamente recirculada, o que pode conduzir a uma considerável acumulação de sais na água circulando no processo. A presente invenção está adicionalmente ilustrada nos exemplos a seguir que, entretanto, não estão intencionados para limitar a mesma. Partes e percentagens se referem a partes em peso e percentagens em peso fundamentadas em fibras secas, respectivamente, amenos que de outra maneira estabelecido. Todos os compostos adicionados ao suprimento são calculados como material seco, se não de outra maneira indicado. Nos exemplos, uma boa retenção está mostrada por um baixo valor de turbidez (turvação) na água branca, isto é, mais finos e enchimento são retidos na lâmina (folha) formada. Um valor de turbidez abaixo de 120 é aceitável e um valor de turbidez abaixo de 90 é neste conjunto de experimentação excelente. A figura de desaguamento deveria também ser baixa. O intumescimento do papel foi mensurado pelo ângulo de contato de uma goticula de água sobre o papel. Ângulos de contato maiores do que 80 graus depois de 10 segundos estão indicando um bom intumescimento.

Exemplo 1 A polpa (a 3 %) utilizada foi uma mistura de 80/20 de Kraft de madeira dura/madeira macia. Enchimento de carbonato de cálcio terroso (GCC) foi adicionado à polpa, a uma concentração de enchimento de 40 % em sólidos secos. O suprimento resultante foi diluído para 0,3 % antes que produtos químicos adicionais fossem adicionados. As adições de produtos químicos estão expressas como % em sólidos secos no suprimento.

Neste exemplo, dois suprimentos foram utilizados, um possuindo uma baixa condutividade de 500 pS/αη (suprimento I), e o outro possuindo uma alta condutividade de 4,0 pS/cm (suprimento II). A condutividade foi ajustada pela adição de sulfato de sódio. Uma dispersão contendo um agente de intumescimento de dímero de ceteno convencional e 1 % de amido catiônico foi adicionada aos suprimentos. Subseqüentemente a estas adições, tanto 0,1 % de uma poliacrilamida catiônica aromática possuindo grupos benzil dimetil amônio (A-PAM) ou quanto 0,1 % de uma poliacrilamida catiônica não aromática convencional (C-PAM) foram adicionadas precedentemente à adição de 0,1 % de uma silica sol ou de 0,1 % de um sulfonato de poliestireno aniônico possuindo um peso molecular de peso médio de 70.000 (PSS). As quantidades adicionadas de compostos estão indicadas na Tabela I e na Tabela II. As propriedades de retenção e de desaguamento dos suprimentos formados foram avaliadas pela mensuração do tempo de desaguamento utilizando um Analisador de Drenagem Dinâmico (unidade DDA) [Dynamic Drainage Analyser (DDA-unit) ] . Um valor mais baixo neste teste significa uma melhor eficiência de desaguamento. A retenção foi avaliada pela mensuração da turbidez da água branca com um Nephelometer 156 da Novasine. Um valor de turbidez mais baixo significa retenção mais alta de sólidos na unidade DDA. Além do mais, o intumescimento do papel formado, secado e curado foi avaliado pela mensuração do ângulo de contato de água depois de 10 segundos utilizando um testador de Absorção Dinâmica e de Ângulo de Contato da Fibro Systems (DAT) . Um valor mais alto do ângulo de contato significa melhor eficiência de intumescimento.

Tabela I, Suprimento II (alta condutividade) Como mostrado pela Tabela I, a adição de um polímero de adição de vinil catiônico aromático modificado e de um polímero de adição de vinil aniônico significativamente aumenta não somente o desaguamento e a retenção, mas também a eficiência de intumescimento. * Nenhuma adição nem de poliacrilamida catiônica e nem de composto catiônico, de outro modo as condições foram as mesmas como aquelas para o teste 1 e para o teste 2.

Tabela II, Suprimento I (baixa condutividade) * Neste teste, nem poliacrilamida catiônica e nem composto catiônico foram utilizados, de outro modo as condições foram as mesmas como aquelas para o teste 1 e para o teste 2.

Exemplo 2 0 suprimento utilizado foi o mesmo como aquele utilizado no Exemplo 1, entretanto, neste exemplo o suprimento foi ajustado para uma condutividade de 400 pS/cm. A dispersão de intumescimento como aquela utilizada no Exemplo 1 foi adicionada para o suprimento seguida pela adição de amido catiônico. A dosagem para o intumescimento foi de 0,03 % (calculada como dimero de ceteno ativo em suprimento seco) e para o amido catiônico foi de 1,0 %. Subseqüentemente a estas adições, 0,1 % de uma poliacrilamida catiônica aromática possuindo grupos benzil dimetil amônio (A-PAM) foi adicionada precedentemente à adição de 0,07 % de um sulfonato de poliestireno aniônico possuindo diferentes pesos moleculares de peso médio como indicado na Tabela III e de um sulfonato de naftaleno aniônico, respectivamente. As quantidades adicionadas de compostos estão indicadas na Tabela III. As propriedades de retenção e de desaguamento dos suprimentos formados foram avaliadas pela mensuração do tempo de desaguamento utilizando uma unidade {DDA) . A retenção foi avaliada pela mensuração da turbidez da água branca com um Nephelometer 156 da Novasine. Além do mais, o intumescimento do papel formado, secado e curado foi avaliado pela mensuração do ângulo de contato de água depois de 10 segundos utilizando um equipamento (DAT).

Tabela III 1: sulfonato de poliestireno; 2: sulfonato de naftaleno Os testes de 1 até 6 estão em concordância com a presente invenção, isto é, o polímero aniônico possuindo um peso molecular de peso médio na faixa de 6.000 até 100.000. Como pode ser observado na Tabela III, a eficiência de intumescimento é significativamente aumentada, enquanto ao mesmo tempo a performance de turbidez e de desaguamento são altas com respeito aos testes de 1 até 5 comparados ao teste em branco. Em adição, comparando o teste 6 com os testes de 1 até 5 (o último teste 5 em concordância com a presente invenção), a eficiência de intumescimento é muito mais alta, enquanto simultaneamente o valor de turbidez ainda indica boa retenção. E ainda mais, um ângulo de contato de 69,2 como obtido no teste 6 não é um grau de intumescimento aceitável. Por conseqüência, a performance global dos testes de 1 até 5 com respeito à retenção, ao desaguamento e não menos ao intumescimento claramente sobrepassam (superam) o teste 6 . * Nenhuma adição nem de poliacrilamida catiônica e nem de composto catiônico, de outro modo as condições foram as mesmas como aquelas para os testes de 1 até 6.

Com a presente invenção estando assim descrita, se torna evidente que a mesma pode ser variada de muitas maneiras.

Tais variações não são para serem consideradas como se afastando da abrangência e do escopo da presente invenção, e todas as modificações como tais, que se tornam evidentes para alguém especializado no estado da técnica, são intencionadas para estarem incluídas dentro do escopo de proteção das reivindicações de patente acompanhantes.

Claims (13)

1. PROCESSO PARA A MANUFATURA DE PAPEL E DE PAPELÃO, proporcionando uma suspensão compreendendo fibras celulósicas e pelo menos um agente de intumescimento selecionado do grupo que consiste de dimeros de ceteno e anidridos de ácidos, desaguando a referida suspensão formando assim uma rede de papel, caracterizado em que para a suspensão é adicionado um polímero de adição vinil catiônico contendo aromático, e um polimero de adição vinil aniônico possuindo um peso molecular de peso médio na faixa de 6.000 até 100.000.

2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizado pelo fato de que o polímero aniônico possui um peso molecular de peso médio na faixa de 6.000 até 80.000.

3. PROCESSO, de acordo com quaisquer uma das rei- vindicações 1 e 2 precedentes, caracterizado pelo fato de que o polímero aniônico compreende monômeros aromáticos possuindo grupos sulfonato.

4. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, ca- racterizado pelo fato de que o polímero aniônico é selecionado a partir do grupo consistindo de polímeros de adição de vinil.

5. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 4, ca- racterizado pelo fato de que o polímero de adição de vinil aniônico compreende monômeros aromáticos.

6. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 5, ca- racterizado pelo fato de que os monômeros aromáticos possuem pelo menos um grupo sulfonato.

7. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 4, ca- racterizado pelo fato de que o polimero de adição de vinil aniônico é poliestireno sulfonato.

8. PROCESSO, de acordo com quaisquer uma das rei- vindicações de 1 a 7, caracterizado pelo fato de que o polimero aniônico é adicionado para a suspensão em uma quantidade a partir de 0,005 % em peso até 1,0 % em peso fundamentada em polpa seca.

9. PROCESSO, de acordo com quaisquer uma das rei- vindicações de 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o polímero de adição de vinil catiônico contendo aromático possui um peso molecular de peso médio de pelo menos 500.000.

10. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o polímero de adição de vinil catiônico é preparado a partir de uma mistura de reação compreendendo a partir de 1 mol % até 99 moles % de um monômero catiônico possuindo um grupo aromático .

11. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o monômero catiônico possuindo um grupo aromático é representado pela fórmula geral (I) : (D em que Ri é H ou CH3; R2 e R3 são independentemente um do outro, um hidrogênio ou um grupo alquila possuindo de 1 até 3 átomos de carbono; AL é O ou NH; Bi é um grupo alquileno possuindo de 2 até 8 átomos de carbono; Q é um substituinte contendo um grupo aromático; e X- é um contra-íon aniônico.

12. PROCESSO, de acordo com quaisquer uma das reivindicações de 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o polímero de adição de vinil catiônico contendo aromático é adicionado em uma quantidade de 0,002 % em peso até 1,0 % em peso fundamentada em polpa seca.

13. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a suspensão compreendendo fibras celulósicas possui uma condutividade de pelo menos 1,0 mS/cm.