BRPI0916513B1 - método para aumentar o teor de preenchimento na fabricação de papel - Google Patents

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Cheng Weiguo
Zhao Yulin
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Abstract

método para aumentar o teor de preenchimento na fabricação de papel proporciona um método de produção de papel com uma proporção maior de partículas minerais de preenchimento, sem a perda esperada de resistência do papel; o método permite a utilização de uma maior quantidade de partículas de preenchimento, revestindo pelo menos algumas das partículas de preenchimento com um material que impede que os materiais de preenchimento se tornem aderentes a um aditivo fortificante; o aditivo fortificante mantém as fibras de celulose extremamente unidas e não é desperdiçado nas partículas de preenchimento; o método é particularmente eficaz quando as partículas de preenchimento são uma mistura entre ccp-ccn e quando as partículas de ccn são revestidas com o revestimento para prevenção de aderência.

Description

“MÉTODO PARA AUMENTAR O TEOR DE
PREENCHIMENTO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL.
[0001] O presente Pedido de Patente de Invenção, “MÉTODO PARA AUMENTAR O TEOR DE PREENCHIMENTO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL, se refere a um método para aumentar a resistência de uma manta de papel de fibras produzidas em um processo de fabricação de papel. A manta de papel é composta de água e sólidos, normalmente de 4 a 8% de água. A parte sólida da manta de papel inclui fibras (normalmente fibras a base de celulose) e também pode incluir o preenchimento. Aumentar a força da manta de papel permitiria aumentar a proporção de sólidos que é o teor de preenchimento. Isso é desejável, pois reduz os custos de matérias-primas, reduz a energia necessária no processo de fabricação de papel, e aumenta as propriedades óticas do papel. A técnica anterior revela que a manta de papel possui uma porção sólida entre 10% e 40% de preenchimento. A técnica anterior, contudo, também revela que o aumento do teor de preenchimento coincide com uma perda na resistência no papel resultante.
[0002] Os preenchimentos são partículas minerais que são adicionados à manta de papel durante o processo de fabricação de papel para melhorar a opacidade do papel resultante e propriedades de reflexão de luz. Alguns exemplos de preenchimentos são descritos na Patente
Americana Número 7.211.608. Os preenchimentos incluem partículas inorgânicas e orgânicas ou pigmentos utilizados para aumentar a opacidade ou o brilho, reduzir a porosidade, ou reduzir o custo da folha de papel ou papelão. Alguns exemplos de preenchimentos incluem um ou mais dos seguintes materiais: argila caulim, talco, dióxido de titânio,
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trihidrato de alumina, sulfato de bário, hidróxido de
magnésio, pigmentos como carbonato de cálcio, e assim por
diante. Tentativas anteriores para aumentar o teor de
preenchimento no papel sem perder a resistência do papel são
descritas na Patente Britânica GB 2016498, e Patentes
Americanas Números 4.710.270, 4. 181.567, 2.037. 525,
7.211.608, e 6.190.663.
[0003] O preenchimento de carbonato de
cálcio vem em duas formas, CCN (carbonato de cálcio natural) e CCP (carbonato de cálcio precipitado). O CCN ocorre naturalmente em rochas de carbonato de cálcio e CCP é constituído de carbonato de cálcio produzido sinteticamente. Devido ao foto de possuir uma maior área de superfície específica, o CCP tem maior capacidade de espalhamento de luz e apresenta melhores propriedades ópticas para o papel resultante. Pelo mesmo motivo, no entanto, a manta de papel composta de CCP produz um tipo de papel mais fraco do que o papel composto de CCN.
[0004] A resistência do papel é uma função do número e da resistência dos vínculos formados entre as fibras entrelaçadas da manta de papel. As partículas de preenchimento com área de superfície maior estão mais propensas a se engatar às fibras e interferir com o número e a resistência desses vínculos. Devido à sua maior área de superfície, o preenchimento com CCP interfere com esses vínculos mais do que o CCN.
[0005] Como resultado, os fabricantes de papel são forçados a fazer uma troca indesejável. Eles devem optar por selecionar um papel com resistência superior, mas com propriedades ópticas inferiores ou eles devem escolher
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3/20 um papel com propriedades ópticas superiores, mas uma resistência inferior. Assim, há uma clara necessidade de um método de fabricação de papel que proporcione uma maior quantidade de preenchimentos no papel, um papel que tem uma alta opacidade, e um papel composto que tenha um alto grau de resistência.
[0006] Pelo menos uma configuração deste pedido de patente de invenção é dirigida a um método de fabricação de papel com um teor de preenchimento superior, não resultando em uma perda de resistência no papel resultante. O método compreende as etapas de: fornecimento de uma mistura de partículas de preenchimento, pelo menos um aditivo fortificante, e fibras de celulose padrão; tratamento das partículas de preenchimento com uma composição da matéria; combinação das partículas de preenchimento com fibras de celulose padrão; e a formação de uma manta de papel removendo parte da água da combinação. Pelo menos 10 % das partículas de preenchimento é a forma precipitada do carbonato de cálcio (CCP) e pelo menos 10% das partículas de preenchimento é a forma natural do carbonato de cálcio (CCN). As fibras de celulose padrão compreendem uma pluralidade de fibras de celulose e água. A composição da matéria inibe o aditivo fortificante de aderir às partículas de preenchimento. Em pelo menos uma configuração, as fibras de celulose padrão e as partículas de preenchimento são combinadas para formar um suprimento e, posteriormente, as partículas de preenchimento são tratadas com a composição da matéria.
[0007] Pelo menos uma configuração deste pedido de patente de invenção é dirigida a um método no qual
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4/20 a mistura de partículas de preenchimento compreende ainda um item selecionado da lista composta por: carbonato de cálcio, pigmentos orgânicos, pigmentos inorgânicos, argila, talco, dióxido de titânio, trihidrato de alumina, sulfato de bário, hidróxido de magnésio, e quaisquer combinações dos mesmos.
[0008] Pelo menos uma configuração deste pedido de patente de invenção é dirigida a um método no qual a composição da matéria é um copolímero AcAm/DADMAC. Pelo menos uma configuração do pedido de patente de invenção é dirigida a um método em que o aditivo fortificante é um copolímero Acrilamida/DADMAC glioxilatado. Pelo menos uma configuração do pedido de patente de invenção é dirigida a um método em que o aditivo fortificante e a composição da matéria transportam a mesma carga.
[0009] Pelo menos uma configuração do pedido de patente de invenção é dirigida a um método o qual o carbonato de cálcio é de uma forma selecionada a partir da lista composta por: carbonato de cálcio seco, carbonato de cálcio disperso em pasta, giz, e quaisquer combinações dos mesmos. Pelo menos uma parte do carbonato de cálcio pode estar em forma de carbonato de cálcio dispersa em pasta, sendo esta forma de carbonato de cálcio dispersa em pasta compreendendo pelo menos um item selecionado de: dispersantes de polímeros ácidos poliacrílicos, dispersantes de polifosfato de sódio, pasta de argila de caulim, e quaisquer combinações dos mesmos. A mistura de partículas de preenchimento pode ser de 50 % de CCN e de 50 % de CCP. A composição da matéria pode ser um coagulante e podem ser selecionado a partir da lista composta por: coagulantes inorgânicos, coagulantes orgânicos, coagulantes de
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5/20 polimerização por condensação, e quaisquer combinações dos mesmos. O coagulante pode ter uma faixa de peso molecular entre 200 e 1.000.000.
[00010] Pelo menos uma configuração do presente pedido de patente de invenção é dirigida a um método no qual a composição da matéria é um coagulante selecionado da lista composta por: alúmen, aluminato de sódio, cloreto de polialumínio, cloridróxido de alumínio, cloreto hidróxido de alumínio, hidroxicloreto de polialumínio, cloretos sulfatados de polialumínio, sulfato de sílica de polialumínio, sulfato férrico, cloreto férrico, dimetilamina epicloridrina (EPI-DMA), polímeros reticulados de amônia EPI-DMA, polímeros de di c l o ret o de et i l en o e amônia, polímeros de condensação de dietilenotriamina multifuncional , polímeros de condensação de tetraetilenopentamina multifuncional , polímeros de conden s ação de hexametilenodiamina multifuncional, polímeros de condensação de dicloreto de etileno multifuncional, polímeros de melamina, polímeros de resina de formaldeído, polímeros de adição de vinil cationicamente carregados, e quaisquer combinações dos mesmos.
[00011] Pelo menos uma configuração do presente pedido de patente de invenção é dirigida a um método em que a proporção entre o aditivo fortificante em relação à parte sólida da manta de papel pode ser de 0,3 a 5 kg de aditivo por tonelada de manta de papel. Pelo menos algumas das partículas CCN podem ser tratadas com a composição da matéria. Pelo menos uma configuração da invenção é dirigida a um método no qual nenhuma das partículas de CCP é tratada com a composição da matéria. O
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6/20 aditivo fortificante pode ser amido catiônico. As partículas de preenchimento podem ser de uma massa de até 50 % da massa combinada da parte sólida da manta de papel. O aditivo fortificante e a composição da matéria podem suportar a mesma carga.
[00012] Pelo menos uma configuração do presente pedido de patente de invenção é dirigida a uma composição de matéria para utilização em um processo de fabricação de papel. A composição da matéria inclui: celulose, partículas de preenchimento, um aditivo fortificante e um revestimento ao redor de, pelo menos, algumas das partículas de preenchimento. O revestimento é construído e preparado para impedir que o aditivo fortificante possa aderir às partículas de preenchimento. Em pelo menos uma configuração, pelo menos algumas das partículas de preenchimento são carbonatos de cálcio. Em pelo menos uma configuração, as partículas de preenchimento são CCN, CCP, ou uma combinação dos dois. Em pelo menos uma configuração , as partículas de preenchimento são compostas de, pelo menos, 10% de CCP e 10% CCN.
[00013] Pelo menos uma configuração do presente pedido de patente de invenção configura-se como um método de fabricação de papel o qual é forte, possui uma alta concentração de preenchimento, tem um índice elevado de CCP, e tem excelentes propriedades ópticas. Em pelo menos uma configuração da invenção, o método de fabricação de papel inclui as etapas de: criação de uma mistura de preenchimento entre o CCP e o CCN, em que a CCP é composto de pelo menos 10% de massa de preenchimento e o CCN é composto de pelo menos 10% de massa de preenchimento,
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7/20 tratando previamente pelo menos algumas das partículas de preenchimento com um revestimento que diminui a adesão entre um aditivo fortificante e as partículas de preenchimento, e adicionando tanto a mistura de preenchimento como o aditivo fortificante à manta de papel.
[00014] Há algum tempo se sabe que a adição de aditivos fortificantes à manta de papel aumenta a resistência do papel resultante. Alguns exemplos de aditivos fortificantes estão descritos na Patente Americana Número 4.605.702. Alguns exemplos de aditivos fortificantes são amidos catiônicos, que aderem às fibras de celulose e as unem firmemente.
[00015] Infelizmente, não é praticável adicionar grandes quantidades de aditivos fortificantes para compensar a fraqueza que resulta da utilização de grandes quantidades de preenchimento na manta de papel. Uma das razões é porque os aditivos fortificantes são caros e utilizá-los em grandes quantidades resultaria em custos de produção que são comercialmente inviáveis. Além disso, a adição exagerada de aditivos fortificantes afeta negativamente o processo de fabricação de papel e inibe o funcionamento das formas de equipamento para fabricação de papel. Como exemplo, no contexto dos aditivos fortificantes de amido catiônico, o amido catiônico retarda o processo de drenagem e desidratação, o que diminui drasticamente o processo de fabricação de papel.
[00016] Além disso, as fibras de celulose só podem absorver uma quantidade limitada de aditivos fortificantes. Isso impõe um limite sobre a quantidade de aditivos e, portanto, a quantidade de preenchimento que
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8/20 podem ser utilizados. Uma razão pela qual isto acontece, é porque os aditivos fortificantes tendem a neutralizar as fibras aniônicas/cargas de preenchimento, quando essas cargas estão demasiadamente neutralizadas após a absorção de aditivos fortificantes ter sido inibida.
[00017] Infelizmente, a adição de preenchimento à manta de papel também reduz a eficácia do aditivo fortificante. O aditivo fortificante tem tendência a revestir as partículas de preenchimento. Quanto mais partículas de preenchimento presentes, mais aditivos fortificantes revestem as partículas de preenchimento e, portanto, há menos aditivos fortificantes disponíveis para unir as fibras de celulose. Devido ao fato de haver uma quantidade máxima de aditivos fortificantes que podem ser adicionados, uma quantidade maior de preenchimento sempre implicou em um aditivo fortificante menos eficaz. Este efeito é mais aguçado com o CCP do que com o CCN porque a maior área superficial do CCP torna-se mais revestida com o aditivo fortificante do que a do CCN.
[00018] Em pelo menos uma configuração da invenção, pelo menos algumas das partículas de preenchimento são tratadas previamente com uma composição de matéria para prevenir, parcialmente ao menos, a aderência de aditivos fortificantes às partículas de preenchimento. O prétratamento inclui o total revestimento de todas ou algumas partículas de preenchimento com a composição da matéria. Como alternativa, o pré-tratamento inclui a aplicação da composição de matéria para apenas uma parte de uma ou mais partículas de preenchimento, ou o total revestimento de algumas partículas de preenchimento e a aplicação da
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9/20 composição da matéria para apenas uma parte de outras partículas. Pelo menos uma configuração do pré-tratamento é realizada com pelo menos algumas das composições de matéria descritas na Patente Americana Número 5.221.435 e, em particular, as espécies catiônicas polarização de carga descritas neste. Pelo menos uma configuração do prétratamento é realizada com dialil-N, copolímero de acrilamida haleto de amônio N-dissubstituído descrito na Patente Americana Número 6.592.718.
[00019] Embora o pré-tratamento de partículas de preenchimento seja conhecido na área, as técnicas anteriores de pré-tratamento de partículas de preenchimento não são direcionadas para afetar a adesão dos aditivos fortificantes à partículas de preenchimento. Na verdade, muitas técnicas anteriores de pré-tratamentos aumentam a aderência do aditivo fortificante às partículas de preenchimento. Por exemplo, A Patente Americana Número 7.211.608 descreve um método de pré-tratamento de partículas de preenchimento com polímeros hidrofóbicos. Esse prétratamento, contudo, não contribui em nada para a adesão entre o aditivo fortificante e as partículas de preenchimento e apenas repele a água para contrabalançar o excesso de água absorvida pelo aditivo fortificante. Em contrapartida, a invenção diminui as interações entre o aditivo fortificante e as partículas de preenchimento, resultando em um aumento inesperado imenso na resistência do papel. Isso pode ser mais bem avaliado por referência a Figura 1.
[00020] A Figura 1 mostra a força tênsil de um determinado papel versus o percentual de preenchimento em
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10/20 relação à porção total de sólidos da manta de papel utilizada para produzir o determinado papel. Como mostrado na figura 1, a relação entre o aumento do teor de preenchimento e a diminuição da resistência do papel é uma relação linear. Isso ocorre porque a redução de eficácia do aditivo fortificante é diretamente proporcional ao aumento do aditivo fortificante preso contra as partículas de preenchimento. A Figura 1 mostra também que para qualquer proporção dada de preenchimento, da técnica anterior, para a manta de papel, se o preenchimento for CCP puro, muitas vezes terá uma resistência menor do que se fosse parcialmente CCN.
[00021] A Figura 1 também ilustra a força inesperadamente elevada que o papel feito de acordo com o método inventivo possui. Na figura 1, uma amostra da manta de papel contendo 32% em massa de preenchimento, a qual era de 50% CCP e 50% CCN pré-tratados com aditivo fortificante que evita a coagulação, produziu um papel com uma força maior do que o produzido por uma manta de papel com apenas 20% de preenchimento puro de CCN. Este resultado é duplamente inesperado, pois: a) um CCP contendo preenchimento está produzindo um papel com maior resistência do que o preenchimento puro de CCN está, e b) o aumento de mais de 12% no permissível de preenchimento é extremamente alto. A alta resistência do papel é resultado do teor de CCN reduzindo a interferência entre os vínculos das fibras de celulose e o pré-tratamento permitindo que o aditivo fortificante atinja ou chegue próximo de atingir a força máxima do papel.
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11/20 [00022] Pelo menos alguns dos preenchimentos abrangidos por esta invenção são bem conhecidos e disponíveis comercialmente. Eles incluem quaisquer partículas orgânicas ou inorgânicas ou pigmentos utilizados para aumentar a opacidade ou o brilho, reduzir a porosidade,
ou reduzir o custo da folha de papel ou papelão. Os
preenchimentos mais comuns são o carbonato de cálcio e a
argila. No entanto, o talco, o dióxido de titânio, o
triidrato de alumina, o sulfato de bário, e o hidróxido de
magnésio são preenchimentos apropriados também. O carbonato de cálcio inclui o carbonato de cálcio natural (CCN), na forma de uma pasta seca ou dispersa, giz, carbonato de cálcio precipitado (CCP) de qualquer morfologia e carbonato de cálcio precipitado na forma de uma pasta dispersa. As formas pastosas e dispersas do CCN ou do CCP são normalmente produzidas utilizando dispersantes poliméricos de ácido poliacrílico ou dispersantes de polifosfato de sódio. Cada um destes dispersantes confere uma carga aniônica significativa às partículas de carbonato de cálcio. A pasta de argila de caulim também é dispersa utilizando polímeros de ácido poliacrílico ou polifosfato de sódio.
[00023] Em pelo menos uma configuração, a composição de tratamento da matéria é qualquer uma ou a combinação das composições da matéria descritas na Patente Americana Número 6.592.718. Em particular, qualquer uma das composições de copolímeros AcAra/DADMAC descritas em detalhes são adequadas como tratamento da composição de matéria. Um exemplo de uma composição de copolímeros AcAm/DADMAC é o produto # Nalco -7527 da Nalco Company de Naperville, Illinois (doravante referida como 7527).
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12/20 [00024] A composição de tratamento da matéria pode ser um coagulante. Os coagulantes englobados nesta invenção são bem conhecidos e disponíveis comercialmente. Eles podem ser orgânicos ou inorgânicos. Coagulantes inorgânicos representativos incluem alúmen, aluminato de sódio, cloreto de polialumínio ou PACs (que também são conhecidos como cloridróxido de alumínio, cloreto hidróxido de alumínio, e hidroxicloreto de alumínio), cloretos de polialumínio sulfatados, silício sulfato de polialumínio, sulfato férrico, cloreto férrico, similares e misturas dos mesmos.
[00025] Alguns coagulantes orgânicos adequados para uma composição de tratamento da matéria são formados pela polimerização por condensação. Exemplos de polímeros deste tipo incluem a epicloridrinadimetilamina (EPI-DMA), e polímeros reticulados de amônia EPI-DMA.
[00026] Coagulantes adicionais adequados para uma composição de tratamento da matéria incluem polímeros de dicloreto de etileno e amônia, ou dicloreto de etileno e dimetilamina, com ou sem a adição de amônia, polímeros de condensação de aminas multifuncionais, como a dietilenotriamina tetraetilenopentamina, hexametilenodiamina e semelhantes com etileno dicloreto e polímeros produzidos por reações de condensação, tais como resinas melaminaformaldeído.
[00027] Coagulantes adicionais adequados para uma composição de tratamento da matéria incluem polímeros de adição de vinil cationicamente carregados como polímeros, copolímeros e terpolímeros de (meta) acrilamida,
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13/20 dialil-N, haleto de amônio N-dissubstituído, dimetilaminoetil metacrilato e seus sais quaternários de amônio, acrilato dimetilaminoetil e seus sais quaternários de amônio, cloreto de metacrilamido-propil-trimetil-amonio, dialilmetil (beta-propionamido) cloreto de amônio, (betametacriloiloxietil) metilsulfato amônio trimetil, polivinillactam quaternizado, vinilamina, e acrilamida ou metacrilamida e que reagiu produzindo o Mannich ou quaternários derivados de Mannich. Sais quaternários de amônio preferíveis podem ser produzidos com cloreto de metila, sulfato de dimetilo, ou cloreto de benzila. Os terpolímeros podem incluir monômeros aniônicos como o ácido acrílico ou ácido 2-acrilamido-2 sulfônico metilpropano com tanto que a carga total sobre o polímero seja catiônico. Os pesos moleculares desses polímeros, a adição de vinil e condensação, variam de muito baixos como várias centenas a muito elevados como vários milhões. De preferência, a faixa de peso molecular deve ser de aproximadamente 20.000 para cerca de 1.000.000. Em pelo menos uma configuração, o prétratamento é pré-formado por uma combinação de um, alguns ou todos de uma das composições da matéria descrita como composições de matéria adequadas para o pré-tratamento de partículas de preenchimento.
[00028] Em pelo menos uma configuração, o aditivo fortificante carrega a mesma carga do que a composição de matéria adequada para tratar as partículas de preenchimento. Quando os dois carregam a mesma carga, o aditivo de preenchimento tem menos probabilidade de aditivos fortificantes em sua superfície. Em pelo menos uma configuração, o aditivo fortificante é o amido catiônico. Os
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14/20 aditivos fortificantes abrangidos pela invenção incluem qualquer uma das composições da matéria descritas Patente Americana Número 4.605.702 e Pedido de Patente Americana 2005/0161181 A1 e, em particular as diversas composições de copolímero DADMAC glioxilato descritas. Um exemplo de composição de copolímero DADMAC glioxilato é o produto # Nalco 64170 (fabricado pela Nalco Company, Naperville, Illinois).
[00029] Em pelo menos uma configuração, os preenchimentos utilizados são CCP, CCN, e/ou argila de caulim. Em pelo menos uma configuração, os preenchimentos utilizados são CCP, CCN, e/ou argila de caulim com dispersantes de polímeros do ácido poliacrílico ou suas misturas. A taxa de aditivo fortificante em relação a manta de papel sólida pode ser de 3kg de aditivo por tonelada de manta de papel.
[00030] O que foi mencionado acima pode ser mais bem compreendido por referência ao exemplo a seguir, o qual é apresentado para fins de ilustração e não se destina a limitar o escopo da invenção.
Exemplo 1
1(i) Pré-tratamento do preenchimento:
[00031] Uma combinação de partículas de preenchimento foi obtida a partir de uma fábrica de papel. A combinação foi uma mistura de 50% de CCP e 50% de CCN. O CCP foi Albacar HO in-disperso (fabricado pela Specialty Mineral de Bethlehem, Pensilvânia), e o CCN (também fabricado pela Specialty Mineral de Bethlehem, Pensilvânia) foi quimicamente disperso. Para efeitos do presente pedido, a definição do termo in-disperso é distribuída por meio de
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15/20 um fluído sem o auxílio de um dispersante químico. Para efeitos do presente pedido, a definição do termo quimicamente disperso é distribuída por meio de um fluído com o auxílio de um dispersante químico.
[00032] A mistura de preenchimento foi diluída a 18% de sólidos com água de torneira. Foram colocados 200 ml da mistura diluída de preenchimento em um béquer de vidro de 500 ml. A mistura foi agitada durante pelo menos 30 segundos antes da adição do coagulante. O agitador foi um misturador superior EUROSTAR Digital com uma R1342, 50 mm, hélice de quatro pás (ambos do IKA Works Inc., Wilmington, Carolina do Norte). Uma solução de coagulante foi adicionada lentamente após os primeiros 30 segundos de mistura em agitação a 800 RPM. A solução coagulante utilizada foi 7527. A dose de coagulante foi lkg/ton com base no peso do preenchimento seco. A agitação continuou a 800 rpm até que todos os coagulantes foram adicionados. Então, a velocidade de agitação aumentou para 1500 RPM durante um minuto.
l(ii) Utilização do Preenchimento:
[00033] Um estoque espesso de fibras de celulose foi obtido a partir de uma fábrica de papel. O estoque foi resfriado e em seguida diluído com água branca clarificada até obter uma consistência de cerca de 0,7 %. As fibras de celulose eram compostas de 60% de celulose de fibra curta branqueada (CFCB), 20% de celulose de fibra longa branqueada (CFLB), e 20% de celulose branqueada termoquímico-mecânica (CBTQM). Foram adicionadas amostras de diversas composições de preenchimento indicadas na figura 1. O aditivo fortificante 64170 também foi adicionado. A força
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16/20 tênsil do papel feito com cada amostra foi medida e representada na figura 1.
[00034] A análise de resistência das amostras revelou o seguinte: a substituição do CCP puro com 50% de CCP e 50% de CCN permite consistentemente um aumento de aproximadamente 3% no teor de preenchimento sem perda de resistência do papel. No entanto, a combinação de 50% de preenchimento CCP e 50% de preenchimento CCG com prétratamento das partículas de CCN com aditivo fortificante 64170 e repelindo o coagulante 7527 resultou em um surpreendente aumento de 12% no teor de preenchimento, sem perda de resistência do papel. Como resultado, fica claro que as etapas do método inventivo permitem que mais preenchimento possa ser utilizado na fabricação de papel e mais CCP possa ser utilizado na fabricação de papel, melhorando as propriedades ópticas do papel resultante. Exemplo 2 [00035] A mistura de celulose e preenchimento foram fornecidos como no Exemplo 1. O preenchimento foi tratado como no Exemplo 1. Foi adicionado 3kg/ton de aditivo fortificante 64170 em três amostras, uma contendo 100% de CCN, uma contendo 50% de CCP - 50% de CCN, e uma contendo 50% de CCP - 50% de CCN com o CCN prétratado com 7527. As amostras de papel resultantes foram analisadas e os resultados foram demonstrados na figura 2, em que as parcelas de força tênsil de um determinado papel versus o percentual de preenchimento em relação à porção total de sólidos da liga utilizada para produzir o determinado papel.
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17/20
[00036] Quando 3 kg/ton de aditivo 64170
foram adicionados com 100% de CCP, apenas 3% do teor de
preenchimento pôde ser acrescido sem perda de resistência.
Com cerca de 34 % do teor de preenchimento , a resistência
melhorou 12%. Quando 100% de CCP foi trocado para 50% de CCP - 50% de CCN, a resistência aumentou e isso possibilitou um aumento de 3,5% do teor de preenchimento, sem perder a resistência da folha. Quando 3 kg/ton de aditivo 64170 foram adicionados, cerca de 2,5 % de outro teor de preenchimento pôde ser acrescido sem sacrificar a resistência da folha. Com 35% de teor de preenchimento, a resistência da folha foi melhorada em 14% com a adição de 3 kg/ton de 64170. Em comparação com 50% de CCP - 50% de CCN, o 7527 pré-tratado com 50% de CCP - 50% de CCN poderia aumentar 2% de preenchimento, sem perder a resistência. Ao adicionar 3kg/ton de N-64I70 ao suprimento com 50% de CCP - 50% de CCN pré-tratados, o teor de preenchimento pode ser aumentado em 4% sem perder a resistência da folha em comparação com apenas 50% de CCP - 50% de CCN pré-tratados. Com 36% de teor de preenchimento, a adição de 3kg/ton de N-64170 aumentou a resistência em 19%. Este experimento demonstrou que, com a mesma quantidade de aditivo fortificante 64170, a eficiência na melhora da resistência da folha aumentou
significativamente por meio do pré-tratamento do
preenchimento. Exemplo 3 [00037] Um experimento mecânico foi
conduzido, o qual uma máquina de fabricação de papel
produziu 108 g/m2 de papel com base revestida com a
velocidade da máquina em 1360m/min. Uma composição foi
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18/20 fornecida cujas fibras de celulose eram de 40% celulose branqueada termoquímico-mecânica (CBTQM), 40% CFCB 40%, CFLB 20%. O suprimento também continha uma mistura de preenchimento que era de 7 0% de CCP e 30% de CCN. Durante o experimento, todos os aditivos úmidos, incluindo auxiliares de retenção, agentes de colagem e amidos catiônicos foram mantidos constantes. A resistência do papel resultante foi medida utilizando o teste Scott Bond.
[00038] A Figura 3 mostra a resistência resultante de misturas de papel por meio do teste Scott Bond, o qual incluiu oito misturas que têm quantidades diferentes de 7527 e 64170. Quando não foram adicionados 7527 e 64170, a resistência foi de 0,92 kg cm. Quando 2.5kg/ton de 64170 foram adicionados, a resistência aumentou para 1,14 kg cm, um aprimoramento da resistência em 24%. Entretanto, com a nova adição de 0,5 kg/ton de 7527 a resistência aumentou de 1,14 kg cm para 1,30 kg cm, uma melhora de 14%. Este experimento demonstrou que com a adição de uma pequena quantidade de coagulante, a eficiência do 64170 é aprimorada.
[00039] Uma pessoa com habilidades comum à área vai reconhecer que todos os métodos descritos anteriormente são também aplicáveis à manta de papel, incluindo outros materiais fibrosos não baseados em celulose, ligas de papel incluindo uma mistura de materiais fibrosos baseados e não-baseados em celulose, e/ou materiais baseados em fibras sintéticas.
[00040] Mudanças podem ser feitas na composição, funcionamento e organização do método deste pedido de patente de invenção aqui descrito, sem se afastar
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19/20 do conceito e escopo da do pedido de patente de invenção, tal como definido nas reivindicações. Embora este pedido de patente de invenção possa ser incorporado em muitas formas diferentes, são descritos em detalhe nestas configurações específicas preferenciais do pedido de patente de invenção. A presente divulgação serve de exemplificação dos princípios do pedido de patente de invenção e não se destina a limitar o pedido de patente de invenção particularmente às configurações ilustradas. Além disso, o pedido de patente de invenção engloba qualquer combinação possível de algumas ou todas as várias configurações aqui descritas. Todas as patentes, pedidos de patentes e outros materiais já mencionados em qualquer parte deste pedido, ou em qualquer patente citada, pedido de patente citada, ou outro material são incorporados por referência em sua totalidade.
[00041] O presente Pedido de Patente de Invenção acima é destinado apenas como ilustrativo e não completo. Esta descrição irá sugerir muitas variações e alternativas para um especialista na área. Todas essas alternativas e variações se destinam a ser incluídas no escopo das reivindicações, em que o termo compreendendo significa incluindo, mas não limitado a. Aqueles que estão familiarizados com a área podem reconhecer outros equivalentes às configurações específicas descritas neste, sendo que seus equivalentes também se destinam a ser englobados pelas reivindicações.
[00042] Isso completa a descrição das configurações alternadas e preferíveis da invenção. Os especialistas na área podem reconhecer a outros equivalentes da configuração específica aqui descrita, em que seus
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20/20 equivalentes destinem-se a ser englobados pelas reivindicações em anexo.

Claims (16)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. “MÉTODO PARA AUMENTAR O TEOR DE PREENCHIMENTO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL, o método tendo as etapas de: fornecimento de uma mistura de partículas de preenchimento, um aditivo fortificante e estoque de fibra de celulose; pré-tratamento das partículas de preenchimento com uma composição de matéria, caracterizado por a composição de matéria ser um coagulante e em que o aditivo fortificante e a composição de matéria carregam a mesma carga; combinação das partículas de preenchimento com o estoque de fibras de celulose após as partículas de enchimento terem sido prétratadas; tratamento da combinação com um aditivo fortificante; e formando uma manta de papel a partir da combinação; quando 10% - 50% em peso das partículas de enchimento são carbonato de cálcio precipitado e 10% -50% em peso das partículas de enchimento são carbonato de cálcio moído; as fibras de celulose padrão compreendem uma pluralidade de fibras de celulose e água; e a composição da matéria aumenta o desempenho do aditivo fortificante na manta de papel.
  2. 2. “MÉTODO PARA AUMENTAR O TEOR DE PREENCHIMENTO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por a manta de papel ser formada por meio da remoção de parte da água a partir da combinação.
  3. 3. “MÉTODO PARA AUMENTAR O TEOR DE PREENCHIMENTO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por os carbonatos de cálcio serem de uma forma selecionada a partir da lista composta por: carbonato de cálcio não dispersado, carbonato
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    2/4 de cálcio disperso em pasta, giz e suas combinações.
  4. 4. “MÉTODO PARA AUMENTAR O TEOR DE PREENCHIMENTO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por uma parte do carbonato de cálcio estar em uma forma de carbonato de cálcio disperso em pasta, o carbonato de cálcio disperso em pasta ainda compreendendo um item selecionado de: dispersantes poliméricos de ácido poliacrílico, dispersantes de polifosfato de sódio, pasta de argila de caulim, e suas combinações.
  5. 5. “MÉTODO PARA AUMENTAR O TEOR DE PREENCHIMENTO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por a mistura de partículas de preenchimento ser de 50% de carbonato de cálcio natural e de 50% de carbonato de cálcio precipitado.
  6. 6. “MÉTODO PARA AUMENTAR O TEOR DE PREENCHIMENTO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por o coagulante ser selecionado a partir da lista composta por: coagulantes inorgânicos, coagulantes orgânicos, coagulantes de polimerização por condensação, e suas combinações.
  7. 7. “MÉTODO PARA AUMENTAR O TEOR DE PREENCHIMENTO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por o coagulante ter uma faixa de peso molecular entre 200 e 1.000.000.
  8. 8. “MÉTODO PARA AUMENTAR O TEOR DE PREENCHIMENTO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por o coagulante ser selecionado a partir da lista composta por: alume, aluminato de sódio, cloretos de polialumínio, cloridróxido de alumínio,
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    3/4 cloreto hidróxido de alumínio, hidroxicloreto de polialumínio, cloretos de polialumínio sulfatados, sulfato de sílica de polialumínio, sulfato férrico, cloreto férrico, dimetilamina epicloridrina (EPI-DMA), polímeros reticulados de amônia EPI-DMA, polímeros de dicloreto de etileno e amônia, polímeros de condensação de dietilenotriamina multifuncional, polímeros de condensação de tetraetilenopentamina multifuncional, polímeros de condensação de hexametilenodiamina multifuncional, polímeros de condensação de dicloreto de etileno multifuncional, polímeros de melamina, polímeros de resina de formaldeído, polímeros de adição de vinil cationicamente carregados, e combinações dos mesmos.
  9. 9. MÉTODO PARA AUMENTAR O TEOR DE PREENCHIMENTO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por a composição da matéria ser um copolímero AcAm/DADMAC.
  10. 10. MÉTODO PARA AUMENTAR O TEOR DE PREENCHIMENTO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por o aditivo fortificante ser um copolímero Acrilamida/DADMAC glioxilatado.
  11. 11. MÉTODO PARA AUMENTAR O TEOR DE PREENCHIMENTO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por a taxa de aditivo fortificante em relação à parte sólida da manta de papel ser de 0,3 a 5 kg de aditivo fortificante por tonelada de manta de papel.
  12. 12. MÉTODO PARA AUMENTAR O TEOR DE PREENCHIMENTO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL, de acordo com a
    Petição 870190098547, de 02/10/2019, pág. 15/18
    4/4 reivindicação número 1, caracterizado por algumas das partículas de carbonato de cálcio moído (CCN) serem tratadas com a composição da matéria.
  13. 13. “MÉTODO PARA AUMENTAR O TEOR DE PREENCHIMENTO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por nenhuma das partículas de carbonato de cálcio precipitado (CCP) ser tratada com a composição da matéria.
  14. 14. “MÉTODO PARA AUMENTAR O TEOR DE PREENCHIMENTO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por o aditivo fortificante ser um amido catiônico.
  15. 15. “MÉTODO PARA AUMENTAR O TEOR DE PREENCHIMENTO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por a manta de papel ter uma porção sólida e as partículas de preenchimento na manta de papel representarem mais de 50% da massa total da parte sólida da manta de papel.
  16. 16. “MÉTODO PARA AUMENTAR O TEOR DE PREENCHIMENTO NA FABRICAÇÃO DE PAPEL, de acordo com a reivindicação número 1, caracterizado por a mistura de partículas de preenchimento ter ainda um item selecionado da lista composta por: pigmentos orgânicos, pigmentos inorgânicos, argila, talco, dióxido de titânio, trihidrato de alumina, sulfato de bário, hidróxido de magnésio, e suas combinações.
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