BR112016007554B1

BR112016007554B1 - Processo de fabricação de papel ou papelão

Info

Publication number: BR112016007554B1
Application number: BR112016007554-4A
Authority: BR
Inventors: Paul Kenneth Cutts
Original assignee: Basf Se
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2014-10-03
Publication date: 2022-02-22
Also published as: EP3066260A1; US9765482B2; KR101917482B1; ZA201602901B; CN105612287B; CN105612287A; US20160237621A1; CA2923396A1; EP3066260A4; EP3066260B1; KR20160050081A; BR112016007554A2; WO2015052625A1; CA2923396C

Abstract

PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE PAPEL OU PAPELÃO. A presente invenção refere-se a um processo de fabricação de papel ou papelão que compreende o fornecimento de (a) uma polpa mecânica e (b) uma polpa sem madeira, combinação de (a) a polpa mecânica e (b) a polpa sem madeira para formar uma polpa mista compreendendo não maior do que 20% em peso seco total da fibra da polpa mecânica, escoar a polpa mista como uma carga de consistência média e combinar a carga de consistência média com água de diluição para formar uma carga de consistência baixa, drenar a carga de consistência baixa através de um fio ou uma malha para formar uma folha de papel que é seca, na qual o material de enchimento adicional e um polímero catiônico são adicionados à polpa mecânica.

Description

[001] A presente invenção se refere a um processo para fabricar papel ou papelão, que compreende uma mistura de polpa sem madeira e polpa mecânica. O processo envolve um novo sistema de incorporação de material de enchimento adicional, que evita o risco de formação de folhas pobre.

[002] Papel sem madeira é o termo frequentemente dado para o papel que foi feito predominantemente de polpa sem madeira. Geralmente, a polpa sem madeira significa uma polpa química em vez de uma polpa mecânica. Tal polpa sem madeira ou química é normalmente feita a partir de madeira de fabricação de papel, mas não seria considerado madeira como a maior parte da lignina é removida das fibras celulósicas durante o processamento químico. Em contraste, a polpa mecânica é primeiramente tratada fisicamente e retém a maior parte dos componentes de madeira e, como tal, pode ainda ser descrita como madeira.

[003] A formação de polpa mecânica produz uma polpa de alto rendimento de 85-95% em comparação com apenas 45% da formação de polpa química. O processo usa muito pouco ou nenhum produto químico, mas é extremamente intensivo em energia. A quebra da madeira em fibras pode ser feita por moagem de toras de madeira contra uma superfície abrasiva rotativa (geralmente de pedra), que resulta em uma polpa de madeira moída, ou pela passagem de aparas de madeira entre uma disco de metal rotativo (rotor) e um estacionário (estator). Este processo é chamado de refino e produz uma polpa, muitas vezes referida como uma polpa mecânica de refinador. O calor também pode ser usado em formação de polpa mecânica para produzir polpa termomecânica (TMP). O tratamento químico limitado de polpa termomecânica (TMP) pode ser usado para produzir polpa quimiotermomecânica (CTMP). Se a polpa quimiotermomecânica é então branqueada, a polpa resultante é referida como polpa quimiotermomecânica branqueada (BCTMP). Esta polpa, na maior parte, retém as propriedades físicas da polpa termomecânica embora o rendimento seja reduzido. No entanto, a BCTMP tem a vantagem de que é mais limpa e mais brilhante do que a polpa termomecânica (TMP).

[004] Formação de polpa sem madeira ou química pode ser descrita como um processo de formação de polpa usando produtos químicos e calor, em vez de ação mecânica. A polpa sem madeira pode ser produzida pelo processo Kraft ou pelo processo de sulfito. O processo Kraft emprega hidróxido de sódio e sulfeto de sódio a 170-176°C. O processo de sulfito usa sulfitos ou bissulfitos a 130-160°C. Cozinhar sob estas condições em digestores pressurizados remove ligninas e hemiceluloses das fibras tornando-as solúveis.

[005] O papel sem madeira tem a vantagem sobre o papel feito de níveis altos de polpa mecânica na qual não é tão propenso ao amarelecimento. Por conseguinte, é usual fazer papel fino e outros papeis de alta qualidade a partir predominantemente polpa sem madeira. No entanto, é comum incorporar até 10% em peso de polpa mecânica, com base nas fibras celulósicas totais, em papel sem madeira para melhorar certas características físicas do papel formado tal como a melhoria da rigidez ou o volume da folha. A fim de proporcionar até 10% em peso de polpa mecânica no papel final é usualmente necessário incorporar até 20% em uma base de peso seco, por exemplo, 15-20% de polpa mecânica da carga de fabricação de papel.

[006] A fabricação de papel contendo uma predominância de polpa sem madeira tipicamente emprega aditivos tais como material de enchimento e auxiliares de retenção, a fim de facilitar a formação da folha sobre o movimento de fio/malha de uma máquina.

[007] Os materiais de enchimento são partículas inorgânicas que são adicionadas ao papel para aumentar a opacidade, suavidade e capacidade de impressão, mas também reduzir o custo do papel produzido. Exemplos de materiais de enchimento incluem caulim, dióxido de titânio, carbonato de cálcio precipitado (PCC) e carbonato de cálcio moído (GCC).

[008] Os auxiliares de retenção são (usualmente) aditivos poliméricos que floculam as pequenas partículas de material de enchimento para as fibras de fabricação de papel, de modo que o material de enchimento seja retido na folha de papel.

[009] Um sistema de retenção é onde um ou mais auxiliares de retenção são utilizados para criar o efeito de retenção total necessário.

[0010] É usual adicionar o material de enchimento para a corrente de carga de consistência média combinada ou corrente de consistência baixa.

[0011] É bem conhecido a fabricação de papel por um processo que compreende a floculação de uma carga de consistência baixa, frequentemente denominada de carga fina celulósica, pela adição de auxiliar de retenção polimérico e, em seguida, drenagem da suspensão floculada através de um fio ou uma malha, muitas vezes referido como um fio de máquina, e, em seguida, formar uma folha úmida, que é então seca.

[0012] O WO 93 22499 descreve um processo para preparar um produto de papel branco sem madeira empregando fibras de polpa celulósica branqueada consistindo em fibras recicladas. Outras descrições de fornecimento de papel sem madeira incluem JP 2005 240227, JP 2005 240249, JP 2005 336678, CN 102493258 e WO 2012 163787.

[0013] Os produtores de papel sem madeira, tais como produtores de papel fino, são geralmente dispostos a aumentar o teor de material de enchimento do produto de papel, a fim de reduzir os custos. No entanto, a retenção deste material de enchimento extra pode ser difícil, caro e pode causar problemas com a formação da folha pobre. Além disso, aumentar o teor de material de enchimento do papel sem madeira tem uma tendência a reduzir o volume da folha e reduzir a rigidez da folha. A fim de superar esta desvantagem muitos produtores de papel sem madeira incorporam até 10% em peso de fibra mecânica, especialmente polpa termomecânica química branqueada (BCTMP) para a folha de papel. No entanto, incorporando esta fibra mecânica na polpa sem madeira não melhora a retenção da carga e pode mesmo ser prejudicial em alguns casos para retenção de carga.

[0014] Seria desejável proporcionar um processo que proporciona aumento da retenção de material de enchimento na fabricação de papel ou papelão quando se emprega predominantemente polpa sem madeira, contendo até 10% em peso de polpa mecânica, para a folha de papel.

[0015] De acordo com a presente invenção é proporcionado um processo de fabricação de papel ou papelão que compreende fornecer (a) uma polpa mecânica e (b) uma polpa sem madeira combinar (a) a polpa mecânica e (b) a polpa sem madeira para formar uma polpa misturada compreendendo não mais do que 20% por peso seco total de fibras da polpa mecânica, escoar a polpa mista como uma carga de consistência média e combinar a carga de consistência média com água de diluição para formar uma carga de consistência baixa drenando a polpa de consistência baixa através de um fio ou uma malha para formar uma folha de papel que é seca, na qual o material de enchimento e um polímero catiônico são adicionados à polpa mecânica.

[0016] Através da combinação da polpa mecânica e da polpa sem madeira entende-se que as duas polpas são misturadas junto. Adequadamente, isto pode ser conseguido por agitação, por exemplo por movimentação a uma taxa entre 100 e 600 rotações por minuto, ou por outros meios de agitação. De um modo geral, em uma máquina de fabricação de papel as duas polpas podem ser combinadas por escoar uma corrente da polpa mecânica e escoar uma corrente da polpa sem madeira de tal modo que as duas correntes se unam, por exemplo, em um tanque de mistura, para formar uma polpa mista. Normalmente, a turbulência que ocorre naturalmente em uma máquina de papel será suficiente para permitir que as duas polpas distribuam umas para as outras na formação da polpa mista. Tipicamente, em uma máquina de fabricação de papel, a polpa mista pode ser escoada como uma carga de consistência média, que pode ser considerada como uma corrente de consistência média. Tal corrente ou carga de consistência média pode ser diluída por adição de água para formar uma carga de consistência baixa que quando escoada em um sistema de fabricação de papel pode ser considerada como uma corrente de consistência baixa. O fio ou a malha através do(a) qual a corrente ou carga de consistência baixa é passada, pode ser um fio ou uma malha adequado(a) geralmente usado(a) na indústria do papel para drenar cargas para fabricação de papel para formar uma folha. Usualmente, em uma máquina de fabricação de papel, o fio ou a malha é um fio ou uma malha móvel ou sobre o(a) qual a carga ou corrente de consistência baixa escoa e drena para formar uma folha de papel. A folha de papel é geralmente pressionada, em seguida, seca na secção de secagem de uma máquina de fabricação de papel.

[0017] Os sólidos de fabricação de papel secos são determinados por filtrar 100 ml da carga fina através de um papel de filtro de celulose pré-seco e ponderado, a secagem até o peso constante a 105°C e o cálculo dos sólidos secos em %. O papel de filtro pré-seco (a 105°C) e pré- ponderado é colocado dentro de um funil de Hartley, funil de Buchner, ou semelhante, que é colocado em um frasco a vácuo. 100 ml da carga é medida em um cilindro de medição ou 100 g é ponderado para um béquer, e vertido sobre o papel de filtro. Um vácuo é aplicado ao frasco para remover a água livre e, em seguida, o papel de filtro é removido e seco a 105°C durante duas horas e novamente ponderado.

[0018] De acordo com a invenção, o material de enchimento adicional é adicionado à polpa mecânica e fixada usando um polímero catiônico, antes de a polpa mecânica ser misturada com outras polpas para formar a polpa de consistência média.

[0019] Desejavelmente, a quantidade de material de enchimento, que é incorporado na polpa mecânica, por exemplo, como uma corrente de polpa mecânica, é pelo menos 1% em peso seco da polpa mecânica. Tipicamente, a quantidade de material de enchimento adicionada a esta polpa mecânica, por exemplo, como uma corrente de polpa mecânica, deve ser pelo menos 2% e muitas vezes pelo menos 5% em peso seco da polpa mecânica. Adequadamente, a quantidade de material de enchimento adicionada à polpa mecânica, por exemplo, como uma corrente de polpa mecânica, pode ser significativamente mais elevada, por exemplo até 20 ou 25% em peso seco da polpa mecânica. Usualmente, embora a quantidade de material de enchimento adicionada tenderia a ser menor que 20%, por exemplo, até 15% ou 16% em peso seco da polpa mecânica.

[0020] A quantidade de material de enchimento em peso seco de material pode ser determinada pelo método seguinte. A carga é filtrada e seca a 105°C e então ponderada para obter o peso seco da carga pelo método descrito acima. A carga seca é então colocada em um forno a 500°C por duas horas e o teor de cinzas é determinado como um peso. As temperaturas maiores ou menores podem ser usadas para este propósito. O teor do material de enchimento pode ser calculado a partir do teor de cinzas conhecido do material de enchimento na temperatura selecionada. Em muitas fábricas de papel a figura do teor em cinzas medido é utilizada mais do que o verdadeiro teor de carga, tanto para a carga de fabricação de papel quanto para a folha de papel acabada.

[0021] Tipicamente, o processo pode também incluir a adição de carga para o processo consistente com os pontos de adição convencionais de material de enchimento em processos de fabricação de papel e papelão. Portanto, o material de enchimento pode também ser adicionado a qualquer um de polpa mista, carga de consistência média ou corrente e/ou carga ou corrente de consistência baixa, que é prática normal de fabricação de papel para a adição de material de enchimento. Uma vez que a quantidade de material de enchimento adicionada neste estágio tende a ser maior do que o material de enchimento adicionado à polpa ou corrente mecânica, esta adição subsequente de material de enchimento pode ser considerada como a adição de carga principal.

[0022] Os materiais de enchimento adequados para adição à polpa mecânica ou à corrente de polpa mecânica ou para a adição de material de enchimento principal pode ser quaisquer materiais de enchimento convencionais tradicionalmente usados em processos de fabricação de papel e papelão. Exemplos de materiais de enchimento desejáveis são selecionados do grupo consistindo em carbonato de cálcio precipitado, carbonato de cálcio moído, caulim, e dióxido de titânio.

[0023] No processo da presente invenção, um polímero catiônico é adicionado à polpa mecânica, por exemplo, como uma corrente de polpa mecânica. A quantidade de polímero catiônico, em geral, deve ser de pelo menos 100 g de polímero por tonelada de polpa mecânica seca. Para um polímero que é abastecido como um tipo sólido, isto é calculado como gramas de polímero recebido por tonelada de sólidos secos de fabricação de papel. Para polímeros fornecidos como soluções, emulsões ou dispersões líquidas, é calculado como gramas de polímero ativo por tonelada de sólidos de fabricação de papel. Os resultados mais benéficos podem muitas vezes serem observados com doses mais elevadas de polímero catiônico, por exemplo, pelo menos 200 g de polímero por tonelada de polpa mecânica seca, de um modo preferido, pelo menos 500 g por tonelada. A quantidade de polímero catiônico pode muitas vezes ser muito maior, por exemplo, até 2,5 ou 3,0 kg por tonelada de polpa mecânica seca. Tipicamente a quantidade de polímero catiônico adicionado deve ser de até 2,0 kg por tonelada, por exemplo até 1,5 ou 1,6 kg por tonelada e em alguns casos até 1,0, 1,1 ou 1,2 kg por tonelada.

[0024] Qualquer polímero catiônico convencional, em particular os utilizados na indústria do papel, pode ser usado como o polímero catiônico adicionado à polpa mecânica ou corrente de polpa mecânica de acordo com a presente invenção. Os polímeros podem ser naturais ou sintéticos. Os polímeros naturais adequados incluem amido catiônico. Os polímeros catiônicos sintéticos adequados incluem polímeros de monômero etilenicamente insaturado solúvel em água ou combinação de monômeros etilenicamente insaturados solúveis em água, nos quais pelo menos um dos monômeros é catiônico. Quando os polímeros são formados a partir de mais que um monômero dos outros monômeros podem ser catiônicos ou não iônicos ou uma mistura.

[0025] Os monômeros catiônicos incluem dialquilamino alquil (met) acrilatos de alquilo, dialquilamino (met) acrilamidas, incluindo adição de ácido e sais de amônio quaternário, cloreto de dialil dimetil amônio. Os monômeros catiônicos preferidos incluem os sais de amônio quaternário de cloreto de metila de dimetilamino etil acrilato e dimetil aminoetil metacrilato. Os monômeros não iônicos adequados incluem monômeros não iônicos insaturados, por exemplo, acrilamida, methacrilamida, hidroxietil acrilato, N-vinilpirrolidona. Um polímero particularmente preferido inclui o copolímero de acrilamida com os sais de amônio quaternário de cloreto de metila de dimetilamino etil acrilato.

[0026] Este polímero catiônico contém, de preferência, pelo menos 5 % em mol de unidades de monômero catiônico e até 80% em mol de unidades de monômero catiônico, mais preferivelmente, entre 5 e 40 % em mol de unidades de monômero catiônico, especialmente entre 5 e 20 % em mol. Os primeiros auxiliares de retenção poliméricos particularmente preferido são também poliacrilamidas catiônicas compreendendo acrilamida e pelo menos um monômero etilenicamente insaturado catiônico solúvel em água, de preferência, sais de amônio quaternário de dialquil amino-alquil (met) acrilatos ou acrilamidas N-substituídas, em especial, sais de amônio quaternário de cloreto de metila de dimetilamino etil acrilato.

[0027] Em geral, estes polímeros catiônicos tendem a ter uma massa molar elevada, usualmente em excesso de 500.000 Da e frequentemente pelo menos 1. 000.000 Da. Adequadamente, os polímeros exibirão uma viscosidade intrínseca de pelo menos 3 dl/g e, de preferência, pelo menos 4 dl/g. Em alguns casos, os polímeros podem exibir viscosidades intrínsecas de pelo menos 5 e frequentemente 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 preferencialmente 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 do componente (b) e assim não existe um valor superior particular de viscosidade intrínseca. De fato, a viscosidade intrínseca pode mesmo ser tão alta como 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.

[0028] A viscosidade intrínseca de polímeros pode ser determinada por preparação de uma solução aquosa do polímero (0.5-1% p/p) com base no teor ativo do polímero. 2 g desta solução de polímero a 0,5-1% é diluído para 100 ml em um frasco volumétrico de 50 ml de solução 2M de cloreto de sódio que é tamponada a pH 7,0 (usando 0,56 g de um di- hidrogenofosfato de sódio e 32,26 g de hidrogeno fosfato dissódico por litro de água deionizada) e o conjunto é diluído até à marca de 100 ml com água deionizada. A viscosidade intrínseca dos polímeros é medida usando um viscosímetro de nível suspenso do Número 1 a 25°C em solução salina tamponada de 1M. Os valores da viscosidade intrínseca indicados são determinados de acordo com este método, a menos que indicado de outra forma.

[0029] Desejavelmente, o polímero catiônico pode ser fornecido como emulsões de fase reversa preparados por polimerização em emulsão de fase reversa, opcionalmente seguido por desidratação sob pressão e temperatura reduzidas e muitas vezes referida como desidratação azeotrópica para formar uma dispersão de partículas de polímero em óleo. Em alternativa, o polímero pode ser fornecido na forma de grânulos e preparados por polimerização em suspensão de fase reversa, ou preparado como um pó por polimerização em solução aquosa seguido por cominuição, secagem e depois moagem. Os polímeros podem ser produzidos como glóbulos por polimerização em suspensão ou como uma emulsão de água-em-óleo ou dispersão por polimerização em emulsão de água-em-óleo, por exemplo de acordo com um processo definido por EP- A-150933, EP-A-102760 ou A EP-A-126528. O teor de polímero ativo em um produto em emulsão ou dispersão pode ser determinada por dispersão do produto em acetona para deixar o polímero livre. O polímero é então separado por filtração através de um filtro de papel pré-seco (a 105°C) e pré-ponderado. Então, o ar é seco, e em seguida, seco em forno (em temperatura de 105°C) para um peso mínimo a partir do qual é possível calcular o teor de polímero ativo na emulsão ou dispersão. A quantidade de água nos glóbulos ou pó de polímero é geralmente inferior a 10%%, e é normalmente ignorado e a dose de produto calculada em produto tal como foi recebido.

[0030] Geralmente qualquer um dos polímeros catiônicos adicionados à corrente de polpa mecânica de acordo com a presente invenção pode ser preparado em uma solução aquosa antes de ser dosado para dentro da corrente de polpa mecânica. Isto pode, por exemplo, ser conseguido em um dispositivo de constituição de solução de polímero adequada. Tal equipamento é descrito na técnica anterior e, por exemplo, comercializado pela BASF sob a marca comercial Jet Wet ™.

[0031] A polpa mecânica usada de acordo com a presente invenção é, de preferência, uma polpa termomecânica química branqueada (BCTMP).

[0032] A polpa mista pode ser empregada em uma carga de consistência média e pode ser escoada como uma corrente de consistência média antes de ser diluída. Esta carga ou corrente de consistência pode ser referida como uma carga espessa e tipicamente terá uma concentração de pelo menos 2% em peso de fibras celulósicas com base no peso total da carga ou corrente de consistência média. Muitas vezes, a carga de consistência média ou corrente de consistência média é pelo menos 3% e, em alguns casos, mesmo tão elevadas como 4% ou 5% em concentração de até 8% em peso. Se a polpa mista for mais concentrada do que o requerido para o uso como uma carga de consistência média, pode ser desejável ajustar a concentração como desejada por diluição com água.

[0033] A carga de consistência média contém 2 a 8% de sólidos de fabricação de papel em água, a consistência baixa é < 2% de sólidos de fabricação de papel na água (fonte: Tappi). Em geral, a carga de consistência baixa (isto é, <2%) encontra-se na extremidade úmida da máquina de papel e na recuperação de fibras. Isso constitui cerca de 1520% da maioria das aplicações do moinho. A carga de consistência média é encontrada em cerca de 70% das aplicações de moinho de celulose e papel. As concentrações elevadas são definidas como 8-15%, que compreendem aplicações imediatamente após o digestor. Estas concentrações podem ser determinadas pelo peso em gramas de fibra seca em forno em 100 g de combinação de água de polpa [TAPPI 1993].

[0034] A água de diluição pode ser água reciclada do processo, por exemplo, durante a drenagem da carga de consistência baixa ou corrente de consistência baixa através de fluxo de um fio ou uma malha, que pode se mover, muitas vezes referida como água com turbulência ou água sem turbulência. Em alguns sistemas de fabricação de papel fechados, uma elevada proporção de água de diluição é reciclada em água do processo. No entanto, é usual para pelo menos uma parte da água de diluição ser água fresca.

[0035] A carga de consistência baixa ou corrente de consistência baixa que foi formada por combinação de água de diluição com a carga de consistência média ou a corrente de consistência média é adequadamente escoada a um fio ou uma malha, que pode estar em movimento, em que uma folha celulósica é formada enquanto a água da carga ou a corrente de baixa consistência drena através do fio ou da malha.

[0036] Entre o ponto de diluição do fio ou da malha é usual para a carga de consistência baixa, por exemplo, como uma corrente de consistência baixa, para passar por vários estágios, por exemplo, bombeamento, mistura e limpeza. Normalmente, a carga de consistência baixa ou corrente de consistência baixa passará através de pelo menos uma bomba de ventoinha, frequentemente duas ou três bombas de ventoinha antes de passar através de pelo menos uma peneira de pressão, também referido como uma centripeneira.

[0037] Adequadamente, o processo da presente invenção também emprega um sistema de retenção. Desejavelmente este sistema de retenção deve empregar pelo menos um auxiliar de retenção. Normalmente, o sistema de retenção é adicionado à carga ou corrente de consistência média e/ou carga ou corrente de consistência baixa. De preferência, um ou mais auxiliares de retenção do sistema de retenção é/são adicionado(s) à carga ou corrente de consistência baixa.

[0038] Desejavelmente, um ou mais auxiliares de retenção do sistema de retenção são polímeros sintéticos e/ou de polímeros naturais. Tipicamente, pelo menos um auxiliar de retenção do sistema de retenção deve ser um polímero catiônico. De preferência, o polímero catiônico pode ser qualquer um dos polímeros catiônicos descritos no que se refere aos polímeros catiônicos adequados adicionados à polpa mecânica ou à corrente de polpa mecânica. Adequadamente, o polímero catiônico adicionado como um auxiliar de retenção no sistema de retenção pode ser adicionado como uma solução aquosa. As doses típicas de polímero catiônico, como auxiliar de retenção, podem ser de pelo menos 50 g de polímero por tonelada de peso seco da suspensão celulósica da carga de consistência baixa ou da corrente ou meio de consistência média. Usualmente, este será de pelo menos 100 g por tonelada e tipicamente pelo menos 200 e, por vezes, pelo menos 300 g por tonelada. A dose de polímero catiônico pode ser de 1,5 kg por tonelada, mas é usualmente não maior do que 1 kg por tonelada, por exemplo até 800 g por tonelada ou até 600 g por tonelada. Para um polímero que é fornecido como um tipo sólido, é calculado em gramas de polímero tal como recebido por tonelada de sólidos secos de fabricação de papel. Para polímeros fornecidos como soluções, emulsões ou dispersões líquidas, é calculado em gramas de polímero ativo por tonelada de sólidos de fabricação de papel. Isto é definido na descrição acima.

[0039] Em muitos casos, pode ser desejável incluir pelo menos um segundo auxiliar de retenção no sistema de retenção. Desejavelmente, um tal segundo auxiliar de retenção pode ser um aditivo de retenção aniônico tal como um polímero ou micropartícula aniônico(a). Os exemplos seguintes ilustram a invenção.

Exemplos

[0040] Uma carga de papel fino sintético foi preparada por combinação de uma polpa sem madeira (90% em peso de carga seca total) e uma polpa termomecânica química branqueada (BCTMP) (10% em peso de carga seca total). A carga de papel fino sintético tinha um teor de carga de 20% em peso seco total de carga. A referência ao material de enchimento significa carbonato de cálcio precipitado (PCC).

[0041] O PCC foi Omya Syncarb F0474. Este produto de carbonato de cálcio precipitado tem um diâmetro médio de tamanho de partícula de 1,83 μ m. Em testes de laboratório o PCC é adicionado a 20% de sólidos. Este foi diluída com água da torneira a 20% de sólidos, antes da adição, conforme necessário.

[0042] 50/50 de polpa sem madeira e pinho de madeira dura: combinação de bétula de madeira macia batida em uma Schopper Riegler Freeness de 30°.

[0043] A polpa BCTMP fornecida de papel Metso.

[0044] A polpa sem madeira e a polpa BCTMP foram preparadas a 4% de consistência e misturadas durante 1 minuto, agitando a 200 rpm.

[0045] A referência para material de enchimento significa PCC extra adicional, para o BCTMP ou carga de papel fino sintético.

[0046] O polímero catiônico adicionado é Percol PBR20 que é uma poliacrilamida catiônica do tipo sólido exibindo uma viscosidade intrínseca de 10,9 dl/g fornecido pela BASF. A viscosidade intrínseca é determinada pelo método descrito anteriormente na descrição. O polímero catiônico é dissolvido em água da torneira como uma solução a 0,8% em peso e ainda mais diluído com água da torneira a 0,1% antes da adição nos testes seguintes.

[0047] 200 ml de água são colocados em um frasco de 250 ml de gargalo largo. Um agitador é colocado dentro do frasco. A velocidade do agitador deve ficar entre 600 e 1000 rev/min. A quantidade necessária de polímero seco para resultar na concentração desejada (tipicamente 0,20,8%) é ponderada em um barco de pesagem de papel. O polímero é então polvilhado lentamente a partir do barco de papel para dentro do vórtice criado pela agitação de modo que a formação de grumos é evitada (aprox. 30 segundos). Em seguida, a solução é agitada por 30 - 60 minutos depois que o polímero estiver pronto para usar.

[0048] O polímero catiônico foi dosado para a carga usando uma pipeta de plástico. Quando adicionado à carga espessa misturada com um agitador a 200 rpm durante 1 minuto. Quando adicionado à carga fina misturada a 500 rpm por 30 segundos.

[0049] Para esclarecimento, uma vez a carga de papel fino sintético contém 10% de BCTMP, 20% de material de enchimento extra adicionado à BCTMP é equivalente à dose total de 2% de material de enchimento extra adicionado à carga de papel fino sintético e 1000 g/tonelada de polímero catiônico adicionado à BCTMP é equivalente à dose total de 100 g/tonelada de polímero catiônico adicionado à carga de papel fino sintético.

[0050] Todos os testes também empregaram 250 g/tonelada de polímero catiônico adicionado à carga de papel fino sintético como um auxiliar de retenção. Isto é calculado com base no produto como fornecido (que é assumido como sendo substancialmente igual ao do teor de polímero ativo) em peso seco de carga, que é determinado pelo método descrito na descrição.

[0051] Os resultados de retenção de material de enchimento foram medidos como primeira retenção de cinzas que passou (FPAR).

[0052] Primeira medição de Retenção de Cinzas que Passa

[0053] 500 ml de carga são colocados em um testador de retenção de pote Britt equipado com uma peça de padrão fio Schopper Riegler. O agitador é ligado a 500 rpm e depois de 10 segundos, a solução de polímero é adicionada como requerido. Depois de 30 segundos de mistura, a torneira é aberta e os primeiros 25 ml de água sem turbulência descartados. Os próximos 100 ml de água sem turbulência são coletados. A torneira é fechada, o agitador desligado e a carga remanescente descartada e o aparelho lavado limpo para o próximo teste.

[0054] A amostra de 100 ml é filtrada sobre um filtro de papel sem cinzas seco e pré- ponderado e, em seguida, seco a 105°C por 2 horas. O papel de filtro é reponderado e o peso de sólidos na água sem turbulência determinado. O papel de filtro é colocado em um cadinho e o cadinho colocado em um forno de mufla a 550°C por 3 horas.

[0055] A primeira retenção que passa é calculada como 100% (em peso de cinzas em 100 ml de carga - Cinzas em peso em 100 ml de água sem turbulência)/peso de cinzas em 100 ml de carga

[0056] Os experimentos 1, 2, 3, 4 e 10 mostram o estado da técnica, adicionando material de enchimento extra e polímero catiônico extra para a carga de consistência baixa.

[0057] As experiências 5 e 6 mostram variações do ponto de adição do material de enchimento e o polímero, enquanto que o Exemplo 7, a nova aplicação da invenção adicionando carga e polímero catiônico para a polpa mecânica resulta em melhor resultado de retenção de material de enchimento.

[0058] No exemplo 9, os níveis de polímero catiônicos aumentados são melhores do que no exemplo 8, a adição de polímero catiônico extra na carga de consistência baixa.

[0059] Na adição de material de enchimento extra aumentada, o exemplo 15 da invenção resulta um melhor resultado de retenção de material de enchimento do que o estado da técnica, as experiências 16 e 18, e melhor do que outras variações de material de enchimento e adição de polímero catiônico.

Claims

1. Processo de fabricação de papel ou papelão, caracterizado pelo fato de que compreende: adicionar um enchimento e um polímero à polpa mecânica, combinar a polpa mecânica que contém o material de enchimento e o polímero catiônico com uma polpa livre de madeira para formar uma polpa mista compreendendo não mais de 20% em peso seco total de fibra da polpa mecânica, escoar a polpa mista como uma carga de consistência média e combinar a carga de consistência média com água de diluição para formar uma carga de consistência baixa, e drenar o material de baixa consistência através de um fio ou malha e secar, formando, assim, uma folha de papel.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a quantidade de material de enchimento adicionada à polpa mecânica é de 1% e 20% em peso seco da polpa mecânica.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o material de enchimento também é adicionado a qualquer uma da polpa mista, carga de consistência média e/ou carga de consistência baixa.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o material de enchimento é selecionado dentre o grupo consistindo em carbonato de cálcio precipitado, carbonato de cálcio moído, caulim e dióxido de titânio.

5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a quantidade de polímero catiônico adicionado à polpa mecânica é pelo menos 100 g de polímero por tonelada de polpa mecânica seca, de um modo preferido, pelo menos, 500 g/tonelada.

6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o polímero catiônico é um polímero formado a partir de (met)acrilamida e um monômero catiônico.

7. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o polímero catiônico exibe uma viscosidade intrínseca de pelo menos 4 dl/g.

8. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a polpa mecânica é uma polpa termomecânica química branqueada (BCTMP).

9. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a carga de consistência média e/ou carga de consistência baixa é tratada por adição de um sistema de retenção.

10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o sistema de retenção compreende pelo menos um aditivo de retenção, compreendendo pelo menos um polímero catiônico.