BRPI0706958A2 - método para fabricar papel ou papelão, método para melhorar o desempenho do branqueador óptico e composição de polpa - Google Patents

Abstract

MéTODO PARA FABRICAR PAPEL OU PAPELAO, MéTODO PARA MELHORAR O DESEMPENHO DO BRANQUEADOR óPTICO E COMPOSIçAO DE POLPA. é descrito um método para fabricar papel ou papelào que inclui introduzir pelo menos um amido carregado, preferivelmente tendo um grau de substituição superior a 0,045 e pelo menos um agente de alvejamento óptico, a uma polpa para fabricação de papel e então formar a polpa em papel ou papelão. A presente invenção descreve ainda métodos para melhorar o desempenho do alvejante óptico.

Description

"MÉTODO PARA FABRICAR PAPEL OU PAPELÃO, MÉTODO PARAMELHORAR O DESEMPENHO DO BRANQUEADOR ÓPTICO E COMPOSIÇÃODE POLPA".

A presente invenção refere-se a processos de fabricaçãode papel e a produtos fabricados através dessesprocessos. Mais especificamente, a presente invençãorefere-se ao tratamento de polpa para fabricação de papelcom pelo menos um amido carregado, tal como amidoscationicamente carregados, e um ou mais alvejantesópticos.

Alvejantes ópticos ou agentes de alvejamento óptico(OBAs) e Agentes de Branqueamento Fluorescentes (FWAs)são tipicamente utilizados em certos processos defabricação de papel para aumentar ou melhorar a alvura dopapel ou papelão e/ou a intensidade de fluorescência dopapel. Produtos OBA/FWA podem ser adicionados à prensa decolagem com outros aditivos. Certos outros OBA/FWAs podemser adicionados à seção úmida do processo de fabricaçãode papel. A presente invenção refere-se, em parte, aoaumento na retenção e/ou na eficiência de OBAs/FWAs,estejam eles presentes mediante adição de OBA na seçãoúmida ou OBA presente nas aparas (contendo papelreciclado), bem como não resfriando rapidamente nematenuando o impacto de OBA de qualquer fonte, sobre amáquina de papel e sobre a folha de papel final. Muitosconsumidores preferem papel com alto grau de alvura, e aalvura do papel é tipicamente promovida como umimportante parâmetro aos consumidores de produtos depapel. Para obter alvura no papel, especialmente empapéis com alto grau de alvura, tal como acima de 80%, umou mais alvejantes ópticos ou agentes de alvejamentoóptico são adicionados durante o processo de fabricaçãode papel. Esses alvejantes ópticos podem ser muito carose elevar o custo global do produto de papel, o que podeser constatado por qualquer consumidor ao comprar papel.

Por exemplo, pode haver uma diferença de custosignificativa entre um papel com alvura de 80% emcomparação com uma alvura de 96%.

Tipicamente, os agentes de alvejamento óptico sãoadicionados à seção úmida do processo, ou na prensa decolagem ou tanto na seção úmida como na prensa de colagemno processo de fabricação de papel. Em processos típicosde fabricação de papel, coagulantes e floculantes sãotambém utilizados durante o processo de fabricação depapel para obter as características desejáveis de polpa,características do papel, bem como a retenção eoperabilidade da máquina de papel. Tipicamente, oscoagulantes neutralizam a carga do sistema e ajudam asfibras de polpa, finos, cargas e aditivos funcionais acoagularem eletrostaticamente, retendo-os na folha e aformarem um produto de papel mais uniforme. Coagulantestradicionais incluem poliaminoamido glicol, polietilenoimina, poliamina, polidadmac, alume e cloreto depolialumínio. Embora os coagulantes sejam necessáriospara produzir papel com características adequadas, muitosdesses coagulantes, infelizmente, afetam negativamente osalvejantes ópticos previamente adicionados.

Especificamente, os coagulantes tradicionais podematenuar o efeito de branqueadores ópticos, reduzindoassim a alvura ISO do papel e/ou reduzindo a intensidadede fluorescência do papel. Como resultado, os fabricantesde papel tipicamente adicionam mais alvejantes ópticos,especialmente na seção úmida do sistema da máquina defabricação de papel para compensar essa opacidade queocorre com o uso de coagulantes tradicionais.

Esses coagulantes também são tipicamente adicionados aoestágio de seção úmida do processo de fabricação de papelseja num local de alimentação de massa grossa ou de massafina.

Assim, existe a necessidade de um novo processo defabricação de papel que evite esse efeito de opacidadecausado pelos coagulantes tradicionais. Além disso,existe a necessidade de se desenvolver um processo quepermita o uso de alvejantes ópticos sem a necessidade deprover uma quantidade adicional de alvejantes ópticospara compensar o uso de coagulantes durante o processo defabricação de papel.

Uma característica da presente invenção consiste emprover um método para fabricar papel ou papelão que,preferivelmente, não ofusque os efeitos dos agentes dealvejamento óptico.

Outra característica da presente invenção consiste emprover um método que permita a redução na quantidade deagentes de alvejamento óptico e que ainda atinja umaalvura satisfatória e/ou intensidade de fluorescência depapel no papel ou papelão.

Características e vantagens adicionais da presenteinvenção serão descritas em parte na descrição a seguir,e em parte serão evidentes com base na descrição, oupoderão ser aprendidas pela prática da presente invenção.Os objetivos e outras vantagens da presente invençãoserão realizados e alcançados por meio dos elementos ecombinações particularmente indicados na descrição ereivindicações anexas.

Para obter estas e outras vantagens e de acordo com afinalidade da presente invenção, conforme concretizada eamplamente descrita, a presente invenção refere-se a ummétodo para fabricar papel ou papelão que envolveintroduzir pelo menos um amido ionicamente carregado(preferivelmente com um grau de substituição acima de0,045) e pelo menos um agente de alvejamento óptico a umapolpa para fabricação de papel para formar uma polpatratada. A polpa tratada pode então ser formada numproduto de papel ou de papelão. 0 amido ionicamentecarregado e o agente de alvejamento óptico pode seradicionado em qualquer ordem. Por exemplo, o amido podeser adicionado à massa fina e o agente de alvejamentoóptico pode ser adicionado à massa grossa, o OBA pode seradicionado à massa fina, massa grossa ou a ambas, e/ou oamido pode ser adicionado à massa fina, massa grossa ou aambas.A presente invenção refere-se ainda a um método paramelhorar o desempenho do alvejante óptico utilizando pelomenos um amido ionicamente carregado (preferivelmente comum grau de substituição acima de 0,045) e pelo menos umagente de alvejamento óptico e adicionar essescomponentes a uma polpa para fabricação de papel paraformar uma polpa tratada e então formar a polpa tratadaem papel ou papelão.

A presente invenção refere-se ainda a papel ou papelãoque pode ser obtido através de um ou mais dos métodos dapresente invenção.

Fica entendido que tanto a descrição geral anteriorquando a descrição detalhada a seguir são apenasrepresentativas e explicativas e não têm a pretensão deprover uma explicação complementar da presente invenção,conforme reivindicado.

Os desenhos anexos, que são incorporados ao e que fazemparte do presente pedido, ilustram diversasconcretizações da presente invenção e juntamente com adescrição, servem para explicar pelo menos uma ou maispartes essenciais da presente invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

As Figuras 1 e 2 são fluxogramas mostrando um processo defabricação de papel de acordo com uma ou maisconcretizações da presente invenção;

A Figura 3 é um gráfico de barras comparando diversasamostras de folhas de papel com agentes de alvejamentoóptico com ou sem amidos catiônicos e medindo a alvuraresultante; e

A Figura 4 é uma fotografia mostrando a imagem defluorescência de diversas amostras de folhas de papelcontendo um agente de alvejamento óptico com ou sem umamido catiônico.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃO

A presente invenção prove métodos para fabricar papel oupapelão que utilizam um ou mais agentes de alvejamentoóptico durante o processo de fabricação de papel oupapelão. Para fins da presente invenção, a polpa parafabricação de papel refere-se â polpa que pode sertransformada em produtos de papel ou de papelão.Na presente invenção, um ou mais amidos ionicamentecarregados, tal como amido ou amidos catiônicos,preferivelmente tendo um grau de substituição superior a0,045, são adicionados à polpa para fabricação de papeljuntamente com pelo menos um agente de alvejamentoóptico. De acordo com a presente invenção, o amidoionicamente carregado pode ser adicionado à polpaseparadamente ou em qualquer combinação. Produtos depapel ou papelão preparados de acordo com os métodos dapresente invenção, preferivelmente exibem alvura de papele/ou intensidade de fluorescência de papel aumentadas emcomparação com o mesmo papel ou papelão preparadosatravés do mesmo processo, porém, sem a presença de amidocatiônico, tendo um grau de substituição superior a0,045, e adicionado â seção úmida do sistema da máquinade papel.

Na presente invenção, o amido ionicamente carregado e oagente de alvejamento óptico podem ser adicionados emqualquer ordem de introdução, tal como alimentados umapós o outro na polpa de fabricação de papel. O agente dealvejamento óptico e o amido podem ser adicionados nomesmo estágio do processo de fabricação de papel ou podeser adicionado em estágios diferentes do processo defabricação de papel, contanto que ambos os componentessejam adicionados antes do estágio de prensagem paracolagem de um processo de fabricação de papel. Porexemplo, os dois componentes podem ser adicionados àpolpa no prazo de 50 minutos entre um e outro, no prazode 40 minutos entre um e outro, no prazo de 2 0 minutosentre um e outro, no prazo de 10 minutos entre um eoutro, ou no prazo de 5 minutos entre um e outro ou noprazo de 2 minutos entre um e outro ou no prazo de 1minuto entre um e outro, ou ainda no prazo de segundosentre um e outro.O amido, conforme citado, é um amido ionicamentecarregado que é preferivelmente um amido cationicamentecarregado ou um amido catiônico, preferivelmente tendo umgrau de substituição maior que 0,045. O estado carregadodo amido refere-se à carga líquida global do amido. Pode-se utilizar dois ou mais amidos carregados, tais comodois ou mais amidos catiônicos. Quando são utilizadosdois ou mais amidos, os amidos podem ser adicionados comocomposição pré-misturada, ou podem ser adicionados aomesmo tempo, seqüencialmente, ou em' qualquer ordem, àpolpa, isoladamente ou em combinação com um ou maisagentes de alvejamento óptico. Quando dois ou mais amidossão utilizados, um dos amidos pode ser um amido neutro.

Preferivelmente, pelo menos um dos amidos carregadospossui um grau de substituição variando de cerca de 0,045a cerca de 0,5, tal como de cerca de 0,07 a cerca de0,45, ou de cerca de 0,10 a cerca de 0,40, ou de cerca de0,15 a cerca de 0,4. Outros graus de substituição acimaou abaixo dessas faixas podem ser usados. Geralmente, umgrau de substituição acima de 0,045 é preferido e podeser usado. 0 grau de substituição pode ser acima de 0,4 egraus mais elevados de substituição trarão benefícios àpresente invenção. Amidos catiônicos preferidos incluem,porém não se restringem a amidos de batata, amidos demilho, e outros amidos utilizados na seção úmica, ou suascombinações. Exemplos específicos de amidos catiônicosque podem ser usados na presente invenção incluem, porémnão se restringem aos produtos BUFLOC 5521 e BUFLOC 5567,da Buckman Laboratories International, Inc., Memphis,Tennessee. Outros exemplos incluem, porém não serestringem a Raifix, Raisiobond, e produtos fornecidos àindústria pela Ciba.

Com respeito aos agentes de alvejamento óptico, um oumais agentes de alvejamento óptico podem ser usados, taiscomo dois ou mais ou três ou mais. Para fins da presenteinvenção, agentes de alvejamento óptico incluem agentesde branqueamento fluorescentes. Para fins da presenteinvenção, agentes de alvejamento óptico são tipicamenteprodutos químicos utilizados para purificar e/ou aumentara brancura ou alvura visível das fibras de papel. Agentesde alvejamento óptico podem também ser agentes debranqueamento óptico, podendo incluir corantes solúveisem água. Os agentes de branqueamento óptico podem sercorantes fluorescentes que absorvem a luz UV invisível daluz diurna e a reemitem no espectro visível, aumentandoassim a alvura com excelência de brancura no papel.

Quando dois ou mais agentes de alvejamento óptico sãousados, como com o amido, eles podem ser adicionados àpolpa como uma pré-mistura seqüencialmente, ou emqualquer ordem. Categorias gerais de agentes dealvejamento óptico incluem estilbenos, derivados deestilbenos, distilbifenilas, triazinilamino estilbeno esimilares. Para fins da presente invenção, um agente dealvejamento óptico inclui agentes de tintura. Exemplos deOBAs incluem dissulfonato de estilbeno, tetrasulfonato deestilbeno, hexasulfonato de estilbeno, 4,4'-diaminoestilbeno, ácido 2,2'-dissulfônico, ou derivados deestilbeno. Os OBAs descritos nas patentes americanas Nos.5.873.913; 6.723.846; 4.025.507; e 6.464.832; e pedidosde patente americana Nos. 2004/0077515; 2004/0074021podem ser usados e são aqui incorporados por referênciaem sua totalidade. Exemplos de agentes de alvejamentoóptico específicos incluem, porém não se restringem aBlankophor, Leucophor, Tinopal, graus OWA Catowhite,Unipal, Palinil Brilliant White, Uvitex, Milkawhite,Fluolite, Kalbrite, OBA-C e W.

A quantidade preferida do amido ionicamente carregado,tal como amido catiônico, pode ser qualquer quantidadeeficaz para permitir um desempenho melhorado do alvejanteóptico, tal como uma melhora em relação à alvura ISO dopapel e/ou a intensidade de fluorescência do papel.

Alternativamente, ou em combinação com essa melhora napropriedade, o amido iônico, tal como o amido catiônico,pode ser adicionado numa quantidade de cerca de 0,25 acerca de 2 5 libras por tonelada de polpa secada ou numabase de sólidos secos ou de cerca de 1,0 libra a 20libras por tonelada de polpa secada numa base de sólidossecos, e mais preferivelmente de cerca de 1 libra a cercade 6 libras por tonelada de polpa secada numa base desólidos secos. Com respeito aos agentes de alvejamentoóptico, são utilizadas quantidades convencionais, taiscomo de cerca de 1 libra a cerca de 50 libras portonelada de polpa secada, e mais preferivelmente de cercade 2,0 a cerca de 10,0 libras por tonelada de polpasecada numa base de sólidos secos.

Com respeito a esse processo, o mesmo é preferivelmenteutilizado ao se fabricar papel fino ou papel que seja umafolha revestida ou não-revestida, papel de imprensa,papel de imprensa especial, tipos de papel comrevestimento leve (LWC) ou supercalandrados (SC) . Papelnão revestido é preparado a partir de matéria prima delivre drenagem. Folha revestida é um tipo especial parapublicação no qual a matéria prima de revestimentogeralmente contém não mais que 10% em peso de polpamecânica. Supercalandrado (SC) é um papel calandrado emmáquina utilizando uma calandra com cilindros de fibra deferro alternados. LWC são papéis revestidos de gramaturarelativamente baixa. O papel de imprensa acabado emmáquina é composto principalmente de polpa mecânica,comumente utilizada para impressão de jornais.Preferivelmente, o amido e o agente de alvejamento sãointroduzidos na ou antes da entrada da polpa num tanquede mistura. Em pelo menos uma concretização da presenteinvenção, o agente de alvejamento óptico e o amido podemser adicionados na ou antes do ingresso da polpa numtanque da máquina. Em pelo menos uma concretização dapresente invenção, o amido e os agentes de alvejamentoóptico podem ser adicionados à polpa antes da prensagempara colagem. 0 amido e o agente de alvejamento ópticopodem ser geralmente adicionados em qualquer local doprocesso de fabricação de papel e podem ser adicionadosantes do silo de água branca num processo de fabricaçãode papel ou podem ser adicionados antes do tanque damáquina ou antes do tanque de mistura ou antes ou após oprimeiro refinador.

0 método da presente invenção pode ser praticado emmáquinas de fabricação de papel convencionais commodificações que podem ser facilmente executadas tendo emvista a presente invenção. 0 método pode empregar muitostipos diferentes de polpa para fabricação de papel ousuas combinações. Por exemplo, a polpa pode compreenderpolpa virgem e/ou polpa reciclada, tais como polpa virgemde sulfito, refugo de polpa, polpa "kraft" de madeiradura, polpa "kraft" de madeira mole, misturas de taispolpas e similares.

Uma composição enzimática pode ser opcionalmenteutilizada para tratar a polpa e pode conter qualquerenzima de tratamento de polpa para fabricação de papelconvencional que possua atividade celulítica. Outroscomponentes de fabricação de papel convencionais podemestar presentes, contanto que esses outros componentesnão afetem negativamente o amido, ou o agente dealvejamento óptico. Preferivelmente, a composiçãoenzimática também exibe atividade hemicelulítica. Enzimasadequadas e composições contendo enzima incluem asdescritas na patente americana No. 5.356.800 de Jaquess,pedido de patente americana No. 09/031.830 depositado em27 de abril de 1998, e publicação internacional No. WO99/43780, todos aqui incorporados por referência em suatotalidade. Outras enzimas de tratamento de polpa parafabricação de papel representativas são a BUZYME® 2 52 3 eBUZYME® 2524, ambas da Buckman LaboratoriesInternational, Inc., Memphis, Tenn. A composiçãoenzimática celulítica preferivelmente contém de cerca de5% a cerca de 20% em peso de enzima. A composiçãoenzimática preferida pode ainda conter polietilenoglicol, hexileno glicol, polivinilpirrolidona, álcooltetrahidrofurílico, glicerina, água e outros aditivos decomposição enzimática convencionais, tal como por exemplodescrito na patente americana No. 5.356.800. A enzimapode ser adicionada à polpa em qualquer quantidade, talcomo de cerca de 0,001 a cerca de 0,100% em peso deenzima com base no peso seco da polpa, por exemplo, decerca de 0,005 a cerca de 0,05% em peso.

Em uma concretização da presente invenção, a composiçãoenzimática contém pelo menos um oligômero de poliamida epelo menos uma enzima. A poliamida está presente numaquantidade eficaz para estabilizar a enzima. Composiçõesenzimáticas representativas contendo oligômeros depoliamida e enzimas são descritas no pedido de publicaçãointernacional No. WO 99/43780, aqui incorporado porreferência em sua totalidade.

De acordo com a presente invenção, a composiçãoenzimática pode incluir uma combinação de duas ou maisenzimas diferentes. A composição enzimática pode incluir,por exemplo, uma combinação de uma lipase e de umacelulase, podendo opcionalmente incluir um agenteestabilizante. O agente estabilizante pode ser umoligômero de poliamida conforme aqui descrito.

Um aditivo microparticulado pode ser adicionado à polpa aqualquer momento durante o processo. O aditivomicroparticulado pode modificar a carga da polpa ou acarga de um componente da polpa. O aditivomicropart iculado pode ser, por exemplo, um agente decarga ou modificador, uma carga, um agente coagulantee/ou um auxiliar de retenção. O aditivo microparticuladopode ser hectorita, bentonita, zeólita, alumina sol,sílica ou qualquer um dos aditivos particuladosconvencionais conforme é conhecido no estado da técnica.Um biocida pode ser adicionado à polpa ou à polpa tratadade acordo com os usos convencionais de biocidas emprocessos de fabricação de papel. Por exemplo, um biocidapode ser adicionado à polpa tratada num tanque demistura. Biocidas úteis nas polpas para fabricação depapel de acordo com a presente invenção incluem biocidasconhecidos pelos habilitados na técnica, como porexemplo, BUSAN®1130 da Buckman LaboratoriesInternational, Inc., Memphis, Tenn.

Um fluxograma de um sistema de fabricação de papel paraexecutar o método da presente invenção é mostrado naFigura 1. Fica entendido que o sistema mostrado érepresentativo da presente invenção, não pretendendo deforma alguma restringir o escopo da invenção. No sistemada Fig. 1, um suprimento de amido e um suprimento deagente de alvejamento óptico (OBA) são adicionados nasrespectivas concentrações desejadas com uma correntecirculante de polpa para fabricação de papel para formaruma polpa tratada em qualquer parte da seção frontal doprocesso úmido, conforme mostrado. 0 suprimento de polpamostrado representa um fluxo de polpa, como por exemplo,suprido por um tanque ou silo retentor de polpa. 0suprimento de polpa mostrado na Fig. 1 pode ser umconduto, tanque de retenção ou mistura, ou outrorecipiente, passagem ou zona de mistura para o fluxo depolpa. 0 suprimento de amido ou OBA pode ser, porexemplo, um tanque de retenção tendo uma saída emcomunicação com uma entrada do tanque de polpa tratada.

A polpa tratada com o amido e OBA pode ser passada dotanque de polpa tratada por um refinador, e então por umtanque de mistura onde aditivos opcionais, incluindo umbiocida, podem ser combinados com a polpa tratada. 0refinador possui uma entrada em comunicação com uma saídado tanque de polpa tratada, e uma saída em comunicaçãocom uma entrada do tanque de mistura.

De acordo com a concretização da Fig.l, a polpa tratadano tanque de mistura é passada de uma saída do tanque demistura através de uma comunicação para uma entrada dotanque da máquina. 0 tanque de mistura e o tanque damáquina podem ser de qualquer tipo convencional conhecidopelos habilitados na técnica. 0 tanque da máquina garanteum equilíbrio, ou seja, uma pressão constante sobre apolpa ou matéria prima tratada por toda a porção ajusante do sistema, especialmente na caixa de entrada.No sistema da Fig. 1, a polpa drenada resultante dafabricação de papel na caixa de entrada é recirculada atéo silo de água branca.

Na concretização mostrada na Fig. 2, um amido catiônicoe/ou OBA são adicionados à polpa tratada refinada notanque de mistura ou até o tanque de polpa e o sistemainclui um tanque de polpa convencional. Amido catiônicoconvencional pode ser adicionado ao tanque de polpaembora isso não seja mostrado na Fig. 2. 0 sistema daFig. 2 possui um segundo refinador entre o tanque damáquina e o tanque de polpa. Outros aditivos, incluindoagentes ajustadores de pH, tais como alume, podem tambémser adicionados ao tanque de polpa. Agentes ajustadoresde pH podem ser adicionados em outros pontos ao longo dofluxo de polpa ou de polpa tratada através do aparelho.

0 aparelho da presente invenção pode também incluirdispositivos de medição para prover uma concentraçãoapropriada de OBA ao fluxo de polpa, por exemplo, decerca de 0,05 a cerca de 2,5 por cento em peso de OBA,com base no peso em sólidos secos da polpa. 0 aparelhopode incluir um dispositivo de medição para prover umaquantidade apropriada do amido catiônico ao fluxo depolpa, por exemplo, de cerca de 0,05 por cento a cerca de1,5 por cento em peso de amido catiônico, tendo um graude substituição preferivelmente maior que 0,045, com baseno peso da polpa em sólidos secos. Outros dispositivos demedição ou dosagem são preferivelmente providos paraoutros aditivos e ingredientes que possam ser usadosdurante o método.

Um limpador, como por exemplo um dispositivo de limpezapor força centrífuga, pode ser disposto, por exemplo,entre a bomba centrífuga e a tela, de acordo com qualqueruma das concretizações das Figs. 1-2 acima.

A presente invenção refere-se ainda a um método paramelhorar o desempenho do alvejante óptico mediante aprática de uma das concretizações dos métodos da presenteinvenção, que inclui introduzir pelo menos um amidocarregado ionicamente, tal como amido catiônico, e pelomenos um agente de alvejamento óptico a uma polpa parafabricação de papel para formar uma polpa tratada e entãoformar a polpa tratada em papel ou papelão.

Preferivelmente, o desempenho melhorado do alvejanteóptico inclui um aumento na alvura ISO do papel e/ou umaumento na intensidade de fluorescência do papel. Essesaumentos são comparados com o mesmo método que utiliza amesma quantidade de agentes de alvejamento óptico, massem adição de nenhum amido carregado e/ou amidoadicionado antes da etapa de prensagem para colagem.A presente invenção prove um método para evitar oresfriamento rápido do agente de alvejamento óptico e/oupara reter a cor ou alvura obtida utilizando agentes dealvejamento óptico.

A melhora no desempenho do alvejante óptico pode sermedida através da alvura ISO do papel ou através daintensidade de fluorescência do papel, podendo ser daordem de pelo menos 5% ou mais, tal como 10% ou mais, oude cerca de 5% a cerca de 2 5% em comparação com o mesmopapel fabricado através do mesmo processo com os mesmosOBAs e quantidades, porém sem qualquer adição de amidocarregado antes da etapa de prensagem para colagem.

Além dos benefícios acima mencionados, obtidos com apresente invenção, a presente invenção pode aindaatingir, como opção, excelente retenção de carga, talcomo PCC, TiO2, argila, e similares. Além disso, obtém-seuma retenção de cinzas superior, que pode ainda serobtida com uma redução nas quantidades de carga tendo emvista a capacidade da presente invenção em aumentar ataxa de retenção. Da mesma forma, com a presenteinvenção, é possível obter uma quantidade reduzida dedefeitos na folha, tal como medidos através de defeitosULMA. Particularmente, pode-se obter menor quantidade deempoeiramento, por exemplo na seção avançada dossecadores, furos reduzidos em todas as categorias (ex:redução em pequenos furos, redução em furos médios,redução em pequenas manchas claras). Além disso, com apresente invenção, pode-se obter aumento na drenagem, oque permite aumentos na velocidade e/ou redução de vapor.

Além disso, com a presente invenção, pode-se promoverretenção de colagem, podendo-se aumentar o FPR e/ou FPAR.

Da mesma forma, a presente invenção pode promoverresistência, tal como melhora na ligação fibra-a-fibra efibra-a-carga. Além disso, com a presente invenção,obtém-se menor índice de rupturas e/ou operabilidademelhorada da máquina de papel. Também, com a presenteinvenção, pode-se obter redução na quantidade de fiapos eempoeiramento. Da mesma forma, com a presente invenção,pode-se obter uma redução na BOD (demanda biológica deoxigênio) e/ou COD (demanda química de oxigênio). Pode-seobter uma ou mais melhorias com a presente invenção, emcomparação com a não adição de amido carregado.

Em uma ou mais concretizações da presente invenção, apresente invenção pode melhorar uma ou mais das seguintespropriedades:

(a) um aumento na retenção de carga em comparação com anão adição de amido carregado;

(b) aumento no teor de cinzas na folha de papel emcomparação com a não adição de amido carregado;

(c) aumento na drenagem em comparação com a não adição deamido carregado;

(d) aumento na retenção de colagem em comparação com anão adição de amido carregado;

(e) redução nas rupturas em comparação com a não adiçãode amido carregado;

(f) redução na formação de fiapos e/ou de empoeiramentoem comparação com a não adição de amido carregado.

Com respeito a uma ou mais dessas melhorias depropriedades, a melhoria pode ser da ordem de pelo menos2%, pelo menos 5% ou mais, tal como 7% ou mais, 10% oumais, 25% ou mais, 50% ou mais, 75% ou mais, 100% oumais, tal como de 2% a 100%, de 5% a 75%, de 10% a 50%, equaisquer faixas ou valores dentro dessas faixas, sendoque a melhoria percentual é comparada com o mesmo papelfabricado de acordo com o mesmo processo, com os mesmosOBAs e quantidades, porém sem o uso de qualquer amidocarregado antes da prensagem para colagem. As melhoriasnuméricas específicas detalhadas nos exemplos podem serobtidas na presente invenção, em geral, com respeito aoutras concretizações da presente invenção, significandooutros OBAs, outros amidos carregados, e/ou outrascondições de processo.

A presente invenção refere-se ainda à polpa e papelobtidos da presente invenção. Especificamente, a presenteinvenção refere-se a uma polpa ou pasta contendo polpa,um ou mais agentes de alvejamento óptico, e pelo menos umamido catiônico carregado, preferivelmente tendo um graude substituição superior a 0,045. O amido carregado podeter qualquer grau de substituição descrito acima. Asquantidades podem ser as quantidades acima descritas. Apolpa pode ainda conter outros ingredientesconvencionais, tais como pelo menos uma carga, pelo menosum biocida, pelo menos uma micropartícula, pelo menos umaenzima, pelo menos um polímero, outros amidos, ouquaisquer combinações dos mesmos. De forma similar, apresente invenção refere-se a um papel ou papelão obtidoda presente invenção. Especificamente, o papel ou papelãopode ser qualquer tipo de papel, tais como os tipos depapel mencionados acima, e o papel ou papelão contémfibras de celulose prensadas, pelo menos amido carregado,preferivelmente tendo um grau de substituição superior a0,045, e pelo menos um agente de alvejamento óptico. 0grau de substituição para o amido carregado, tal como oamido catiônico, pode ter os diversos graus desubstituição mencionados anteriormente. Conformeespecificado, o papel pode ser papel fino ou papelrevestido e não-revestido. O papel pode ser papel deimprensa, papel de imprensa especial, papelsupercalandrado ou tipos de papel com revestimento leve.O papel fabricado a partir da polpa pode ser procedentede polpa reciclada e/ou virgem.

A presente invenção será também esclarecida pelosexemplos a seguir, que pretendem ser representativos dapresente invenção.

EXEMPLOS

Experimental: A suspensão de polpa utilizada nesteexemplo continha 70% em peso de madeira dura branqueada e30% em peso de madeira mole branqueada com um CSF de 380ml. O alvejante óptico utilizado foi o Tinopal. Tanto oBFL 5521 como o BFL 5567 (da Buckman LaboratoriesInternational, Inc.) eram amidos catiônicos comdiferentes densidades de carga.

Durante a preparação de folha de papel, 15 lb/ton (naforma recebida) de OBA foram primeiramente adicionados àmassa de polpa grossa (consistência 2,2%) seguido deamido catiônico. Em seguida, a massa de polpa foi diluídaaté 0,4% e as folhas de papel foram preparadas através dométodo padrão Tappi T 2 05.

A Figura 3 mostra os resultados de alvura das folhas depapel preparadas. A introdução de OBA aumentou a alvuraISO do papel de 64,0 para 65,2. Mediante a adição de 7lbs/ton (na forma recebida) amidos catiônicos de BFL 5521e BFL 5567, a alvura também aumentou para 65,2 e 66,0,respectivamente.

A Figura 4 mostra a imagem de fluorescência das amostraspreparadas de papel. Neste experimento, foram cortadospedaços pequenos das folhas de papel e colados com fitaadesiva na lâmpada fluorescente. A foto foi tirada emrecinto escuro utilizando uma câmara digital. Conformepode-se observar, a introdução de amidos catiônicosaumentou a intensidade de fluorescência (amostras 3 e 5) .

Além disso, as amostras com dosagens mais altas de amidocatiônico (amostras 4 e 6) apresentaram intensidade defluorescência mais alta.

Assim, os amidos catiônicos, tais como as composições deamido BFL 5521 e BFL 5567 melhoraram o desempenho doalvejante óptico aumentando tanto a alvura ISO do papelcomo sua intensidade de fluorescência (excitada por UV).Num outro experimento, os efeitos dos coagulantes à basede amido da presente invenção foram comparados com outroscoagulantes convencionalmente utilizados, a saber,poliamina e um poliDMDAAC. Neste experimento específico,conforme mostra a tabela abaixo, a fluorescência e aalvura foram medidas nas folhas de papel preparadas comuma polpa tendo 70% em peso de madeira dura branqueada e30% em peso de madeira mole branqueada. A polpaapresentava ainda um OBA (OBA Leucophor) presente naquantidade de 15 libras por tonelada de polpa secada,numa base em sólidos secos. Em uma das amostras, nenhumcoagulante estava presente. Em outras duas amostras, umamido catiônico, de acordo com a invenção, estavapresente na polpa úmida numa quantidade de 4 libras portonelada de polpa seca numa base de sólidos secos. Essesdois amidos catiônicos são fabricados pela BuckmanLaboratories International. As quatro amostras restantescontinham um coagulante convencional na polpa, a saberpoliamina ou poliDMDAAC, numa quantidade de 2 libras portonelada ou de 4 libras por tonelada de polpa seca numabase de sólidos secos.

Conforme se pode observar na tabela abaixo, as amostrascontendo o amido catiônico com OBA tinham uma alvurasignificativamente mais alta e uma fluorescênciasignificativamente mais alta em comparação com a amostrade controle, bem como com as amostras contendocoagulantes convencionais que ainda continham um OBA. Eevidente que a presente invenção provê propriedadessuperiores de alvura e fluorescência e que o OBA não érapidamente resfriado ou reduzido na presença de amidoscatiônicos.

Folha de papel de 1,2 gramas

70% madeira dura branqueada

30% madeira mole branqueada

pH = 8,015#ton OBA

<table>table see original document page 19</column></row><table>

Exemplo 2

Num experimento, foi conduzido um teste experimental decinco dias numa máquina de papel para determinar osefeitos do uso de um amido catiônico juntamente com umalvejante óptico. Especificamente, foi utilizado ocoagulante orgânico BUFLOC 5567. Mais especificamente, ocoagulante BUFLOC 5567 foi introduzido num estágio demassa fina que se iniciou com uma quantidade de 0,5lb/ton, que foi gradualmente aumentada para 2 lbs/ton eentão aumentada para 3 lbs/ton, e então aumentada para 4lbs/ton para o restante do teste. A dosagem foi entãoreduzida para 1 lb/ton em cada bobina até a conclusão doteste.

Com base neste experimento, constatou-se que as rupturasna máquina caíram de uma média de 2,4 rupturas por dia(com base na média de um mês) até uma média de 1,6rupturas por dia durante o teste. Ruptura na máquina é umtermo entendido pelos habilitados na técnica e refere-seao papel formado na máquina que não se rompe antes de serbobinado.

Além disso, durante o experimento, não houve impactossignificativos sobre a carga da caixa de entrada com aadição de coagulante BUFLOC 5567 em qualquer dose. Damesma forma, os furos ULMA (apenas de cor púrpura) nãoreceberam impacto significativo durante o experimento.Outrossim, durante o experimento, constatou-se que orosqueamento da prensa de colagem era mais rápido e maisfácil o que se pode atribuir à melhor ligação fibra-a-fibra ou à melhor colagem obtidos com o uso do coagulanteBUFLOC 5567.

Além disso, durante o experimento, ganhos de retençãoforam realizados e mesmo durante um teste de cinco dias,foram obtidas a retenção e distribuição de cargas e deoutros aditivos funcionais no papel. Acredita-se que umexperimento de trinta dias poderia demonstrar aumentosainda maiores na porcentagem de retenção.

Com respeito à transferência de OBA (transferência deagente de alvejamento óptico), o nível de alvura efluorescência não foram afetados significativamente pelouso do coagulante BUFLOC 5567. Na produção de papel comgrau de alvura de 92, a alvura média de uma semana antese de uma semana após o experimento foi de 91,8 e afluorescência média foi de 2,4. Durante o experimento, aalvura média foi de cerca de 91,3 e a fluorescência decerca de 2,2. Mais importante, o uso de agente dealvejamento óptico foi reduzido significativamente e,contudo, o alvejamento médio e a fluorescência médiaforam mantidos, conforme acima descrito. Maisespecificamente, antes do experimento, o uso de OBAestava em torno de 750-950 ml/m por lado. Porém, duranteo experimento com o uso de BUFLOC 5567, pôde-se obter umaredução significativa em OBA. Especificamente, o OBAutilizado durante o experimento estava em torno de 450-550 ml/min, para atender especificações técnicas. Trata-se de uma redução global de aproximadamente 500-700ml/min. A carga baseada no nível do tanque de madeiradura permaneceu constante em cerca de 0,73 libras portonelada. Assim, com a presente invenção, a quantidade deOBA pode ser significativamente reduzida e, contudo, osníveis de alvura e de fluorescência podem ser mantidos empatamares aceitáveis.

Determinou-se também num determinado momento que oaditivo para controle de piche poderia ser eliminado semquaisquer efeitos sobre a qualidade total do papel.Além disso, não houve redução significativa doempoeiramento ao se utilizar coagulante BUFLOC 5567.

Exemplo 3

Neste experimento, um teste experimental de quarenta ecinco dias foi realizado numa máquina de fabricar papelpara determinar os efeitos num prazo mais longoutilizando coagulante BUFLOC 5567 em vista da eficiênciade OBA. Especificamente, durante o período de quarenta ecinco dias, o coagulante BUFLOC 5567 foi utilizado naquantidade de 2,6 lbs/ton. Conforme especificado, um OBAtambém estava presente. As observações a seguir foramfeitas com base no experimento:

O tempo de ruptura na máquina foi reduzido de 13 a 17minutos por dia quando os 4 5 dias de uso foram comparadoscom os 104 dias sem BUFLOC 5567.

. A tração entre a segunda prensa e a primeira seção dosecador foi reduzida para 4 a 5 pés com a drenagemadicionada de BUFLOC 5567.

. As retenções de cinzas de primeira passagem aumentaramno mínimo em 11% com o uso adicional de BUFLOC 5567.

. Os Furos Pequenos ULMA diminuíram de 3,8 furos pequenospor 1.000.000 pés lineares para 0,75 furos pequenos por1.000.000 pés lineares com BUFLOC 5567.

. Os Furos Médios ULMA diminuíram de 5,9 furos médios por1.000.000 pés lineares para 0,4 furos médios por1.000.000 pés lineares com BUFLOC 5567.

. As Pequenas Manchas Claras ULMA diminuíram de 210pequenas manchas claras por 1.000.000 pés lineares para40 pequenas manchas claras por 1.000.000 pés lineares comBUFLOC 5567.

<table>table see original document page 21</column></row><table>Dados sobre Local da Ruptura

<table>table see original document page 22</column></row><table>

Durante o curso das avaliações realizadas com BUFLOC5567, à medida que este era introduzido no sistema, ovácuo do rolo de sucção se reduziria e a umidade naprensa de colagem diminuiria até que o controle de vaporna sexta seção fosse trazido de volta para a meta. Amedida que as avaliações eram realizadas, a tração entrea segunda prensa e a primeira seção do secador foireduzida com essa drenagem adicionada. Com carregamentosiguais de refinador, prensa, cargas e vácuo do rolo desucção, a tração foi reduzida em 4 a 5 pés com 2,6libras/T de BUFLOC 5567. 0 Vácuo do Rolo de Sucçãodiminuiu de 17,78" para 17,25" com a introdução de BUFLOC5567. A Umidade na Prensa de Colagem diminuiu de 3,0% a2,8% até o efeito do controlador de vapor da sexta seção.

A pressão de vapor na sexta seção diminuiu de 59,5 psigpara 52,5 psig.

0 efeito de BUFLOC 5567 sobre as retenções é maispronunciado com a retenção de cinzas de primeira passagem(FPAR) em comparação com as retenções globais. Aintrodução de BUFLOC 5567 durante os testes indicou umaumento global na retenção de primeira passagem (FPR) de2% para 5%. Um aumento de 11% para 20% em FPAR foiobservado com a introdução de BUFLOC 5567.

Avaliação de 92 BCP (alvura de papel cópia) APAM (1,15lbs/T, micropartícula (1,35 lbs/T) e Uso de Carga (16%) a2,850 lbs/T de BUFLOC 5567, FPR aumentou 7% e FPARaumentou 22%.

O uso de BUFLOC 5567 de 3,0 lbs/T, APAM (0,7 lbs/T,micropart ícula (1,0 lbs/T) e Constante de Uso de Carga(15%), 2-4% aumento em FPR e 11-13% aumento em FPAR.

Durante a introdução de BUFLOC 5567 na sucção da bombacentrífuga houve evidência na leitura de carga e peso queindicou que o BUFLOC 5567 estava exercendo efeito sobrefinos e sobre a retenção de carga. Toda vez que este eraintroduzido, a leitura da carga e do peso aumentavam atéque seus respectivos controladores os trouxessem de voltapara a meta. Segue um sumário das tendências de carga. Umescâner ABB foi usado nas medições.

Durante o uso de BUFLOC 5567, os defeitos ULMA foramreduzidos. As melhorias nas retenções de cinzas, conformeacima citado, poderia levar a uma redução nos defeitos.Da mesma forma, conforme constatou-se durante asavaliações, uma redução no empoeiramento foi observada naseção principal avançada dos secadores. Isso tambémpoderia levar a uma redução nos defeitos ULMA. Segueabaixo um sumário dos dados históricos observados:

Os Furos Pequenos ULMA diminuíram de 3,8 furos pequenospor 1.000.000 pés lineares para 0,75 furos pequenos por1.000.000 pés lineares com BUFLOC 5567.

Os Furos Médios ULMA diminuíram de 5,9 furos médios por1.000.000 pés lineares para 0,4 furos médios por1.000.000 pés lineares com BUFLOC 5567.

. As Pequenas Manchas Claras ULMA diminuíram de 210pequenas manchas claras por 1.000.000 pés lineares para40 pequenas manchas claras por 1.000.000 pés lineares.

A única tendência negativa ocorreu com as GrandesManchas Escuras ULMA. Não se sabe porque isto ocorreu comtodos os resultados positivos observados em outrascategorias de defeito. As Grandes Manchas Escuras ULMAaumentaram de 19 para 44 manchas escuras por 1.000.000pés lineares.

Durante a avaliação inicial de BUFLOC 5567, observou-seum aumento de 7,2% na f luorescência com a mesmautilização de OBA. Isso indicou que BUFLOC 5567 ajudou areter o OBA, 0 uso de OBA reduziu de 163 oz/T para 149oz./T no BCP 93 (alvura de papel cópia) para atingir afluorescência alvo.

Exemplo 4

Num experimento adicional, os efeitos da presenteinvenção foram estudados num sistema de água brancacontendo OBA. Antes da introdução do coagulante BUFLOC5567, a referência para o papel com uma alvura de 92, erauma fluorescência de 2,5, e a referência para o papel comuma alvura de 96 era uma fluorescência de 6,0.

Quando o coagulante BUFLOC 5567 foi introduzido a umataxa de 1,5 kg/t, a média de fluorescência foi de 3,2para o papel com grau de alvura de 92, e quando ocoagulante BUFLOC 5567 foi introduzido a uma taxa de 2,0kg/t, a média da fluorescência foi de 2,6 para o papelcontendo uma alvura de 92. Neste estudo, o BUFLOC 5567foi introduzido na lateral de sucção das telas.

Da mesma forma, com respeito ao papel com uma alvura de96, o consumo de OBA foi reduzido para atingir uma alvuracomparável. Especificamente, historicamente, a quantidadede OBA foi de 3700-4300 ml/min por lateral. Durante o usode coagulante BUFLOC 5567, a uma taxa de 1,5 kg/t, aquantidade média de OBA foi de 2400 ml/min, uma média deredução de 40% no consumo de OBA sem oscilação importantena alvura do papel.

Além disso, os estudos de empoeiramento foram realizadoscom base na ausência de coagulante BUFLOC 556 emcomparação com o coagulante BUFLOC 5567 a uma taxa dedosagem de 1,5 kg/t e uma taxa de dosagem de 2,0 kg/t. A

<table>table see original document page 24</column></row><table>

Com base nesses resultados, pode-se constatar claramenteque o coagulante de amido carregado pode ser usado emtodas as categorias de papel para melhorar a alvura e aeficiência de fluorescência, bem como para melhorar aretenção, drenagem, desidratação, e/ou formação. Alémdisso, conforme mostrado nos estudos, o uso de coagulantede amido carregado melhorou significativamente a retençãoe a distribuição de cargas e de outros aditivosfuncionais, e ao mesmo tempo reduziu o empoeiramento,fiapos, defeitos na folha, e/ou furos, permitindooperabilidade da máquina de papel e qualidade da folhasuperiores.

Os titulares incorporam especificamente todo o conteúdode todas as referências citadas neste relatório. Alémdisso, quando uma quantidade, concentração ou valor ouparâmetro é apresentado, seja como faixa, faixapreferida, ou uma lista de valores preferíveis mais altose valores preferíveis mais baixos, deve ficar entendidocomo especificamente descrevendo todas as faixas formadasa partir de qualquer par de qualquer limite de faixa maisalta ou valor preferido e qualquer limite de faixa maisbaixa ou valor preferido, independentemente se as faixassão descritas separadamente. Quando uma faixa de valoresnuméricos é citada na presente invenção, salvo seespecificado de outra forma, a faixa pretende incluirsuas metas, bem como todos os números inteiros e fraçõesincluídos nessa faixa. Não se pretende que o escopo dainvenção fique limitado aos valores específicos citadosao se definir uma faixa.

Outras concretizações da presente invenção serãoevidentes para os habilitados na técnica com base nopresente relatório e prática da presente invenção aquidescritos. Pretende-se que o presente relatório eexemplos sejam considerados como representativos apenasdo escopo e espírito da invenção, indicado pelasreivindicações a seguir e seus equivalentes.

Claims (17)

1. Método para fabricar papel ou papelão, caracterizadopelo fato de compreender introduzir:a). pelo menos um amido carregado, tendo um grau desubstituição superior a 0,045, eb). pelo menos um agente de alvejamento óptico, emqualquer ordem, e ao mesmo tempo ou num momentodiferente, a uma polpa para fabricação de papel paraformar um polpa tratada e então formar a polpa tratada empapel ou papelão.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de dito amido carregado ser um amido catiônico.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de dito amido carregado ser uma mistura de doisou mais amidos carregados.

4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de pelo menos dois amidos carregados seremintroduzidos.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de dito agente de alvejamento óptico ser umcomposto de estilbeno ou um composto de distirilbifenila.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de o agente de alvejamento óptico ser umcorante.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de dito amido carregado ter um grau desubstituição de cerca de 0,01 a cerca de 0,5,preferivelmente de cerca de 0,15 a cerca de 0,42 e maispreferivelmente de cerca de 0,12 a cerca de 0,3.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de compreender a etapa de formar papel fino oupapel revestido ou não revestido, papel de imprensa,papel de imprensa especial, tipos de papelsupercalandrado ou com revestimento leve.

9. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de pelo menos um amido carregado e dito pelomenos um agente de alvejamento óptico serem introduzidosno ou antes de dito ingresso de polpa num tanque demistura.

10. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de dito pelo menos um amidocarregado e dito pelo menos um agente de alvejamentoóptico serem adicionados no ou antes de dito ingresso depolpa num tanque da máquina.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de dito pelo menos um amidocarregado e dito pelo menos um agente de alvejamentoóptico serem introduzidos antes da etapa de prensagempara colagem.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de dito amido carregado seradicionado numa quantidade de cerca de 1 a cerca de 20,preferivelmente cerca de 0,25 a cerca de 5 libras portonelada de polpa seca.

13. Método para melhorar o desempenho do branqueadoróptico, caracterizado pelo fato de compreenderintroduzir:a). pelo menos um amido carregado, eb). pelo menos um agente de alvejamento óptico, emqualquer ordem, ao mesmo tempo ou num momento diferente,a uma polpa para fabricação de papel para formar umapolpa tratada e então formar a polpa tratada em papel oupapelão.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de a etapa de melhorar ditodesempenho de alvejante óptico incluir um aumento naalvura ISO do papel em comparação com o mesmo método,porém sem a adição de amido carregado antes de qualqueretapa de prensagem para colagem.

15. Método, de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de dito desempenho de alvejanteóptico incluir um aumento na intensidade de fluorescênciado papel em comparação com a execução do mesmo método,porém sem adição de amido carregado antes de qualqueretapa de prensagem para colagem.

16. Composição de polpa, caracterizada pelo fato decompreender polpa, pelo menos um amido carregado tendo umgrau de substituição superior a 0,045 e pelo menos umagente de alvejamento óptico.

17. Composição, de acordo com a reivindicação 16,caracterizada pelo fato de dito amido carregado ser umamido catiônico e ter um grau de substituição superior a- 0,045 até cerca de 0,5.