BRPI0712698A2

BRPI0712698A2 - engomagem de papel

Info

Publication number: BRPI0712698A2
Application number: BRPI0712698-0A
Authority: BR
Inventors: Jonas Liesen; Jeanette Risen; Kristina Mohlin; Agneta Lernbrink
Original assignee: Akzo Nobel Nv
Priority date: 2006-06-01
Filing date: 2007-05-30
Publication date: 2012-07-03
Also published as: KR20090023579A; WO2007139500A1; AU2007268301A1; RU2008152816A; CN101460680A; JP2009538998A; CA2653791A1; EP2024564A1

Abstract

ENGOMAGEM DE PAPEL. A presente invenção refere-se a um processo para a produção de papel que compreende: (a) fornecer uma suspensão celulósica aquosa; (b) separadamente adicionar à suspensão: (I) um composto orgânico contendo nitrogênio tendo um peso molecular menor do que 1.000; e (Ii) um agente de engomagem que reage com celulose; e (c) desidratar a suspensão obtida para formar o papel. A invenção adicionalmente refere-se a um processo no qual um composto orgânico contendo nitrogênio tendo um peso molecular menor do que 1.000 é misturado com uma dispersão aquosa de um agente de engomagem que reage com celulose para formar uma pré-mistura e esta é adicionada à suspensão.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ENGOMA- GEM DE PAPEL".

Campo da Invenção

A presente invenção geralmente refere-se à engomagem de pa- pel e papelão.

Antecedentes da Invenção

Os agentes de engomagem que reagem à celulose, tal como aqueles baseados em dímero de alquil cetona (AKD) e alquenil anidrido suc- cínico (ASA), são amplamente usado na fabricação de papel em pHs de es- toque neutros ou levemente alcalinos de modo a fornecer ao papel e pape- lão algum grau de resistência para molhagem e penetração por líquidos a- quosos. As engomagens de papel com base em agentes de engomagem que reagem à celulose são geralmente fornecidas na forma de dispersões contendo uma fase aquosa e partículas finamente divididas ou gotículas do agente de engomagem dispersas nesta.

Os agentes de engomagem que reagem à celulose fornecem bom efeito de engomagem usando baixas dosagens de agente de engoma- gem quando adicionados à suspensão celulósica aquosa. O efeito de engo- magem inicia para desenvolver na seção de secagem da máquina de papel.

Entretanto, como a maior parte das máquinas de papel opera em velocidade máxima para otimizar a produção de papel, o tempo na seção de secagem é freqüentemente não longo o suficiente para produzir papel engomado em máquina. Ao contrário, o papel tem que ser permitido a curar por até 24 ho- ras antes que um produto totalmente engomado possa ser alcançado. Esse desenvolvimento lento do efeito de engomagem cria um número de proble- mas. Primeiramente, operações subseqüentes tais como impressão, reves- timento, colagem, etc. podem ser difíceis de manipular. Em segundo, muitos fabricantes de papel continuamente usam em excesso os agentes de engo- magem para ter certeza de que um produto completamente engomado é alcançado. Conseqüentemente, problemas em termos de depósitos em com- ponentes de máquina são usualmente criados.

WO 9710387 descreve um intensificador de engomagem de papel que é um produto de reação à polimerização de um monômero de dia- lilamônio quaternário e um monômero de dialilamônio. O produto de polime- rização tem um peso molecular de pelo menos 10.000. WO 9710387 des- creve que o intensificador de engomagem de papel pode ser introduzido em uma massa de papel durante o processo de produção de papel em combi- nação com o agente de engomagem de papel, ou separadamente ou como um meio aquoso contendo ambos os componentes.

WO 02081587 descreve uma dispersão de engomagem conten- do um agente de engomagem e um monoéster ativo de superfície não iônica de glicerol com um ácido graxo.

É um objetivo desta invenção fornecer um processo para a pro- dução de papel com engomagem em máquina inicial melhorada. É também um objetivo da invenção fornecer tempos de cura mais rápidos para agente de engomagem. Objetivos adicionais aparecerão a seguir.

Sumário da Invenção

A presente invenção considera um processo para a produção de papel que compreende:

(a) fornecer uma suspensão celulósica aquosa;

(b) separadamente adicionar à suspensão:

(i) um composto orgânico contendo nitrogênio tendo um peso molecular menor do que 1.000; e

(ii) um agente de engomagem que reage com celulose; e

(c) desidratar a suspensão obtida para formar o papel.

A presente invenção adicionalmente considera um processo pa- ra a produção de papel que compreende:

(a) fornecer uma suspensão celulósica;

(b) misturar um composto orgânico contendo nitrogênio tendo um peso mo- lecular menor do que 1.000 com uma dispersão aquosa de um agente de engomagem que reage com celulose para formar uma pré-mistura;

(c) adicionar a pré-mistura à suspensão; e

(d) desidratar a suspensão obtida para formar papel. Descrição Detalhada da Invenção

De acordo com a presente invenção, descobriu-se surpreenden- temente que a engomagem inicial melhorada, isto é, desenvolvimento mais rápido do efeito de engomagem ou cura mais rápida de papel, na fabricação do papel, pode ser alcançada adicionando separadamente a uma suspensão celulósica um composto orgânico contendo nitrogênio tendo um peso mole- cular menor do que 1.000 e um agente de engomagem que reage com celu- lose. Descobriu-se também que a engomagem inicial melhorada pode ser alcançada adicionando-se à suspensão uma pré-mistura do composto orgâ- nico contendo nitrogênio e uma dispersão aquosa de um agente de engo- magem que reage com celulose. A cura mais rápida fornece retorno mais rápido de produtos engomados, minimiza o risco de superdosar o agente de engomagem que, por sua vez, pode resultar em menos depósitos na máqui- na de papel. A operacionalidade da máquina de papel pode ser alcançada.

Devido a tempos de cura mais rápidos, menos espaço de armazenamento para rolos de papel a serem curados será exigido. A presente invenção as- sim oferece substanciais benefícios econômicos e técnicos.

O composto orgânico contendo nitrogênio de acordo com a in- venção pode ser selecionado a partir de aminas primárias, aminas secundá- rias, aminas terciárias, aminas quaternárias, que são também referidas como compostos de amônio quaternário. O composto contendo nitrogênio é prefe- rencialmente solúvel em água ou dispersível em água e pode ser aromático, isto é, contendo um ou mais grupos aromáticos, ou alifáticos; os compostos orgânicos dispersíveis em água contendo nitrogênio alifáticos usualmente são preferenciais. O composto orgânico contendo nitrogênio pode ser não modificado ou catiônico. Os compostos orgânicos contendo nitrogênio ade- quados incluem sais com adição de ácido de aminas primárias, secundárias e terciárias e, preferencialmente, compostos de amônio quaternário. O com- posto orgânico contendo nitrogênio pode ter um ou mais substituintes con- tendo oxigênio, por exemplo, com oxigênio na forma de grupos hidroxila e/ou grupos alquilóxi. Exemplos de substituintes preferenciais desse tipo incluem grupos hidroxila, por exemplo, grupos etanol, e grupos metóxi e etóxi. Os compostos contendo nitrogênio podem incluir um ou mais átomos de nitro- gênio, preferencialmente, um ou dois. O composto contendo nitrogênio tem um peso molecular de menos de 1.000, adequadamente menos de 900 ou 800 e preferencialmente menos de 750 ou 600. Usualmente, o peso molecu- lar do composto orgânico contendo nitrogênio é pelo menos 250, preferenci- almente pelo menos 330.

Exemplos de compostos orgânicos contendo nitrogênio incluem compostos preparados reagindo-se uma amina primária, secundária ou ter- ciária com cloreto de metila, sulfato de dimetila e cloreto de benzila. Exem- pios de compostos de amônio quaternário adicionalmente incluem compos- tos tendo a fórmula geral R4N+ X", onde cada grupo R é independentemente selecionado a partir de (i) hidrogênio; (ii) grupos hidrocarboneto, adequada- mente alifáticos e preferencialmente grupos alquila, tendo de 1 a aproxima- damente 30 átomos de carbono, preferencialmente de 1 a 22 átomos de carbono; e (iii) grupos hidrocarboneto, adequadamente alifáticos e preferen- cialmente grupos alquila tendo até aproximadamente 30 átomos de carbono, preferencialmente de 4 a 22 átomos de carbono, e sendo interrompidos por um ou mais heteroátomos, por exemplo, oxigênio ou nitrogênio, e/ou grupos contendo um heteroátomo, por exemplo, grupos carbonila e acilóxi; onde, pelo menos um, adequadamente pelo menos três e preferencialmente todos os ditos grupos R contêm átomos de carbono; adequadamente pelo menos e preferencialmente pelo menos dois dos ditos grupos R contendo pelo menos 7 átomos de carbono, preferencialmente pelo menos 9 átomos de carbono e mais preferencialmente pelo menos 12 átomos de carbono; e onde X- é um anion, tipicamente um haleto tipo cloreto. O composto orgânico contendo nitrogênio da invenção é preferencialmente substancialmente livre de partí- culas baseadas em sílica.

Exemplos de aminas primárias adequadas, isto é, aminas tendo um substituinte orgânico, incluem alquilaminas, por exemplo, propilamina, butilamina, ciclohexilamina, alcanolaminas, por exemplo, etanolamina, e al- cóxialquilaminas, por exemplo, 2-metoxietilamina. Exemplos de aminas se- cundárias, isto é, aminas tendo dois substituintes orgânicos, incluem dialqui- laminas, por exemplo, dietilamina, dipropilamina e di-isopropilamina, dialca- nolaminas, por exemplo, dietanolamina e pirrolidina. Exemplos de aminas terciárias adequadas, isto é, aminas tendo três substituintes orgânicos, in- cluem trialquilaminas, por exemplo, trietilamina, triacanolaminas, por exem- pio, trietanolamina, Ν,Ν-dialquilalcanolaminas, por exemplo, N1N- dimetiletanolamina. Exemplos de compostos de amônio quaternário adequa- dos incluem metil bis[etil (sebonato)] - metil sulfato de 2- hidroxietil amônio, cloreto de dioctildimetilamônio, cloreto de didecildimetilamônio, cloreto de dicocodimetilamônio, cloreto de cocobenzildimetilamônio, cloreto de co- co(fracionado)benzildimetilamônio, cloreto de octadecil trimetilamônio, clore- to de dioctadecil dimetilamônio, cloreto de dihexadecil dimetilamônio, cloreto de di(sebo hidrogenado)dimetilamônio, cloreto de di(sebo hidrogena- do)benzilmetilamônio, cloreto de di(ácidos graxos de sebo hidrogenado-2- hidroxietil éster) dimetil amônio, cloreto de (sebo hidrogena- do)benzildimetilamônio, cloreto de dioleildimetilamônio, cloreto de di(etileno hexadecanecarboxilato)dimetolamônio, cloreto de (óleo vegetal)benzil- dimetilamônio, cloreto de (dodecil)benzil-dimetilamônio e derivados de imi- dazol quaternizado. Exemplos de diaminas adequadas incluem aminoalqui- lalcanolaminas, por exemplo, aminoetiletanolamina, piperazina e piperazinas substituídas por nitrogênio tendo um ou dois grupos alquila inferior de 1 a 4 átomos de carbono. Exemplos de derivados de imidazolina incluem compos- tos de imidazolinio quaternário, por exemplo, 2-(C17 e C17 alquila insatura- da)-1-[2-(C18 e C18-amido insaturado) etil]-4,5-diidro-1-metil, metil sulfatos. Exemplos de compostos orgânicos contendo nitrogênio incluem metil bis[etil (sebonato)] - metil sulfato de 2- hidroxietil amônio, cloreto de di(sebo hidro- genado)dimetilamônio, cloreto de di(ácidos graxos de sebo hidrogenado-2- hidroxietil éster) dimetil amônio, cloreto de didecildimetilamônio, cloreto de (óleo vegetal)benzil-dimetilamônio e cloreto de (dodecil)benzil-dimetilamônio.

O agente de engomagem que reage com celulose pode ser se- lecionado a partir do grupo que consiste de dímeros de cetona hidrofóbica, multímeros de cetona, anidridos de ácidos, isocianatos orgânicos e misturas desses, preferencialmente dímeros de cetona, multímeros de cetona e ani- dridos de ácidos, mais preferencialmente dímeros de cetona. Os dímeros de cetona adequados têm a fórmula geral (I) abaixo, onde R1 e R2 representam grupos hidrocarboneto saturados ou insaturados, usualmente hidrocarbone- tos saturados, os grupos hidrocarboneto adequadamente tendo de 8 a 36 átomos de carbono, usualmente sendo grupos alquila de cadeia linear ou ramificada tendo de 12 a 20 átomos de carbono, tal como grupos hexadecila e octadecila. Os anidridos de ácidos adequados podem ser caracterizados pela fórmula geral (II) abaixo, onde R3 e R4 podem ser idênticos ou diferen- tes e representam grupos hidrocarboneto saturados ou insaturados contendo de 8 a 30 átomos de carbono, ou R3 e R4 juntos com a porção de -C-O-C- podem formar um anel de 5 a 6 membros, opcionalmente sendo adicional- mente substituídos com grupos hidrocarboneto contendo até 30 átomos de carbono. Exemplos de anidridos de ácidos que são usados comercialmente incluem anidridos de alquil e alquenil succínico e particularmente anidrido isooctadecenil succínico.

<formula>formula see original document page 7</formula>

Os dímeros de cetona adequados, anidridos de ácidos e isocia- natos orgânicos incluem os compostos descritos na Patente U.S. Ns 4,522,686, que é aqui incorporada por referência.

As dispersões desta invenção contêm um dispersante ou um sistema dispersante compreendendo um ou mais agentes de dispersão e colóides protetores. Os agentes de dispersão e os colóides protetores po- dem ser selecionados a partir de compostos aniônicos, não iônicos, catiôni- cos e anfotéricos que separadamente ou juntos podem funcionar como a- gente de dispersão ou sistema dispersante para o agente de engomagem que reage com celulose. As dispersões de acordo com a invenção podem ter conteúdos de agentes de engomagem que reagem à celulose de aproxima- damente 0,1% do peso até aproximadamente 30% do peso. O conteúdo do agente de engomagem que reage com celulose está adequadamente na faixa de 5 a 25% e preferencialmente de 8 a 20% do peso.

Os agentes de dispersão e os colóides protetores podem ser quaisquer daqueles convencionalmente usados na preparação de disper- sões ou emulsões de engomagem aquosas. Eles podem, por exemplo, ser selecionados a partir de derivados de rosina saponificada, sulfatos de alqui- la, sulfatos de alquilarila, sulfonatos de alquila, sulfonatos de alquilarila, etc. Os agentes de dispersão aniônicos particularmente adequados são sulfatos de alquila e sulfonatos de alquila, por exemplo, Iauril sulfato de sódio, bem como Iignosulfonato de sódio e naftaleno sulfonato de sódio. Exemplos de colóides protetores adequados incluem derivados de celulose solúveis em água tal como hidroxietil- e hidroxipropil-, metihidroxipropil-, e etilhidroxietil- celulose, metil- e carboximetilcelulose, gelatina, amido, goma guar, goma xantana, polivinil álcool, etc. Exemplos de agentes de dispersão não iônicos adequados podem, por exemplo, ser selecionados a partir de alcoóis graxos, alcoóis graxos etoxilados, ácidos graxos, alquil fenóis ou amidas de ácido graxo, glicerol ésteres etoxilados ou não etoxilados, ésteres de sorbitan de ácidos graxos, etc. Exemplos de agentes de dispersão catiônicos adequados e colóides protetores incluem resinas de epicloroidrina contendo nitrogênio solúveis em água e amidos catiônicos, etc. A dispersão pode também conter outros aditivos tais como agentes conservantes. Adequadamente, a quanti- dade de agente dispersante é pelo menos 0,5% do peso, com base na quan- tidade de agente de engomagem. Normalmente, não é necessário usar mais do que 10% do peso.

O composto orgânico contendo nitrogênio da invenção e o agen- te de engomagem que reage com celulose podem ser separadamente adi- cionados à suspensão celulósica em qualquer ordem. O composto orgânico contendo nitrogênio pode ser separadamente adicionado antes, simultánea- mente ou depois de adicionar o agente de engomagem que reage com celu- lose e preferencialmente antes de adicionar o agente de engomagem que reage com celulose.

O composto orgânico contendo nitrogênio e a dispersão aquosa de agente de engomagem que reage com celulose, aqui também referido como dispersão de engomagem, podem também ser adicionados à suspen- são celulósica como uma pré-mistura. Nesta modalidade, o composto orgâ- nico contendo nitrogênio e a dispersão de engomagem são misturados para formar uma pré-mistura antes da adição à suspensão celulósica. A mistura pode ser feita colocando em contato algum tempo antes da adição, o com- posto orgânico contendo nitrogênio, adequadamente uma fase aquosa des- se e preferencialmente um fluxo aquoso desse, e a dispersão de engoma- gem, preferencialmente um fluxo aquoso desse.

A fase ou fluxo aquoso obtido é então introduzido à suspensão aquosa. Preferencialmente, o tempo de contato, isto é, o tempo de misturar o composto orgânico contendo nitrogênio e a dispersão de engomagem para adicionar a pré-mistura assim formada à suspensão celulósica é curto. Esse período de tempo pode ser menos do que aproximadamente 20 minutos, adequadamente menos de 4 minutos e preferencialmente menos de 2 minu- tos.

A mistura de fluxos aquosos do composto orgânico contendo nitrogênio e a dispersão de engomagem pode ser afetada direcionando os fluxos separados a serem misturados em direção um ao outro, permitindo-os a afetar um ao outro e introduzindo o fluxo de pré-mistura assim formado na suspensão celulósica. A mistura adequadamente é executada sob as condi- ções de fluxo turbulentas, que promove mistura mais rápida e intensiva dos fluxos. Os fluxos podem ser misturados por meio de qualquer dispositivo de mistura tendo pelo menos duas entradas nas quais os fluxos separados a serem misturados são fornecidos e tendo pelo menos uma saída através do qual a pré-mistura resultante é passada e subseqüentemente introduzida à suspensão celulósica. Essa modalidade de mistura de fluxo é vantajosa a partir de um ponto de vista prático e confere benefícios operacionais.

O composto orgânico contendo nitrogênio e o agente de engo- magem que reage com celulose podem ser adicionados à suspensão celuló- sica em qualquer posição, por exemplo, em qualquer lugar entre a caixa de máquina e a caixa de entrada.

O composto orgânico contendo nitrogênio e o agente de engo- magem que reage com celulose podem ser adicionados à suspensão celuló- sica em quantidades que podem variar em amplos limites, onde a dosagem é principalmente dependente da qualidade da polpa ou papel a ser engoma- do, o agente de engomagem que reage com celulose usado e o nível de en- gomagem desejado. O composto orgânico contendo nitrogênio é adequa- damente adicionado à suspensão celulósica em uma quantidade de 0,005 a 0,5% do peso, preferencialmente de 0,01 a 0,3% do peso e mais preferenci- almente de 0,02 a 0,1% do peso com base no peso seco da suspensão celu- lósica. O agente de engomagem que reage com celulose é adequadamente adicionado à suspensão celulósica em uma quantidade de 0,01 a 1,0% do peso, preferencialmente de 0,05 a 0,5% do peso com base no peso seco da suspensão celulósica.

O termo "papel", como usado aqui, significa incluir não somente papel, mas todos os tipos de produtos baseados em celulose na forma de folha e rede, incluindo, por exemplo, cartão, papelão e particularmente car- tão de embalagem de líquido. O processo de acordo com a invenção pode ser usado na produção de papel de diferentes tipos de suspensões celulósi- cas de fibras contendo celulose e as suspensões deveriam adequadamente conter pelo menos 25% do peso e preferencialmente pelo menos 50% do peso de tais fibras, com base na substância seca. A suspensão pode ser baseada em fibras da polpa química tal como sulfato, sulfito e polpas orga- nosolv, polpa mecânica tal como polpa termomecânica, polpa quimio- termomecânica, polpa de refinador e polpa de madeira moída, de ambos de madeira de lei e de madeira macia, e pode também ser baseada em fibras recicladas, opcionalmente de polpas destintadas e misturas dessas. A sus- pensão celulósica pode opcionalmente também conter carreadores minerais. Exemplos de carreadores minerais de tipos convencionais incluem caulim, argila da china, dióxido de titânio, gesso natural, talco e carbonatos de cálcio naturais e sintéticos tal como giz, mármore terroso e carbonato de cálcio precipitado. O pH da suspensão celulósica pode estar na faixa de aproxima- damente 3 a aproximadamente 10. O pH está adequadamente acima de 3,5 e preferencialmente na faixa de 4 a 9. As químicas convencionalmente adicionadas à suspensa celuló- sica na fabricação de papel tal como auxiliares de retenção, compostos de alumínio, corantes, resinas de resistência a úmido, agentes de reavivamento óptico, etc. podem, é claro, ser usadas em conjunto com as presentes dis- persões. Exemplos de compostos de alumínio incluem alume, aluminatos e compostos de polialumínio, por exemplo, cloretos e sulfatos de polialumínio. Exemplos de auxiliares de retenção adequados incluem polímeros catiôni- cos, materiais inorgânicos aniônicos em combinação com polímeros orgâni- cos, por exemplo, bentonita em combinação com polímeros catiônicos,sóis baseados em sílica em combinação com polímeros catiônicos ou polímeros catiônicos e aniônicos. A engomagem interna particularmente boa pode ser obtida quando usando o composto orgânico contendo nitrogênio e o agente de engomagem que reage com celulose como descrito acima em combina- ção com auxiliadores de retenção compreendendo polímeros catiônicos. Os polímeros catiônicos adequados incluem amido catiônico, goma guar, polí- meros baseados em acrilato e em acrilamida, polietilenoimina, resinas de diciandiamida-formaldeído, poliaminas, poliamido-aminas e poli(cloreto de dialildimetil amônio) e combinações desses. O amido catiônico e os políme- ros baseados em acrilamida catiônica são preferencialmente usados, ou so- 20 zinhos ou em combinação um com o outro ou com outros materiais.

A invenção é adicionalmente ilustrada nos seguintes exemplos, que, entretanto, não pretendem limitar a mesma. Exemplo 1

A engomagem por AKD de cartão de embalagem de líquido foi executada em uma máquina de papel experimental que compreendeu uma caixa de máquina, dois arranjos de bombeamento separados, desespuman- te, tela, caixa de entrada e um fio, onde a suspensão celulósica foi desidra- tada para forma uma tela.

Os compostos orgânicos contendo nitrogênio usados nos se- guintes Exemplos são aqueles descritos na Tabela 1. Tabela 1

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A suspensão celulósica compreendeu 100% de CTMP alvejado.

Dois diferentes compostos orgânicos contendo nitrogênio foram usados nos testes: A e Ε. A adição do composto contendo nitrogênio à suspensão celu- lósica aconteceu depois da caixa de máquina. Uma referência sem a adição de composto orgânico contendo nitrogênio foi também executada. Amido catiônico (Raisamyl 142) foi dosado em dois pontos; depois do primeiro ar- ranjo de bombeamento (P1) 2 kg/tonelada e antes do segundo arranjo de bombeamento (P2) 3 kg/tonelada. O agente de engomagem AKD (Eka DH 28HF) foi dosado antes do P2 e um sol de sílica (Eka NP 442) foi dosado depois do P2 (3 kg/tonelada como recebido). O pH da caixa de entrada foi 8,0.

Testes Edge Wick (EW) com ácido lático (1%) foram executados no papel final depois de 1h e 24h, respectivamente. Os resultados são apre- sentados na Tabela 2. Tabela 2

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Como pode ser visto a partir da Tabela 2, os testes usando compostos orgânicos contendo nitrogênio de acordo com a presente inven- ção mostraram menores valores de EW depois de uma hora comparado às referências que não continham qualquer composto orgânico contendo nitro- gênio. Pode-se concluir que a adição de compostos orgânicos contendo ni- trogênio encurtou o tempo de cura. Depois de 24 horas, todas as amostras mostraram aproximadamente os mesmos valores EW.

Exemplo 2

As condições de fabricação de papel foram as mesmas do

Exemplo 1. Duas dosagens diferentes (0,25 kg/ton e 0,5 kg/ton) dos com- postos orgânicos contendo nitrogênio foram testadas em dois níveis de do- sagem de AKD (1 kg/ton e 1,5 kg/ton).

O desempenho de engomagem foi testado como valor Cobb6O no papel diretamente depois que ele saiu da máquina, depois de uma hora, 3 hora e finalmente depois de 24 horas de acordo com o método padrão Tappi T441. Os resultados são mostrados na Tabela 3.

Tabela 3

<table>table see original document page 13</column></row><table> <table>table see original document page 14</column></row><table>

Os valores Cobbeo fora de máquina e depois de 1 h das amostras

de papel tratadas com um composto orgânico contendo nitrogênio mostra- ram menores valores Cobb6O comparados aos valores Cobb6O da referência. Depois de 24h, todas as amostras alcançaram aproximadamente o mesmo grau de engomagem. A partir dos resultados da Tabela 3, pode-se concluir que é possível diminuir a dosagem de AKD quando um composto orgânico contendo nitrogênio de acordo com a presente invenção é adicionado à sus- pensão.

O índice de tração (SCAN-P 67:93) foi testado nas folhas de pa- pel tratadas com os compostos orgânicos contendo nitrogênio e comparado com a referência de modo a investigar se os compostos orgânicos contendo nitrogênio tiveram efeito negativo na resistência do papel. Os resultados são mostrados na Tabela 4. Tabela 4

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Os resultados mostraram que os compostos orgânicos contendo

nitrogênio não têm qualquer efeito significativo na resistência à tração e, por- tanto, não deterioram a qualidade do papel/papelão.

Exemplo 3

Neste exemplo, o desempenho da engomagem foi testado como o valor Cobbeo no papel quando os compostos orgânicos contendo nitrogê- nio foram adicionados em diferentes modos de adição. Ademais, o desem- penho da engomagem foi testado quando usando um composto orgânico contendo nitrogênio de acordo com a presente invenção e polímero poli- DADMAC. A suspensão celulósica continha 80% de madeira de lei e 20% de madeira macia e tinha uma concentração de fibra de 0,5%. Nenhum car- reador foi adicionado. A condutividade foi 0,3 mS/cm e o pH foi aproxima- damente 8. Folhas de prova foram preparadas de acordo com o método pa- drão SCAN-C26:76 e a propriedade de engomagem foi medida como o valor Cobbeo de acordo com o método padrão Tappi T441.

Um primeiro sistema de retenção foi usado compreendendo 0,75 kg/ton de poliacrilamida catiônica (Eka PL 1510) e 1 kg/ton de sol de sílica (Eka NP 442), calculado como substâncias secas em suspensão celulósica seca. Os resultados são apresentados na Tabela 5. Um segundo sistema de retenção foi usado compreendendo 5 kg/ton de amido de batata catiônico (Perlbond 980) e 1 kg/ton de sol de sílica (Eka NP 442), calculado como substâncias secas em suspensão celulósica seca. Os resultados são apre- sentados na Tabela 6.

A dosagem da poliacrilamida catiônica (EKA PL 1510) foi reduzi- da para 0,5 kg/ton nos casos onde o poliDADMAC(F) foi adicionado à sus- pensão de fibra de papel.

O agente de engomagem AKD (Eka DR 28 HF) foi adicionado em uma quantidade de 0,45 kg/ton e o composto orgânico contendo nitrogê- nio, Arquad HTB-75(C), de acordo com a invenção, foram adicionados ou:

a) 2 minutos antes de AKD,

b) Pré-misturados com AKD,

c) Simultaneamente com AKD,

d) Depois de AKD.

Os resultados de engomagem obtida pela adição de 0 kg/ton, 0,25 kg/ton e 0,5 kg/ton do composto orgânico contendo nitrogênio (C) são mostrados nas Tabelas 5 e 6, respectivamente. Os resultados podem ser comparados com os resultados obtidos pela ausência do composto orgânico contendo nitrogênio ou pela adição do polímero (F) ao invés do composto orgânico contendo nitrogênio de acordo com a invenção. Tabela 5

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Tabela 6

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Exemplo 4

Neste exemplo, o cartão de embalagem de líquido foi preparado em uma máquina de papel experimental como descrita no Exemplo 1 e o desempenho da engomagem foi testado como o valor Cobb6O de acordo com o método padrão Tappi T441. A suspensão celulósica continha 80% de ma- deira de lei (40% de eucalipto e 40% de bétula) e 20% de madeira macia e tinha uma concentração de fibra de 1,5%. Nenhum carreador foi adicionado.

O pH foi 7,1. Um sistema de retenção foi usado compreendendo 0,375 kg/ton de poliacrilamina catiônica (Eka PL 1510) e 0,15 kg/ton de sol de síli- ca (Eka NP 442), calculado como substâncias secas em suspensão celulósi- ca seca. Um composto orgânico contendo nitrogênio, Arquad HTB-75 (C) ou Armosoft DEQ (G), de acordo com a invenção, foi adicionado antes do agen- te de engomagem AKD (Eka DR 28 HF). De modo a investigar o impacto da ordem de dosagem no desempenho da engomagem, Armosoft DEQ (G) foi também adicionado depois da adição do AKD. Os resultados de engomagem são apresentados nas Tabelas 7 e 8, respectivamente. Os resultados podem ser comparados com os resultados obtidos pela presença do composto or- gânico contendo nitrogênio.

Tabela 7

<table>table see original document page 18</column></row><table>

Pode-se ver que os compostos orgânicos contendo nitrogênio de acordo com a invenção têm um efeito positivo na engomagem inicial de AKD. É possível alcançar baixos valores Cobb6O já diretamente fora de má- quina. O grau de engomagem final não é afetado pela adição do composto orgânico contendo nitrogênio. Tabela 8

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Neste exemplo pode-se ver que é possível adicionar o composto orgânico contendo nitrogênio antes ou depois da adição de AKD.

Exemplo 5

Neste exemplo, o cartão de embalagem de líquido foi preparado em uma máquina de papel experimental como descrito no Exemplo 1 e o desempenho da engomagem foi testado como valor Cobb6O de acordo com o método padrão Tappi T441. A suspensão celulósica compreendeu 100% de CTMP alvejado, que tinha uma concentração de fibra de 1,35%. Nenhum carreador foi adicionado. O pH foi 5,6 e a condutividade foi 219 pS/cm. Um composto orgânico contendo nitrogênio, Arquad HTB-75 (C) ou Armosoft DEQ (G), foi usado nos testes. A adição do composto orgânico contendo nitrogênio à suspensão celulósica acontece depois da caixa de máquina.

Uma referência sem adição de um composto orgânico contendo nitrogênio foi também executada. O agente de engomagem AKD (Eka DH 28HF) foi adicionado antes do segundo arranjo de bombeamento (P2). Amido catiôni- co (Raisamyl 142) foi adicionado antes de P2 (5 kg/ton) e um sol de sílica (Eka NP 442) foi adicionado depois do P2 (0,15 kg/ton), calculado como substâncias secas na suspensão celulósica seca. O composto orgânico con- tendo nitrogênio, Arquad HTB-75 (C) ou Armosoft DEQ (G), de acordo com a invenção, foi adicionado antes do agente de engomagem AKD (Eka DR 28 HF). Tabela 9

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Pode-se ver que os compostos orgânicos contendo nitrogênio de acordo com a invenção têm um efeito positivo na engomagem inicial de AKD. É possível alcançar baixos valores Cobb6O já depois de 1h. O grau de engomagem final não é afetado pela adição do composto orgânico contendo nitrogênio. O índice de tração não é diminuído pela adição dos compostos orgânicos contendo nitrogênio.

Os compostos orgânicos contendo nitrogênio de acordo com a invenção funcionam junto com AKD em quantidades de aproximadamente 0,05 a aproximadamente 5 kg/ton calculadas em polpa seca, preferencial- mente de aproximadamente 0,1 a aproximadamente 3 kg/ton calculadas em polpa seca e mais preferencialmente de aproximadamente 0,2 a aproxima- damente 1 kg/ton calculadas em polpa seca.

Claims

1. Processo para a produção de papel que compreende: (a) fornecer uma suspensão celulósica aquosa; (b) separadamente adicionar à suspensão: (i) um composto orgânico contendo nitrogênio tendo um peso molecular menor do que 1.000; e (ii) um agente de engomagem que reage com celulose; e (c) desidratar a suspensão obtida para formar o papel.

2. Processo para a produção de papel que compreende: (a) fornecer uma suspensão celulósica; (b) misturar um composto orgânico contendo nitrogênio tendo um peso molecular menor do que 1.000 com uma dispersão aquosa de um agente de engomagem que reage com celulose para formar uma pré- mistura; (c) adicionar a pré-mistura à suspensão; e (d) desidratar a suspensão obtida para formar papel.

3. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, onde o composto orgânico contendo nitrogênio é um composto de a- mônio quaternário.

4. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, onde o composto orgânico contendo nitrogênio é uma amina ou um sal com adição de ácido dessa.

5. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, onde a mistura é executada colocando em contato um fluxo aquoso de composto orgânico contendo nitrogênio tendo peso molecular menor que -1.000 com um fluxo aquoso de uma dispersão de um agente de engomagem que reage com celulose e introduzindo o fluxo resultante na suspensão celu- lósica.

6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, onde o tempo de contato do composto orgânico contendo nitrogênio e a dispersão aquosa do agente de engomagem na pré-mistura é menor do que minutos antes da adição.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, onde o composto orgânico contendo nitrogênio é adicionado à suspensão celulósica antes de adicionar o agente de engomagem que reage com celulose.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, onde o composto orgânico contendo nitrogênio é adicionado à suspensão celulósica separa- damente, mas simultaneamente com o agente de engomagem que reage com celulose.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, onde o composto orgânico contendo nitrogênio é adicionado à suspensão celulósica depois do agente de engomagem que reage com celulose.

10. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, onde o composto orgânico contendo nitrogênio compreende qualquer um de metil bis[etil (sebonato)] -metil sulfato de 2-hidroxietil amô- nio, cloreto de di(sebo hidrogenado)dimetilamônio, cloreto de di(ácidos gra- xos de sebo hidrogenado-2-hidroxietil éster) dimetil amônio, cloreto de dide- cildimetilamônio, cloreto de (óleo vegetal)benzil-dimetilamônio ou cloreto de (dodecil)benzil-dimetilamônio.

11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, onde o composto orgânico contendo nitrogênio compreende imidazolinio quaternário.

12. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, onde o composto orgânico contendo nitrogênio é substancialmen- te livre de partículas baseadas em sílica.

13. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, onde o agente de engomagem que reage com celulose é um dí- mero de cetona.

14. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, onde o agente de engomagem que reage com celulose é anidrido de ácido.

15. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações -1, 3, 4 e 7 a 14, onde o agente de engomagem é adicionado como uma dis- persão aquosa.

16. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, onde o composto orgânico contendo nitrogênio é adicionado em uma quantidade maior do que 20% do peso, com base no peso do agente de engomagem que reage com celulose.

17. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, onde o composto orgânico contendo nitrogênio é adicionado em uma quantidade de 0,005 a 0,5% do peso, com base no peso seco da sus- pensão celulósica aquosa.

18. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, onde o agente de engomagem é adicionado em uma quantidade de 0,01 a 1,0% do peso, com base no peso seco da suspensão celulósica aquosa.