BR112014017989B1 - processo para a fabricação de papel ou papelão - Google Patents

Abstract

“PROCESSO PARA A FABRICAÇÃO DE PAPEL OU PAPELÃO” A presente invenção se refere a um processo para a fabricação de papel ou papelão, em que um material fino celulósico é fornecido e submetido a uma ou mais etapas de cisalhamento e, em seguida, drenado e uma tela em movimento para formar uma folha que é seca, em que o processo usa um sistema de retenção que é aplicado ao material fino, o dito sistema de retenção compreendendo como componentes i) uma combinação de diferentes polímeros catiônicos e ii) um material microparticulado, em que a combinação de polímeros catiônicos compreende, a) um polímero catiônico com uma densidade de carga de pelo menos 3 mEq por grama e uma massa molar maior do que 700.000 Da, b) um polímero catiônico com uma densidade de carga abaixo de 3 mEq por grama e uma viscosidade intrínseca de pelo menos 3 dl/g, em que um dos componentes do sistema de retenção é dosado para o material fino após a etapa de cisalhamento final e o outro é dosado para o material fino antes da etapa de cisalhamento final.

Description

DESCRIÇÃO

[0001] A presente invenção se refere a um método para a fabricação de papel e papelão a partir de uma suspensão celulósica, usando um sistema de retenção de novo.

[0002] É bem conhecida para a fabricação de papel através de um processo que compreende a floculação de um material fino celulósico pela adição de auxiliar de retenção polimérico e, em seguida, drenagem da suspensão floculada através de uma tela móvel (frequentemente dita como um fio de máquina) e, em seguida, formar uma folha úmida, que é, em seguida, seca.

[0003] A fim de aumentar a produção de papel, muitas máquinas modernas de fabricação de papel funcionam a velocidades mais elevadas. Como consequência do aumento das velocidades da máquina, muita ênfase foi colocada na drenagem e nos sistemas de retenção que proporcionam aumento da drenagem. No entanto, sabe-se que aumentando o peso molecular de um auxiliar de retenção polimérico que é adicionado imediatamente antes da drenagem tenderá a aumentar a taxa de drenagem, mas danifica a formação. É difícil obter o equilíbrio ótimo de retenção, drenagem, secagem e formação adicionando um único auxiliar de retenção polimérico, e, portanto, é prática comum adicionar dois materiais separados em sequência.

[0004] A EP-A-235893 apresenta um processo em que um polímero catiônico substancialmente linear solúvel em água é aplicado no material para fazer papel antes de uma etapa de cisalhamento e depois refloculação introduzindo bentonita depois daquela etapa de cisalhamento. Este processo proporciona maior drenagem e também boa formação e retenção. Este processo, que é comercializado pela BASF sob Hydrocol (marca registrada) tem sido bem sucedido por mais de duas décadas.

[0005] Este sistema Hydrocol (marca registrada) de fabricação de papel é um sistema de micropartículas muito eficiente para uma ampla faixa de tipos de papel, incluindo a produção da placa de caixa para dobrar e placa de revestimento interno. Os benefícios deste sistema incluem altos níveis de retenção, uma boa drenagem, uma boa formação, uma boa limpeza da máquina, uma boa operabilidade e um sistema eficiente de custos.

[0006] Posteriormente, várias tentativas têm sido feitas para proporcionar variações sobre este tema fazendo modificações menores a um ou mais dos componentes.

[0007] A EP-A-335575 descreve um tal processo no qual um polímero principal selecionado a partir de amido catiônico e polímero catiônico de peso molecular elevado solúvel em água é adicionado a uma suspensão celulósica, após o que a suspensão é passada através de uma ou mais etapas de cisalhamento, seguida pela adição de material inorgânico selecionado entre bentonita e sílica coloidal. Neste sistema, um polímero catiônico de baixo peso molecular é adicionado à suspensão antes da adição do polímero principal. É indicado que o polímero de baixo peso molecular tem geralmente um peso molecular menor do que 500.000 e geralmente acima de 50.000, muitas vezes, acima de 100.000. Polímeros catiônicos de baixo peso molecular sugeridos incluem polietilenoimina, poliaminas, polímeros de diciandiamidas-formaldeído, polímeros e copolímeros de cloreto de dialil dimetil amônio, (met) acrilatos de dialquil amino alquila e dialquil amino alquil (met) acrilamidas (tanto na generalidade como a adição de ácido ou sais de amônio quaternário). O processo foi dito para melhorar os processos em que há uma grande quantidade de passos ou processos com uma alta demanda catiônica.

[0008] Um outro desenvolvimento deste tipo de processo foi posteriormente descrito na EP-A-910701 na qual dois diferentes polímeros catiônicos solúveis em água ou adicionados em sucessão para polpas seguido por sujeição das polpas a pelo menos uma etapa de cisalhamento seguida da adição de bentonita, sílica coloidal ou argila. Especificamente polietilenoiminas com uma massa molar maior do que 500.000 ou polímeros que contêm grupos de vinil amina com uma massa molar entre 5000 e 3.000.000 são adicionados à polpa e, em seguida, poliacrilamidas catiônicas de elevado peso molecular.

[0009] A EP-A-752496 descreve um processo para a fabricação de papel no qual um polímero catiônico de baixo peso molecular tendo um peso molecular menor do que 700.000 e um polímero catiônico e/ou anfótero de elevado peso molecular são adicionados simultaneamente ao material fino com partículas inorgânicas aniônicas como a sílica ou bentonita sendo dosada para a suspensão de material fino. O polímero catiônico de baixo peso molecular inclui polietilenoimina e polivinil amina. Os polímeros são geralmente adicionados separadamente, mas é indicado que os dois polímeros catiônicos podem ser adicionados como uma mistura. Também é indicado que os polímeros podem ser adicionados antes de uma etapa de cisalhamento embora os pontos de adição exatos não sejam indicados. Afirma-se que este processo resulta em melhoria da drenagem e/ou retenção em comparação com os processos nos quais o polímero catiônico ou anfótero de elevado peso molecular é utilizado isoladamente, em conjunto com partículas inorgânicas aniônicas.

[00010] US 6103065 revela um processo para a fabricação de papel que compreende a adição a um material de papel após o último ponto de elevado cisalhamento, pelo menos, um polímero catiônico de elevada densidade de carga de peso molecular entre 100.000 e 2.000.000 com uma densidade de carga em excesso de 4 mEq por grama e, quer concomitantemente ou subsequentemente a adição de pelo menos um polímero possuindo um peso molecular maior do que 2 milhões, com uma densidade de carga menor do que 4 mEq por grama. Posteriormente aos dois polímeros, uma argila de bentonita intumescível é adicionada ao material. O polímero de elevada densidade de carga pode ser polímeros ou copolímeros ou homopolímeros de polietilenoimina produzidos a partir de vinil aminas. Este documento indica que o processo melhora programas de bentonita convencionais, usando menos de polímero e melhora a remoção de água da seção de prensa que aumenta os sólidos que entram nos secadores, reduzindo assim os requisitos de secagem. No entanto, este processo pode, por vezes, sofrer a desvantagem de uma tendência ao amarelecimento ao fazer papel fino.

[00011] Uma desvantagem particular de muitos sistemas de micropartículas convencionais é que a drenagem tende a aumentar ao mesmo tempo com o aumento da retenção. Embora isso possa ter sido percebido como uma vantagem há vários anos, com modernas máquinas de papel de alta velocidade, drenagem muito elevada pode ser uma desvantagem. Este pode ser o caso para as máquinas formadoras de vão e máquinas de Fourdrinier de lonas múltiplas. A placa de caixa para dobrar é normalmente produzida em máquinas de Fourdrinier de lonas múltiplas, em que a principal camada é a camada média (normalmente cerca de 150 e 400 g/m2). Os requisitos para estes tipos são boa retenção para o menor peso de base e uma boa drenagem para o elevado peso de base. No entanto, na maioria dos casos, é necessário reduzir a velocidade da máquina de papel para as folhas de peso de base superior devido a estas limitações de drenagem. Em muitos casos simplesmente aumentar os componentes do auxiliar de retenção da drenagem no fio pode ser melhorado, mas a liberação de água na prensa tende a ser reduzida. Além disso, a formação também pode ser adversamente afetada.

[00012] Seria desejável proporcionar um processo aperfeiçoado para a fabricação de papel e papelão. Além disso, seria desejável ultrapassar as desvantagens acima mencionadas.

[00013] De acordo com a presente invenção é proporcionado um processo para a fabricação de papel ou papelão, material fino celulósico é fornecido e submetido a uma ou mais etapas de cisalhamento e, em seguida, drenado e uma tela em movimento para formar uma folha que é seca, em que o processo usa um sistema de retenção que é aplicado ao material fino, o dito sistema de retenção compreendendo como componentes i) uma combinação de diferentes polímeros catiônicos e ii) um material microparticulado, em que a combinação de polímeros catiônicos compreende, a) um polímero catiônico com uma densidade de carga de pelo menos 3 mEq por grama e uma massa molar maior do que 700.000 Da, b) um polímero catiônico com uma densidade de carga abaixo de 3 mEq por grama e uma viscosidade intrínseca de pelo menos 3 dl/g, em que um dos componentes do sistema de retenção é dosado para o material fino após a etapa de cisalhamento final e o outro é dosado para o material fino antes da etapa de cisalhamento final.

[00014] Verificou-se que o processo da presente invenção permite convenientemente que a velocidade de máquinas seja aumentada, em especial durante a fabricação de papelão, tais como placa de caixa para dobrar. Adicionalmente, o processo permite retenção melhorada sem necessariamente aumentar a drenagem. Esta melhoria pode ser considerada como um efeito de dissociação entre a retenção e drenagem. Além disso, o processo parece permitir a operabilidade. As folhas de papel e papelão produzidas pelo processo da presente invenção também exibem uma melhor formação e resistência. Além disso, este processo permite o aumento da produtividade do papel e papelão.

[00015] No processo para a fabricação de papel ou papelão um material fino celulósico é tipicamente feito primeiro formando uma suspensão de material espesso a partir de material de carga e água e em seguida diluindo esta suspensão de material espesso com água de diluição para formar a material fino celulósico. O material fino será passado através de uma ou mais etapas de cisalhamento e, em seguida, drenado em uma tela móvel (frequentemente chamada de fio de máquina) para formar uma folha úmida, que pode então ser seca. No caso do papelão, fazendo várias camadas ou lonas podem ser combinadas para formar uma folha compósita. Tipicamente, uma suspensão de material fino pode ter uma consistência da material dentre 0,1 e 3% de sólidos em peso total da suspensão.

[00016] Em um processo para a fabricação de papel ou papelão pode haver várias etapas de cisalhamento, selecionadas a partir da mistura, bombeamento e peneiração. Etapas de cisalhamento usuais incluem uma ou mais bombas de ventoinha ou a uma ou mais telas de pressão. Tipicamente, a etapa de cisalhamento final, é muitas vezes uma tela de pressão. Após essa etapa de cisalhamento final, o material fino pode normalmente ser alimentado em uma caixa de entrada ou caixa de fluxo constante, que fornece o material fino na tela em movimento frequentemente denominada de fio de máquina.

[00017] O papel pode ser formado como folhas de lona única. No entanto, o processo é particularmente adequado para preparar múltiplas camadas ou folhas de lonas múltiplas, especialmente no caso de fabricação de painéis. O peso de base das respectivas camadas pode ser o mesmo, semelhante ou diferente. Em alguns casos, tais como na fabricação de placas de caixa para dobrar, é a camada intermediária, que tem um peso de base mais elevado, por exemplo, entre 150 e 400 g/m2. O processo da presente invenção é particularmente adequado para a fabricação de placas.

[00018] De acordo com o processo da presente invenção, pelo menos um dos componentes de retenção pode ser adicionado após a etapa de cisalhamento final, enquanto o outro deve ser adicionado antes deste ponto. Pode ser desejável adicionar o primeiro componente de retenção ao material fino e depois passar o material fino assim tratado através de mais do que uma etapa de cisalhamento e, em seguida, após a última etapa de cisalhamento, adicionar o outro componente de retenção.

[00019] Pode ser desejável em alguns casos, dosar o material em micropartículas para o material fino antes da última etapa de cisalhamento e, em seguida, na sequência desta fase, dosar a combinação de polímeros catiônicos. No entanto, é preferível que a combinação de polímeros catiônicos seja dosada no produto diluído antes da etapa de cisalhamento final e, em seguida, o material microparticulado dosado para o material fino depois da etapa de cisalhamento final.

[00020] O polímero catiônico da combinação, que tem uma densidade de carga de pelo menos 3 mEq por grama pode ser qualquer um de um número de tipos de polímeros catiônicos desde que tenha uma massa molar maior do que 700.000 Da. A massa molar pode ser tão elevada quanto 3.000.000 Da, mas é geralmente de até 2.000.000 Da ou 2.500.000 Da. Adequadamente, a massa molar pode ser, pelo menos, de 750.000 Da e frequentemente, pelo menos, de 800.000 Da. Muitas vezes, a massa molar será de pelo menos de 900.000 Da ou até, pelo menos, de 1.000.000 Da ou em alguns casos, pelo menos, de 1.100.000 Da. A massa molar pode ser, por exemplo, entre 1.000.000 Da e 2.000.000 Da, por exemplo, de 1.100.000 Da a 1.800.000 Da. A densidade de carga pode ser, pelo menos, de 3,5 mEq por grama ou em alguns casos, pelo menos de 4 meq por grama. A densidade de carga pode ser, por exemplo, qualquer valor maior do que este, por exemplo, até 8 ou 10 mEq por grama ou superior. Adequadamente, este polímero catiônico pode ser qualquer um dos polímeros, geralmente descritos como polietilenoiminas, poliaminas, polímeros de diciandiamidas com formaldeído ou mesmo polímeros de adição de vinila catiônicos. Polímeros de adição de vinila catiônicos típicos incluem polímeros de monômeros catiônicos etilenicamente insaturados solúveis em água. Os monômeros etilenicamente insaturados catiônicos típicos incluem halogeneto de dimetil amônio (por exemplo, cloreto), sais de adição de ácido ou sais de amônio quaternários de (met) acrilatos de dialquil amino alquila e sais de adição de ácido ou sais de amônio quaternário de dialquil amino alquil (met) acrilamidas. Tais polímeros podem ser homopolímeros de um ou mais dos monômeros ou copolímeros catiônicos de um ou mais monômeros catiônicos não iônicos etilenicamente insaturados. Outros polímeros catiônicos incluem polímeros de vinil carboxamidas, tais como N-vinil formamida, seguido por hidrólise parcial ou completa para se obter unidades de vinilamina. Os polímeros preferidos são selecionados dentre o grupo constituído por polímeros que contêm grupos amino, em particular, polietilenoiminas, polietilenoiminas modificadas, polivinil aminas, e polivinil carboxamidas parcialmente hidrolisadas.

[00021] Polietilenoiminas ou polietileniminas modificadas podem ser como definidas a seguir incluem os produtos de condensação contendo nitrogênio descritos no relatório descritivo alemão aberto ao público DE 24 34 816. Estes são obtidos por reação de compostos de poliamidoamina com derivados de óxido de polialquileno, cujos grupos hidroxila terminais foram reagidos com epiclorohidrina. Outras polietilenoiminas adequadas são descritas em WO 97/25367 A1, WO 94/14873 A1 e WO 94/12560 A1. As polietilenoiminas ou polietilenoiminas modificadas podem ser, posteriormente, submetidas à ultrafiltração, tal como descrito em WO 00/67884 A1 e WO 97/23567 A1. Polietilenoiminas adequadas e polietilenoiminas modificadas incluem polialquiloniminas, polialquileno poliaminas, poliamidoaminas, poliaminas de polialquileno glicol, poliamidoaminas enxertadas com etilenoimina e, subsequentemente, reagidas com agentes de reticulação pelo menos bifuncionais, e suas misturas e seus copolímeros.

[00022] Outra categoria preferida de polímeros catiônicos de densidade de carga de pelo menos 3 mEq por grama incluem polivinil carboxamidas parcialmente hidrolisadas. Mais de preferência estes polímeros catiônicos são os homopolímeros ou copolímeros de N-vinil formamida. Estes podem ser obtidos por polimerização de N-vinil formamida para se obter homopolímeros ou por copolimerização de N-vinil formamida em conjunto com pelo menos um outro monômero etilenicamente insaturado. As unidades de vinil formamida destes polímeros não são hidrolisadas, em contraste com a preparação de polímeros que compreendem unidades de vinil amina. Os copolímeros podem ser catiônicos, aniônicos ou anfotéricos. Os polímeros catiônicos são obtidos, por exemplo, por copolimerização de N-vinil formamida com pelo menos um outro monômero etilenicamente insaturado compatível, solúvel em água, por exemplo, acrilamida. Estes polímeros podem, por exemplo, ser produzidos como em solução aquosa, como um pó, como uma dispersão ou emulsão de fase inversa ou como uma dispersão aquosa.

[00023] Os polímeros que compreendem unidades de vinil formamida são conhecidos. Por exemplo, EP A 0 071 050 descreve polímeros básicos lineares que compreendem de 90 a 10% em mol de unidades de vinil amina e 10 a 90% em mol de unidades de vinil formamida. Estes polímeros são produzidos por polimerização de N-vinil formamida através do processo de polimerização em solução de água, o processo de polimerização em suspensão inversa, o processo de polimerização em emulsão de água-em-óleo ou o processo de polimerização por precipitação e, em cada caso, subsequente descolamento parcial de grupos formila das polivinil formamidas para formar unidades de vinilamina.

[00024] Também é adequado a produção de um pó de polímero que compreende unidades de vinil formamida por meio de polimerização de radical livre de uma solução aquosa de N-vinil formamida e outros monômeros, se apropriada e secagem do polímero. Tipicamente este compreende uma solução aquosa de monômeros compreendendo N-vinil formamida e de pelo menos um iniciador de polimerização a ser dispensado por pulverização como um aerossol ou como gotas no topo de um reator em forma de torre que possa ser aquecido. Em seguida, o aerossol ou gotas são polimerizados em uma atmosfera de gás inerte para formar um sólido finamente dividido, seguido pela descarga do polímero finamente dividido a partir do reator. Este é, por exemplo, descrito na EP 1948648.

[00025] Outra forma particularmente desejável de tais polivinil carboxamidas inclui dispersões aquosas. Tais dispersões aquosas de polímeros solúveis em água de N-vinil carboxamidas, podem ser caracterizadas por ser substancialmente isentas de sal e compreendendo estabilizadores poliméricos aniônicos que têm uma estrutura molecular tipo pente. As dispersões aquosas podem conter, pelo menos, um estabilizador polimérico que tem uma estrutura molecular tipo pente, que é obtida por copolimerização de misturas de monômeros compreendendo macromonômeros e que está presente como um ânion sob condições de polimerização. A estrutura dos estabilizadores pode ser descrita, por exemplo, como uma cadeia principal de hidrocarboneto com grupos aniônicos e cadeias laterais de polialquileno glicol não polar. No meio aquoso de polimerização, estes estabilizadores agem, por exemplo, como um estabilizador e/ou como um agente de precipitação para as partículas de polímero em formação. Estes polímeros podem ser obtidos por copolimerização de misturas de monômeros que compreendem macromonômeros, por exemplo, como descrito na EP 1945683.

[00026] As misturas de 50 a 100% em peso de N-vinil formamida e de 0 a 50% em peso de um ou mais dos ditos comonômeros são adequadas para a preparação dos polímeros de N-vinil carboxamida solúveis em água. As dispersões aquosas podem ser substancialmente isentas de sal. Aqui, "substancialmente isenta de sal" significa que qualquer quantidade de sais inorgânicos, que ainda está presente nas dispersões é muito pequena, de preferência menor do que cerca de 1% em peso, particularmente de preferência menor do que 0,5%, em peso, e muito particularmente de preferência menor do que 0,3%, em peso, no total, com base em cada caso em relação ao peso total da dispersão aquosa. As dispersões aquosas de polímeros solúveis em água de N vinil carboxamidas têm de preferência um elevado teor de polímero e, de preferência, compreendem polímeros com massas molares elevadas e, simultaneamente, uma viscosidade baixa.

[00027] O polímero catiônico com uma densidade de carga abaixo de 3 mEq por grama e uma viscosidade intrínseca de pelo menos 4 dl/g, desejavelmente, pode ser preparado usando um monômero etilenicamente insaturado solúvel em água ou combinação de monômeros etilenicamente insaturados solúveis em água, em que pelo menos um dos monômeros é catiônico. Quando os polímeros são formados a partir de mais do que um monômero, outros monômeros podem ser ou catiônicos ou não iônicos ou uma mistura, embora possa ser desejável que os ditos monômeros incluam um ou mais monômeros aniônicos, resultando em um polímero anfotérico, uma vez que a carga global é catiônica. No entanto, é preferível que os dois auxiliares de retenção poliméricos sejam formados inteiramente de monômero catiônico ou de uma mistura de monômeros de pelo menos um monômero catiônico e contendo, pelo menos, um monômero não iônico.

[00028] Os monômeros catiônicos incluem (met) acrilatos de dialquilamino, dialquilamino (met) acrilamidas, incluindo adição de ácido e sais de amônio quaternários dos mesmos, cloreto de dialil dimetil amônio. Os monômeros catiônicos preferidos incluem os sais de amônio quaternário de cloreto de metila de acrilato de dimetilamino etila e metacrilato de dimetil aminoetila. Monômeros não iônicos adequados incluem monômeros não iônicos, insaturados, por exemplo, acrilamida, metacrilamida, acrilato de hidroxietila, N-vinilpirrolidona. Um polímero particularmente preferido inclui o copolímero de acrilamida com os sais de amônio quaternário de cloreto de metila de acrilato de di-metilamino etila.

[00029] Este polímero catiônico de preferência contém pelo menos 5% em mol de unidades de monômero catiônico e até 60% em mol de unidades de monômero catiônico e mais de preferência entre 5 e 40% em mol de unidades de monômeros catiônicos, especialmente entre 5 e 20% em mol. Os primeiros auxiliares de retenção poliméricos particularmente preferidos são também poliacrilamidas catiônicas que compreendem acrilamida e, pelo menos, um monômeros etilenicamente insaturados catiônicos solúveis em água, de preferência sais de amônio quaternário de (met)-acrilatos dialquilamino alquila ou acrilamidas N-substituídas, em especial sais de amônio quaternário e cloreto de metila de acrilato de dimetilamino etila.

[00030] De preferência, o primeiro auxiliar de retenção polimérico apresenta uma viscosidade intrínseca de pelo menos 5 e, muitas vezes, pelo menos 6 dl/g. Em muitos casos, pode ser, pelo menos, 7 ou mesmo pelo menos 8,5 ou 9 dl/g, e frequentemente pelo menos 10 dl/g e mais de preferência de pelo menos 12 dl/g e, em particular, pelo menos, 14 ou 15 dl/g. Não há peso molecular máximo necessário para este polímero catiônico de densidade de carga menor do que 3 mEq por grama e assim não existe um valor superior em particular de viscosidade intrínseca. De fato, a viscosidade intrínseca pode mesmo ser tão alta quanto 30 dl/g ou mais. Geralmente, o primeiro auxiliar de retenção polimérico, muitas vezes tem uma viscosidade intrínseca de até 25 dl/g, por exemplo, até 20 dl/g.

[00031] A viscosidade intrínseca de polímeros pode ser determinada por preparação de uma solução aquosa do polímero (0,5 a 1% p/p) com base no conteúdo ativo do polímero. 2 g desta solução de polímero de 0,5 a 1% é diluída para 100 ml em um balão volumétrico de 50 ml de solução de cloreto de sódio a 2 M, que é tamponada a pH 7,0 (usando 1,56 g de di-hidrogeno fosfato de sódio e 32,26 g de hidrogeno fosfato dissódico por litro de água deionizada) e o conjunto é diluído até a marca de 100 ml com água deionizada. A viscosidade intrínseca dos polímeros é medida usando um viscosímetro de nível suspenso Número 1 a 25 ° C em solução salina tamponada a 1 M. Os valores da viscosidade intrínseca indicados são determinados de acordo com este método, a menos que indicado de outra forma.

[00032] Desejavelmente, os polímeros de um ou ambos os primeiro e/ou segundo auxiliares de retenção poliméricos podem ser fornecidos na forma de emulsão de fase reversa, preparados por polimerização em emulsão de fase reversa, opcionalmente seguida de desidratação, sob pressão e temperatura reduzidas e muitas vezes dita como a desidratação azeotrópica para formar uma dispersão de partículas de polímero em óleo. Alternativamente, o polímero pode ser fornecido na forma de grânulos preparado por polimerização em suspensão de fase reversa, ou preparada como um pó por polimerização em solução aquosa, seguido por cominuição, secagem e depois moagem. Os polímeros podem ser produzidos como grânulos por polimerização em suspensão ou como uma emulsão ou dispersão de água-em-óleo por polimerização em emulsão de água-em-óleo, por exemplo de acordo com um processo definido por EP-A-150933, EP-A- 102760 ou EP-A-126528.

[00033] Geralmente, os dois polímeros catiônicos diferentes que formam a combinação de polímeros catiônicos podem ser cada um, feito em soluções aquosas separadamente antes de serem combinados. Alternativamente, pode ser desejável em alguns casos fazer a combinação de polímeros através da dissolução dos dois polímeros catiônicos diferentes juntos. Tipicamente as soluções aquosas dos dois auxiliares de retenção poliméricos podem ser alcançadas por dissolução individual dos respectivos polímeros em água. Isto pode, por exemplo, ser conseguido em um dispositivo de reposição de solução de polímero adequado. Tal equipamento é descrito na técnica anterior e, por exemplo, comercializado pela BASF sob a octec eqogtekcn LgV YgV ™.

[00034] Uma maneira conveniente para a preparação da combinação é escoar um dos polímeros catiônicos para uma linha de alimentação que porta a outra forma de polímero catiônico de uma combinação de dois polímeros que é então dispensado para a suspensão de material fino celulósico. Alternativamente, pode ser desejável combinar os dois polímeros e, em seguida, armazenar a combinação em um vaso de armazenamento, para subsequente dispensação à suspensão de material fino.

[00035] A combinação de polímeros catiônicos, que está geralmente presente como uma combinação aquosa, pode conter o polímero catiônico com uma densidade de carga de pelo menos 3 mEq por grama, a uma concentração de pelo menos 0,05% e muitas vezes até 10% ou 20% ou 30% ou mais, por exemplo, pelo menos, 1% ou pelo menos 2% (com base no peso total da combinação) e o polímero catiônico com uma densidade de carga abaixo de 3 mEq por grama, a uma concentração de pelo menos 0,05%, pelo menos 0,1% ou, pelo menos, 0,2% e muitas vezes de até 1% ou 2%, embora, em alguns casos, pode ser desejável que a concentração pode ser de até 5% (com base no peso total da combinação). A razão exata de dois polímeros catiônicos diferentes vai depender da dosagem pretendida para cada respectivo polímero catiônico. Geralmente a dose de polímero catiônico de densidade de carga de pelo menos 3 mEq por grama pode ser pelo menos 50 ppm e muitas vezes, pelo menos, 100 ppm. Frequentemente a dose será de pelo menos 200 ppm e, em alguns casos, pelo menos, 500 ppm. A dose pode ser tão alta quanto 3000 ppm ou mais, mas geralmente será de até 2.500 ppm e, em alguns casos, até 2000 ppm. Normalmente, a dose de polímero catiônico de densidade de carga menor do que 3 mEq por grama pode ser pelo menos 50 ppm, e frequentemente pelo menos 100 ppm. As doses típicas podem ser de até 1000 ppm, embora as doses na faixa de pelo menos 150 ppm ou pelo menos 200 ppm, até uma dose de 600 ppm, muitas vezes podem ser particularmente adequadas. Todas as dosagens dos respectivos polímeros catiônicos se basearam no peso ativo do polímero catiônico sobre o peso seco da suspensão de material fino celulósico.

[00036] O material microparticulado utilizado na presente invenção pode ser qualquer material particulado finamente dividido adequado. Adequadamente, pode ser selecionado a partir do grupo que consiste em partículas a base de sílica, microgéis de sílica, sílica coloidal, sílica sóis, sílica géis, polissilicatos, sílica catiônica, aluminossilicatos, polialuminossilicatos, borossilicatos, poliborosilicatos, zeólitos, bentonita, hectorita, esmectitas, montmorilonitas, nontronitas, saponita, sauconita, hormitas, atapulgitas, sepiolitas, micropartículas poliméricas aniônicas com reticulação de tamanho de partícula menor do que 750 nm e nanocelulose.

[00037] A sílica pode ser, por exemplo, qualquer sílica coloidal, por exemplo, como descrito em WO-A-8600100. O polissilicato pode ser um ácido silícico coloidal como descrito em US-A-4.388150. Polissilicatos podem ser preparados por acidificação de uma solução aquosa de um silicato de metal alcalino. Os polialuminossilicatos pode ser, por exemplo, ácido polissilícico aluminado, feito primeiro formando micropartículas de ácido polissilícico e em seguida pós-tratamento com sais de alumínio, por exemplo, como descrito em US-A-5.176.891. Tais polialuminossilicatos consistem em micropartículas de silícico com o alumínio localizado de preferência na superfície.

[00038] Em alternativa, os polialuminossilicatos podem ser microgéis polissilícicos poliparticulados de área superficial em excesso de 1000 m2/g formados por reação de um silicato de metal alcalino com ácido e sais de alumínio solúveis em água, por exemplo, como descrito em US-A-5.482.693. Tipicamente os polialuminossilicatos podem ter uma razão molar de alumina: sílica entre 1:10 e 1:1500.

[00039] O material silicioso pode ser um borossilicato coloidal, por exemplo, como descrito em WO-A-9916708.

[00040] As argilas intumescíveis podem, por exemplo, ser tipicamente um tipo de argila bentonítica. As argilas preferidas são intumescíveis em água e incluem argilas que são naturalmente intumescíveis em água ou argilas que podem ser modificadas, por exemplo, por troca iônica para tornar as mesmas intumescíveis em água. As argilas intumescíveis em água adequadas incluem, mas não são limitadas a, argilas frequentemente ditas como hectorita, esmectitas, montmorilonitas, nontronitas, saponita, sauconita, hormitas, atapulgitas e sepiolitas. Argilas aniônicas intumescíveis típicas são descritas na EP-A-235893 e EP-A-335575.

[00041] Mais de preferência a argila é uma argila do tipo de bentonita. A bentonita pode ser fornecida como uma bentonita de metal alcalino. As bentonitas ocorrem naturalmente quer como bentonitas alcalinas, tais como bentonitas de sódio ou como o sal de metal alcalino terroso, normalmente o sal de cálcio ou magnésio. Geralmente as bentonitas de metais alcalino terrosos são ativadas por tratamento com carbonato de sódio ou bicarbonato de sódio. Argila de bentonita intumescível ativada é frequentemente fornecida à fábrica de papel como pó seco. Em alternativa, a bentonita pode ser fornecida como uma suspensão escoável com elevado teor de sólidos, por exemplo, pelo menos 15 ou 20% de sólidos, por exemplo, como descrito em EP-A-485124, WO-A-9733040 e WO-A-9733041.

[00042] As micropartículas poliméricas reticuladas podem ser feitas como microemulsões por um processo usando uma solução aquosa compreendendo um monômero catiônico ou aniônico e agente de reticulação; um óleo compreendendo um hidrocarboneto saturado; e uma quantidade eficaz de um tensoativo suficiente para produzir partículas com menos do que cerca de 0,75 mícron em diâmetro de tamanho de partículas médio numérico não intumescido. Microgrânulos também são feitos como microgéis por procedimentos descritos por Ying Huang et al., Makromol. Chem. 186, 273281 (1985) ou podem ser obtidos comercialmente como microtreliças. O termo "micropartícula", tal como aqui utilizado, pretende-se incluir todas estas configurações, isto é, microgrânulos per se, microgéis e microtreliças.

[00043] As micropartículas poliméricas desta invenção são de preferência preparadas por polimerização dos monômeros em uma emulsão como descrito em pedido, EP-484617. A polimerização em microemulsões e emulsões inversas pode ser usada tal como é conhecido pelas pessoas versadas na técnica. A suspensão celulósica usada para fazer a polpa da presente invenção pode ser feita por métodos convencionais, por exemplo, a partir de madeira ou de outras cargas de alimentação. Papel ou placa residual livre de tinta pode ser usado para fornecer um pouco da mesma. Por exemplo, a madeira pode ser descascada e, em seguida, submetida à moagem, as técnicas de produção de polpa química ou térmica, por exemplo, para fazer uma polpa mecânica, uma polpa termomecânica ou polpa química. A fibra pode ser branqueada, por exemplo, por meio de um processo de branqueamento convencional, tal como usando bissulfito ou hidrosulfito de magnésio. A polpa pode ter sido lavada e drenada e relavada com água ou outro licor aquoso de lavagem, antes de alcançar a etapa de drenagem final na máquina de fabricação de polpa.

[00044] A suspensão de material fino celulósico pode conter fibra mecânica. Por fibra mecânica queremos dizer que a suspensão celulósica compreende polpa mecânica, indicando qualquer polpa de madeira fabricada no todo ou em parte, por um processo mecânico, incluindo madeira de chão de pedra (SGW), madeira de chão pressurizada (PGW), polpa termomecânica (TMP), polpa quimiotermomecânica (CTMP) ou polpa quimiotermomecânica branqueada (BCTMP). Os tipos de polpa mecânica contem diferentes quantidades de polpa mecânica, a qual é geralmente incluída a fim de proporcionar as propriedades ópticas e mecânicas desejadas. Em alguns casos, a polpa utilizada para fazer o papel com carga pode ser formada inteiramente de uma ou mais das polpas mecânicas acima ditas. Além das polpas mecânicas outras polpas são muitas vezes incluídas na suspensão celulósica. Tipicamente as outras polpas podem formar, pelo menos, 10% em peso do teor total de fibras. Estas outras polpas incluídas na receita de papel incluem polpa sem tinta e polpa de sulfato (muitas vezes dita como polpa kraft).

[00045] Os exemplos seguintes ilustram a invenção. EXEMPLOS Exemplo 1 Teste confidencial em um processo para a fabricação de placas

[00046] A fábrica produz placa de caixa para dobrar em uma máquina de cinco lonas. As duas lonas exteriores são fios de Fourdrinier com 100% de polpa química branqueada e as 3 lonas intermediárias são formadores Bell Bond com 100% de composição de fabricação de pasta mecânica branqueada.

[00047] A velocidade da máquina depende do peso de base - pesos de base mais baixos (menos de 250 gsm) geralmente são executados em rotações mais elevadas acima de 400 m/min e os pesos de base maiores são executados a velocidades mais baixas, devido a uma limitação de vapor (secador). O auxiliar de retenção em uso é o sistema Hydrocol com o PAM acrescentado pré-tela e a bentonita acrescentada pós-tela. A bentonita é adicionada com taxas de dosagem típicas de 0,9 kg/t em lonas exteriores e 1,2 a 1,5 kg/t em lonas intermediárias. Poliacrilamida catiônica (IV maior do que 4 dl/g e densidade de carga menor do que 3 mEq por grama) é adicionada com uma taxa de dosagem típica de 0,2 kg/t em lonas exteriores e 0,25 a 0,35 kg/t em lonas intermediárias. Estas taxas de adição variam dependendo das condições de composição de fabricação e propriedades do papel. Quantidades mais elevadas de poliacrilamida catiônica não podem ser aplicadas, devido aos efeitos adversos, tanto na formação da folha quanto nas propriedades de resistência. Com uma adição adicional de 2 kg/t de HM Polymin (polietilenoimina com uma densidade de carga maior do que 3 mEq por grama e uma massa molar maior do que 700000 Da) para a água de diluição final da poliacrilamida catiônica acima mencionada, para formar uma combinação de polímero catiônico (Polimix) nas lonas intermediárias apenas a velocidade da máquina e produção aumentaram 4% em um tipo de placa de caixa para dobrar, com um pesos de base de 350 g/m2. A combinação do polímero catiônico acima mencionado forneceu remoção de água na prensa melhorada, com a mesma formação e valores de resistência. Exemplo 2 Teste confidencial em um processo para a fabricação de placa em um local diferente daquele do Exemplo 1

[00048] A fábrica produz vários tipos de revestimento interno Kraft em uma máquina de Fourdrinier duas lonas. A composição de fabricação na lona de topo é sempre 100% de polpa kraft não branqueada e a lona de base é uma razão variável de papel residual e Kraft não branqueado a partir de 100% de resíduo para um mínimo de 50% de resíduo. Velocidade da máquina depende do peso de base - pesos de base mais baixos (menos de 125 gsm) geralmente são executados a uma velocidade máxima da máquina de 800 m/min e os pesos de base maiores são executados a velocidades mais baixas, devido a uma limitação de vapor (secador). O auxiliar de retenção em uso é o sistema Hydrocol com a poliacrilamida catiônica (IV maior do que 4 dl/g e densidade de carga menor do que 3 mEq por grama) adicionada pré-tela e a bentonita adicionada pós-tela. A bentonita é adicionada com taxas de dosagem típicas de 1,4 a 2 kg/t para a lona de topo e 3,0 kg/t para a lona inferior. Poliacrilamida catiônica é adicionada com uma taxa de dosagem típica de 0,1 a 0,25 kg/t para a lona de topo entre 0,25 e 0,4 kg/t para a lona inferior. Estas taxas de adição variam dependendo das condições de composição de fabricação e das propriedades do papel. Quantidades mais elevadas de poliacrilamida catiônica não podem ser aplicadas, devido aos efeitos adversos, tanto a formação da folha quanto as propriedades de resistência. Com uma adição adicional de 1 kg/t de HM Polimin (polietilenoimina, tal como descrito acima) para a água de diluição final do PAM para formar uma combinação de polímero catiônico (Polimix) em ambas as lonas da velocidade da máquina e produção aumentada de 5% em um tipo de revestimento interno Kraft com um peso de base de 140 g/m2. A adição da combinação de polímero catiônico forneceu remoção de água na prensa melhorada, com a mesma formação e valores de resistência.

Claims (4)

1. Processo para a fabricação de papel ou papelão, caracterizado pelo fato de que um material fino celulósico é fornecido e submetido a uma ou mais etapas de cisalhamento e, em seguida, drenado em uma tela em movimento para formar uma folha que é seca, em que o processo usa um sistema de retenção que é aplicado ao material fino, o dito sistema de retenção compreendendo como componentes i) uma combinação de diferentes polímeros catiônicos e ii) um material microparticulado, em que a combinação de polímeros catiônicos compreende, a) um polímero catiônico com uma densidade de carga de pelo menos 3 mEq por grama e uma massa molar maior do que 700.000 Da, em que o polímero catiônico (a) é selecionado a partir do grupo consistindo de polietilenoiminas, polietilenoiminas modificadas, polivinilaminas, e polivinil carboxamidas parcialmente hidrolisadas, b) um polímero catiônico com uma densidade de carga abaixo de 3 mEq por grama e uma viscosidade intrínseca de pelo menos 4 dl/g, em que o polímero catiônico (b) compreende entre 5 e 40% em mol de um monômero catiônico selecionado a partir do grupo consistindo de poliacrilamidas catiônicas compreendendo acrilamida e um sal de amônio quaternário e cloreto de metila de acrilato de dimetilamino etila, e em que um dos componentes do sistema de retenção é dosado para o material fino após a etapa de cisalhamento final e o outro é dosado para o material fino antes da etapa de cisalhamento final.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que i) a combinação de polímeros catiônicos é dosada para o material fino antes da etapa de cisalhamento final e ii) o material microparticulado é dosado para o material fino após a etapa de cisalhamento final.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o material microparticulado é dosado para o material fino antes da etapa de cisalhamento final e, depois, subsequente a esta etapa é dosada a combinação de polímeros catiônicos.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que ii) o material microparticulado é selecionado a partir do grupo constituído por partículas a base de sílica, microgéis de sílica, sílica coloidal, sílica sóis, sílica géis, polissilicatos, sílica catiônica, aluminossilicatos, polialuminossilicatos, borossilicatos, poliborosilicatos, zeólitos, bentonita, hectorita, esmectitas, montmorilonitas, nontronitas, saponita, sauconita, hormitas, atapulgitas, sepiolitas, micropartículas poliméricas aniônicas reticuladas de tamanho de partícula menor do que 750 nm e nanocelulose.