BR112013007704B1 - Massa e processo para fabricação de papel, e, papel - Google Patents

Abstract

massa e processo par.a fabricação de papel, e, papel esta invenção se refere a um novo método para preparar massas aquosas úteis como matéria-prima na fabricação de produtos de alto teor mineral, em particular folhas de papel com um teor de carga mineral até 90% que exibem as propriedades físicas requeridas para as aplicações pretendidas. a massa compreende fibras longas fibriladas/cargas minerais misturadas com ligantes acrílicos aniônicos e coaditivos, na presença ou ausência de fibras de celulose. as fibras longas fibriladas e fibrilas de celulose proporcionam elevada área de superfície para a fixação de carga maior e a rede de base de reforço que une todos os componentes do produto em conjunto. os ligantes aniônicos permitem a fixação rápida e forte de partículas de carga sobre as superfícies das fibrilas, quando a mistura é conduzida a temperaturas acima da temperatura de transição vítrea (tg) do ligante. para a nova formulação aquosa pode ser adicionada outros aditivos de processo e funcionais comumente utilizados na fabricação de embalagens de papel e de cartão por meio de processos de fabricação de papel individuais, múltiplas camadas e múltiplos. a formulação aquosa também pode ser usada para fabricar itens moldados por processos conhecidos de moldagem de massa. as formulações aquosas oferecem excelente retenção de carga e drenagem durante a fabricação do produto.

Description

CAMPO TÉCNICO

[0001] A invenção se refere à massa de polpa massa de papel com um teor de carga mineral de 50 a 90% em peso, com base nos sólidos totais, para fabricação de papel; folha de papel com um teor de carga de 40 a 90% em peso, e processo de fabricação de papel com carga a partir da massa de polpa.

FUNDAENTOS DA TÉCNICA

[0002] As indústrias de papelão, papel e plástico produzem folhas rígidas e flexíveis para uma grande variedade de utilizações. As folhas de plástico são normalmente mais flexíveis, resistente ao rasgo e estiráveis, e mais denso e escorregadio do que as folhas de papel, enquanto que as folhas de papel de base comuns são normalmente mais porosas e resistentes à água muito menos. Para fins de tratamento e imprimir a mesma, as folhas de papel são normalmente muito mais atraentes do que as folhas de plástico. A fim de conferir a folha de plástico, com algumas características de papel a adição de cargas minerais é necessária. A incorporação de cargas inorgânicas em polímeros termoplásticos tem sido amplamente praticada na indústria a estendê-los e para melhorar determinadas propriedades, ou seja, a opacidade e brilho, e também para reduzir o custo do material. Patente US 6.054.218 descreve um método para produzir uma folha feita de material plástico e carga inorgânica que tem a sensação e tem pelo menos algumas das propriedades do papel. A folha de plástico com carga de acordo com a invenção compreende uma estrutura de múltiplas camadas tendo uma camada exterior, uma camada intermédia e uma camada interior. As camadas compreendem diferentes proporções de polietileno, carga a saber de carbonato de cálcio, e pigmentos a saber de dióxido de titânio e de silicato adaptada para dar uma sensação de papel para a folha de camadas múltiplas.

[0003] O processo para produzir o papel plástico com carga compreende a coextrusão e etapas de calandragem de um polímero termoplástico, tal como polietileno e cargas e pigmentos inorgânicos, a uma temperatura superior ao ponto de fusão do polímero termoplástico, que pode ser tão alta como 200°C. Um produto desta natureza tem sido fabricado por A. Schulman Inc. e comercializado sob a marca comercial Papermatch®. O fabricante afirma que o processo pode ser utilizado para fabricação em aplicações de embalagem, e para etiquetas, envelopes, papel de parede, prospectos e uma variedade de outros produtos. Natural Source Printing, Inc. comercializa atualmente FiberStone® Paper, o qual é também designado como papel mineral ou papel de carbonato de cálcio. De acordo com as fontes publicadas desta empresa o papel mineral fabricado a partir de polietileno combinada com até 80% de carga de carbonato de cálcio pode ser empregada como um substituto para os papéis tradicionais usados na indústria de impressão, tais como papel e película sintética, papel revestido premium, papel reciclado, folha de PVC, rótulos e etiquetas. Sendo impermeável à água o papel mineral também pode ser muito útil para aplicações ao ar livre.

[0004] Enquanto os papéis minerais acima têm as vantagens de ser feitos sem a utilização de fibras de ligocelulose e água, eles apresentam algumas desvantagens importantes: quantidades elevadas de polímeros à base de óleo de petróleo, alta densidade e rigidez baixa. Eles podem ser nem reciclados, nem biodegradáveis. A análise de alguns papéis minerais comerciais revelou que as folhas são estruturas multicamadas com 54 a 75% de material inorgânico e o resto é de polímero termoplástico ou seja, polietileno de alta densidade (HDPE) e de material de revestimento. Dependendo do nível de material inorgânico usado com termoplástico a densidade das folhas está na faixa de 0,9-1,4 g/cm3. A fim de alcançar os valores desejados de opacidade, volumosidade, rigidez e resistência, as folhas têm de ser feitas com pesos de base elevados (200 a 300 g/m2 ou mais). O peso de base ou gramatura é o peso por unidade de área da folha. A volumosidade é um termo usado para indicar o volume ou a espessura em relação ao peso. É o inverso da densidade (peso por unidade de volume). É calculado a partir de paquímetro e peso base da folha: a volumosidade (cm3/g) = calibre (mm) * peso de base (g/m2) * 1000. Diminuir a volumosidade em folha ou em outras palavras, aumentar a densidade da folha torna mais suave, mais brilhante, mais opaca, e inferior em rigidez. No entanto, em muitas aplicações, tais como as usados em impressoras de cópia, a propriedade mais crítica é a rigidez da folha, que é fortemente reduzida, a densidade é aumentada.

[0005] Por causa das desvantagens gerais do papel mineral à base de plástico descritos acima, existe uma necessidade para a produção de folhas supercarregadas a partir materiais renováveis, recicláveis, biodegradáveis e sustentáveis, que utilizam o processo de fabricação de papel convencional. As folhas supercarregadas devem também ter baixa densidade e o volume desejado, opacidade e propriedades de resistência, mesmo quando elas são produzidas em metade dos pesos básicos dessas folhas de papel mineral à base de plástico comercialmente disponíveis. Papéis de impressão normais finos feitos com teores de carga até 28% têm densidades específicas que variam entre 0,5 e 0,7 g/cm3, que são quase cerca de metade dos papéis minerais à base de plástico. Para algumas aplicações, as folhas supercarregadas precisam ter características resistentes à água.

[0006] Cargas inorgânicas (mineral) são geralmente usadas na fabricação de papéis de impressão (cópia, jato de tinta, flexografia, offset, gravura) a partir de dispersões aquosas de fibras de polpa de madeira para melhorar o brilho e opacidade, e alcançar melhorias na definição de folha de impressão e de estabilidade dimensional. O termo papel "fino" é usado no sentido convencional da indústria e inclui papel de resma, papel sulfite, papel offset, papéis de impressão revestidos, material de texto e capa, papel de publicação revestido, papel de livro e papel de algodão. O papel offset fino é dimensionado na superfície com uma formulação composta principalmente de amido e polímero hidrófobo, tal como o anidrido estireno maleico, após a folha contínua de papel ter sido seca. Os níveis de carga internos em papéis finos normais podem variar de 10 a 28%. Como o papel fino adequado para impressão de gravura e offset deve ter resistência suficiente para suportar a operação de impressão a alta velocidade, foi verificado que as tecnologias de fabricação de papel existentes não são adequadas para fazer os mesmos com um nível de carga mais elevada que 30%.

[0007] Folhas à base de papelão são formadas por uma ou mais camadas fibrosas ou lâminas e, em geral, sem adição de carga. Dependendo da utilização final; papelões são classificados como: 1) placas de papelão (várias composições usadas para fazer papel cartão para dobragem e caixas montadas/rígidas), 2) placa de acondicionamento de alimentos (utilizado para alimentos e para acondicionamento de líquidos), e 3) papelão canelado (utilizado para os recipientes que consistem em dois ou mais tipos de placas de forro separadas por meio canelado coladas aos forros). Dependendo da aplicação, o acabamento da superfície do produto é muitas vezes obtido por revestimento simples ou duplo utilizando formulações conhecidas que podem ser compostas de carga e pigmentos inorgânicos, agentes de ligação e polímeros de barreira. Alguns tipos de embalagem têm as suas superfícies cobertas com películas poliméricas para conferir propriedades de barreira ao gás elevadas, vapor d’água ou líquidos. Folhas à base de papelão são feitas quase que exclusivamente a partir de fibras virgens e recicladas, e aditivos. Para alguns tipos múltiplos de topo brancos uma quantidade muito limitada de carga inorgânica (cerca de 5%) é por vezes introduzida para a folha de camada de topo para melhorar a opacidade e qualidade de impressão.

[0008] Fabricação de papel ou papelão, com elevados níveis de carga internos semelhantes aos de papel mineral a base de plástico e com as propriedades requeridas pode ser um meio para fazer produtos verdes de baixo custo para uma variedade de aplicações, ou seja, de papéis de impressão, embalagens flexíveis, rótulos, etiquetas, mapas, sacos, papéis de parede e outras aplicações. O custo de cargas para fabricação de papel, tal tais como o carbonato de cálcio precipitado (PCC), carbonato de cálcio moído (GCC), argila de caulim, talco, sulfato de cálcio precipitado (PCS) ou sulfato de cálcio (CS), é geralmente menor do que o custo de fibras de celulose. As economias para o fabricante de papel para produzir uma tonelada de papel pode ser substancial, se a carga pode ser usada para substituir uma grande quantidade de fibras caras compradas de kraft. Por que a folha contínua de papel com carga é muito mais fácil de secar do que folha contínua de papel feita sem nenhum material de carga, a energia de secagem é mais baixa. Uma vez que a adição de carga elevada irá melhorar substancialmente a opacidade da folha, pode ser possível obter esta propriedade desejada na base de peso inferior. Além disso, uma base de papel com carga requer menos material de revestimento para alcançar a qualidade necessária de tipos normais revestidos.

[0009] O método comum de introdução de carga para a folha de papel é, medindo a suspensão de carga a uma suspensão de polpa de cerca de 1 a 3% de consistência em locais, tais como em uma caixa da máquina ou na entrada da bomba de ventoinha, antes da caixa de chegada da máquina de papel. As partículas de carga, normalmente têm uma carga negativa similar à das fibras e, assim, têm pouca propensão para adsorver sobre as superfícies das fibras. Como resultado, a retenção de partículas de carga, com as fibras de polpa durante o processo de fabricação da folha é difícil de conseguir, especialmente em máquinas de papel modernas de alta velocidade, onde componentes de massa experimentam grandes forças de cisalhamento. Portanto, um sistema auxiliar de retenção polimérica é sempre adicionado à massa diluída para fabricação de papel, antes da caixa de chegada da máquina de papel, para melhorar a retenção de carga pela aglomeração conhecida e mecanismos de floculação. No entanto, com as tecnologias de retenção de auxílio existentes, alcançando retenção de carga alta sem de prejudicar a formação de folha ou uniformidade estrutural ainda é um grande desafio. Por exemplo, em uma máquina de papel fino moderna operando a uma velocidade de 1400 m/min, de primeira passagem de retenção de material de carga é de cerca de 40-50%. Isto significa que apenas cerca de metade da quantidade de carga na composição de fabricação é retida na folha durante a sua formação e a porção restante escoa com água de processo, o que é muitas vezes referido pelo termo água branca. Em muitas fábricas de papel problemas operabilidade da máquina, perdas de esgoto elevadas de material de carga, furos na folha e aumento dos custos de aditivos funcionais (dimensionamento, branqueador óptico, amido), têm sido associadas com retenção de carga fraca e acumulação de carga no sistema de água branca.

[00010] Na técnica de fabricação de papel uma vez que a folha contínua úmida é formada ela exige força da folha contínua úmida adequada para a velocidade de progressão boa na máquina de papel. A folha seca exigirá força elevada na direção Z, resistência à tração e rigidez de operabilidade em prensas de impressão e copiadoras, e para outras utilizações finais. É bem sabido que o principal obstáculo para o aumento do teor de carga em tipos de impressão para níveis superiores é limitado pela deterioração destas propriedades de resistência. Por causa de carga não ter capacidade de ligação, a inclusão de carga no papel impede a ligação fibra- fibra. Na adição de carga para a folha, resistência à tração e módulo de elasticidade são inevitavelmente reduzidos pela substituição de fibras por partículas de carga, não somente há menos fibras na folha, o que reduz a força das ligações fibra-fibra, mas também a presença de carga diminui a área de contato e impede a ocorrência de ligações íntimas entre as fibras. Como resultado, a adição de carga reduz drasticamente a força da folha contínua úmida. Um papel úmido contendo uma elevada quantidade de carga pode romper mais facilmente nos passes abertos de uma máquina de papel. Portanto, folha contínua úmida forte é um critério importante para a boa operabilidade da máquina de papel. Cargas são mais densas do que as fibras e, assim, a sua adição irá também reduzir o volume da folha, o que é essencial para a rigidez de flexão. Ligação pobre de partículas de carga na estrutura fibrosa pode também aumentar a superfície de pó na impressão em offset.

[00011] É bem conhecido que a resistência da folha de papel é afetada pelo comprimento e área de superfície das fibras o que influencia a área relativa ligada na rede de fibra. A área ligada pode ser aumentada através da refinação das fibras e consolidação da folha contínua na seção de prensagem da máquina de papel. Aumentando a área de ligação por prensagem e de refinação de fibra pode aumentar a força de ligação interna e a resistência à tração da folha, mas em detrimento da sua massa. Com um peso de base determinado a diminuição da massa em folha pode reduzir a rigidez de flexão. No entanto, apesar destes efeitos negativos sobre a massa e a rigidez, nos últimos anos, o desenvolvimento da boa fibra pelo refino e melhor formação e técnicas de impressão melhoraram a força de folhas com cargas, e os fabricantes de papel mais fino têm agora a possibilidade de aumentar os teores de carga em seus graus por um poucos pontos percentuais [’’Maneiras práticas para alcançar maior teor de carga em papel", CFBaker e B. Nazir, Uso de minerais na fabricação de papel, Conferência Pira, Manchester, fevereiro de 1997)].

[00012] Outro método bem conhecido para aumentar a resistência do papel, mas sem alterar a densidade da folha, é a adição de polímeros naturais e sintéticos. Eles são normalmente adicionados em pequenas proporções, a qual pode variar de 1 a 20 kg/ton (1 ton = 1,02 t) de papel, à massa de polpa aquosa, ou aplicados sobre a superfície da folha após a folha contínua de papel ser seca. O desempenho dos polímeros catiônicos de resistência é geralmente baixo quando adicionados à massa de fibras longas, tais como fibras de kraft devido à sua carga negativa baixa e área de superfície disponível para a adsorção dos polímeros. O desempenho pode ser totalmente prejudicado quando os polímeros catiônicos são introduzidos à massa de polpa aquosa tendo fornece condições químicas desfavoráveis, tais como níveis elevados de substâncias dissolvidas aniônicas coloidais e elevada condutividade.

[00013] Apesar dos avanços na técnica de fabricação de papel e produtos químicos, o teor de carga corrente em todas as folhas de papel finos não revestidos é geralmente inferior a 30% do peso do papel. Usando as tecnologias convencionais, as tentativas para aumentar o teor de carga nestes graus a níveis mais elevados resultada na retenção de carga insuficiente, resistência folha contínua-folha contínua, resistência à tração e rigidez, e menor resistência da superfície. Uma força de superfície adequada é necessária para evitar pó e acúmulo quando operando em uma prensa de impressão de alta velocidade, ou seja, durante a impressão offset.

[00014] Nos últimos anos, diversas patentes foram concedidas para fazer papéis com carga. US 4.445.970 ensina um método para fazer a impressão de papel fino adequado para impressão de gravura e offset a alta velocidade e contendo elevados níveis de carga para uma grande variedade de pesos de base. Níveis de carga altos foram obtidos com as folhas de peso de base elevado, por exemplo, mais de 120 g/m2. Estes papéis finos altamente carregados foram produzidos em uma máquina de papel de baixa velocidade de Fourdrinier a partir de uma massa contendo grandes quantidades de carga, de preferência, uma mistura de argila e talco, e incluindo 3-7% de um látex catiônico que é selecionado para proporcionar uma boa retenção e boa resistência sem deixar um resíduo na tela. Folha de papel fino de 120 g/m2 feitas para esta invenção, com carga de 46% tem uma resistência à tração de 0,665 km. Esta resistência à tração é considerada ser muito baixa quando comparada com a de um papel fino normal, de 73 g/m2 feita com 20% de carga que tem uma resistência à tração de cerca de 6,0 km. Apesar da adição de dosagens muito elevadas de látex catiônico o teor de carga no papel conseguido pela invenção desta patente US 4.445.970 é ainda inferior a 50%.

[00015] Um número de patentes anteriores revela a ideia geral de que a resistência do papel pode ser aumentada pela adição de látex catiônico para a massa de fabricação de papel. Por causa das propriedades eletroquímicas básicas de componentes de massa aniônicos, látex catiônico interage com superfícies de fibras para proporcionar uma ligação de fibras adicionais e, consequentemente, resistência ao papel resultante. Estas patentes se referem principalmente aos denominados papéis "de alta resistência" que são em grande parte desprovidos de materiais de carga, ou no melhor dos casos só contém quantidades muito pequenas de carga. Por exemplo, US 4.178.205 Wessling et al discute a utilização de látex catiônico, mas pigmento não é essencial. US 4.187.142 Pickleman et al, descreve a utilização de um coaditivos de polímero aniônico com látex catiônico, com a utilização de uma quantidade suficiente de látex para tornar o sistema inteiro de fabricação de papel, catiônico, a utilização de carga não é mencionado em qualquer exemplo. Foster et al US 4.189.345 descreve níveis extremamente elevados de látex catiônico.

[00016] US 4.181.567 Riddell et al se refere a fabricação de papel, utilizando um aglomerado de polímero iônico e quantidades relativamente grandes de material de carga. Os titulares da patente indica que, ou polímeros aniônicos ou catiônicos podem ser usados, e as cargas mencionadas são o carbonato de cálcio, argila, talco, dióxido de titânio e misturas. No exemplo 1, um papel de peso base de 80 g/m2 com carga de 29% é produzido usando carbonato de cálcio como material de carga. Esta patente discute, em essência a precipitação do pigmento, com um sistema auxiliar de retenção antes da sua adição à composição da massa.

[00017] E conhecido na indústria de papel que a adição de látex aniônico à extremidade úmida da máquina de papel, combinada com a substância química catiônica, tal como alume, faz com o látex aniônico de precipitar na presença das fibras e cargas e, assim, dá ao papel resistência aumentada. Este procedimento é normalmente utilizado na fabricação de determinados produtos assim chamados "de alta resistência", tais como material de junta, papelão saturado, feltro de cobertura, feltro para piso, etc. Nenhuma técnica semelhante, tem sido sugerida para a fabricação de folhas de papel que têm quantidades de carga de até 90%.

[00018] Tem sido proposto notando a US 4.225.383 de McReynolds na fabricação de produtos de papel relativamente espessos, de forma semelhante à fabricação de papéis de feltro para coberturas e pisos, a usar a combinação de um polímero catiônico com látex aniônico, e quantidades substanciais de carga mineral. No entanto, o produto não é projetado para papéis de impressão, e os requisitos de resistência são, portanto, relativamente baixos. Além disso, por causa do peso substancial do papel produzido por uma tal técnica, a resistência adicional é originada apenas por meio de sua massa.

[00019] Várias outras patentes, incluindo, US 4.115.187, US 5.514.212, GB 2.016.498, US 4.710.270, e GB 1.505.641, descrevem os benefícios do tratamento com aditivos de carga sobre as propriedades de retenção e da folha. Sabe-se que uma vez que a maioria das partículas de cargas inorgânicas comuns em suspensão carrega uma carga negativa, o aditivo catiônico adsorve sobre as suas superfícies, através de interações eletrostáticas, fazendo eles aglomerar ou flocular. Para aditivos aniônicos promover a floculação das partículas de carga seria necessário uma carga positiva para permitir a adsorção do aditivo aniônico. A agregação de partículas de carga melhora a retenção durante a fabricação da folha e também pode diminuir o efeito negativo da carga sobre a resistência da folha, mas a agregação de carga em excesso pode prejudicar a uniformidade do papel e também diminuir o ganho em propriedades ópticas esperadas a partir da adição de carga. O teor de carga obtida por estas patentes está abaixo de 40%.

[00020] Na US 7.074.845 de Laleg, látex aniônico tem sido utilizado em combinação com amido inchado para a preparação de suspensões de carga tratadas a serem adicionadas internamente na fabricação de papel. As composições de látex/amido inchado são preparadas por pré-mistura do látex com suspensão de grânulos de amido em uma batelada ou fogão em jato, ou por adição de água quente à mistura sob condições controladas de modo a tornar os grânulos de amido inchados suficientemente para melhorar as suas propriedades como um aditivo de carga, mas evitar o excesso de inchaço levando à sua ruptura. O látex aniônico interage com os grânulos de amido catiônicos inchados formando uma matriz ativa. A composição é rapidamente misturada com a suspensão de carga, a agregação de carga aumentada. A carga tratada é em seguida adicionada à massa de fabricação de papel antes da fabricação da folha. A retenção da carga tratada preparada por este processo, na folha contínua durante a fabricação de papel foi melhorada e as folhas com carga têm uma ligação mais elevada e resistência à tensão interna do que das folhas com carga produzidas utilizando a adição convencional de amido cozido à matéria-prima.

[00021] A publicação internacional número WO 2008/148204, Laleg et al, descreve um método para aumentar a resistência da folha de papel com carga pelo tratamento contínuo de suspensão de carga para melhorar a fixação do látex aniônico em partículas de carbonato de cálcio precipitadas em um curto período de tempo. Neste processo, látex aniônico é adicionado à suspensão de carga à temperatura ambiente e, em seguida, misturada com água a uma temperatura superior à temperatura de transição vítrea (Tg) do látex usado. Para eficazmente fixar o látex, a temperatura da mistura de carga/látex deve ser 20-60°C mais elevada do que a Tg do látex utilizado. Os látex aniônicos aplicados por este processo são totalmente e irreversivelmente fixados ou ligados sobre as partículas de carga e a suspensão de carga agregada é estável ao longo do tempo. Na presente invenção a suspensão de carga tratada com látex é designada para adição a massas de fabricação de papel, em qualquer ponto, antes da caixa de chegada da máquina de papel ou armazenada para uso posterior. A suspensão de carga tratada com látex melhorou a retenção de carga, a perda de força grandemente impedida de resistência da folha e um melhor desempenho de agentes de encolamento interna.

[00022] Na US 5.824.364, cristais de carbonato de cálcio são divulgadas como sendo diretamente formados sobre fibrilas de fibras por um processo de precipitação de hidróxido de cálcio e dióxido de carbono, sem a adição de agentes de fixação. A carga de carbonato de cálcio contido na folha está limitada à área de superfície disponível das fibrilas da fibra, tal como especificado pelos inventores, na faixa de 3-200 m2/g. O objetivo do presente método da técnica anterior era alcançar retenção de carga elevada, concentrando-se em seções individuais das fibras, como no lúmen, parede celular, ou fibrilas. O teor de carga no papel conseguido pela presente invenção era inferior a 30%. Nesta patente, não há látex ou outros agentes químicos foram utilizados para auxiliar a fixação de carga na superfície das fibrilas e para melhorar a ligação.

[00023] FI 100729 (CA 2.223.955) revela carga para uso na fabricação de papel, a carga compreendendo agregados porosos formados a partir de partículas de carbonato de cálcio depositadas sobre a superfície de finos. De acordo com o relatório da patente, este material de carga de um novo tipo é caracterizada em que os finos são formados por fibras finas preparadas pelo bater de fibras de celulose a partir de polpa mecânica ou química. A distribuição de tamanho da fração de finos corresponde essencialmente à fração de tela de arame PI 00. O teor de carga do papel alcançada por esta abordagem, ou por uma abordagem similar descrita na US 5.824.364 e US 2003/0051837 foi de cerca de 30% e as propriedades de resistência foram apenas ligeiramente mais elevadas do que as medidas em folhas produzidas por métodos convencionais de adição de carga.

[00024] Embora os métodos acima referidos são reivindicados para ajudar a produzir folhas com um teor de material de carga elevado e com uma resistência aceitável, qualquer tentativa de aumentar o material de carga a altos níveis de até 50% ou mais, nunca foi feito em uma máquina convencional de papel ou comercialmente. Retenção de carga pobre, fraco resistência seca e da folha contínua úmida e baixa rigidez do papel permanecem como os maiores obstáculos para fabricantes de papel. Obviamente, existe ainda a necessidade de uma tecnologia para fabricar folhas fibrosas de polpa supercarregada, sem os problemas de fabricação de papel acima referidos. Seria muito útil se uma composição simples poderia ser concebida para permitir a fixação de grandes porções de partículas de carga em superfícies fibrosas e atuar como cola ou agente de ligação e de transferência de carga entre os materiais que formam o produto de papel final. Seria mais prático, para algumas aplicações, se o produto final tenha alguma barreira e características de resistência à água.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[00025] A presente invenção visa proporcionar uma massa de polpa para fabricação de papel compreendendo: fibras longas fibriladas e partículas de carga, em uma quantidade de até 90% em peso, com base nos sólidos totais, para utilização na produção de folhas de papel com carga alta.

[00026] Esta invenção procura ainda proporcionar um processo para fazer um papel com um teor de carga de até 90% em peso.

[00027] Ainda mais esta invenção procura proporcionar um papel tendo um teor de carga de até 90% em peso.

[00028] Em um aspecto da invenção, é proporcionada uma massa de polpa para fabricação de papel compreendendo: fibras longas fibriladas, partículas de carga e um ligante aniônico, em um veículo aquoso, as ditas partículas de material de carga estando em uma quantidade de até 90% em peso, com base em sólidos totais.

[00029] Num outro aspecto da invenção, é proporcionado um processo de fabricação de papel que compreende a) formação de uma massa de polpa aquosa para fabricação de papel que compreende fornecer fibras longas fibriladas, partículas de carga e um ligante aniônico, em um veículo aquoso, ditas partículas de material de carga em uma quantidade de até 90% em peso, com base nos sólidos totais, b) mistura da massa de polpa e submeter a mistura de massa de papel a uma temperatura mais elevada do que a Tg do ligante aniônico para fixar as partículas de carga e ligante sobre as fibras, c) drenagem da massa de polpa através de uma tela para formar uma folha, e d) a secagem da folha.

[00030] Numa forma de realização particular, os aditivos de fabricação de papel usuais podem ser adicionados a massa de polpa em a) ou b).

[00031] Em ainda outro aspecto da invenção, é proporcionado um papel compreendendo uma matriz de fibras longas fibriladas, partículas de carga e um ligante aniônico, ditas partículas de material de carga, sendo em uma quantidade de até 90% em peso, do papel, e ditas partículas de material de carga e o ligante sendo fixado em superfícies das ditas fibras longas fibriladas.

[00032] Em formas de realização preferidas, fibras longas fibriladas/massa com carga e o papel supercarregado da invenção compreendem ainda fibrilas de celulose de elevada área de superficiais tais como nanofilamentos de celulose (CNF), celulose microfibrilada (MFC), e/ou de celulose de nanofibrila (NFC). A introdução da CNF, MFC ou NFC a massa de polpa proporciona elevada área de superfície para a fixação do material de carga maior e melhora a consolidação da estrutura do papel. As fibrilas de celulose preferidas para esta invenção são aquelas feitas a partir de fibras de madeira ou fibras de plantas e são filiformes longas e finas de diâmetro.

DESCRIÇÃO DETAFHADA DA INVENÇÃO

[00033] A presente invenção proporciona um novo método para preparar formulações aquosas compósitas de fibras longas fibriladas/carga mineral misturada com ligante aniônico e, opcionalmente, aditivos de fabricação de papel, na ausência ou presença de fibrilas celulósicas (CNF, MFC ou CNF), a uma temperatura de mistura acima da Tg do ligante aniônico e útil para fabricar produtos de papel com carga mineral até 80% e as propriedades físicas necessárias para as aplicações previstas. As formulações aquosas compósitas também podem ser usadas para fabricar, em equipamento convencional existente, papelão, embalagens e artigos moldados conformados.

[00034] Em nenhum momento qualquer uma das patentes da técnica anterior ou publicações na literatura aberta revelam ou discutem composições aquosas de fibras longas fibriladas e cargas misturadas com ligantes específicos à temperatura de mistura mais elevada do que a Tg do ligante utilizado, opcionalmente, de fibrilas celulósicas com áreas de superfície elevadas tais como CNF, MFC ou NFC, para fazer produtos, nomeadamente folha, esteira, papel, embalagem de papelão e artigos moldados, contendo até 90% de material de carga e com as propriedades físicas requeridas para as aplicações pretendidas.

[00035] A presente invenção ultrapassa as desvantagens acima descritas da técnica anterior através de um método que satisfaz as condições para a produção em máquinas existentes, produtos supercarregados com teor de carga de até 90% em peso dos sólidos totais. A presente invenção fornece a tecnologia para produzir estes produtos supercarregados a partir de composições aquosas, em que a fixação de uma grande quantidade de partículas de carga em materiais fibrosos de alta superfície é realizada com o fim de aumentar a retenção de material de carga e para reduzir a perda de resistência na adição de carga elevada. Técnicas de tratamento convencionais de superfície, nomeadamente prensa de acabamento de tanque, prensa de acabamento de medição ou revestidores podem ser utilizadas com sucesso para aumentar ainda mais a resistência e conferir resistência à água.

[00036] Em geral, a invenção tem por objetivo explorar teor de carga elevada, principalmente até 90% em peso de carga de sólidos totais na composição de fabricação, ou de até 90% com base no peso seco de folha ou papel. No entanto a invenção pode também ser empregada para menores teores de carga.

[00037] A presente invenção em formas de realização específicas e em particular é baseada em consistência média da mistura de material de carga, por exemplo carbonato de cálcio precipitado ou de sulfato de cálcio, com fibras longas fibriladas, de preferência combinadas com CNF, MFC ou NFC com ou seguida pela adição de um ligante aniônico e opcionalmente outros aditivos funcionais e de processo usados na fabricação de papel, incluindo amido, agente de encolamento, agente catiônico, e auxiliares de drenagem e de retenção. As composições aquosas preparadas a consistências totais de até 10% de sólidos são cisalhadas em um tanque de mistura, misturando na bomba ou, de preferência em um refinador em temperaturas mais elevadas do que a Tg do ligante.

[00038] Na mistura sob cisalhamento, a uma temperatura mais elevada do que a Tg do ligante aniônico, uma ação simultânea de agregação de partículas de carga e a sua fixação ou ligação das superfícies fibrosas tem lugar, removendo as partículas de carga e o ligante do veículo aquoso da composição de fabricação. Coaditivos de fabricação de papel convencional são adicionados à massa compreendendo fibras longas fibriladas, fibrilas de celulose (CNF, MFC ou CNF), agentes de carga e ligante aniônico antes da formação do produto. As folhas resultantes supercarregadas podem ainda ser tratadas na superfície em equipamentos de revestimento ou encolamento convencional para o desenvolvimento de produtos, tais como compósitos e materiais de embalagem com propriedades funcionais adequadas para as aplicações previstas. Ao conteúdo de carga iguais, as folhas supercarregadas produzidas pela presente invenção podem ter pinças semelhantes àquelas dos papéis minerais à base de plástico em pesos de base muito mais baixos, e mesmo assim têm valores mais elevados de opacidade, brilho, resistência à tração e rigidez.

[00039] As fibras fibriladas longas a ser utilizadas na produção das folhas supercarregadas desta invenção podem ser aquelas tratadas a partir de madeira, semelhantes às utilizadas convencionalmente na fabricação de materiais de papel e de papelão. Fibras longas fibriladas feitas a partir de árvores de madeira macia são mais preferidas para a presente invenção.

[00040] Algumas fibras de plantas, tais como cânhamo, linho, sisal, kenaf e juta, e algodão e fibras de celulose regeneradas, podem também ser usadas para o reforço das folhas supercarregadas. Fibras de celulose regeneradas, tais como fibras de raiom podem ser feitas em dimensões semelhantes a fibras de algodão, e ser usadas também para fibras longas fibriladas. No entanto, otimização e refino dessas fibras longas grossas é necessário para a aplicação eficiente e maximizando o desempenho.

[00041] O desempenho das fibras de celulose para fazer folhas de papel fortes pode ser substancialmente melhorado se a sua área de superfície é aumentada e comprimento preservado, expondo mais fibrilas na superfície das fibras longas durante refino termo mecânico ou batimento das fibras de celulose.

[00042] Na técnica de fabricação de papel, é bem sabido que refino de fibras de polpa causa uma variedade de alterações simultâneas em estrutura de fibra, tais como fibrilação interna e externa, geração de finos, encurtamento da fibra, e encaracolar da fibra. Fibrilação externa é definida como interrupção e descascamento da superfície da fibra que conduz à geração de fibrilas associadas à superfície das fibras. Fibrilação externa também leva a grande aumento na área de superfície (Gary A. Smook, Manual para Tecnólogos de papel e celulose, 3 a edição, Angus Wilde Publicação Inc., Vancouver, 2002.). Papel feito a partir de fibras altamente fibriladas tem alta resistência à tração, enquanto encurtamento da fibra prejudicaria resistência ao rasgo, e comportamento de drenagem da folha contínua na máquina de papel, portanto, os produtores de papel muitas vezes cuidadosamente refinar a polpa para uma característica de drenagem que é mais favorável para a operabilidade da máquina de papel (Colin F. Baker, Tappi Journal, vol. 78, N0.2-ppl47-153). No entanto, na presente invenção, estas fibras bem desenvolvidas foram verificadas por apresentar uma excelente oportunidade para a fabricação de papel supercarregado quando o problema da drenagem é superado pela adição de carga elevada e as partículas de carga foram essencialmente bem fixadas nas superfícies fibrosas através da introdução de um ligante aniônico com uma Tg mais baixa do que a temperatura da massa.

[00043] A celulose microfibrilada (MFC), introduzido pela primeira vez por Turbak et al. em 1983 (US 4.374.702), foi produzida em homogeneizadores ou microfluidificadores por várias organizações de pesquisa e é também comercialmente fabricado em pequena escala. Patentes japonesas (JP 58197400 e JP 62033360) também reivindicaram que a celulose microfibrilada produzida em um homogeneizador melhora a resistência de tração do papel. Mais informações sobre celulose microfibrilada e nanofibrilas de celulose também podem ser encontradas nestas duas referências: "Celulose microfibrilada, um novo produto de celulose:. Propriedades, usos e potencial comercial" J. Appl. Polym. Sei.: Appl. Polym. Symp, 37, 813) e "Nanofibrilas de celulose produzidas por Marielle Henriksson (Tese de Doutorado 2008 - KTH, Estocolmo, Suécia: Redes de nanofibrilas de celulose e Compósitos, Preparação, Estrutura e Propriedades) a partir de uma dissolução de polpa pré-tratada com 0,5% de enzimas, em seguida, homogeneizada no Microfluidizador tinha um DP 580.)

[00044] O produto acima mencionado, MFC é composta de fibrilas ramificadas de relação de aspecto baixa de partículas relativamente pequenas em comparação com as fibras de celulose original a partir do qual elas foram produzidas. Elas são normalmente muito menores do que 1 micrômetro, ainda que algumas podem ter um comprimento de até alguns micrômetros.

[00045] Celulose microfibrilada ou celulose de nanofibrila descrita nas patentes acima referidas e a seguir podem ser usadas na presente invenção, para reforço de folhas supercarregadas: US 4.374.702, US 6.183.596, US 6.214.163, US 7.381.294, JP 58197400, JP 62033360, US 6.183.596, US 6.214.163. US 7.381.294, WO 2004/009902, e W02007/091942. No entanto, o componente de reforço mais preferido é nanofilamentos de celulose (CNF), produzidos de acordo com USSN 61/333, 509, depositada em 01 de maio de 2010, Hua et al. A CNF são compostas de filamentos individuais finos (uma mistura de micro- e nano-materiais), e são muito mais longas do que CNF e MFC como divulgado nas patentes acima referidas. Os comprimentos da CNF são tipicamente cerca de 100 micrômetros, e até milímetros, mas podem ter larguras muito estreitas, cerca de 30-500 nanômetros, e, assim, possuem uma relação de aspecto extremamente elevada. Estes materiais foram verificados ser extraordinariamente eficientes para reforço de papel (para melhorar a resistência de papel seco e folha contínua úmida). A introdução de uma pequena quantidade desta CNF, tais como 1 a 5%, na polpa de papel melhorou muito a resistência a coesão interfibras, a resistência à tração, o estiramento, e a rigidez da folha. Por conseguinte, a aplicação de fibrilação de fibras longas e fibrilas de celulose de alta área superficial, especialmente CNF, pode ser muito útil para o reforço de papéis supercarregados.

[00046] O nível de carga da folha a ser alcançado pela presente invenção, depende significativamente das proporções de fibras longas fibriladas e fibrilas de celulose, o tipo de ligante, a sua dosagem e modo de administração. As fibras longas fibriladas preferenciais para serem utilizadas na presente invenção podem ser de polpa de kraft de madeira macia, polpa termomecânica de madeira macia ou suas misturas. Uma pequena fração de outras fibras longas otimizadas, tais como cânhamo, kenaf, algodão, raiom ou fibras de polímeros sintéticos, que necessitam de ser processadas para comprimento adequado e níveis de fibrilação, pode também ser adicionada, juntamente com as fibras de polpa de madeira macia, para conferir certas características funcionais dos produtos supercarregados. As fibras longas fibriladas mais preferidas são aquelas fibras facilmente disponíveis bem desenvolvidas, tais como polpa termomecânica de madeira macia branqueada vulgarmente utilizada na fabricação de tipos de papel supercalandrados e fibras de kraft de madeira macia branqueadas produzidas usando as condições de refino de fabricação de papel conhecidas que desenvolvem fibrilação externa sem encurtamento da fibra, ou por uma consistência elevada ou um refinador de baixa consistência. Polpa termomecânica altamente fibrilada produzida pelo refino de baixa intensidade, tal como descrito na patente US 6 336 602 (Miles) permite a aplicação de mais energia do que o método convencional de refino para promover evolução de fibras em vez de corte de fibras.

[00047] O procedimento da invenção pode ser aplicado comercialmente através da realização das seguintes etapas. Para as misturas de suspensão de fibras fibriladas longas/fibras de celulose (tais como CNF) de consistência de 2-4% e temperatura 20-60°C, uma quantidade de material de carga ou seja, carbonato de cálcio precipitado ou de gesso, de preferência feitas sem um dispersante químico aniônico, é adicionado, e a mistura continuou. Algumas partículas de carga tendem a adsorver sobre as superfícies de fibrilas, mas uma grande parte do material de carga permanece dispersa na água. A mistura é então tratada com o ligante aniônico, a uma temperatura superior à sua Tg para completar a fixação da carga sobre superfícies fibrosas. Em adição ao ligante aniônico à temperatura mais elevada do que a sua Tg, a água do processo se torna livre de material de carga e partículas de ligante, indicando que a carga e ligante estão ambos bem fixados sobre as superfícies de celulose. Os ligantes preferidos são resinas de acrilato aniônicas comercialmente disponíveis a partir de empresas como a BASF com um tamanho de partícula de 30 a 200 nm ou mais e Tg variando entre -3 e 50°C (US 2008/0202496 Al, Laleg et al). Para a composição aquosa tratada com alguns coaditivos ou aditivos funcionais convencionais podem ser adicionados, ou seja, amido catiônico, quitosano, polivinilamina, carboxi-metil-celulose, agentes de encolamento, e tintas ou corantes. Outros aditivos funcionais comuns, tais como agente de resistência em úmido e agente espessantes (por exemplo, microesferas de termoplásticas feitas pela Eka Chemicals) também podem ser adicionadas para controlar a resistência da folha quando em contato com líquidos polares, e calibre, respectivamente.

[00048] Dependendo da utilização final as folhas supercarregadas podem ser tratadas à superfície usando prensas convencionais, tais como uma prensa de colagem, ou revestidores convencionais para desenvolver algumas propriedades específicas. O tratamento da superfície do papel supercarregado transmite resistência de superfície elevada e hidrofobicidade, e também apresenta mais de carga para o produto final.

[00049] As composições aquosas preparadas por esta invenção podem ser usadas para produzir folhas carregadas de peso base que variam de 80 a 400 g/m2, de preferência de 100 a 300 g/m2 e mais preferivelmente de 150 a 200 g/m2, usando os processos convencionais de fabricação de papel. Quando a composição aquosa de ligante tratado da presente invenção é transferida para a caixa da máquina de papel, um aditivo de processo convencional de fabricação de papel, a saber, um sistema auxiliar de retenção, é adicionado para melhorar a retenção de carga durante a formação da folha. O sistema auxiliar de retenção pode ser apropriadamente constituído por amido catiônico, uma poliacrilamida catiônica ou sistema de componente duplo, tal como amido catiônico ou poliacrilamida catiônica e micropartículas aniônicas. A micropartícula pode ser sílica coloidal ou bentonita, ou de preferência micropolímeros orgânicos aniônicos. Estes auxiliares de retenção são adicionados à massa antes da caixa de chegada, e de preferência para a entrada da bomba de ventoinha ou para a entrada da tela de pressão da máquina de papel. A adição de coaditivos para as composições de massa desta invenção seguido por introdução do sistema auxiliar de retenção foi encontrado para ser um meio eficaz para atingir a retenção de carga muito elevada e de desenvolvimento de resistência. Usando o procedimento completo desta invenção boa retenção de carga e drenagem melhorada durante a fabricação da folha são bem atingidos, a fim de fabricar papéis com teor de carga tão elevada quanto 90%, por exemplo, tão elevada quanto 80%, ou mais, do peso total da massa da folha. Assim, um papel característico da invenção pode ter um teor de carga de 40 a 80% em peso.

[00050] Como discutido acima, quando o carbonato de cálcio precipitado é adicionado às fibras longas fibriladas/fibrilas de celulose, algumas partículas tendem a adsorver sobre estas superfícies fibrosas de elevada área, mas uma grande parte das partículas permanece dispersa na água. Quando o ligante aniônico é adicionado ele inicialmente adsorve sobre as partículas de carga (os quais se encontram em solução aquosa ou já fixadas em superfícies fibrosas) por interações eletrostáticas ou hidrófobas, ou por ligações de hidrogênio e, simultaneamente, fazendo com que a sua fixação nas superfícies fibrosas. No aquecimento da mistura a temperaturas acima da Tg do ligante, as partículas do ligante espalhadas sobre as superfícies das partículas de carga provocando a sua completa fixação sobre superfícies fibrosas celulósicas. O ligante adsorvido de látex ou espalhas e se liga fortemente as partículas de carga, juntamente com as superfícies fibrosas, reforçando assim o compósito de papel e aumentando a sua resistência e outras propriedades físicas. Resistência da superfície, porosidade do papel e suavidade são todos melhorados. O grau de carga e fixação do ligante sobre superfícies fibrosas celulósicas foi encontrado ser grandemente dependente na consistência da massa, a taxa de dosagem de agente ligante e da sua Tg e da temperatura.

[00051] Quando um ligante de Tg variando entre -3 e 50°C, tais como os da série de resina feitas pela BASF sob a marca comercial Acronal®, é misturado, por si só ou em combinação com uma dispersão Acrodur® que desenvolve película rígida à temperatura ambiente e acima de 50°C, com uma composição aquosa de fibras longas fibriladas/fibrilas de celulose/carga em consistências de massa de 3 a 10% ou mais e a temperatura acima da Tg do ligante Acronal todas as partículas de carga, tais como PCC, tendem a depositar rapidamente sobre a superfície fibrosa celulósica da elevada área de superfície. Esta adsorção ou fixação rápida de carga e ligante é irreversível, mesmo sob mistura de alto cisalhamento da suspensão de carga tratada durante períodos prolongados de tempo. Este tipo de fixação de partículas em superfícies celulósicas fibrosas é muito diferente do que o conseguido com floculantes poliméricos, que tendem a flocular todos os componentes em massa em flocos grandes e os flocos são geralmente muito sensíveis ao cisalhamento e dependente do tempo ou a deterioração com o tempo de mistura. O nível de agente ligante aniônico de adsorção induzida sob as condições utilizadas pode ser tão elevado como 100 kg/ton (1 ton = 1,02 t) da quantidade de material sólido da massa (carga e celulose) utilizada, especialmente para as massas feitas com a adição de PCC, PCS ou suas misturas, tanto feita sem dispersante químico aniônico. Verificou-se que quanto maior a consistência da composição de massa a melhor adsorção de ligante e uma fixação de carga em superfícies fibrosas celulósicas. Tal adsorção de ligante induzido e fixação de carga provocou retenção de carga muito elevada e uma melhor drenagem da água durante o processo de fabricação de folha.

[00052] Por exemplo, a água filtrada coletada durante a fabricação da folha é muito clara, indicando que o ligante e a carga são bem retidas na folha.

[00053] Embora a fixação do ligante aniônico de acordo com a presente invenção é completa quando usada com PCC, PCS e talco catiônico ou outro carga catiônica e suspensões de pigmentos, para suspensões de carga anionicamente dispersadas, tais como GCC, argilas, talco, TiCL, agentes catiônicos, tais como o cloreto de cálcio, compostos de zircônio (carbonato de amónio e zircônio, hidroxicloreto de zircônio, quitosana, polvinilamina, polietilenoimina, poli(dadmac), micropartículas orgânicas ou inorgânicas, podem também ser pré-misturadas com estes cargas para iniciar a fixação do ligante aniônico na sua superfície fazendo com que elas fixem em superfícies fibrosas e permitir uma maior fixação do ligante.

[00054] Abaixo está a descrição dos ingredientes que formam as composições aquosas de massa de polpa da presente invenção:

[00055] Fibras longas fibriladas'. As fibras longas fibriladas preferidas para utilização na fabricação de folhas supercarregadas ou artigos da presente invenção podem ser fibras de kraft de madeira macia externamente fibrilada convencional, polpas de madeira macia termomecânicas branqueadas, polpas de madeira macia quimio-termomecânicas branqueadas, ou suas misturas. A polpa de kraft de madeira macia preferida são aquelas refinadas por valor de Liberdade Padrão Canadense - Canadian Standard Freeness de valor (CSF) tão baixo quanto 50-400 ml, e a título de exemplo 200-400 ml usando um refinador de discos de alta consistência ou um refinador de disco de baixa consistência, sob condições que favorecem a fibrilação externa e sem corte da fibra (Colin F. Baker, Tappi Journal, vol. 78, N°.2-ppl47-153, cujos ensinamentos são aqui incorporados por referência). CSF é usado como um índice da indústria para prever a taxa de drenagem da polpa durante o processo de fabricação da folha. Quanto menor o número, mais refinadas são as fibras e, assim, mais lenta a taxa drenagem. As outras polpas preferidas são as polpas termomecânicas branqueadas bem desenvolvidas semelhantes às polpas processadas para a fabricação de papéis supercalandrados e têm valores CSF tão baixos como 30-60 ml (patente US 6.336.602 de Miles, os ensinamentos dos quais são aqui incorporadas por referência). Uma pequena fração de fibras de origem de não de madeira tais como algodão, raiom ou algumas plantas anuais podem também ser utilizadas na composição para melhorar algumas propriedades especiais do produto final. A fim de utilizar de forma eficiente estas fibras longas nas composições da presente invenção elas são adequadamente processadas para reduzir o seu comprimento para uma faixa de 5 a 10 mm e, de preferência refinadas de acordo com Colin F. Baker (Tappi Journal, vol. 78, N°. 2-ppl47-153), os ensinamentos dos quais são aqui incorporados por referência, para desenvolver a fibrilação externa.

[00056] Fibrilas de celulose'. Quaisquer fibras à base de celulose, tais como CNF, MFC ou NFC, podem ser utilizadas na presente invenção. No entanto, as preferidas são as fibrilas de CNF descritas na supracitada USSN 61/333.509, Hua et al. e MFC descrita em J. Appl. Polym. Sei. Appl. Polym. Symp., 37. 813, os ensinamentos de ambos sendo aqui incorporados por referência. A proporção de fibrilas de celulose para a fração de fibra longa fibrilada pode variar de 0 a 50%. As fibras longas fibriladas e fibrilas de celulose a serem usadas na presente invenção podem ser melhoradas através da modificação das suas superfícies com agentes químicos, especialmente polímeros ou resinas que possuem grupos funcionais catiônicos ou aniônicos. Exemplos de tais agentes químicos são quitosano, polivinilamina, amido catiônico, polivinilálcool catiônico, anidrido estireno maleico catiônico, látex catiônico, carboxi-metil-celulose e ácido poliacrílico.

[00057] Cargas'.As cargas para uso na presente invenção são tipicamente materiais inorgânicos com um tamanho médio de partícula variando 0,1-30 pm, mais usualmente de 1 a 10 micros, tais como cargas usuais para fabricação de papel como argila, carbonato de cálcio moído (GCC), giz, PCC, PCS, talco e suas misturas. As cargas preferidas são aquelas feitas sem ou com um nível baixo de dispersantes químicos aniônicos. As cargas inorgânicas mais preferidas para uso com ligantes aniônicos são as que estão naturalmente carregando uma carga positiva na sua aplicação de suspensão comercial, tais como PCC processadas sem dispersantes químicos aniônicos. A proporção de carga para a fração fibrosa de celulose pode variar de 50 a 90%. A carga será tipicamente em uma quantidade de 50 a 90% ou mais, em peso de sólidos secos, da massa, e em uma quantidade de 40 a 90%, tal como 40 a 80% em peso, do papel seco. Papéis típicos da presente invenção podem conter 50 a 70%, ou 60 a 80%, ou 50 a 80% ou 60 a 70% em peso, do papel seco.

[00058] Ligantes: Os ligantes a serem utilizados na presente invenção são geralmente produzidos por polimerização em emulsão dos monômeros apropriados na presença de um agente tensoativo e o agente tensoativo se torna adsorvido sobre as partículas de resina polimerizadas. O tensoativo, o qual forma uma concha nas partículas de resina (látex), frequentemente dá uma carga. Uma forma de realização importante da presente invenção envolve a utilização de látex aniônico, látex zwiteriônico ou anfotérico (contendo tanto locais aniônicos e catiônicos). As dispersões de ligantes preferidos incluem polímeros acrílicos, polímeros de estireno/acrilato de butila, polímeros de acrilato de n-butila, acrilonitrila-estireno e polímeros de estireno/butadieno carboxilado. A Tg preferida dos ligantes utilizados na presente invenção varia entre -3 e 50°C e as suas faixas de tamanho de partícula média entre 30 a 300 nm. Os ligantes aniônicos mais preferidos da presente invenção são os produtos à base de acrílico com Tg variando de 0 a 40°C e tamanho de partícula entre 60 e 200 nm. No entanto, outro sistema de resina à base de água/ligante de rigidez mais elevada de filme, tais como o comercializado por BASF sob o nome comercial de Acrodur®, pode ser combinado com os ligantes de Acronal® de baixa Tg para alcançar papel com carga mais forte e mais rígida. Dispersões aniônicas de Acrodur® são sistemas de ligante de um componente que consiste de um ácido poliacrílico modificado e um agente de reticulação de poliálcool. A dosagem do ligante (com base no teor de sólidos) de fibras longas fibriladas/fibras de celulose/carga pode variar de 0,5 a 100 kg/ton (1 ton = 1,02 t) de papel, mas as faixas de dosagem preferidas para a adição de carga elevada são entre 10 e 20 kg/ton (1 ton = 1,02 t). de papel. O nível de dosagem mais preferido da dispersão de Acrodur está na faixa de 2 a 4 kg/ton (1 ton = 1,02 t). . A dosagem do ligante é governada pela exigência de que substancialmente todas as partículas do ligante se tomam ligados a partículas de carga e as superfícies fibrosas. Em particular, as partículas de carga são irreversivelmente ligadas pelo ligante para as superfícies fibrosas, ou aglomerados de partículas de carga são irreversivelmente ligados pelo ligante para as superfícies fibrosas e, no caso dos aglomerados, as partículas que formam os aglomerados podem ser irreversivelmente ligadas nos aglomerados pelo ligante.

[00059] Coaditivos'. Para as composições aquosas produzidas pela presente invenção pode ser adicionado agentes de fabricação de papel convencionais e coaditivos para melhorar a fixação, retenção, drenagem, a hidrofobicidade, cor, volume, e ligação, por exemplo, polivinilamina comercializada pela BASF, qualquer amido catiônico ou amido anfotérico, emulsões catiônicas de agente de encolamento, tais como dímero de alquilceteno, alquenil anidrido succínico, anidrido estireno maleico, e breu, agentes de resistência em úmido, corantes, agentes branqueadores ópticos, agente de volume, tais como microesferas termoplásticas termicamente expansíveis comercializado por Eka Nobel. A massa pode incluir um sistema auxiliar convencional de retenção que pode ser um produto químico, tal como uma micropartícula aniônica (ácido silícico coloidal, bentonita), poliacrilamida aniônica, um polímero catiônico (poliacrilamida catiônica, amido catiônico), ou sistemas químicos duplos (polímero catiônico/micropartícula aniônica, polímero catiônico/polímero aniônico). O sistema auxiliar de retenção preferido é semelhante aos comercializados por Kemira e BASF (e Ciba), onde a combinação de poliacrilamida catiônica e de micropartícula aniônica é usada.

[00060] A composição aquosa feita pelo método da presente invenção pode ser usada para fazer folhas utilizando técnicas convencionais de fabricação de papel ou técnicas de moldagem, isto é, produtos formados em tecido de formação ou de uma tela a partir da composição aquosa drenada, seca e eventualmente calandrada. O papel supercarregado seco pode ser superfície tratada em prensas de colagem convencionais ou revestidores para conferir adicionais características de superfície.

[00061] A referência a quantidades % aqui devem ser entendidas como % em peso, salvo indicado em contrário.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[00062] Figura 1 é uma imagem da microscopia de varredura de elétrons (SEM) mostrando fibras longas de kraft de madeira macia fibriladas típicas (250 ml de CSF) e de fibras de polpa termomecânica branqueada de madeira macia de (TMP) (50 ml de CSF) utilizada de acordo com a presente invenção produzidas pelo refino da polpa kraft de madeira macia e polpa termomecânica de madeira macia; Figura 2 mostra uma imagem SEM de CNF composta das fibrilas finas e longas, produzidas de acordo com USSN 61/333.509, Hua et al; Figura 3 ilustra esquematicamente o processo para a aplicação das composições aquosas da presente invenção, em uma forma de realização particular; Figura 4 mostra uma imagem SEM de partículas de PCC, agregadas e fixadas nas superfícies de fibras fibriladas feitas de polpa termomecânica branqueada de 50 ml de liberdade; Figura 5 mostra uma imagem SEM de partículas de PCC, agregadas e fixadas nas superfícies de fibras fibriladas feitas de polpa termomecânica branqueada de 50 ml de liberdade da figura 4, mas, após, a amostra foi submetida a mistura de cisalhamento durante 1 minuto em um frasco de drenagem dinâmica a 750 rpm; Figura 6a mostra imagens de SEM a dois níveis de ampliações, 500pm e lOOpm da superfície de uma folha com alta carga (81% PCC) feitas por esta invenção. As imagens da superfície de folhas indicam a distribuição de componente fibroso e componente de carga. Figura 6b mostra imagens SEM a dois níveis de ampliações de uma seção transversal da folha altamente carregada da figura 6a. As imagens de seção transversal mostram que as partículas de PCC, agregadas e fixadas por ligante Acronal sobre superfícies de uma mistura de fibras longas fibriladas de polpa kraft de madeira macia e fibras de celulose; de CNF; e Figura 7 ilustra graficamente a resistência da folha em úmido de folhas supercarregada nunca secas da invenção com um teor de sólidos em úmido de 50%. Estas folhas foram produzidas produzido na máquina de papel piloto a 800 m/min.

DESCRIÇÃO DETALHADA DOS DESENHOS

[00063] Com referência adicional às figuras 1 e 2, a largura fina de fibras longas fibriladas e fibrilas de celulose permite uma elevada flexibilidade e uma maior área de ligação por unidade de massa do material. O comprimento elevado e elevada área superficial permite o desenvolvimento de uma melhor emaranhamento e sítios de ligação de elevada resistência à tração e rigidez dos compósitos de papel com carga. A elevada proporção da área superficial para o peso da fibra longa fibrilada e fibrilas de celulose da presente invenção foi verificado muito útil para fazer folhas fortes supercarregadas.

[00064] Ainda com referência à figura 3, folhas ou outros elementos de peso base diferente e teor de carga podem ser produzidas a partir das composições aquosas de acordo com o seguinte procedimento. Às fibras longas fibriladas/composições de carga, na ausência ou presença de fibrilas de celulose nomeadamente CNF, MFC, ou NFC, são adicionadas dispersões de ligantes aniônicos (Acronal e/ou Acrodur) e coaditivos convencionais. As fibrilas de celulose CNF produzidas de acordo com a invenção da USSN 61/333, 509 Hua et al mencionada acima ou MFC ou NFC produzidas pelas referências anteriormente mencionadas podem ser utilizadas como tal ou modificadas com componentes catiônicos ou aniônicos. Antes de produzir uma folha um sistema auxiliar de retenção de composto de poliacrilamida catiônica e micropolímero aniônico é adicionado. Os produtos com carga formados podem ainda ser tratada a superfície através de métodos convencionais.

[00065] A figura 3 mostra um aparelho 10, tendo um tanque de massa 12, um câmara da máquina 14, e uma máquina de papel 16. Fornecer tanque de massa 10 tem uma linha de entrada 18 para fibras longas fibriladas, uma linha de entrada 20 para a suspensão de material de carga e de uma linha de entrada 22 para o ligante aniônico, bem como uma linha de entrada 24 opcional, de fibrilas como CNF. A linha 26 comunica o tanque de massa 12 com a câmara da máquina 14. Uma linha de diluição 28 para água branca da máquina se comunica com a linha 26. Linha 30 comunica a câmara da máquina 14 com a máquina de papel 16. Uma linha de entrada opcional 32 para coaditivos se comunica com a câmara da máquina 14. Uma linha opcional 34 para aditivos funcionais convencionais para fabricação de papel se comunica com a linha 30. Uma linha opcional 36 para um sistema auxiliar de retenção convencional se comunica com a máquina de papel 16. Uma folha supercarregada 38 sai da máquina de papel 16 e pode passar a um tratamento de superfície opcional 40.

[00066] A massa é formada no tanque de massa 12 e alimentada à câmara da máquina 14 onde os coaditivos podem ser introduzidos na composição de fabricação, e daí para a máquina de papel 16 para a fabricação de papel para produzir a folha supercarregada38.

[00067] Com referência adicional às figuras 4 e 5, a adição de um ligante Acronal (resina) de Tg = 3 °C para a composição aquosa de polpa termomecânica de madeira macia branqueada externamente fibrilada/carga de celulose PCC, na ausência de fibrilas de celulose CNF permitiu excelente fixação do material de carga, que resultou na retenção com carga elevada durante a fabricação de folha. Utilizando esta abordagem polpas com níveis extremamente elevados de partículas de carga PCC fixas, por exemplo, uma razão de carga:fibra de 2:1, foram produzidas. A folha de supercarregada feita a partir desta formulação aquosa tem boa resistência, rigidez, porosidade e distribuição de carga na direção Z

[00068] Com referência adicional às imagens SEM das figuras 6a e 6b (superfície e uma seção transversal b), as folhas foram produzidas com 81% de carga de PCC. A adição de um ligante Acronal (resina) de Tg = 3 °C para a composição aquosa da mistura 50/50 de fibras longas fibriladas de polpa kraft de madeira macia/fibrilas de celulose CNF/carga PCC, permitiu uma fixação completa do material de carga sobre a pequena fração de superfícies fibrosas. As partículas agregadas PCC são bem ligadas pela matriz composta de celulose e um ligante de formação de película.

[00069] Ainda com referência à figura 7, esta mostra o valor da resistência ao úmido da folha contínua obtida sem e com a tecnologia de tratamento da invenção. Como mencionado anteriormente, resistência a úmido da folha contínua é muito crítica para a operabilidade da máquina de papel produzindo folhas supercarregadas. Para avaliar o efeito do ligante sobre a resistência a úmido da folha contínua das folhas supercarregadas, um ensaio piloto da máquina de papel foi realizado usando as seguintes condições. Uma composição aquosa feita de fibras longas fibriladas foi composta por 70% de polpa termomecânica de madeira macia bem desenvolvido branqueada (CSF = 50 ml)/30% de polpa kraft de madeira macia branqueada refinada (CSF: 350 ml) foi misturado com 70% de PCC, em seguida, a mistura foi tratada com 0,5% de ligante Acronal (marca registrada) de Tg 0°C. A temperatura da mistura da massa foi de 50°C. Para a composição de ligante tratado foi adicionado aos seguintes coaditivos: 0,12% de polivinilamina (PVAm) da BASF e 1,2% de amido catiônico, seguido de um sistema auxiliar de retenção duplo (0,04% poliacrilamida catiônica/0.03% de micropolímero aniônico). Esta massa foi utilizada com sucesso para fazer papel de peso base variando entre 75 e 90 g/nr e teor de carga de até 50% na máquina de papel piloto de fio duplo a uma velocidade de 800 m/min. Para fins de comparação, as folhas altamente carregadas foram também produzidas na ausência de ligante e coaditivo. Como mostrado na figura 7, a presença do ligante melhorou significativamente a resistência a úmido da folha contínua. Esta melhora foi mais significativa no maior teor de carga.

EXEMPLOS:

[00070] O método da presente invenção pode ser melhor descrito e compreendido pelos exemplos ilustrativos que se seguem. Nos exemplos, os resultados foram obtidos utilizando ambas as técnicas de laboratório e ensaios à escala piloto da máquina de papel.

Exemplo 1:

[00071] As amostras de papel das figuras 6a e 6b produziram durante o ensaio piloto da máquina de papel foram comparadas com um papel comercial fino (grau de cópia). As folhas altamente carregadas tinham resistência e rigidez semelhantes aos dos papéis finos típicas feitos a partir de polpa kraft tendo apenas 20% de carga. A tabela 1 mostra os resultados dos testes. Todas os % das dosagens químicas são baseadas no peso dos materiais secos. Tabela 1. Comparação de um papel comercial com papéis de ensaio

Exemplo 2.

[00072] Para melhorar ainda mais a resistência em úmido da folha contínua de folhas com cargas, fibrilas de celulose CNF são incorporadas na composição de massa. Em uma experiência de laboratório, CNF foi produzida de acordo com a USSN 61/333.509, Hua et al. A CNF foi adicionalmente tratada para permitir adsorção na superfície do quitosano (um polímero linear catiônico natural extraído de conchas do mar). A adsorção total de quitosano foi próximo a 10% com base na massa de CNF. A superfície modificada de CNF tratada deste modo carregou cargas catiônicas e os grupos amino primários e tinha a carga superficial de 60 meq/kg. A superfície modificada CNF foi então misturada em uma massa de papel fino a uma dosagem de 2,5%. A massa contém 40% de polpa kraft branqueada (madeira macia: madeira dura = 25:75, refinada a 230 ml de CSF) e 60% de PCC. Folhas de papel que contêm 50% de PCC foram preparadas com base de peso seco de oito gramas por metro quadrado. Para comparação, também foram feitas toalhas de papel com a mesma massa, mas sem CNF. Na ausência de CNF, a folha contínua úmida resultante em sólidos de 50% apresentou um índice TEA de apenas 23 mJ/g. Na presença de 2,5% de CNF, o TEA foi melhorado para 75 mJ/g, mais do que três vezes maior do que o controle.

Exemplo 3:

[00073] A polpa kraft 50/50 de madeira macia branqueada/CNF foi misturada com 80% do PCC. O CNF foi produzido de acordo com a descrição da USSN 61/333.509 acima mencionada, Hua et al. A polpa kraft branqueada de madeira macia foi também misturada com 80% de PCC, na presença e ausência de CNF. A polpa kraft branqueada de madeira macia foi refinada em um refinador de baixa consistência (4%) para um CSF de 350 ml. A consistência de cada massa foi de 10%. Resina Acronal a de Tg = 3°C foi adicionada a uma dosagem de 1%, a cada mistura de massa pré-aquecida a 50°C. Em seguida, os coaditivos foram introduzidos massa tratada: 0,5% polivinilamina (PVAm), seguido por 3% de amido catiônico cozido. Após 10 min a mistura do sistema auxiliar de retenção (0,02% de CP AM e 0,06% de micropolímero aniônico) foi introduzido e retenção foi determinada utilizando um frasco de drenagem dinâmica convencional equipado com um tecido para fabricação de papel 60/86 mesh e a massa foi raspada a 750 rpm. Para comparação, também foi determinada a retenção sem introdução de auxiliar de retenção. Na ausência de CNF, a retenção de PCC foi de apenas 50%. Na presença do CNF a retenção de PCC foi mais de 95%, indicando que o CNF tem um efeito muito positivo sobre a retenção de PCC.

Exemplo 4:

[00074] Folhas de papel mineral comercial (camada única e de três camadas), feitas por processo de extrusão e de calandragem foram testados para efeitos de comparação com as folhas supercarregadas da invenção. Os resultados são apresentados nas Tabelas 2a e 2b Tabela 2a: Papel mineral Comercial

Coeficiente médio de absorção da luz de folhas acima é0,24 m2/kg Tabela 2b: Papéis minerais comerciais

[00075] As folhas de papel (150 g/m2) da presente invenção foram preparadas, sem e com a introdução de CNF, usando uma máquina dinâmica de formação folha a partir de composições aquosas que contêm até 80% de PCC. Para as composições foram adicionados 1 % de ligante Acronal. O CNF produzido de acordo com a invenção da acima mencionada USSN 61/333.509, Hua et al, foi modificado com uma poli vinil amina (PVAm), para torná-lo carregado positivamente. A temperatura da composição aquosa era de 50°C. Para a massa tratada de ligante o coaditivo de amido de catiônico, a uma taxa de dosagem de 3% foi adicionado e a mistura continuou durante 10 minutos, em seguida, o auxiliar de retenção foi introduzido. O sistema de auxiliar de dupla retenção (RA), composto de poliacrilamida catiônica e micropolímero aniônico foi utilizado, em seguida, as folhas foram produzidas. Para todos os experimentos, as dosagens de poliacrilamida catiônica e micropolímero aniônico eram 0,02% e 0,06%. As folhas contínuas úmidas formadas foram prensadas em uma prensa de rolos de laboratório, em seguida, secas em um secador fotográfico a 105°C. Antes do ensaio, as folhas secas foram condicionadas em uma sala a 50% de UR e 23°C durante 24 horas.

[00076] Para os experimentos para produzir folhas altamente carregadas de 150 g/m2, a fibra de polpa branqueada utilizada era polpa kraft de madeira macia branqueada refinada BSKP (CSF = 350 ml), a suspensão de carga foi de estrutura HO PCC escalenoédrica fornecida por Specialty Minerals Inc. A suspensão de PCC usada nestes exemplos, tem a consistência de 20% e um tamanho de partícula médio de 1,4 pm.

[00077] Os resultados das folhas altamente carregadas com carga (camada única ou de três camadas) são mostrados na Tabela 2c e 2d. Tabela 2c: Folhas supercarregadas com carga (camada única) da presente invenção

Coeficiente médio de absorção da luz de folhas acima é de 0,17 m2/kg

[00078] A ordem de adição dos ingredientes para fazer as massas finais e para produzir as folhas altamente carregadas é descrito a seguir: A: (75% PCC/25%rBSKP) + 1% ligante Acronal + 0,5% PVAm + 3% CS + RA; B: (75% PCC/10% CNF/15%rBSKP) + 1% ligante Acronal + 0,5% PVAm + 3% de CS + RA; C: (75% PCC/15% CNF/15%rBSKP) + 1% ligante Acronal + 0,5% PVAm + 3% de CS + RA. Tabela 2d: Folhas supercarregadas (três camadas: Topo /Meio/Fundo) da presente invenção

Coeficiente médio de absorção da luz de folhas acima é de 0,17 m2/kg

[00079] A ordem de adição dos ingredientes para fazer as massas finais e para produzir as folhas altamente carregadas é descrito a seguir: E: camadas superior e inferior: (70% PCC/30% rBSKP) +1% ligante Acronal + 0,5% PVAm + 3%CS; Camada média: (75% PCC/25% rBSKP) +1% ligante Acronal + 3%CS; F: camadas superior e inferior: (70% PCC/10% CNF/20% rBSKP) * 1% ligante Acronal + 0,5% PVAm + 3%CS; Camada média: (75% PCC/10% CNF/15% rBSKP) + 1% ligante Acronal + 3%CS; G: camadas superior e inferior (85% PCC/15% CNF) + 1% ligante Acronal + 0,5% PVAm + 3%CS; Camada média: (75% PCC/10% CNF/15%rBSKP) + 1% ligante Acronal + 3% CS.

[00080] Todas as percentagens % aqui são em peso a menos que seja indicado o contrário.

Claims (15)

1. Massa para fabricação de papel, caracterizadapelo fato de que compreende fibras longas fibriladas, fibrilas de celulose, partículas de carga mineral, e um ligante aniônico, em um veículo aquoso, ditas partículas de carga mineral estando em uma quantidade de 40 a 90% em peso, com base nos sólidos totais, dito ligante aniônico estando em uma quantidade de 0,5 a 100 kg/ton (1 ton = 1,02 t) em peso, com base nos sólidos totais; e ditas partículas de carga mineral estando totalmente e irreversivelmente fixados sobre as ditas fibras pelo dito ligante aniônico de modo que dito veículo aquoso é livre de partículas de carga mineral não fixadas e partículas de ligante.

2. Massa para fabricação de papel de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que ditas fibrilas de celulose compreende pelo menos um de nanofilamentos de celulose (CNF), celulose microfibrilada (MFC) e celulose de nanofibrila (NFC).

3. Massa para fabricação de papel de acordo com a reivindicação 2, caracterizadapelo fato de que ditas fibrilas de celulose compreendem nanofilamentos celulósicos com um comprimento de 200 pm a 2 mm e uma largura de 30 nm a 500 nm.

4. Massa para fabricação de papel de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizadapelo fato de que ditas partículas de carga mineral estão em uma quantidade de 60% a 80% em peso com base em sólidos totais e, que a dita massa tem uma consistência total de até 10% em peso, de sólidos.

5. Massa para fabricação de papel de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizadapelo fato de que ditas fibras longas fibriladas compreendem fibras químicas de madeira macia de 50-400 ml de CSF ou fibras termomecânicas de madeira macia de 30-60 ml de CSF.

6. Massa para fabricação de papel de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizada pelo fato de que ditas partículas de carga mineral e ligante aniônico são fixados em superfícies das ditas fibras longas fibriladas e fibrilas de celulose a uma temperatura mais elevada do que a Tg do ligante aniônico.

7. Massa para fabricação de papel sendo massa de polpa de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizada pelo fato de que ditas partículas de carga mineral estão ligadas às superfícies das fibras e fibrilas de celulose por dito ligante aniônico, e opcionalmente compreendendo adicionalmente coaditivos.

8. Processo para fabricação de papel, caracterizado pelo fato de que compreende: a) formação de uma massa aquosa para fabricação de papel como definida na reivindicação 1 que compreende fibras longas fibriladas, fibrilas de celulose, partículas de carga mineral e um ligante aniônico particulado, em um veículo aquoso, e opcionalmente inclui a adição de coaditivos e de um sistema auxiliar de retenção, ditas partículas de carga mineral estando em uma quantidade de até 90% em peso, com base nos sólidos totais, e dito ligante aniônico particulado estando em uma quantidade de 0,5 a 100 kg/ton (1 ton = 1,02 t) em peso, com base nos sólidos totais; b) misturar a massa e submeter a massa a uma temperatura mais elevada do que a Tg do ligante aniônico para totalmente e irreversivelmente fixar as partículas de carga com o ligante aniônico sobre as superfícies das fibras, c) drenar a massa através de uma tela para formar uma folha, e d) secagem da folha e opcionalmente tratamento da superfície da folha seca utilizando métodos convencionais.

9. Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que ditas fibrilas de celulose compreendem pelo menos um de nanofilamentos de celulose (CNF), celulose microfibrilada (MFC) e celulose de nanofibrila (NFC), preferencialmente CNF que tem um comprimento de 200 pm a 2 mm e uma largura de 30 nm a 500 nm.

10. Processo de acordo com a reivindicação 8 ou 9, caracterizado pelo fato de que ditas partículas de carga mineral em a) estão em uma quantidade de 50% a 90% em peso com base em sólidos totais; dito ligante aniônico particulado em a) está em uma quantidade de 10 a 20 kg/ton (1 ton = 1,02 t) em peso, com base nos sólidos totais, dita massa em a) tem uma consistência total de até 10% em peso, de sólidos e ditas fibras longas fibriladas compreendem fibras químicas de madeira macia de 50-400 ml de CSF ou fibras termomecânicas de madeira macia de 30-60 ml de CSF.

11. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizado pelo fato de que dito ligante aniônico é incorporado na dita massa em a), como uma dispersão aquosa, dita massa tendo uma temperatura mais elevada do que a Tg do ligante aniônico; e dita massa em a) é misturada sob cisalhamento com simultâneos revestimento e agregação das partículas de carga mineral e depósito sobre as fibras e fibrilas.

12. Papel feito pela massa para fabricação de papel como definida na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende uma matriz de fibras longas fibriladas, fibrilas de celulose, partículas de carga mineral e um ligante aniônico particulado, ditas partículas de carga mineral estando em uma quantidade de 40% a 90% em peso, do papel, dito ligante aniônico particulado estando em uma quantidade de 0,5 a 100 kg/ton (1 ton = 1,02 t) em peso, do papel; e ditas partículas de carga estando totalmente e irreversivelmente fixadas em superfícies das ditas fibras e fibrilas de celulose pelo dito ligante aniônico.

13. Papel de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que ditas partículas de carga mineral estão em uma quantidade de 60% a 80% em peso, do papel.

14. Papel de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que ditas partículas de carga mineral são ligadas com o ligante às superfícies das ditas fibras e fibrilas de celulose.

15. Papel de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que ditas fibrilas de celulose compreendem pelo menos um de nanofilamentos de celulose (CNF), celulose microfibrilada (MFC) e celulose de nanofibrila (NFC), preferencialmente CNF tendo um comprimento de 200 pm a 2 mm e uma largura de 30 nm a 500 nm; ditas partículas de carga mineral estão em uma quantidade de 50% a 70%, ou 60% a 80% em peso; ditas fibras longas fibriladas compreendem fibras químicas de madeira macia de 50-400 ml de CSF ou fibras termomecânicas de madeira macia de 30-60 ml de CSF; e dito papel possui um peso de base de 80 a 400 g/m2, preferencialmente de 100 a 300 g/m2 e, mais preferencialmente, de 150 a 200 g/m2.

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