BR112018017286B1

BR112018017286B1 - Método para tratar um processo de produção de papel de múltiplos estratos

Info

Publication number: BR112018017286B1
Application number: BR112018017286-3A
Authority: BR
Inventors: Bradley Benz; Nathan Ray Jones; James W. Minner
Original assignee: Ecolab Usa Inc
Priority date: 2016-02-26
Filing date: 2017-02-24
Publication date: 2022-08-02
Also published as: US10280565B2; US20170247841A1; BR112018017286A2; WO2017147392A1

Abstract

Trata-se de métodos para produzir um produto de papel de múltiplos estratos. Os métodos compreendem aplicar coagulante e/ou composição híbrida de coagulante-floculante a um substrato de estrato superior disposto adjacente e acima de um substrato de estrato inferior em uma quantidade de modo que uma porção do coagulante e/ou da composição híbrida de coagulante-floculante passe através do substrato de estrato superior. De preferência, o substrato de estrato inferior tem uma freeness maior que o substrato de estrato superior. Os métodos da presente revelação permitem, de preferência, o uso eficaz de produtos químicos de RDF enquanto fazem uso das diferenças inatas de freeness entre os substratos de estrato superior e inferior.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[01] Este pedido reivindica o benefício de cada um dos Pedidos de Patente Provisórios nos U.S. 62/300.253 e 62/301.995, depositado no dia 26 de fevereiro de 2016 e 1° de março de 2016, respectivamente, cujas revelações são incorporadas a título de referência em sua totalidade ao presente documento para todos os propósitos.

DECLARAÇÃO REFERENTE A DESENVOLVIMENTO OU PESQUISA PATROCINADA PELO GOVERNO

[02] Não Aplicável.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[03] A invenção refere-se a composições, métodos e aparelhos para aprimorar a formação, drenagem, combinação e as propriedades resultantes do papel de múltiplos estratos incluindo, porém sem limitação, papelão. O papelão é um papel espesso e rígido cujas várias classes incluem: cartão canelado, papelão do tipo foodboard, caixa de papelão, papelcartão, papelão do tipo chipboard, papelão do tipo baseboard, painéis de gesso, cartolina e papelão do tipo oaktag. O papelão é frequentemente construído de múltiplas camadas ou estratos que permite o uso de matérias-primas não dispendiosas que podem ser usadas para otimização entre as propriedades, como espessura, densidade, resistência de fibra e similares. No entanto, coordenar a formação e combinação simultâneas dos vários estratos pode ser um esforço complexo que pode impor dificuldades e custos. Desse modo, há clara utilidade em novas composições, métodos e aparelhos para aprimorar a formação, a drenagem, a combinação e as propriedades resultantes das lâminas de papel de múltiplos estratos que incluem papelão.

[04] A técnica descrita nessa seção não se destina a constituir uma admissão de que qualquer patente, publicação ou outras informações referidas no presente documento sejam a “técnica anterior” em relação à presente invenção, exceto quando especificamente designado como tal. Além disso, essa seção não deve ser interpretada como significando que uma pesquisa foi realizada ou que nenhuma outra informação pertinente conforme definido no 37 do CFR § 1.56(a) existe.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[05] Para satisfazer as necessidades de longa data, mas não solucionadas, identificadas no presente documento, pelo menos uma modalidade da invenção é direcionada a um método para produzir papel de múltiplos estratos. O método compreende posicionar um substrato de estrato superior sobre um substrato de estrato inferior, aplicar uma composição no substrato de estrato superior de modo que uma porção da composição se disperse dentro do substrato de estrato superior e uma porção da composição passe através do substrato de estrato superior e drene para e através do substrato de estrato inferior.

[06] A composição pode ser aplicada ao substrato de estrato superior pela dosagem da composição em uma localização acima ou na composição de fabricação do substrato de estrato superior. Ambos os estratos podem ter anteriormente saído da mesma caixa de entrada ou caixas de entrada individuais. A composição pode ser adicionada enquanto pelo menos um dos substratos é posicionado em um fio fourdrinier. O substrato de estrato superior pode ter uma freeness que é pelo menos 10% menor que o substrato de estrato inferior. A porção da composição que permanece dentro do substrato de estrato superior pode se tornar dispersa ao longo de todo o substrato de estrato superior, mas a composição que drena para e através do substrato de estrato inferior pode ser menos igualmente distribuída ao longo de todo o substrato de estrato inferior. A composição pode ser uma composição de RDF. A composição pode compreender pelo menos um dentre um material silicoso, amido, micropartícula, floculante, coagulante e qualquer combinação dos mesmos. A composição pode ser catiônica, aniônica, anfotérica ou não carregada.

[07] O método pode compreender adicionalmente colocar os substratos um em contato com o outro para formar um papel de múltiplos estratos. Em relação ao substrato de estrato superior, o substrato de estrato inferior pode conter uma maior quantidade de: material de grau inferior, partículas de preenchimento inorgânica, carbonato de cálcio precipitado, carbonato de cálcio terroso, fibra reciclada, aparas, tinta, pigmento, revestimento e qualquer combinação dos mesmos.

[08] O método pode compreender adicionalmente a etapa de formar papelão a partir de dois substratos ou substratos adicionais.

[09] Além disso, um método de tratar um processo de produção de papel de múltiplos estratos é fornecido. O processo de produção de papel de múltiplos estratos compreende um substrato de estrato superior e um substrato de estrato inferior dispostos adjacentes e abaixo do substrato de estrato superior. Os substratos de estrato superior e inferior passam através do processo de produção de papel de múltiplos estratos. O método compreende aplicar coagulante e/ou composição híbrida de coagulante-floculante ao substrato de estrato superior em quantidades de modo que uma porção do coagulante e/ou da composição híbrida de coagulante-floculante passe através do substrato de estrato superior e drene para o substrato de estrato inferior.

[10] Os recursos e vantagens adicionais são descritos no presente documento e ficarão evidentes a partir da seguinte descrição detalhada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[11] Uma descrição detalhada da invenção é descrita posteriormente com referência específica que é feita aos desenhos, nos quais:

[12] A Figura 1 é um gráfico dos resultados do Conjunto 1 dos Exemplos que demonstram que os métodos fornecidos no presente documento aprimoraram a freeness de um estrato de papel conforme demonstrado por um aumento na velocidade da máquina de papel.

[13] A Figura 2 é um gráfico dos resultados do Conjunto 1 dos Exemplos que demonstram que os métodos fornecidos no presente documento aprimoraram a freeness de um estrato de papel conforme demonstrado por um aumento na velocidade da máquina de papel.

[14] A Figura 3 é um gráfico dos resultados do Conjunto 1 dos Exemplos que demonstram que os métodos fornecidos no presente documento aprimoraram as propriedades de secagem de um substrato.

[15] A Figura 4 é um gráfico dos resultados do Conjunto 2 dos Exemplos que demonstram que os métodos fornecidos no presente documento aprimoraram pressão de vapor em uma quarta seção, que demonstra as propriedades de secagem aprimoradas de um substrato.

[16] A Figura 5 é um gráfico dos resultados do Conjunto 2 dos Exemplos que demonstram que os métodos fornecidos no presente documento aprimoraram a freeness de um estrato de papel conforme demonstrado por um aumento na velocidade da máquina de papel.

[17] A Figura 6 é um gráfico dos resultados do Conjunto 2 dos Exemplos que demonstram que os métodos fornecidos no presente documento aprimoraram valores 2-sigma de umidificação, que demonstram a consistência aprimorada da umidificação em um estrato de papel.

[18] Para os propósitos desta revelação, os números de referência similares nas Figuras devem se referir a recursos similares, exceto onde indicado em contrário. Os desenhos são apenas uma exemplificação dos princípios da invenção e não se destinam a limitar a invenção às modalidades particulares ilustradas.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[19] As definições a seguir são fornecidas para determinar como termos usados neste pedido e, em particular, como as reivindicações devem ser interpretados. A organização das definições é apenas para conveniência e não se destina a limitar qualquer uma das definições a qualquer categoria particular.

[20] “CSF” significa Canadian Standard Freeness, conforme descrito por padrões e métodos de TAPPI e medido em milímetros.

[21] “Freeness” significa a medida da taxa na qual uma suspensão de polpa pode ser drenada e é tipicamente medida de acordo com teste de Canadian Standard Freeness, conforme definido por padrões e métodos de TAPPI, a freeness também é adicionalmente descrita na referência Handbook for Pulp and Paper Technologists, 3a Edição, por Gary A. Smook, Angus Wilde Publications Inc., em geral e em particular, páginas 335 a 338. Visto que se refere a este pedido, freeness é medida na caixa de entrada do respectivo substrato.

[22] “Múltiplos estratos” significam uma folha de papel formada a partir da formação vertical de camadas juntas de múltiplos estratos, também é adicionalmente descrita na referência Handbook for Pulp and Paper Technologists, 3a Edição, por Gary A. Smook, Angus Wilde Publications Inc., em geral e em particular, páginas 299 a 309.

[23] “Estrato” significa um substrato de papel distinto que saiu tipicamente de uma caixa de entrada e que será, por fim, posicionado acima ou abaixo de pelo menos um outro substrato de papel distinto para formar um produto de papel de múltiplos estratos.

[24] “Consiste essencialmente em” significa que os métodos e composições podem incluir etapas, componentes, ingredientes adicionais ou similares, mas apenas se as etapas, componentes e/ou ingredientes adicionais não alteram materialmente as características básicas e inovadoras dos métodos e composições reivindicadas.

[25] “DADMAC” significa unidades monoméricas de cloreto de dialildimetilamônio, DADMAC pode estar presente em um homopolímero (por exemplo, poliDADMAC) ou em um copolímero, terpolímero, etc., que compreendem outras unidades monoméricas.

[26] “Extremidade seca” significa que a porção do processo de produção de papel que inclui e subsequente a uma seção de prensa em que um meio líquido, como água, tipicamente compreende menos que 45% da massa do substrato. Uma extremidade seca inclui, porém sem limitação, a porção de prensa de tamanho de um processo de produção de papel. Os aditivos adicionados em uma extremidade seca tipicamente permanecem em uma camada de revestimento distinto fora da pasta fluida.

[27] “Resistência a seco” significa a tendência de um substrato de papel resistir aos danos devido à força (ou forças) de cisalhamento. Um exemplo de resistência a seco é resistência da superfície.

[28] “Quantidade eficaz” significa uma dosagem de qualquer aditivo que proporciona um aumento em um dos três quartis quando comparado a uma amostra de controle não dosada.

[29] “GCC” significa partículas de preenchimento de carbonato de cálcio terroso, que são fabricadas pela moagem de rocha de ocorrência natural que contém carbonato de cálcio.

[30] “GPAM” significa poliacrilamida glioxalada, que é um polímero produzido a partir de monômeros de acrilamida polimerizados (que podem ser ou não um copolímero que compreende também um ou mais outros monômeros) e em que as unidades poliméricas de acrilamida foram reagidas com os grupos glioxal. Os exemplos representativos de GPAM são descritos no Pedido de Patente Publicado no U.S. 2009/0165978.

[31] “Densidade de alta carga” significa ter uma razão relativamente alta do número de sítios carregados (aniônicos ou catiônicos) em um polímero comparado ao peso molecular do polímero. A densidade de carga pode ser expressa como o número de miliequivalentes de carga por grama de polímero (meq/g) de modo que uma “densidade de alta carga” não seja menor que 1 meq/g.

[32] “Interface” significa o limite entre os dois substratos de uma folha de papel de múltiplos estratos.

[33] “Micropartícula” significa uma partícula de fase dispersa de um sistema coloidal. Em geral, “micropartícula” se refere às partículas que têm um diâmetro de 1 nm a 100 nm. Em geral, as micropartículas são muito pequenas para serem vistas a olho nu devido ao fato de que as micropartículas são menores que o comprimento de onda de luz visível.

[34] “Unidades Mer” significa a composição de matéria que está na forma de unidades de monômero do tipo a ser usado em uma síntese de polímero ou está na forma das unidades de repetição presentes em um polímero.

[35] “Produto de papel” significa o produto final de um processo de produção de papel. O produto de papel inclui, porém sem limitação, papel para escrever, papel de impressora, papel de tecido, cartolina, papelão e papel de embalagem.

[36] “Processo de produção de papel” significa qualquer porção de um método para fabricar produtos de papel a partir da polpa que compreende formar uma composição aquosa de fabricação de produção de papel celulósico, drenar a composição de fabricação para formar uma folha e secar a folha. As etapas de formação da composição de fabricação de produção de papel, drenagem e secagem podem ser realizadas de qualquer maneira convencional geralmente conhecida aos elementos versados na técnica. O processo de produção de papel também pode incluir um estágio de formação de polpa, por exemplo, produção de polpa a partir de uma matéria-prima lignocelulósica e um estágio de alvejamento, por exemplo, tratamento químico da polpa para aprimoramento de vivacidade. Os processos de fabricação de papel são adicionalmente descritos na referência Handbook for Pulp and Paper Technologists, 3a Edição, por Gary A. Smook, Angus Wilde Publications Inc., (2002) e The Nalco Water Handbook (3a Edição), por Daniel Flynn, McGraw Hill (2009) em geral e, em particular, páginas 32.1 a 32.44.

[37] “RSV” significa viscosidade específica reduzida, uma indicação de comprimento de cadeia de polímero e peso molecular médio. A RSV é medida em uma dada temperatura e concentração de polímero e calculada da seguinte forma:

Em que n = viscosidade de solução de polímero; no = viscosidade de solvente na mesma temperatura; e c = concentração de polímero em solução. Conforme usado no presente documento, as unidades de concentração (“c”) são (gramas/decilitro). Portanto, as unidades de RSV são decilitros por grama (dl/g). A RSV é medida a 30 °C. as viscosidades n e n0 são medidas com o uso de um viscômetro de semimicro diluição Cannon Ubbelohde, tamanho 75. A viscômetro é montado em uma posição vertical em um banho em temperatura constante ajustado para 30 ± 0,02 °C. O erro inerente nesse cálculo de RSV é cerca de 2 dl/g. RSVs similares medidas para dois polímeros lineares de composição muito similar ou idêntica são uma indicação de que os polímeros têm pesos moleculares similares, visto que as amostras de polímero são tratadas de modo idêntico e que as RSVs são medidas sob condições essencialmente idênticas.

[38] “Substrato” significa uma massa que contém fibras de papel que passam ou que passaram por um processo de produção de papel. Os substratos incluem, por exemplo, folha úmida, manta de papel, pasta fluida, folha de papel e produtos de papel.

[39] “Resistência da superfície” significa a tendência de um substrato de papel a resistir aos danos devido à força abrasiva.

[40] “Tensoativo”, conforme usado sem modificação, inclui qualquer um dentre tensoativos aniônicos, não iônicos, catiônicos e zwiteriônicos. As descrições de tensoativos são fornecidas em Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 3a Edição, Volume 8, páginas 900 a 912 e em McCutcheon's Emulsifiers and Detergents, cada um dos quais é incorporado ao presente documento a título de referência.

[41] “Extremidade úmida” significa a porção de um processo de produção de papel antes de uma seção de prensa em que um meio líquido (por exemplo, água) compreende mais que cerca de 45% da massa da pasta fluida de polpa ou composição de fabricação. Em geral, os aditivos adicionados em uma extremidade úmida penetram e se distribuem dentro da pasta fluida de polpa ou composição de fabricação.

[42] “Resistência a úmido” significa a tendência de um substrato de papel resistir aos danos devido a força (ou forças) de cisalhamento enquanto o substrato está úmido.

[43] No evento que as definições acima ou uma descrição mencionada em outro lugar acima neste pedido é inconsistente com um significado (explícito ou implícito) que é comumente usado, em um dicionário ou mencionado em uma fonte incorporada a título de referência neste pedido, o pedido e os termos de reivindicação são, em particular, compreendidos como interpretados de acordo com a definição ou descrição neste pedido, e não de acordo com a definição comum, definição de dicionário ou a definição que foi incorporada a título de referência. À luz do que foi supracitado, no caso de um termo poder apenas ser entendido se for interpretado por um dicionário, se o termo for definido por Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, (Enciclopédia de Tecnologia Química de Kirk-Othmer) 5a Edição, (2005), (Publicada por Wiley, John & Sons, Inc.) essa definição deve controlar a forma como o termo deve ser definido nas reivindicações. Todas as estruturas químicas ilustradas também incluem todas as alternativas de estereoisômeros possíveis.

[44] Um método de tratar um processo de produção de papel de múltiplos estratos é fornecido. O método envolve aplicar uma dosagem de coagulante (por exemplo, de cerca de 4,5 kg (10 lb) a cerca de 22,6 kg (50 lb) de composição de coagulante total por tonelada de polpa seca do substrato de estrato superior, isto é, de cerca de 1,58 kg (3,5 lb) a cerca de 8,39 kg (18,5 lb) de coagulante ativo por tonelada de polpa seca do substrato de estrato superior) e composição híbrida de coagulante-floculante (por exemplo, de cerca de 0,45 kg (1 lb) a cerca de 9,07 kg (20 lb) de composição híbrida de coagulante-floculante total por tonelada de polpa seca do substrato de estrato superior, isto é, de cerca de 0,158 kg (0,35 lb) a cerca de 3,17 kg (7 lb) de composição ativa híbrida de coagulante-floculante por tonelada de polpa seca do substrato de estrato superior) a um substrato de estrato superior posicionado acima de um outro substrato (isto é, um substrato de estrato inferior) de modo que uma porção do coagulante e da composição híbrida de coagulante-floculante passe através do substrato de estrato superior e drene para o substrato de estrato inferior. O método foi mostrado para fornecer resultados benéficos à distribuição de carga e freeness de qualquer um e/ou ambos os substratos de estrato superior e inferior. Em certas modalidades do método, o coagulante e a composição híbrida de coagulante-floculante passam adicionalmente através de algum ou todo o substrato de estrato inferior. Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, o substrato de estrato superior compreende polpa kraft, por exemplo, de cerca de 50% em peso a cerca de 90% em peso ou a cerca de 95% em peso ou a cerca de 99% em peso ou a 100% em peso polpa kraft. Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, uma seção seca do substrato de estrato superior pesa de 1% a 20% de um comprimento e largura iguais de uma seção seca de substrato de estrato inferior.

[45] Em certas modalidades dos métodos fornecidos no presente documento, o substrato de estrato superior e/ou o substrato de estrato inferior compreendem polpa kraft. Em certas modalidades do métodos fornecidos no presente documento, a polpa kraft compreende polpa kraft folhosa não alvejada, polpa kraft conífera não alvejada ou uma combinação das mesmas. O substrato de estrato superior e/ou o substrato de estrato inferior podem compreender fibra reciclada e/ou fibra de aparas.

[46] Em geral, um produto de papel de múltiplos estratos é formado a partir de dois (ou mais) substratos (por exemplo, camadas ou estratos). O produto de papel de múltiplos estratos pode ser produzido usando vários fluxos de suspensão que saem de uma caixa de entrada que são simultaneamente drenados em uma única zona de formação de manta. Um ou mais tipos de matérias-primas (por exemplo, polpas, filtros, etc.) podem ser usados para estruturar o substrato em uma manta. Exemplos representativos de processos de produção de papel de múltiplos estratos incluem, porém sem limitação, aqueles descritos nas Patentes nos U.S. 6.627.042, 6.919.111, 5.584.967, 5.916.417, 7.879.192, bem como Pedido de Patente Publicado no U.S. 2007/0215301.

[47] Em certas modalidades dos métodos fornecidos no presente documento, o coagulante e a composição híbrida de coagulante-floculante são aplicados ao substrato de estrato superior a montante de uma caixa de entrada do substrato de estrato superior. Em certas modalidades dos métodos fornecidos no presente documento, o coagulante e a composição híbrida de coagulante-floculante são aplicados em uma bomba de ventoinha (por exemplo, a sucção de uma bomba de ventoinha) do substrato de estrato superior. Em certas modalidades dos métodos fornecidos no presente documento, o coagulante e a composição híbrida de coagulante-floculante são aplicados ao substrato de estrato superior em uma localização em ou a montante da localização em que o substrato de estrato superior entra em contato com o substrato de estrato inferior.

[48] Em certas modalidades dos métodos fornecidos no presente documento, o coagulante e a composição híbrida de coagulante-floculante são adicionados em uma localização em ou a jusante em uma localização imediatamente após um estrato sair de uma caixa de entrada no mesmo fio de formação (por exemplo, fio fourdrinier). Exemplos representativos de fios de formação podem ser encontrados na referência Handbook for Pulp and Paper Technologists, 3a Edição, por Gary A. Smook, Angus Wilde Publications Inc., em geral e em particular páginas 227 a 247.

[49] Visto que refere-se ao presente pedido, o “coagulante” se refere a um tratamento químico de água usado em um estágio de separação de sólido-líquido para neutralizar as cargas de partículas suspensas de modo que as partículas possam se aglomerar. Em geral, os coagulantes podem ser categorizados como catiônico, aniônico, anfotérico ou zwiteriônico. Além disso, os coagulantes podem ser categorizados como coagulantes inorgânicos, coagulantes orgânicos e misturas dos mesmos. Os coagulantes inorgânicos incluem, por exemplo, alumínio ou sais de ferro, como sulfato de alumínio, cloreto de alumínio, cloreto férrico, sulfato férrico, cloreto de polialumínio e/ou hidrato de cloreto de alumínio.

[50] Em geral, os coagulantes orgânicos são compostos poliméricos positivamente carregados (isto é, catiônicos) que têm peso molecular relativamente baixo (por exemplo, de cerca de 200 daltons a cerca de 100.000 daltons). Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, o coagulante catiônico orgânico utilizado nos métodos revelados no presente documento é selecionado a partir de homopolímeros de unidades mer selecionados a partir de cloreto de dialildimetilamônio (“DADMAC”), acrilato de dialquilaminoalquila e/ou um metacrilato de dialquilaminoalquila ou seus sais de ácido ou quaternário, que incluem, porém sem limitação, sal quaternário de cloreto de metila de acrilato de dimetilaminoetila (“DMAl'A^MCQ”), sal quaternário de dimetilaminoetil acrilato metil sulfato, sal quaternário de cloreto benzila de acrilato de dimetilaminoetila (“DMAEA^BCQ”), sal de ácido sulfúrico de acrilato de dimetilaminoetila, sal de ácido clorídrico de acrilato de dimetilaminoetila, sal quaternário de cloreto metílico de metacrilato de dimetilaminoetila, sal quaternário de dimetilaminoetil metacrilato metil sulfato, sal quaternário de cloreto de benzilo dimetilaminoetil metacrilato, sal de ácido sulfúrico metacrilato de dimetilaminoetila, sal de ácido clorídrico de dimetilaminoetil metacrilato, dialquilaminoalquilacrilamidas ou metacrilamidas e seus sais de ácido ou quaternário como cloreto de acrilamidopropiltrimetilamônio, sal quaternário de dimetilaminopropil acrilamida metil sulfato, sal de ácido sulfúrico de acrilamida de dimetilaminopropilo, sal de ácido clorídrico de acrilamida de dimetilaminopropilo, metcloreto de acrilamidopropiltrimetilamônio, sal quaternário de dimetilaminopropilmetacrilamida metil sulfato, sal de ácido sulfúrico dimetilaminopropil metacrilamida, sal de ácido clorídrico dimetilaminopropil metacrilamida, dietilaminoetilacrilato,dietilaminoetilmetacrilato, cloreto de dialildietilamônio. Em certas modalidades, o coagulante catiônico orgânico é selecionado a partir de cloreto de polidialildimetilamônio (“pDADMAC” ou “poliDADMAC”), copolímero de epicloridrina-dimetilamina (“epi-DMA”), dialilamina (“DAA”), DMAEA^MCQ, derivados de DMAEA^BCQ dos mesmos, múltiplos dos mesmos e combinações dos mesmos. Os copolímeros, terpolímeros, etc., das unidades mer anteriormente mencionadas podem ser coagulantes, se os copolímeros, terpolímeros, etc., satisfazerem os critérios de um coagulante.

[51] Em geral, os coagulantes têm densidade de carga maior e peso molecular menor que floculantes e composições de coagulante-floculante híbrido. O coagulante pode ser adicionado às partículas suspensas que contêm líquido para ajudar na desestabilização e agregação das partículas suspensas através de neutralização de carga iônica. As propriedades e exemplos adicionais de coagulantes são fornecidas em Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 5a Edição, (2005), (Publicada por Wiley, John & Sons, Inc.). Em certas modalidades do métodos fornecidos no presente documento, o coagulante é catiônico, orgânico e tem uma densidade de carga de cerca de 0,5 meq/g a cerca de 14 meq/g, por exemplo, de cerca de 0,5 meq/g, ou de cerca de 1 meq/g, ou de cerca de 2 meq/g, ou de cerca de 3 meq/g, ou de cerca de 4 meq/g, ou de cerca de 5 meq/g, a cerca de 14 meq/g, ou a cerca de 12 meq/g, ou a cerca de 10 meq/g, ou a cerca de 9 meq/g, ou a cerca de 8 meq/g, ou a cerca de 7 meq/g. Em certas modalidades, um coagulante utilizado nos métodos revelados no presente documento é catiônico e tem uma densidade de carga de cerca de 4 meq/g a cerca de 8 meq/g ou, com máxima preferência, de cerca de 5 meq/g a cerca de 7 meq/g.

[52] Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, de cerca de 4,5 kg (10 lb) a cerca de 22,6 kg (50 lb) por tonelada de polpa seca do substrato de estrato superior (isto é, lb/ton) de coagulante é aplicado ao substrato de estrato superior, incluindo de cerca de 4,5 kg (10 lb)/ton, ou de cerca de 9,07 kg (20 lb)/ton, a cerca de 22,6 kg (50 lb)/ton ou a cerca de 18,14 kg (40 lb)/ton ou a cerca de 13,6 kg (30 lb)/ton. Em certas modalidades, de cerca de 9,07 kg (20 lb) a cerca de 13,6 kg (30 lb) de coagulante por tonelada de polpa seca do substrato de estrato superior é adicionado ao substrato de estrato superior. Nota-se que libras de valores de coagulante fornecidos nesse parágrafo têm como base toda a composição de coagulante que é aplicada ao substrato de estrato superior (isto é, que inclui ingredientes inativos como, por exemplo, água, solvente (ou solventes) e ou tensoativo (ou tensoativos)).

[53] Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, de cerca de 1,5 kg (3,5 lb) a cerca de 8,39 kg (18,5 lb) por tonelada de polpa seca do substrato de estrato superior (isto é, lb/ton) de coagulante é aplicado ao substrato de estrato superior, incluindo de cerca de 1,5 kg (3,5 lb)/ton, ou de cerca de 3,17 kg (7 lb)/ton, a cerca de 8,39 kg (18,5 lb)/ton ou a cerca de 6,3 kg (14 lb)/ton ou a cerca de 4,76 kg (10,5 lb)/ton. Em certas modalidades, de cerca de 3,17 kg (7 lb) a cerca de 4,76 kg (10,5 lb) de coagulante por tonelada de polpa seca do substrato de estrato superior é adicionado ao substrato de estrato superior. Nota-se que libras de valores de coagulante fornecidos nesse parágrafo têm como base o coagulante que é aplicado ao substrato de estrato superior (isto é, que exclui os ingredientes inativos como, por exemplo, água, solvente (ou solventes) e ou tensoativo (ou tensoativos)).

[54] Conforme refere-se ao presente pedido, “floculante” é uma composição de matéria que, quando adicionado a uma fase de carreador líquido dentro do qual as partículas são termodinamicamente inclinadas a dispersar, induz a aglomeração das partículas como resultado de forças físicas fracas, como tensão superficial e adsorção. A floculação frequentemente envolve a formação de glóbulos distintos de partículas juntamente agregadas com os filmes de carreador líquido interposto entre as partículas que constituem os glóbulos agregados. Conforme usado no presente documento, a floculação inclui aquelas descrições mencionadas em ASTME 20-85 bem como aquelas mencionadas em Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 5a Edição, (2005), (Publicada por Wiley, John & Sons, Inc.). Em geral, os floculantes podem ser criados com uso de uma ou mais das unidades mer identificadas conforme apresentado em coagulantes, mas podem ser diferenciados dos coagulantes pelo molecular relativamente alto dos floculantes (por exemplo, mais 1.000.000 daltons ou de cerca de 1.000.000 daltons a cerca de 30.000.000 daltons).

[55] Em certas modalidades, a composição híbrida de coagulante- floculante é aplicada ao substrato de estrato superior. Enquanto as composições de coagulante-floculante híbrido podem ser categorizadas como floculantes, as composições de coagulante-floculante híbrido são um subconjunto de floculantes que, quando usados em certas aplicações, conferem algumas das propriedades dos coagulantes. Em geral, uma composição híbrida de coagulante-floculante é uma substância que tem propriedades que se encontram “entre” aquelas dos coagulantes e aquelas dos floculantes. Por exemplo, uma composição híbrida de coagulante-floculante tem geralmente uma densidade de carga de cerca de 0,5 meq/g a cerca de 10 meq/g, mas tem um peso molecular que varia de cerca de 100.000 daltons a cerca de 1.000.000 daltons (isto é, relativamente alto em comparação aos pesos moleculares dos coagulantes). Em geral, as composições de coagulante- floculante híbrido têm valores de RSV de 3 a 12, cujos valores se encontram entre aqueles dos coagulantes (coagulante RSV < 3) e floculantes (floculante RSV > 12).

[56] Um exemplo de uma composição híbrida de coagulante- floculante é um copolímero catiônico que compreende acrilamida e pelo menos uma unidade mer catiônica adicional. Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, a pelo menos uma unidade mer catiônica adicional é selecionada a partir de um acrilato de dialquilaminoalquila e/ou um metacrilato de dialquilaminoalquila, ou seus sais de ácido ou quaternário, que incluem, porém sem limitação, sal quaternário de cloreto de metila de acrilato de dimetilaminoetila (“DMAEA^MCQ”), sal quaternário de dimetilaminoetil acrilato metil sulfato, sal quaternário de cloreto benzila de acrilato de dimetilaminoetila, sal de ácido sulfúrico de acrilato de dimetilaminoetila, sal de ácido clorídrico de acrilato de dimetilaminoetila, sal quaternário de cloreto metílico de metacrilato de dimetilaminoetila, sal quaternário de dimetilaminoetil metacrilato metil sulfato, sal quaternário de cloreto de benzilo dimetilaminoetil metacrilato, sal de ácido sulfúrico metacrilato de dimetilaminoetila, sal de ácido clorídrico de dimetilaminoetil metacrilato, dialquilaminoalquilacrilamidas ou metacrilamidas e seus sais de ácido ou quaternário como cloreto de acrilamidopropiltrimetilamônio, sal quaternário de dimetilaminopropil acrilamida metil sulfato, sal de ácido sulfúrico de acrilamida de dimetilaminopropilo, sal de ácido clorídrico de acrilamida de dimetilaminopropilo, metcloreto de acrilamidopropiltrimetilamônio, sal quaternário de dimetilaminopropilmetacrilamida metil sulfato, sal de ácido sulfúrico dimetilaminopropil metacrilamida, sal de ácido clorídrico dimetilaminopropil metacrilamida, dietilaminoetilacrilato,dietilaminoetilmetacrilato, cloreto de dialildietilamônio e cloreto de dialildimetil amônio (“DADMAC”), derivados dos mesmos, múltiplos dos mesmos e combinações dos mesmos. Quando presentes, os grupos alquila são geralmente alquila C1 a C4. Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, a unidade mer catiônica adicional é selecionada a partir de DADMAC, uma alilamina, uma dialilamina, dialquilaminoalquil(met)acrilato (e sais quaternários ou de ácido dos mesmos), derivados dos mesmos, múltiplos dos mesmos e combinações dos mesmos. Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, a composição híbrida de coagulante-floculante é um copolímero que compreende acrilamida e DADMAC.

[57] Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, de cerca de 0,45 kg (1 lb) a cerca de 9,07 kg (20 lb) de composição híbrida de coagulante-floculante por tonelada de polpa seca do substrato de estrato superior (lb/ton) é aplicado ao substrato de estrato superior, ou de cerca de 0,45 kg (1 lb)/ton, ou de cerca de 0,90 kg (2 lb)/ton, ou de cerca de 1,36 kg (3 lb)/ton, a cerca de 9,07 kg (20 lb)/ton, ou a cerca de 6,80 kg (15 lb)/ton, ou a cerca de 5,44 kg (12 lb)/ton, ou a cerca de 4,5 kg (10 lb)/ton, ou a cerca de 4,08 kg (9 lb)/ton, ou a cerca de 3,62 kg (8 lb)/ton, ou a cerca de 3,17 kg (7 lb)/ton de composição híbrida de coagulante-floculante. Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, de cerca de 1,36 kg (3 lb) a cerca de 3,17 kg (7 lb) de composição híbrida de coagulante-floculante por tonelada de polpa seca do substrato de estrato superior é aplicado ao substrato de estrato superior. Nota-se que libras de valores de composição híbrida de coagulante-floculante fornecidos nesse parágrafo têm como base toda a composição híbrida de coagulante-floculante que é aplicada ao substrato de estrato superior (isto é, que inclui ingredientes inativos como, por exemplo, água, solvente (ou solventes) e ou tensoativo (ou tensoativos)).

[58] Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, de cerca de 0,158 kg (0,35 lb) a cerca de 3,17 kg (7 lb) por tonelada de polpa seca do substrato de estrato superior (isto é, lb/ton) de composição híbrida de coagulante-floculante é aplicado ao substrato de estrato superior, que inclui de cerca de 0,158 kg (0,35 lb)/ton, ou de cerca de 0,317 kg (0,7 lb)/ton, ou de cerca de 0,47 kg (1,05 lb)/ton, a cerca de 3,17 kg (7 lb)/ton, ou a cerca de 2,38 kg (5,25 lb)/ton, ou a cerca de 1,9 kg (4,2 lb)/ton, ou a cerca de 1,58 kg (3,5 lb)/ton, ou a cerca de 1,42 kg (3,15 lb)/ton, ou a cerca de 1,27 kg (2,8 lb)/ton, ou a cerca de 1,11 kg (2,45 lb)/ton de composição híbrida de coagulante-floculante. Nota-se que as libras de valores de composição híbrida de coagulante-floculante fornecido nesse parágrafo têm como base a composição ativa híbrida de coagulante-floculante que é aplicada ao substrato de estrato superior (isto é, que exclui os ingredientes inativos como, por exemplo, água, solvente (ou solventes) e ou tensoativo (ou tensoativos)).

[59] Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, a composição híbrida de coagulante-floculante compreende de cerca de 50% em mol de unidades mer de acrilamida a cerca de 95% em mol de unidades mer de acrilamida, ou de cerca de 50% em mol de unidades mer de acrilamida, ou de cerca de 55% em mol de unidades mer de acrilamida, ou de cerca de 60% em mol de unidades mer de acrilamida, ou de cerca de 65% em mol de unidades mer de acrilamida, a cerca de 95% em mol de unidades mer de acrilamida, ou a cerca de 90% em mol de unidades mer de acrilamida ou a cerca de 85% em mol de unidades mer de acrilamida, ou a cerca de 80% em mol de unidades mer de acrilamida.

[60] Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, o coagulante e a composição híbrida de coagulante-floculante são aplicados ao substrato de estrato superior na forma de uma composição de RDF. Uma composição de RDF pode compreender um ou mais dentre um catiônico, aniônico, anfotérico ou não carregado: material silicoso, amido, micropartícula, floculante e/ou um coagulante. A composição de RDF pode compreender um ou mais dentre cátions polivalentes, alume, resina, dispersante de bário, amido, espécies de polialumínio, polietileneamina, polietilenoimina, poli-DADMAC, poliaminas, poliamideamina, poliamidoamina, epicloro-hidrina, polivinilamina, polímeros de etilenoglicloreto-amônia, copolímeros de monômeros catiônicos e acrilamida, óxido de polietileno, derivados dos mesmos, múltiplos dos mesmos e combinações dos mesmos.

[61] Quando utilizada, uma composição de RDF confere as propriedades a um substrato que melhora as características de retenção- drenagem-formação. As características melhoradas de retenção-drenagem- formação tendem a facilitar a freeness de um substrato sem perda indevida de sólidos ou produtos químicos indesejados do substrato. Em geral, as composições de RDF compreendem compostos que conferem as interações eletroquímicas entre os produtos químicos opostamente carregados e os componentes de substrato. Dependendo dos ingredientes encontrados em um substrato particular, uma composição de RDF pode compreender um ou mais componentes, por exemplo, material silicoso, amido, micropartículas, floculante ou coagulante, e cada componente pode ser catiônico, aniônico, anfotérico, zwiteriônico, carregado por múltiplos estratos ou não carregado. As composições de RDF são adicionalmente descritas em, por exemplo, Publicação de Pedido de Patente no U.S. 2010/0122786 e o capítulo titulado “Retention and Drainage” em Papermaking Chemistry, por Norell, Johansson & Persson, (1999), em L. Neimo, (páginas 42 a 81). Helsinki: Fapet Oy.

[62] Visto que refere-se ao presente pedido, um exemplo de uma composição de RDF é uma composição que compreende um coagulante catiônico que tem uma densidade de carga de cerca de 4 meq/g a cerca de 8 meq/g e uma composição híbrida de coagulante-floculante (isto é, “híbrida”) conforme descrito no presente documento. De preferência, o coagulante catiônico e a composição híbrida de coagulante-floculante estão presentes na composição de RDF em uma razão de peso entre coagulante catiônico e híbrido de cerca de 10: 1 a cerca de 2: 1. Em certas modalidades, o coagulante catiônico da composição de RDF é selecionado a partir de cloreto de polidialildimetilamônio (“pDADMAC” ou “poliDADMAC”), copolímero de epicloridrina-dimetilamina (“epi-DMA”), dialilamina (“DAA”), derivados dos mesmos, múltiplos dos mesmos e combinações dos mesmos. Em certas modalidades, a composição híbrida de coagulante-floculante da composição de RDF é selecionada a partir de um copolímero catiônico que compreende acrilamida e pelo menos uma unidade mer catiônica adicional, derivados dos mesmos, múltiplos dos mesmos e combinações dos mesmos, em que a pelo menos uma unidade mer catiônica adicional compreende, de preferência, uma dentre as unidades mer descritas no presente documento.

[63] Fazer uso da diferente freeness de diferentes estratos torna eficaz o uso de circunstâncias inatas à fabricação de papel de múltiplos estratos. Dependendo da possibilidade de um estrato particular ser um estrato mais interno ou um estrato mais externo, o teor e a freeness dos estratos pode se diferir. Em geral, os estratos a serem posicionados em uma localização interna do produto de papel de múltiplos estratos podem compreender um teor relativamente maior de materiais de grau inferior, por exemplo, preenchimento (que incluem, porém sem limitação, carbonato de cálcio precipitado, carbonato de cálcio terroso e similares), fibras recicladas, materiais estranhos (por exemplo, tinta, pigmento, revestimento, etc.). Em geral, os materiais de grau inferior têm diferentes cargas e/ou densidades de carga, que podem afetar a freeness de um estrato que contém materiais de grau inferior. Desse modo, diferentes estratos têm geralmente diferentes freenesses.

[64] Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, o substrato de estrato inferior tem uma maior freeness que o substrato de estrato superior. Como resultado, acredita-se que uma quantidade relativamente grande (por exemplo, 60 a 90% em peso) do coagulante e da composição híbrida de coagulante-floculante se tornarão distribuídos por todo o substrato de estrato superior, sendo que acredita-se que a porção restante drene para (e pelo menos uma porção do mesmo através de) o substrato de estrato inferior. Em pelo menos uma modalidade, o coagulante e a composição híbrida de coagulante-floculante se tornarão conforme distribuído de modo eficaz por todo o substrato de estrato inferior como o substrato de estrato superior. Em pelo menos uma modalidade, o substrato de estrato inferior é produzido em um estrato mais interno do produto de papel de múltiplos estratos que o substrato de estrato superior.

[65] Em grande medida, a passagem da composição coagulante e coagulante-floculante híbrido é um resultado dos efeitos das cargas eletrostáticas. Para as composições de coagulantes e composições de coagulante-floculante híbrido utilizadas nos métodos revelados no presente documento, o coagulante (ou coagulantes) e híbrido (ou híbridos) são geralmente menores (e, frequentemente, substancialmente menores) que os espaços abertos no fio em que o substrato é suspenso. Em geral, o coagulante (ou coagulantes) e híbrido (ou híbridos) são retidos por cargas eletrostáticas que retém as partículas solúveis em água no lugar enquanto a água é drenada para fora através do fio. Em pelo menos uma modalidade, a carga eletrostática no substrato de estrato superior tende a reter o coagulante (ou coagulantes) e o híbrido (ou híbridos) mais que a carga eletrostática no substrato de estrato inferior. Desse modo, em certas modalidades, o coagulante (ou coagulantes) e o híbrido (ou híbridos) passam mais facilmente pelo estrato inferior que o estrato superior.

[66] Em uma modalidade dos métodos fornecidos no presente documento, o coagulante e a composição híbrida de coagulante-floculante são aplicados ao substrato de estrato superior em uma quantidade de modo a fazer com que uma dosagem de cerca de 0,45 kg (1 lb) a cerca de 4,5 kg (10 lb) por tonelada polpa seca (por exemplo, uma “dose baixa”) passe para o substrato de estrato inferior.

[67] Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, as propriedades de freeness dos substratos de estrato superior e inferior são variadas. Por exemplo, em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, a freeness do substrato de estrato superior é 1 a 20 vezes menor, ou 1,5 a 20 vezes menor, ou 2 a 20 vezes menor, ou 2 a 10 vezes menor, ou 2 a 5 vezes menor, que a freeness do substrato de estrato inferior. Como resultado, o substrato de estrato superior pode não drenar de modo tão eficiente quanto o substrato de estrato inferior, o que resultaria em uma folha de múltiplos estratos que deixa a extremidade úmida que tem teor de umidificação relativamente alto e exige demanda de secagem (vapor) aumentada. Em geral, o substrato de estrato inferior freeness pode ser muito alto e pode permitir que a água, o coagulante (ou coagulantes) e o híbrido (ou híbridos), dentre outros componentes, sejam livremente drenados através do fio com ou sem a aplicação de aditivo químico adicional.

[68] Em certas modalidades dos métodos fornecidos no presente documento, um aumento em freeness, particularmente do substrato de estrato superior, permite que uma máquina de produção de papel seja executada em uma velocidade mais rápida. Em geral, a eficiência de um processo de produção de papel é otimizada com base no teor de umidificação no substrato em certas localizações no processo (incluindo, porém sem limitação, a extremidade da extremidade úmida, isto é, logo após a prensa). Quando um substrato contém mais umidificação que o necessário, calor latente adicional (demanda de vapor) é exigido para remover a umidificação em excesso do substrato. No entanto, a drenagem em excesso resulta em uma perda de várias propriedades de papel desejadas. Desse modo, de preferência, a máquina é executada em velocidade ideal, por exemplo, uma velocidade coordenada para fornecer teor de umidificação desejado em uma ou mais certas localizações. Em pelo menos uma modalidade, mas para a aplicação do coagulante e da composição híbrida de coagulante-floculante ao substrato de estrato superior, a velocidade ideal é mais lenta que a velocidade ideal quando o coagulante e a composição híbrida de coagulante-floculante tiverem sido aplicados. Em pelo menos uma modalidade, o substrato tem um teor de umidificação de cerca de 4% a cerca de 15% em peso quando o substrato sai da extremidade seca.

[69] Em geral, a velocidade da máquina de produção de papel é limitada pela quantidade de remoção de água que ocorreu no substrato de estrato superior devido ao fato de que o substrato de estrato inferior tem geralmente freeness maior. Se os substratos de estrato superior e inferior drenarem em taxas substancialmente diferentes, a velocidade de máquina de produção de papel será menor que a velocidade ideal, inferindo que o substrato de estrato superior de drenagem mais lenta é um fator limitador de taxa. Isso representa uma dificuldade para a fabricação de múltiplos estratos. Por exemplo, para remediar a diferença em drenagem entre os substratos de estrato superior e inferior, o mecanismo de laminação do estrato de drenagem mais rápida pode ser reduzido para corresponder à velocidade do substrato de drenagem mais lenta. Alternativamente ou em combinação, um método relativamente complicado de coordenação das duas velocidades de drenagem diferentes pode ser utilizado. Qualquer um dos recursos anteriormente mencionados resulta em uma complexidade indesejada ou saída diminuída por unidade de tempo.

[70] Um exemplo desse problema ocorre pela produção de embalagem de alimentos. A embalagem de alimentos exige frequentemente o uso de pelo menos dois estratos, uma otimizada para propriedades de resistência a úmido e uma otimizada para as propriedades de resistência a seco. Em geral, o estrato otimizado por resistência a seco não drena tão rapidamente quanto o estrato otimizado por resistência a úmido. A diferenças em drenagem resultaram em uma lacuna de velocidade de até 0,41 m/s (80 ft/min) ou até mais. Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, o produto de papel de múltiplos estratos é embalagem de alimentos.

[71] Em pelo menos uma modalidade, a invenção facilita a otimização da freeness. A polpa de baixa freeness pode ser utilizada no substrato de estrato superior e pode satisfazer as especificações de qualidade do produto final. Os métodos revelados permitem o uso de polpa de freeness lenta enquanto se beneficia da drenagem aumentada através do substrato de estrato inferior.

[72] Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, o substrato de estrato inferior tem uma freeness de cerca de 200 mls a cerca de 800 mls, ou de cerca de 200 mls, ou de cerca de 300 mls, ou de cerca de 400 mls, ou de cerca de 500 mls, a cerca de 800 mls, ou a cerca de 700 mls. Em certas modalidades, o substrato de estrato inferior tem uma freeness de cerca de 500 mls a cerca de 700 mls.

[73] Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, o substrato de estrato superior tem uma freeness de cerca de 1 mls a cerca de 400 mls, ou de cerca de 1 mls, ou de cerca de 10 mls, ou de cerca de 20 mls, ou de cerca de 30 mls, a cerca de 400 mls, ou a cerca de 300 mls ou a cerca de 200 mls. Em certas modalidades, o substrato de estrato superior tem uma freeness de cerca de 30 mls a cerca de 200 mls. A abreviação “mls” é a forma curta para mililitro (ou mililitros), pelo protocolo de Teste de Canadian Freeness.

[74] Em certas modalidades dos métodos revelados no presente documento, de cerca de 1% em peso, ou de cerca de 10% em peso, ou de cerca de 20% em peso, ou de cerca de 30% em peso, ou de cerca de 40% em peso, ou de cerca de 50% em peso, a cerca de 99% em peso, ou a cerca de 95% em peso ou a cerca de 90% em peso, ou a cerca de 85% em peso, ou a cerca de 80% em peso, ou a cerca de 75% em peso, ou a cerca de 70% em peso do coagulante e da composição híbrida de coagulante-floculante aplicados ao substrato de estrato superior passa através do substrato de estrato superior e drena para o substrato de estrato inferior.

[75] Sem se ater a uma teoria particular, acredita-se que a composição híbrida de coagulante-floculante forma uma estrutura que tem uma morfologia que imita àquela vista nas resinas de resistência a úmido, como resina polímeros reticulados de poli(aminoamida)-epicloro-hidrina) (“PAE”). Quando utilizada, essas resinas de resistência a úmido formam disposições de densidade de alta carga de alto peso molecular em substratos de papel que aumentam a freeness juntamente com as propriedades de resistência a úmido. A composição híbrida de coagulante-floculante confere freeness similar, mas sem as propriedades de resistência a úmido de, por exemplo, polímeros reticulados de PAE. Como resultado, os mesmos são ideais para uso em estratos de resistência a não úmido, como substratos de estrato superior.

[76] Os métodos revelados no presente documento resultam em vários resultados benéficos inesperados. Conforme anteriormente mencionado, polímeros reticulados de PAE resultam em freeness aumentada, mas não proporcionam propriedades benéficas aos substratos de estrato superior. Além do papel otimizado por resistência a úmido ser frequentemente difícil de reciclar devido ao fato de que, geralmente, o papel otimizado por resistência a úmido não é facilmente novamente despolpado. Ao contrário, o produto de papel de múltiplos estratos produzido de acordo com os métodos revelados no presente documento não tendem a sobreflocular e é mais adequado serem novamente despolpados e reciclados.

[77] Em pelo menos uma modalidade, pelo menos um dentre os substratos de estrato superior e inferior exclui a presença de uma resina/agente de resistência a úmido. Em pelo menos uma modalidade, pelo menos um dentre os substratos de estrato superior e inferior exclui a presença de polímero/copolímero reticulado por PAE.

[78] Algumas discussões de resistência a úmido, extremidade úmida, extremidade seca e resistência a seco podem ser encontradas na Patente no U.S. 9.034.145, que utiliza os termos “resistência a úmido” e “resistência de folha úmida” para o que é coletivamente denominado no presente documento como “resistência a úmido”.

[79] O mencionado anteriormente pode ser mais bem compreendido mediante a referência aos seguintes exemplos que são apresentados para propósitos de ilustração e não se destinam a limitar o escopo da invenção. Em particular, os exemplos demonstram exemplos representativos de princípios inatos à invenção e esses princípios não são estritamente limitados à condição específica mencionada nos presentes exemplos. Como resultado, deve ser entendido que a invenção engloba várias alterações e modificações nos exemplos descritos no presente documento e tais alterações e modificações podem ser realizadas sem se afastar do espírito e do escopo da invenção e sem diminuir suas vantagens pretendidas. Pretende-se, portanto, que tais mudanças e modificações sejam abrangidas pelas reivindicações anexas.

EXEMPLOS CONJUNTO 1:

[80] Vários testes foram realizados em um moinho de papel que produz uma folha de papel de dois estratos (um exemplo de um produto de papel de múltiplos estratos). Os estratos foram, cada um, formados enquanto posicionados de modo que um estrato (por exemplo, um substrato de estrato superior) seja posicionado em cima do outro (por exemplo, um substrato de estrato inferior), sendo que o estrato inferior é formado antes do estrato superior que é formado. Isso é diferente daquele processo típico em que as duas folhas são separadamente formadas e, então, posicionada uma contra a outra. O estrato inferior foi direcionado para ter propriedades de resistência a seco superior e foi amplamente composto de madeira resinosa com uma carga de refino de 2 a 3 hpd/ton de fibra seca do estrato inferior. O estrato superior foi direcionado para ter qualidades de impressão superiores e foi amplamente composto de madeira nobre com uma carga de refino de 7 a 8 hpd/ton de fibra seca do estrato superior.

[81] A velocidade na qual a máquina foi executada foi submetida a uma unidade de controle que media o teor de umidificação do substrato de papel de dois estratos geral na conclusão da extremidade seca. A unidade de controle diminuiu automaticamente a velocidade se um estrato tiver excedido o teor de umidificação ou aumentou a velocidade se um estrato não tiver excedido o teor de umidificação alvejado. Em outras palavras, a velocidade medida indica proporcionalmente a eficácia da taxa de drenagem.

[82] Em um teste de controle, uma composição híbrida de coagulante-floculante comercialmente disponível foi diretamente aplicada ao substrato de estrato inferior. A dosagem foi aproximadamente 2,26 kg (5 lb) de composição híbrida de coagulante-floculante, nesse caso, acrilamida- DMAEA^MCQ (disponível como Nalco 61579 junto a Ecolab, 1601 West Diehl Road, Naperville, IL 60563), medida como composição híbrida de coagulante-floculante total, por tonelada de polpa seca do substrato de estrato inferior (isto é, 0,79 kg (1,75 lb)/ton como composição ativa híbrida de coagulante-floculante para essa composição híbrida de coagulante-floculante particular). Nenhuma mudança ou um retardamento na drenagem do estrato inferior foi observado. Acreditou-se que isso se devia ao fato de que o substrato de estrato inferior foi anteriormente tratado para ter alta freeness, assim, a adição de composição híbrida de coagulante-floculante foi redundante.

[83] Em um teste exemplificativo, a composição híbrida de coagulante-floculante comercialmente disponível do teste de controle foi aplicada ao substrato de estrato superior juntamente com um coagulante catiônico orgânico comercialmente disponível. Uma dosagem de aproximadamente 2,26 kg (5 lb) de composição híbrida de coagulante- floculante por tonelada de polpa seca do substrato de estrato superior, medida como composição híbrida de coagulante-floculante total (isto é, 0,79 kg (1,75 lb)/ton como a composição ativa híbrida de coagulante-floculante) e aproximadamente 9,07 kg (20 lb) de coagulante catiônico orgânico, nesse caso, poliDADMAC que tem uma densidade de carga de cerca de 4 meq/g a cerca de 8 meq/g (disponível como NALKAT 2020 de Nalco Water, 1601 West Diehl Road, Naperville, IL 60563), por tonelada de polpa seca do substrato de estrato superior, medido como coagulante catiônico orgânico total (isto é, 3,3 kg (7,4 lb)/ton como coagulante catiônico orgânico ativo para esse coagulante catiônico orgânico particular) foi aplicada ao substrato de estrato superior, cuja uma porção passou através do substrato de estrato superior e alcançou o substrato de estrato inferior. Figura 1 ilustra que a aplicação de composição híbrida de coagulante-floculante e coagulante ao substrato de estrato superior resultou em um aumento em produção de papel velocidade de cerca de 0,29 m/s (57 ft/min). Figura 2 ilustra que, após a composição híbrida de coagulante-floculante e coagulante terem deixado de passar através do estrato inferior, a velocidade de máquina diminuiu por 0,31 m/s (61 ft/min).

[84] A Figura 3 ilustra um resultado inesperado que ocorreu durante o teste exemplificativo anteriormente mencionado. A cor do substrato de estrato superior foi controlada pela adição dos corantes ao substrato de estrato superior. A cor resultante foi medida usando um protocolo de tipo CIELAB (conforme descrito na referência: Measurement and Control of the Optical Properties of Paper, por S. J. Popson et al., Technidyne Corp., New Albany, Indiana, EUA (1996)). Um dispositivo de controlador foi usado para medida ativamente a cor e para adicionar apenas o corante adicionado em uma quantidade suficiente para manter uma cor predeterminada. Figura 3 ilustra que, quando a composição híbrida de coagulante-floculante e coagulante passaram através do substrato de estrato superior para o substrato de estrato inferior, menos corante foi necessário para ser adicionado ao substrato de estrato superior para alcançar a cor desejada. Quando a aplicação de composição híbrida de coagulante-floculante e coagulante parou, retornou a necessidade de corante. Especificamente, a necessidade de corante amarelo diminui por cerca de 70% e a necessidade de corante azul diminuiu por 100% para manter o mesmo alvo de tom de CIELAB.

[85] Sem se ater ao projeto ou teoria particular da invenção ou do escopo proporcionado na construção das reivindicações, acredita-se que, pela adição de um ou mais produtos químicos de processo (como, mas não limitado aos coagulantes e híbridos testados) ao estrato superior (maior) de uma máquina de múltiplas placas que a composição se torna alterada por sua passagem através do estrato superior e pela adição inversamente da mesma química ao estrato inferior tem um impacto mais negativo na remoção de água do estrato inferior e impede a capacidade do estrato superior de drenar através do estrato inferior que a mesma química quando não passou através do estrato superior. A alteração pode ser giratória, estereoestrutural, carregada, conformacional ou devido à aglomeração à composição de partículas presentes no estrato superior.

CONJUNTO 2:

[86] Os resultados de um segundo conjunto de testes são ilustrados nas Figuras 4 a 6. No segundo conjunto, os estratos foram, cada um, formados enquanto posicionados de modo que um estrato (por exemplo, um substrato de estrato superior) seja posicionado em cima do outro (por exemplo, um substrato de estrato inferior), sendo que o estrato inferior é formado antes do estrato superior que é formado como no Conjunto 1 descrito no presente documento. O estrato inferior foi direcionado para ter propriedades de resistência a seco superior e foi amplamente composto de madeira resinosa com uma carga de refino de 2,5 a 4,5 hpd/ton de fibra seca do estrato inferior. O estrato superior foi direcionado para ter qualidades de impressão superiores mas, diferente do Conjunto 1, foi amplamente constituído de madeira resinosa com uma carga de refino de 3,5 a 5,5 hpd/ton de fibra seca do estrato superior.

[87] A velocidade na qual a máquina foi operada foi ajustada com base na pressão de vapor disponível na quarta seção da secagem a vapor (comparar a Figura 4 com a Figura 5). Os gráficos mostrados nas Figuras 4 a 6, cada um dos quais descreve uma propriedade diferente do mesmo experimento por um período de tempo de aproximadamente 33 horas (nota-se que os valores de tempo mostrados nos gráficos das Figuras 4 a 6 são de unidades arbitrárias, mas são de valores correspondentes através dos gráficos), são, cada um, divididos em Seções A, B e C, que representam períodos de tempo de pré-teste, teste e pós-teste, respectivamente. Cada uma das Figuras 4 a 6 ilustram uma propriedade de produção de papel versus tempo, com o eixo geométrico y da Figura 4 que é a pressão de vapor de quarta seção do sistema de produção de papel particular em Mpa (psig); o eixo geométrico y da Figura 5 que é a velocidade de máquina em m/s (ft/min); e o eixo geométrico y da Figura 6 que é a variação de umidificação em direção transversal (“CD”) (isto é, 2-sigma CD). Uma redução em variação de umidificação de 2-sigma CD indica um aprimoramento em qualidade de folha em direção transversal.

[88] Durante o pré-teste (Seção A), a velocidade de máquina de pré-teste foi aproximadamente 7,77 m/s (1.530 f/min), executando uma folha de peso de base de 24,4 kg (54 lb). A pressão de vapor de quarta seção foi aproximadamente 0,93 MPa (135 psig), e a variação de umidificação de 2- sigma CD de pré-teste foi aproximadamente 0,75. Os parâmetros de máquina foram mantidos aproximadamente constantes antes de começar o teste.

[89] Durante o teste (Seção B), a composição híbrida de coagulante-floculante comercialmente disponível descrita no Conjunto 1 foi aplicada ao substrato de estrato superior juntamente com o coagulante catiônico orgânico comercialmente disponível conforme descrito no Conjunto 1. Uma dosagem de aproximadamente 0,45 kg (1 lb) de composição híbrida de coagulante-floculante por tonelada de polpa seca do substrato de estrato superior, medida como composição híbrida de coagulante-floculante total (isto é, 0,158 kg (0,35 lb)/ton como a composição ativa híbrida de coagulante- floculante) e aproximadamente 9,07 kg (20 lb) de coagulante catiônico orgânico, nesse caso, poliDADMAC que tem uma densidade de carga de cerca de 4 meq/g a cerca de 8 meq/g (disponível como NALKAT 2020 de Nalco Water, 1601 West Diehl Road, Naperville, IL 60563), por tonelada de polpa seca do substrato de estrato superior, medido como coagulante catiônico orgânico total (isto é, 3,3 kg (7,4 lb)/ton como coagulante catiônico orgânico ativo para esse coagulante catiônico orgânico particular) foi aplicada ao substrato de estrato superior, cuja uma porção passou através do substrato de estrato superior e alcançou o substrato de estrato inferior.

[90] Durante o pós-teste (seção C), parou-se a dosagem da composição híbrida de coagulante-floculante e do coagulante. O resultado foi aquele em que a tabela de fourdrinier se tornou úmida e a umidificação de folha aumentou, que causa uma diminuição na velocidade de máquina de aproximadamente 0,10 m/s (20 ft/min) a 7,87 m/s (1.550 ft/min). A pressão de vapor de quarta seção de pós-teste foi aproximadamente 1 MPa (145 psig) e variação de umidificação de 2-sigma CD de pós-teste foi aproximadamente 0,72.

[91] A Figura 4 ilustra uma queda de pressão de vapor visto que a composição híbrida de coagulante-floculante e o coagulante foram aplicados ao estrato superior. O vapor disponível aumentado permitiu que a máquina fosse executada em uma velocidade mais rápida, que pode ser vista na Figura 5. A velocidade de máquina, conforme ilustrado na Figura 5 e como resultado da aplicação de composição híbrida de coagulante-floculante e coagulante ao substrato de estrato superior, resultou em um aumento na velocidade de produção de papel de cerca de 0,18 m/s (35 ft/min) (comparar a Figura 5; Seção A a Seção B em seu pico entre os valores de tempo de 160 e 180). Figura 5 ilustra que, após a composição híbrida de coagulante-floculante e coagulante terem deixado de passar através do estrato inferior, a velocidade de máquina diminuiu por aproximadamente 0,10 m/s (20 ft/min) em comparação à velocidade de pico. A Figura 6 mostra que, durante o teste (seção B), variação de umidificação de 2-sigma CD no produto foi geralmente menor que àquela comparada ao pré-teste (Seção A) e pós-teste (Seção C).

[92] Embora a presente invenção possa ser incorporada de diferentes formas, são descritas em detalhes no presente documento modalidades preferenciais específicas da invenção. A presente revelação é uma exemplificação dos princípios da invenção e não pretende limitar a invenção às modalidades particulares ilustradas. Todas as patentes, pedidos de patente, artigos científicos e outros materiais indicados mencionados no presente documento são incorporados a título de referência em suas totalidades. Ademais, a invenção engloba qualquer combinação possível de algumas ou todas as várias modalidades mencionadas no presente documento, descritas no presente documento e/ou incorporadas no presente documento. Adicionalmente a invenção engloba qualquer combinação possível que também exclui especificamente qualquer uma ou mais das várias modalidades mencionadas no presente documento, descritas no presente documento e/ou incorporadas no presente documento.

[93] A revelação acima pretende ser ilustrativa e não exaustiva. Essa descrição irá sugerir muitas variações e alternativas para um indivíduo versado na técnica. Todas essas alternativas e variações pretendem ser incluídas dentro do escopo das reivindicações em que o termo “que compreende” significa “o que inclui, mas sem limitação”. Aqueles indivíduos versados na técnica podem reconhecer outros equivalentes às modalidades específicas descritas no presente documento, sendo que se pretende que esses equivalentes também estejam englobados pelas reivindicações.

[94] Todas as faixas e parâmetros revelados no presente document são compreendidos como abrangendo toda e qualquer subfaixa nos mesmos, e cada número entre os pontos finais. Por exemplo, uma faixa declarada de “1 a 10” deve ser considerada como inclusiva de quaisquer e todas as subfaixas entre (e que incluem) o valor mínimo de 1 e o valor máximo de 10; ou seja, todas as subfaixas que começam com um valor mínimo de 1 ou mais, (por exemplo, 1 a 6,1) e que terminam com um valor máximo de 10 ou menos, (por exemplo, 2,3 a 9,4, 3 a 8, 4 a 7) e, por gim, a cada número 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 e 10 contido dentro da faixa. Todas as porcentagens, razões e proporções no presente documento são em peso, exceto onde especificado em contrário.

Claims

1. Método para tratar um processo de produção de papel de múltiplos estratos que compreende um substrato de estrato inferior e um substrato de estrato superior formado adjacente a e acima do substrato de estrato inferior, em que os substratos de estrato inferior e superior passam através do processo de produção de papel de múltiplos estratos, o método caracterizado pelo fato de que compreende: aplicar o coagulante e a composição híbrida de coagulante- floculante ao substrato de estrato superior, o coagulante e a composição híbrida de coagulante-floculante, cada um, aplicados em uma quantidade de modo que uma porção do coagulante e da composição híbrida de coagulante- floculante passe através do substrato de estrato superior e drene para o substrato de estrato inferior; em que a polpa utilizada para formar um substrato de estrato inferior tem FREENESS de 1,5 a 20 vezes maior que aquela da polpa utilizada para formar um substrato de estrato superior, pelo protocolo de Teste de Canadian FREENESS.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o substrato de estrato superior compreende polpa KRAFT.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o coagulante é coagulante catiônico orgânico.

4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o coagulante catiônico orgânico é selecionado a partir de cloreto de polidialildimetilamônio, copolímero de epicloridrina-dimetilamina, uma alilamina, uma dialilamina, sal quaternário de cloreto de metila de acrilato de dimetilaminoetila, sal quaternário de cloreto benzila de acrilato de dimetilaminoetila, derivados dos mesmos, múltiplos dos mesmos e combinações dos mesmos.

5. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o coagulante catiônico orgânico tem uma densidade de carga de cerca de 0,5 meq/g a cerca de 14 meq/g.

6. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o coagulante catiônico orgânico tem uma densidade de carga de cerca de 4 meq/g a cerca de 8 meq/g.

7. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o coagulante catiônico orgânico tem uma densidade de carga de cerca de 5 meq/g a cerca de 7 meq/g.

8. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o coagulante catiônico orgânico é cloreto de polidialildimetilamônio.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição híbrida de coagulante-floculante compreende de cerca de 50% em mol a cerca de 95% em mol de unidades mer de acrilamida.

10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o coagulante e/ou a composição híbrida de coagulante- floculante são aplicados ao substrato de estrato superior em uma localização a montante de uma caixa de entrada de substrato de estrato superior.

11. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o coagulante e/ou a composição híbrida de coagulante- floculante são aplicados em uma bomba de ventoinha.

12. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o coagulante e/ou a composição híbrida de coagulante- floculante são combinados antes de serem aplicados ao substrato de estrato superior.

13. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o coagulante e/ou a composição híbrida de coagulante- floculante são aplicados em uma localização na ou montante à localização onde o substrato de estrato superior entra em contato com substrato de estrato inferior.

14. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o substrato de estrato inferior é formado antes do substrato de estrato superior ser formado.

15. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a composição híbrida de coagulante-floculante é um copolímero catiônico que compreende acrilamida e pelo menos uma unidade mer catiônica adicional selecionada a partir de cloreto de dialildimetil amônio, uma alilamina, uma dialilamina, um sal quaternário de acrilato de dialquilaminoalquila, um sal de ácido de acrilato de dialquilaminoalquila, um sal quaternário de metacrilato de dialquilaminoalquila, um sal de ácido de metacrilato de dialquilaminoalquila, derivados dos mesmos, múltiplos dos mesmos e combinações dos mesmos.

16. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a polpa utilizada para formar um substrato de estrato inferior tem FREENESS de 2 a 20 vezes maior que aquela da polpa utilizada para formar um substrato de estrato superior, pelo protocolo de Teste de Canadian FREENESS.

17. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a polpa utilizada para formar um substrato de estrato superior tem FREENESS de cerca de 1mls a cerca de 400mls, pelo protocolo de Teste de Canadian FREENESS.

18. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a polpa utilizada para formar um substrato de estrato inferior tem FREENESS de cerca de 200mls a cerca de 800mls, pelo protocolo de Teste de Canadian FREENESS.

19. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a polpa utilizada para formar um substrato de estrato superior tem FREENESS de cerca de 30mls a cerca de 200mls, e a polpa utilizada para formar um substrato de estrato inferior tem FREENESS de cerca de 500mls a cerca de 700mls, pelo protocolo de Teste de Canadian FREENESS.

20. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o coagulante-floculante híbrido tem uma densidade de carga de cerca de 0,5 meq/g a cerca de 10 meq/g.