ES2210016T3 - Fabricacion de papel y papel carton. - Google Patents
Fabricacion de papel y papel carton.Info
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Abstract
Un procedimiento para la fabricación de papel o papel cartón, el cual comprende la formación de una suspensión celulósica, la floculación de la suspensión, el drenaje de la suspensión sobre una pantalla para formar una hoja y, a continuación, el secado de la hoja, en donde, la suspensión celulósica, se flocula mediante la adición de un polímero sintético catiónico, soluble en agua, de una viscosidad intrínseca de por lo menos 4 dl/g, en donde, la suspensión celulósica floculada, se somete a un cizallamiento mecánico y, a continuación, se vuelve a flocular mediante una subsiguiente adición de un sistema refloculante, en donde, el sistema refloculante, comprende: i) un material silíceo y, ii) un polímero aniónico, soluble en agua, de una viscosidad intrínseca de por lo menos 4 dl/g, caracterizado por el hecho de que, o bien el material silíceo y polímero aniónico soluble en agua, se añaden a la suspensión simultáneamente, o bien, mediante la adición del material silíceo, antes o después de la adición del polímero aniónico soluble en agua, el material silíceo (i) y el polímero aniónico soluble en agua (ii) se añaden a la suspensión celulósica, subsiguientemente, a la pantalla central y, el polímero catiónico, se añade a la corriente de la primera materia poco espesa de la suspensión celulósica.
Description
Fabricación de papel y papel cartón.
La presente invención, se refiere a un
procedimiento para la fabricación de papel y papel cartón, a partir
de una primera materia celulósica.
Durante la fabricación de papel y de papel
cartón, se procede a drenar una primera materia fina celulósica,
sobre una pantalla móvil (a la cual se le hace a menudo referencia
como alambrada o tela metálica de la máquina), para formar una hoja
o lámina, la cual, a continuación, se seca. Se conoce bien, el hecho
de aplicar polímeros, solubles en agua, a la suspensión celulósica,
con objeto de efectuar la floculación de los sólidos celulósicos e
intensificar el drenaje de la pantalla móvil.
Con objeto de incrementar el caudal de salida del
papel, muchas máquinas modernas de fabricación de papel, operan a
grandes velocidades. Como consecuencia de las velocidades
incrementadas de máquina, se les ha asignado un gran compromiso de
importancia a los sistemas de drenaje y de retención que
proporcionan un drenaje incrementado. No obstante, se conoce el
hecho de que, al incrementar el peso molecular de un adyuvante de
retención, polimérico, el cual se añade inmediatamente antes del
drenaje, tenderá a incrementar la tasa de drenaje, pero daña al
proceso de formación. Es difícil la obtención de un equilibrio
óptimo entre la retención, drenaje, secado y formación, mediante la
adición de un único adyuvante polimérico de retención, y es por lo
tanto usual el añadir dos materiales separados en secuencia.
La solicitud de patente europea EP - A - 235 893,
proporciona un procedimiento, en donde se aplica un polímero
catiónico lineall, substancialmente soluble en agua, a la primera
materia formadora de papel, previamente a una etapa de
cizallamiento y, a continuación, se procede a volver a flocular
mediante la introducción de bentonita, después de la etapa de
cizallamiento. Este procedimiento, proporciona un drenaje mejorado y
también una buena formación y retención. Este procedimiento, el cual
se comercializa por parte de la firma Ciba Specialty Chemicals,
bajo el nombre comercial de Hidrocol®, marca registrada, ha probado
el tener éxito durante un transcurso de tiempo correspondiente a
más de una década.
De una forma más reciente, se han realizado
varias tentativas, encaminadas a proporcionar variaciones en estos
temas, procediendo a realizar modificaciones menores en uno o más
de los componentes.
La solicitud de patente estadounidense US - A - 5
393 381, describe un procedimiento, en el cual se realiza un
procedimiento de fabricación de papel o cartón, mediante la adición
de poliacrilamida ramificada, soluble en agua y una bentonita, a la
pulpa fibrosa en suspensión. La poliacrilamida catiónica
ramificada, se prepara procediendo a polimerizar una mezcla de
acrilamida, monómero catiónico, agente ramificante y agente de
transferencia de cadena, mediante polimerización en solución.
La solicitud de patente estadounidense US - A - 5
882 525, describe un procedimiento, en el cual, un polímero
ramificado, catiónico, soluble en agua, con un cociente de
solubilidad mayor de un 30%, se aplica a una dispersión de sólidos
suspendidos, por ejemplo, una primera materia de fabricación de
papel, con objeto de liberar agua. El polímero ramificado,
catiónico, soluble en agua, se prepara a partir de ingredientes
similares a los que se describen en la solicitud de patente
estadounidense US - A - 5 398 381, por ejemplo, mediante la
polimerización de una mezcla de acrilamida, monómero catiónico,
agente ramificante y un agente de transferencia de cadena.
En la solicitud de patente europea EP - A - 17
353, se procede a tratar una pulpa relativamente cruda, que tiene
una alta demanda catiónica, con bentonita, seguido mediante un
adyuvante de retención, polimérico, substancialmente no iónico. A
pesar del hecho de que, la suspensión, en este procedimiento, es
una suspensión substancialmente no provista de cargas, en el
documento de solicitud de patente AU - A - 63 977 / 86, se describe
una modificación, en la cual, la suspensión, puede estar provista
de cargas y, en la cual, se añade bentonita a la materia prima
espesa, dicha materia prima espesa, de diluye, a continuación, para
formar una materia prima poco densa o fluida y, a continuación, se
añade un adyuvante de retención, no iónico, de alto peso molecular.
Así, en este procedimiento, se utiliza polímero coagulante y, éste,
se añade a la primera materia poco densa o fluida, después de la
bentonita.
Los procedimientos tales como los que se
describen en la patente europea EP 17 353 y en la solicitud de
patente AU 63 977 / 86, son satisfactorios en cuanto a lo referente
a la fabricación de papel, a partir de una suspensión que tiene una
alta demanda catiónica y un contenido en carga relativamente bajo,
pero que tiende a ser mas bien insatisfactoria en cuanto a lo
referente a la retención de cargas, cuando la suspensión contiene
significativas cantidades de carga.
La solicitud de patente europea EP - A - 608 986,
describe un procedimiento para la fabricación de papel cargado,
mediante la adición de un coagulante catiónico a la suspensión de
alimentación, para flocular una suspensión relativamente
concentrada de fibra y carga, añadiendo bentonita u otro tipo de
material aniónico en forma de partículas a la materia prima
celulósica poco espesa o la materia prima celulósica espesa, y a
continuación, añadiendo adyuvante de retención, polimérico, a la
materia prima poco espesa, antes de drenar la materia prima poco
espesa o fluida, para formar una hoja. Según se dice, la retención
de fibra y de cargas, se mejoran mediante la presencia del
coagulante, en la suspensión concentrada de la fibra y la carga.
La solicitud de patente estadounidense US - A - 5
676 796, describe un procedimiento para la fabricación de papel, en
el cual, se procede a flocular una materia prima poco espesa
(fluida), mediante la adición de un polímero de densidad de carga
catiónica, relativamente baja y, a continuación, se diluye la
materia primera espesa, floculada, para formar una materia prima
poco espesa (fluida), y se drena la materia prima poco espesa, para
formar una hoja. Según se dice, el procedimiento, proporciona una
buena retención y formación.
La solicitud de patente europea EP - A - 308
752, describe un procedimiento para la fabricación de papel, en el
cual, se añade un polímero orgánico catiónico de bajo peso
molecular, a la primera materia, y a continuación, se añade una
sílice coloidal y un copolímero de acrilamida, cargado, de alto
peso molecular, de un peso molecular de por lo menos 500.000. La
revelación, parece indicar el hecho de que, la amplia gama de pesos
moleculares proporcionada a los polímeros catiónicos de bajo peso
molecular añadidos, en primer lugar, a la primera materia, es de
1.000 a 500.000. Se esperaría que, tales tipos de polímeros de bajo
peso molecular, exhibieran unas viscosidades intrínsecas de hasta
aproximadamente 3 dl/g.
El artículo TM Gallager 1990 TAPPI Press, Atlanta
p 141, Short Course (abreviado) titulado Neutral / Alcaline Paper,
- Fabricación de papel neutro / alcalino -, describe un sistema de
micropartícula de sílice, según se afirma, comercialmente obtenible
en el mercado, que utiliza un polímero coagulante catiónico, una
poliacrilamida aniónica de alto peso molecular y un sol de sílice
coloidal de 5 nm. Tales tipos de polímeros coagulantes, tendrían
bajos pesos moleculares y una alta densidad de carga. Se indica que,
a pesar del hecho de que, existe un potencial para la alta
retención, la formación, es todavía un resultado con altas dosis de
poliacrilamida aniónica. Una reducida adición de sílice (inferior a
un 0,10%), es la que se utiliza, usualmente, en este sistema.
No obstante, existe todavía una necesidad en
cuanto al hecho de mejorar adicionalmente los procedimientos de
fabricación de papel, mediante una mejora adicional del drenaje y
la retención, sin perjudicar a la formación. Además de ello, existe
también una necesidad en cuanto al hecho de disponer de un sistema
de floculación más efectivo para fabricar papel altamente
cargado.
En concordancia con la presente invención, se
proporciona un procedimiento para la fabricación de papel o cartón
de papel, el cual comprende la formación de una suspensión
celulósica, la floculación de la suspensión, el drenaje de la
suspensión sobre una pantalla para formar una hoja y, a
continuación, el secado de la hoja, en donde, la suspensión
celulósica, se flocula mediante la adición de un polímero sintético
catiónico, substancialmente soluble en agua, de una viscosidad
intrínseca de por lo menos 4 dl/g, en donde, la suspensión
celulósica floculada, se somete a un cizallamiento mecánico y, a
continuación, se vuelve a flocular mediante una subsiguiente
adición de un sistema refloculante, en donde, el sistema
refloculante, comprende i) un material silíceo y, ii) un polímero
aniónico, substancialmente soluble en agua, de una viscosidad
intrínseca de por lo menos 4 dl/g, caracterizado por el hecho de
que, o bien el material silíceo y polímero aniónico soluble en agua,
se añaden a la suspensión simultáneamente, o bien, el material
silíceo, se añade antes o después de la adición del polímero
aniónico soluble en agua, el material silíceo (i) y el polímero
aniónico soluble en agua (ii) se añaden a la suspensión celulósica,
subsiguientemente, a la pantalla central y, el polímero catiónico,
se añade a la corriente de la primera materia poco espesa de la
suspensión celulósica.
Se ha encontrado, de una forma sorprendente, el
hecho de que, la floculación de la suspensión celulósica utilizando
un sistema de floculación el cual comprende la aplicación, a la
suspensión celulósica, de un sistema multicomponente que comprende
un polímero catiónico soluble en agua, de una viscosidad intrínseca
por encima de los 4 dl/g, añadido a una corriente de primera
materia de la suspensión celulósica, la cual se sigue por un sistema
de refloculación, tal y como se define anteriormente, arriba,
proporciona mejoras en la retención y el drenaje, sin producir
ningún daño significante de la formación, en comparación con otros
procedimientos conocidos.
El material silíceo, puede ser cualquiera de los
materiales seleccionados de entre el grupo consistente en
partículas a base de sílice, microgeles de sílice, sílice coloidal,
soles de sílice, geles de sílice, polisilicatos, sílice catiónico,
aluminosilicatos, polialuminosilicatos, borosilicatos,
poliborsilicatos, zeolitas, y arcillas hinchables. El material
silíceo, puede ser en forma de un material aniónico en forma de
micropartículas. Cuando, el material silíceo, es una arcilla
hinchable, ésta puede ser, de una forma típica, una arcilla del
tipo bentonita. Las arcillas preferidas, son hinchables en agua, e
incluyen a las arcillas las cuales son hinchables en agua de una
forma natural, o a arcillas que pueden modificarse, por ejemplo,
mediante intercambie de iones, para convertirlas en hinchables
mediante agua. Las arcillas hinchables en agua apropiadas,
incluyen, aunque no de una forma limitada a ellas, a las arcillas a
las que se les hace a menudo referencia como hectorita, esmectitas,
montmorillonitas, montronitas, saponita, sauconita, hormitas,
attapulgitas y sepiolitas. El material de floculación, puede ser
bentonita, tal y como se define en las solicitudes de patente
europeas EP - A - 235 895 o EP - A - 335 575.
Así, de esta forma, el primer componente del
sistema de floculación utilizado en la invención, es el polímero
catiónico soluble en agua, el cual se añade a la suspensión
celulósica, previamente al sistema de refloculación. El polímero
catiónico soluble en agua, debe ser de un peso molecular lo
suficientemente alto, como para producir la floculación en la
totalidad de la suspensión celulósica. El polímero catiónico
soluble en agua, puede ser cualquier polímero sintético, que tenga
una viscosidad intrínseca por encima de 4 dl/g. De una forma
preferible, tales tipos de polímeros, tienen una viscosidad
intrínseca de por lo menos 7 dl/g, por ejemplo, de una valor que
puede ser tan alto como el correspondiente a 16 ó 18 gl/g, pero,
usualmente, éste se encuentra comprendido dentro unos márgenes que
van desde 7 u 8 hasta 14 ó 15 dl/g. El polímero catiónico soluble
en agua, puede ser un polímero derivado de cualquier tipo apropiado
de monómero o de mezcla de monómero que sean solubles en agua.
Mediante la expresión soluble en agua, se intenta dar a entender el
hecho de que, el monómero, tenga una solubilidad en agua de por lo
menos 5 g/100 cm^{3}.
Los polímeros catiónicos solubles en agua
preferidos, tienen una funcionalidad catiónica o potencialmente
catiónica. Así, por ejemplo, el polímero catiónico, puede
comprender grupos amina libres, los cuales se convierten en
catiónicos, una vez que se hayan introducido en una suspensión
celulósica con un valor pH lo suficientemente bajo como para
protonizar grupos amina libres. De una forma preferible, no
obstante, los polímeros catiónicos, portan una carga catiónica
permanente, tal como los grupos de amonio cuaternario. De una forma
deseable, el polímero, puede formarse a partir de monómero
catiónico, etilénicamente insaturado, soluble en agua, o a partir de
una mezcla de monómeros, etilénicamente insaturada, soluble de en
agua, en donde, por lo menos uno de los monómeros en la mezcla, es
catiónico. El monómero catiónico, se selecciona, de una forma
preferible, entre los cloruros amónicos de dialilo y dialquilo, las
sales de adición de ácidos o las sales de amonio cuaternario de,
bien ya sea (met)acrilato de dialquilaminoalquilo o bien ya
sea (met)acrilamidas de dialquilaminoalquilo. El monómero
catiónico, puede estar polimerizado solo, o estar copolimerizado
con monómeros no iónicos, catiónicos o aniónicos, solubles en agua.
Los polímeros catiónicos particularmente preferidos, incluyen a los
copolímeros de sales de amonio cuaternario de cloruro de metilo, de
acrilato o de metacrilato de dimetilaminoetilo.
El primer componente, puede ser un polímero
anfotérico y, así, de esta forma, comprendería a ambos, los
aniónicos o de funcionalidad pontencialmente aniónica, y los
catiónicos o de funcionalidad potencialmente catiónica. Así, de
esta forma, el polímero anfotérico, puede estar formado a partir de
una mezcla de monómeros, de entre los cuales, por lo menos uno de
ellos, es catiónico o potencialmente catiónico y, por lo menos un
monómero, es aniónico o potencialmente aniónico y, opcionalmente,
por lo menos uno de los monómeros no iónicos, se encuentra presente.
Los monómeros apropiados, incluirían a cualquiera de los monómeros
catiónicos, aniónico o no iónicos proporcionados aquí. Un polímero
anfotérico preferido, sería un polímero de ácido acrílico con
acrilato y acrilamida de dimetilaminoetilo cuaternizado y cloruro de
metilo.
De una forma deseable, el primer componente,
puede ser un polímero soluble en agua, con un valor de oscilación
reológica de un delta, a 0,005 Hz, por encima de 1,1 (definido
mediante el método que se incluye aquí).
El polímero soluble en agua, puede también tener
una estructura ligeramente mramificada, por ejemplo, mediante la
incorporación de pequeñas cantidades de un agente de ramificación,
como por ejemplo, hasta 20 ppm, en peso. De una forma típica, el
agente de ramificación, incluye a cualesquiera de los agentes de
ramificación definidos aquí, apropiados para la preparación del
polímero aniónico. Tales tipos de polímeros ramificados, pueden
también prepararse procediendo a la inclusión de un agente de
transferencia de cadena en la mezcla de monómero. El agente de
transferencia de cadena, puede estar incluido en una cantidad de
por lo menos 2 ppm, en peso, y puede incluirse en uuna cantidad de
hasta 200 ppm en peso. De una forma típica, las cantidades de
agente de transferencia de cadena, se encuentran comprendidas dentro
de unos márgenes que van desde 10 hasta 50 ppm, en peso. El agente
de transferencia de cadena, puede ser cualquier substancia química
apropiada, por ejemplo, hipofosfito sódico,
2-mercaptoetanol, ácido málico o ácido
tioglicólico.
Los polímeros ramificados, los cuales comprenden
un agente de transferencia de cadena, pueden prepararse utilizando
altos niveles de agente ramificante, por ejemplo, unos niveles de
hasta 100 ó 200 ppm, en peso, con la condición de que, las
cantidades utilizadas del agente de transferencia, sean lo
suficientemente elevadas como para asegurar el hecho de que, el
polímero producido, sea soluble en agua. De una forma típica, el
polímero ramificado, soluble en agua, puede formarse a partir de una
mezcla de monómeros, soluble en agua, la cual comprende, por lo
menos, un monómero catiónico, por lo menos una cantidad molar de 10
ppm de un agente de transferencia de cadena, y una cantidad molar
inferior a 20 ppm, de un agente de ramificación. De una forma
preferible, el polímero ramificado soluble en agua, tiene un valor
de oscilación reológica de un delta, a 0,005 Hz, superior a 0,7
(tal y como se define mediante el método que se facilita aquí).
Los polímeros catiónicos solubles en agua, pueden
también prepararse mediante cualquier procedimiento
convenientemente apropiado, por ejemplo, mediante polimerización en
solución, mediante polimerización en suspensión del tipo agua en
aceite, o mediante polimerización en emulsión del tipo agua en
aceite. La polimerización en solución, tiene como resultado geles
polímeros acuosos, los cuales pueden cortarse al secarse, y
molerse, para proporcionar un producto en forma de polvo. Los
polímeros, pueden producirse como perlas, mediante polimerización
en suspensión, o como una emulsión o dispersión del tipo agua en
aceite, mediante polimerización en forma de emulsión del tipo agua
en aceite, por ejemplo, en concordancia con el procedimiento
definido en las solicitudes de patente europeas EP - A - 150 933, EP
- A - 102 760 o EP - A - 126 528.
En concordancia con la invención, el polímero
catiónico soluble en agua, se añade a la corriente de la primera
materia (materia prima), de la suspensión celulósica, previamente a
la adición del refloculante. El polímero, puede añadirse en
cualquier cantidad que sea efectiva para lograr la floculación. De
una forma usual, la dosis de polímero, sería de un valor de 20 ppm,
en peso, de polímero catiónico, en base al peso en seco de la
suspensión. De una forma preferible, éste se añade en una cantidad
de por lo menos 50 ppm, en peso, por ejemplo en una cantidad
comprendida dentro de unos márgenes que van desde 100 hasta 2000
ppm, en peso. De una forma típica, la dosis de polímero, puede ser
de un valor superior a 150 ppm, y puede ser de un valor superior a
200 ppm, y puede ser también mayor de 300 ppm. A menudo, la dosis,
puede ser de un valor comprendido dentro de unos márgenes que van
desde 150 hasta 600 ppm, especialmente, de un valor comprendido
dentro de unos márgenes situados entre 200 y 400 ppm.
El material silíceo y los componentes polímeros
aniónicos solubles en agua del sistema de refloculación, pueden
añadirse, de una forma substancial, simultáneamente a la suspensión
celulósica. Así, por ejemplo, los dos componentes, pueden añadirse
a la suspensión celulósica, separadamente, pero en la misma etapa o
punto de dosificaciión. Cuando los componentes de sistema de
refloculación se añaden de una forma simultánea, el material silíceo
y el polímero aniónico soluble en agua, pueden añadirse como una
mezcla. La mezcla, puede formarse in situ, mediante la
combinación del material silíceo y el polímero aniónico soluble en
agua, en el punto de dosificación, o en la línea de alimentación al
punto de dosificación. Se prefiere el hecho de que, el sistema de
refloculación, comprenda una mezcla previamente formada del material
silíceo y el polímero soluble en agua.
En una forma alternativa de la invención, los dos
componentes del sistema de refloculación, se añaden
secuencialmente, en donde, el material silíceo, se añade
previamente a la adición del polímero soluble en agua del sistema de
refloculación, o se añade posteriormente a la adición de éste
último.
El material silíceo, puede ser cualquiera de los
materiales seleccionados de entre el grupo consistente en
partículas a base de sílice, microgeles de sílice, sílice coloidal,
soles de sílice, geles de sílice, polisilicatos, aluminosilicatos,
polialuminosilicatos, borosilicatos, poliborosilicatos y zeolitas.
El material silíceo, puede encontrarse en forma de un material
aniónico en forma de micropartículas. De una forma alternativa, el
material silíceo, puede ser una sílice catiónica.
En una forma preferida de la invención, el
material silíceo, se selecciona de entre sílices y polisilicatos.
La sílice, puede ser cualquier sílice coloidal, por ejemplo, tal y
como se describe en el documento internacional de solicitud de
patente WO - A - 8 600 100. El polisilicato, puede ser un ácido
silícico coloidal, tal y como se describe en el documento de
solicitud de patente estadounidense US - A - 4.388.150.
Los polisilicatos utilizados en la presente
invención, pueden prepararse mediante la acidificación de una
solución acuosa de un silicato de metal alcalino. Así, por ejemplo,
los microgeles polisilícicos, conocidos de otro modo, como sílice
activa, pueden prepararse mediante acidificación parcial de
silicato de metal alcalino, a un valor pH de aproximadamente 8 - 9,
mediante la utilización de ácidos minerales de resinas
intercambiadoras ácidas, sales de ácidos y gases de ácidos. Puede
ser deseable el hacer envejecer el ácido polisilícico formado, con
objeto de permitir el que se forme una estructura correspondiente a
una red tridimensional. Generalmente, el tiempo de envejecimiento,
es insuficiente para que gelifique el ácido polisilícico. Los
materiales silíceos particularmente preferidos, incluyen a los
polialumino- silicatos. Los polialuminosilicatos, pueden ser, por
ejemplo, ácido polisilícico aluminado, preparado, procediendo a
formar, en primer lugar, micropartículas de ácido polisilícico y, a
continuación, procediendo a tratar, posteriormente, con sales de
aluminio, por ejemplo, tal y como se describe en el documento de
solicitud de patente estadounidense US - A - 5.176.891. Tales tipos
de polialuminosilicatos, consisten en micropartículas silícicas con
el aluminio localizado, preferentemente, en la superficie.
De una forma alternativa, los
polialuminosilicatos, pueden ser microgeles en forma de
polipartículas de un área de superficie en exceso de 1000 m^{2}/g,
formadas mediante la reacción de un silicato de metal alcalino con
ácido y sales de aluminio solubles en agua, como por ejemplo, tal y
como se describe en el documento de solicitud de patente
estadounidense US - A - 5.482.693. De una forma típica, los
polialuminosilicatos, pueden tener unos valores de relación molar
de aluminio : silicio, comprendidos dentro de unos márgenes situados
entre 1 : 10 y 1 : 1500.
Los polialuminosilicatos, pueden formarse
mediante la acidificación de una solución acuosa de silicato de
metal alcalino, a un valor pH de 9 ó 10, utilizando ácido sulfúrico
concentrado, que contiene un porcentaje comprendido dentro de unos
márgenes que van de un 1,5 a un 2%, en peso, de una sal de aluminio
soluble en agua, por ejemplo, sulfato de aluminio. La solución
acuosa, puede hacerse envejecer lo suficiente como para que se
forme un gel tridimensional, De una forma típica, el
polialuminosilicato, se envejece durante un transcurso de tiempo de
hasta dos horas y media, antes de diluir el polisilicato acuoso a
un porcentaje del 0,5%, en peso, de sílice.
El material silíceo, puede ser un borosilicato
coloidal, por ejemplo, tal y como se describe en el documento
internacional de solicitud de patente WO - A - 9 916 708. El
borosilicato coloidal, puede prepararse procediendo a poner en
contacto una solución acuosa diluida de un silicato de metal
alcalino con una resina intercambiadora de iones, para producir un
ácido silícico y, a continuación, formando una base soporte,
procediendo a mezclar conjuntamente una solución acuosa diluida de
un borato de metal alcalino, con un hidróxido de metal alcalino,
para formar una solución acuosa que contiene un porcentaje
comprendido dentro de unos márgenes que van del 0,01 al 30%, de
B_{2}O_{3}, y que tiene un valor pH comprendido dentro de unos
márgenes que van de 7 a 10,5. En un aspecto preferido, el material
silíceo, es sílice.
De una forma preferible, cuando el material
silíceo, es material del tipo de sílice o de silicato, el tamaño de
partícula, es de un valor en exceso de 10 nm. De una forma
preferible, el material de sílice o de silicato, tiene un tamaño de
partícula comprendido dentro de unos márgenes que van de 20 a 250
nm, especialmente, comprendido dentro de unos márgenes que van de
40 a 100 nm.
En una forma de presentación más preferida de la
invención, el material silíceo, es una arcilla hinchable. Las
arcillas hinchables, pueden por ejemplo ser, de una forma típica,
una arcilla de bentonita. Las arcillas preferidas, son hinchables
en agua, e incluyen arcillas las cuales son arcillas naturales
hinchables en agua, o arcillas que pueden estar modificadas, por
ejemplo, mediante intercambio de iones, con objeto de convertirlas
en hinchables en agua. Las arcillas hinchables en agua naturales,
incluyen, aunque no de una forma limitativa, a las arcillas a las
cuales se les hace frecuentemente referencia como hectorita,
esmectitas, montmorillonitas, nontronitas, saponita, sauconita,
hormita, attapulgitas y sepolitas. Las arcillas hinchantes aniónicas
típicas, se describen en los documentos de solicitud de patente
europea EP - A - 235 893 y EP - A - 335 575.
De una forma mayormente preferible, la arcilla,
es una arcilla del tipo bentonita. Las bentonitas, pueden
proporcionarse como una bentonita de metal alcalino. Las
bentonitas, se encuentran de una forma natural, como bentonitas
alcalinas, tales como la bentonita sódica, o como sal de metal
alcalinotérreo, usualmente, como sal de calcio o de magnesio.
Generalmente, las bentonitas de metal alcalinotérreo, se activan
mediante un tratamiento con carbonato sódico o con bicarbonato
sódico. La arcilla de bentonita hinchable activada, se suministra,
a menudo, al molino del papel, como una materia en forma de polvo.
De una forma alternativa, la bentonita, puede aportarse como una
suspensión fluida de alto contenido en sólidos, de bentonita
activada, por ejemplo, por lo menos un 15 a un 20% de sólidos, por
ejemplo, tal y como se describe en el documento europeo de
solicitud de patente EP – A - 485 124, y en los documentos
internacionales de solicitud de patente WO - A – 9 733 040 y WO - A
- 9 733 041.
En la fabricación de papel, la bentonita, puede
aplicarse a la suspensión celulósica, como una suspensión acuosa de
bentonita. De una forma típica, la suspensión de bentonita,
comprende un porcentaje de hasta un 10%, en peso, de bentonita. La
suspensión de bentonita, comprenderá, normalmente, un porcentaje de
por lo menos un 3% de arcilla de bentonita, de una forma típica, un
porcentaje de alrededor del 5%, en peso, de bentonita. Cuando se
suministra al molino de papel como una suspensión fluible (fluida)
de alto contenido en sólidos, de una forma usual, la suspensión, se
diluye a una concentración apropiada. En algunos casos, la
suspensión fluida de bentonita, de alto contenido en sólidos, puede
aplicarse directamente a la primera materia de fabricación de
papel.
De una forma deseable, el material silíceo, se
aplica en una cantidad correspondiente a 100 ppm, en peso, en base
al peso seco de la suspensión. De una forma deseable, la dosis de
material silíceo, puede ser de un valor tan alto como la
correspondiente a 10.000 ppm, en peso, o mayor. En un aspecto
preferido de la presente invención, se ha encontrado que son
efectivas unas dosis correspondientes unos valores comprendidos
dentro de unos márgenes que van desde 100 hasta 500 ppm, en peso. De
una forma alternativa, pueden preferirse dosis superiores de
material silíceo, como por ejemplo, las situadas dentro de unos
márgenes que van desde 1000 hasta 2000 ppm, en peso.
El polímero aniónico soluble en agua del sistema
de refloculación, puede estar formado, de una forma deseable, a
partir de monómero soluble en agua o de una mezcla de monómeros
solubles en agua. Mediante la expresión soluble en agua, se
pretende significar que, el monómero, tiene una solubilidad en agua
de por lo menos 5 g / 100 cm^{3}. De una forma alternativa, el
polímero del sistema refloculante, es un polímero natural, por
ejemplo, un polisacárido. De una forma deseable, el polisacárido,
es un almidón.
El polímero aniónico soluble en agua del
refloculante, exhibe una viscosidad intrínseca de por lo menos 4
dl/g, y puede tener una viscosidad intrínseca de por lo menos 7
dl/g o 10 dl/g. El agente refloculante polimérico, puede tener una
viscosidad tan alta como la correspondiente a 25 ó 30 dl/g, pero,
usualmente, éste no tiene una viscosidad intrínseca por encima de
los 20 dl/g. De una forma preferible, el agente refloculante
polimérico, tendrá una viscosidad intrínseca comprendida dentro de
unos márgenes situados entre 7 dl/g y 16 ó 17 dl/g, especialmente,
comprendida dentro de unos márgenes que van desde 8 a 11 ó 12 dl/g.
El polímero, puede encontrarse ramificado, por ejemplo, mediante la
inclusión de agentes ramificantes, tal y como se ha discutido
anteriormente, arriba, en la especificación, con respecto al primer
componente polimérico del sistema floculante. De una forma
preferible, no obstante, el sistema floculante, es substancialmente
lineal, es decir que, el polímero, se prepara substancialmente en
ausencia de un agente ramificante.
El polímero aniónico utilizado para la
refloculación, puede portar grupos potencialmente ionizables, los
cuales se convierten en ionizados, en la aplicación a la suspensión
celulósica. No obstante, de una forma preferible, el polímero, se
forma a partir de por lo menos un monómero aniónico soluble en
agua. De una forma preferible, el polímero aniónico, se forma a
partir de monómero soluble en agua, o de una mezcla de monómeros
soluble en agua. La mezcla de monómeros soluble en agua, puede
comprender uno o más monómeros aniónicos solubles en agua,
opcionalmente, con uno o más monómeros no iónicos solubles en agua.
Loa monómeros aniónicos, pueden incluir ácidos carboxílicos
etilénicamente insaturados (incluyendo sales de éstos) y monómeros
de ácidos sulfónicos etilénicamente insaturados (incluyendo sales
de éstos).
De una forma típica, los monómeros aniónicos,
pueden seleccionarse de entre el ácido acrílico, el ácido
metacrílico, el ácido
2-acrilamido-2-metilpropano-sulfónico
o sales de metales alcalinos de éstos. Loa monómeros no iónicos,
opcionalmente mezclados con los monómeros aniónicos, incluyen a
cualesquiera monómeros no iónicos solubles en agua, los cuales sean
compatibles con los monómeros aniónicos. Así, por ejemplo, los
monómeros no iónicos apropiados, incluyen a la acrilamida, la
metacrilamida, el acrilato de 2-hidroxietilo y la
N-vinilpirrolidona. Los polímeros aniónicos
particularmente preferidos, incluyen a los copolímeros de ácido
acrílico o acrilato sódico, con acrilamida. El polímero aniónico,
puede comprender un porcentaje correspondiente a un 100% de
monómero aniónico o cantidades relativamente pequeñas de monómero
aniónico, por ejemplo, un porcentaje correspondiente a un 1% en
peso, o menos. Generalmente, no obstante, los polímeros aniónicos
apropiados, tienden a comprender por lo menos un porcentaje del 5%
de unidades de monómero aniónico y, usualmente, por lo menos un
porcentaje correspondiente al 10%, en peso, de unidades de
monónomero aniónico. A menudo, el polímero aniónico, puede
comprender hasta un porcentaje correspondiente a un 90 o un 95%, en
peso, de unidades de monómero aniónico. Los polímeros aniónicos
preferidos, comprenden un porcentaje comprendido dentro de unos
márgenes situados entre un 20% y un 80%, en peso, de monómero
aniónico y, de una forma más preferible, un porcentaje comprendido
dentro de unos márgenes situados entre un 40% y un 60%, en peso, de
unidades de monómero aniónico.
En todavía otra forma de presentación de la
invención, el agente refloculante polimérico soluble en agua, es un
polímero anfotérico. El polímero anfotérico, puede portar,
potencialmente, grupos ionizables, los cuales se convierten en
ionizados mediante la aplicación a la suspensión celulósica, por
ejemplo, monómeros que portan grupos pendientes amina y / o grupos
de ácidos ionizables. No obstante, de una forma preferible, el
polímero, se encuentra formado a partir de por lo menos un monómero
catiónico soluble en agua y por lo menos un monómero aniónico. De
una forma preferible el polímero anfotérico, se encuentra formado a
partir de un monómero soluble en agua o de una mezcla de monómeros
soluble en agua. La mezcla de monómeros soluble en agua, puede
comprender uno o más monómeros catiónicos solubles en agua, y uno o
más monómeros aniónicos solubles en agua, opcionalmente, con uno o
más monómero no iónicos solubles en agua.
Los monómeros catiónicos, incluyen a las sales de
amonio cuaternario de (met)acrilatos de aminoalquilo o
alquilamino(met)acrilamidas y cloruro de
dialildimetilamonio, etc. Los monómeros aniónicos, pueden incluir
ácidos carboxílicos etilénicamente insaturados (incluyendo a las
sales de éstos) y monómeros de ácidos sulfónicos etilénicamente
insaturados (incluyendo a las sales de éstos). De una forma típica,
los monómeros aniónicos, pueden seleccionarse de entre ácido
acrílico, ácido metacrílico, ácido
2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico
o sales de metales alcalinos de éstos. Allí en donde, los polímeros
anfotéricos, se forman a partir de una mezcla de un monómero
catiónico, monómero aniónico y monómero no iónico, los monómeros no
iónicos apropiados, pueden ser cualesquiera monómeros no iónicos
solubles en agua, los cuales sean compatibles con los monómeros
aniónicos y catiónicos, por ejemplo, los monómeros no iónicos a los
que se les ha hecho referencia arriba con relación a los polímeros
no iónicos. Un polímero particularmente preferido, es el copolímero
de acrilato de dimetilaminoetilo cuaternizado y cloruro de metilo,
ácido acrílico y acrilamida.
El polímero anfotérico, puede comprender unas
cantidades relativamente pequeñas de unidades de monómero aniónico
y catiónico, por ejemplo, un porcentaje del 1%, en peso, o menos,
de cada una de ellas. No obstante, generalmente, el polímero
anfotérico, comprenderá por lo menos un porcentaje del 5% de
unidades de monómero aniónico, y por lo menos un porcentaje del 5%,
en peso, de unidades de monómero catiónico. En algunos casos, puede
ser deseable el tener una mayor cantidad de un monómero iónico, con
respecto al otro. Así, por ejemplo, puede ser deseable el tener una
mayor cantidad de monómero catiónico que de monómero aniónico.
Usualmente, el polímero anfotérico, comprende por lo menos un
porcentaje del 10%, en peso, de unidades de monómero catiónico y, a
menudo, un porcentaje mayor de un 30 o de un 30%, de unidades
catiónicas. De una forma preferible, el polímero anfotérico,
comprende un porcentaje comprendido dentro de unos márgenes
situados entre un 20% y un 80%, en peso, de unidades de monómero
catiónico y, de una forma más preferible, un porcentaje comprendido
entre unos márgenes que van desde un 40% hasta un 60%, en peso, de
unidades de monómero catiónico. El polímero catiónico, puede
comprender por lo menos un porcentaje de por lo menos un 20% o un
30% de unidades de monómero aniónico. Puede ser deseable, para al
polímero anfotérico, el que éste comprenda por lo menos un
porcentaje de un 40% o de un 50%, en peso, de unidades aniónicas. El
polímero anfotérico soluble en agua, puede ser lineal o, de una
forma alternativa, éste está ramificado, por ejemplo, mediante la
inclusión de reducidas cantidades de agente ramificante, en el
monómero, tal y como se ha descrito previamente, arriba, en esta
especificación.
Los agentes refloculantes poliméricos solubles en
agua, pueden también prepararse mediante cualquier procedimiento
que sea apropiado, como por ejemplo, mediante polimerización en
solución, polimerización en suspensión del tipo agua en aceite, o
mediante polimerización en emulsión del tipo agua en aceite. Los
polímeros, pueden producirse como perlas, mediante polimerización en
suspensión, o como emulsión o dispersión del tipo agua en aceite
mediante polimerización en emulsión, del tipo agua en aceite, por
ejemplo, en concordancia con los documentos de solicitud de patente
europea EP - A - 150 933, EP - A - 102 760 o EP - A - 126 528.
El componente polimérico soluble en agua del
sistema refloculante, se añade en una cantidad suficiente como para
lograr la floculación. De una forma típica, la dosis de polímero
refloculante, sería de una cantidad por encima de 20 ppm, en peso,
de polímero, en base al peso en seco de la suspensión, si bien,
ésta, podría ser tan alta como una cantidad igual a 2000 ppm. De una
forma preferible, no obstante, el agente refloculante polimérico,
se aplica en una cantidad de por lo menos 50 ppm, en peso, por
ejemplo, en una cantidad comprendida dentro de unos márgenes que
van desde 150 ppm hasta 600 ppm, en peso, especialmente, en una
cantidad comprendida dentro unos márgenes situados entre 200 y 400
ppm.
La suspensión celulósica floculada, se somete a
un cizallamiento mecánico, previamente a la adición del material
silíceo. Así, de esta forma, la suspensión floculada, puede hacerse
pasar a través de una o más etapas de cizallamiento seleccionadas
de entre las etapas de bombeo, de mezclado, o de limpieza,
previamente a la adición del material silíceo. Así, de este modo,
allí en donde, la suspensión de primera materia poco espesa
(fluida), en primer lugar, se flocula, mediante la adición del
polímero catiónico, la suspensión, puede hacerse pasar a través de
por lo menos una bomba de ventilación y / o una pantalla central,
antes de ser refloculada mediante el material silíceo. El
cizallamiento, tiende a degradar mecánicamente el material floculado
en la suspensión de primera materia poco espesa, produciendo, de
este modo, copos más pequeños. Los copos mecánicamente degradados,
tienden también a tener superficies nuevamente formadas, sobre las
cuales, el material silíceo, puede asociarse rápida y fácilmente,
intensificando y mejorando, con ello, la refloculación.
En otro aspecto preferido de la presente
invención, la suspensión refloculante, formada mediante la adición
del material silíceo, se somete a un cizallamiento mecánico
previamente a la adición del agente refloculante polimérico soluble
en agua. Así, de esta forma, la suspensión refloculada, puede
hacerse pasar a través de una o más etapas de cizallamiento, tal y
como se han definido anteriormente, arriba. Los copos mecánicamente
degradados de la suspensión poco espesa de primera materia
refloculada, tienden a ser más pequeños y, debido a la formación de
nuevas superficies, puede lograrse una floculación adicional, de
una forma más efectiva, mediante el agente refloculante polimérico
soluble en agua. Así, de este modo, en una forma particularmente
preferida de presentación de la presente invención, la suspensión de
la primera materia, poco espesa, se flocula mediante la utilización
de un polímero catiónico soluble en agua de una viscosidad
intrínseca que se encuentra por encima de un valor de 4 dl/g y, la
suspensión floculada, se hace pasar a través de una o más etapas de
cizallamiento, tal y como se ha descrito aquí, anteriormente,
arriba y, a continuación, la suspensión refloculada cizallada, se
trata entonces con el material silíceo, seguido de una etapa
mecánica de cizallamiento adicional y, después, la suspensión poco
espesa de primera materia, cizallada y refloculada, se flocula
adicionalmente mediante la adición de agente refloculante polimérico
soluble en agua, de una viscosidad intrínseca de por lo menos 1,5
dl/g.
El agente refloculante polimérico soluble en agua
es, de una forma general, el último agente de tratamiento en el
procedimiento y, así, de este modo, tiende a ser añadido en último
lugar, en el sistema y, a menudo, de una forma cercana a la etapa
de drenaje. Así, de esta forma, el agente refloculante polimérico,
tiende a ser añadido después del último punto de alto cizallamiento,
el cual se encuentra después de la pantalla central.
En un aspecto alternativo preferido de la
presente invención, no existe ningún cizallamiento mecánico entre
la adición del material silíceo para producir la refloculación y la
adición del agente refloculante polimérico soluble en agua. A pesar
del hecho de que, puede ser deseable el proceder a un cizallamiento
mecánico de la suspensión floculada, a continuación de la adición
del agente polimérico de refloculación soluble en agua, en esta
forma de presentación de la invención, se prefiere el hecho de que
no exista ningún cizallamiento substancial a continuación de la
adición del agente polimérico de refloculación.
En todas las formas preferidas de presentación de
la invención, el agente polimérico de refloculación soluble en
agua, se añade en último lugar, en el procedimiento, es decir entre
la pantalla central y el drenaje. Puesto que, se acepta generalmente
como un hecho el que, el incrementar la estructura del copo, tiende
a reducir la formación, es sorprendente el hecho de que, el
procedimiento de la presente invención, en donde, el último
adyuvante polimérico de refloculación, se añade cerca de la etapa
de drenaje, no se produce ninguna reducción significativa de la
formación y, adicionalmente, mejora las propiedades de drenaje y de
retención, con respecto a otros procedimientos descritos en el arte
anterior de esta técnica especializada.
En la invención, puede ser deseable el incluir
materiales floculantes o coagulantes adicionales. Así, por ejemplo,
el sistema de floculación, puede comprender adicionalmente
polímeros orgánicos solubles en agua, o materiales inorgánicos
tales como alumbre, poli(cloruro de aluminio), cloruro de
aluminio trihidratado y cloroalúmina hidratada. Los polímeros
orgánicos solubles en agua, pueden ser polímeros naturales, tales
como almidón catiónico, almidón aniónico, y almidón anfotérico. De
una forma alternativa, el polímero soluble en agua, puede ser un
polímero sintético, el cual puede ser anfotérico, aniónico, no
iónico o, de una forma más preferible, catiónico. El polímero
soluble en agua, puede ser cualquier polímero soluble en agua, el
cual exhiba, de una forma preferible, un carácter iónico. Los
polímeros iónicos, solubles en agua, preferidos, tienen una
funcionalidad catiónica o potencialmente catiónica.
Puede ser deseable el proceder a incorporar
adicionalmente un coagulante catiónico en la primera materia espesa
celulósica o los componentes de la primera materia celulósica. Un
polímero catiónico soluble en agua de este tipo, puede ser un
polímero de un peso molecular relativamente bajo, de una
cationicidad relativamente alta. Así, por ejemplo, el polímero,
puede ser un homopolímero de cualquier tipo de monómero catiónico
etilénicamente insaturado, polimerizado, apropiado, para
proporcionar un polímero con una viscosidad intrínseca de hasta un
valor de 3 dl/g. Se prefieren los homopolímeros de cloruro de
dialildimetilamonio. El polímero de bajo peso molecular, de alta
cationicidad, puede ser un polímero de adición, formado mediante la
condensación de aminas con otras especies apropiadas di- o
tri-funcionales. Así, por ejemplo, el polímero,
puede estar formado mediante la reacción de una o más aminas
seleccionadas de entre dimetilamina, trimetilamina y etilendiamina,
etc. y epihalohidrina, prefiriéndose la epiclorhidrina. El
propósito de un ingrediente adicional de este tipo, puede ser el de
utilizarlo para la neutralización de carga, por ejemplo, en casos
en donde, la pulpa, tenga una demanda catiónica relativamente alta,
tal como, por ejemplo, cuando se fabrica un periódico. De una forma
alternativa, el coagulante catiónico, sirve para fijar la brea y /
o las partículas pegajosas.
A pesar del hecho de que es posible el incluir
estos materiales adicionales tales como los coagulantes catiónicos
orgánicos, alúmina u otras especies inorgánicas, ello no es
normalmente necesario y, el procedimiento preferido, se conducirá
en ausencia de coagulantes catiónicos.
En concordancia con la presente invención, la
suspensión celulósica, se somete a cizallamiento mecánico, a
continuación de la adición de por lo menos uno de los componentes
del sistema floculante. Así, de este modo, un componente del
sistema floculante, se mezcla en la suspensión celulósica,
provocando la floculación y, la suspensión floculada, se somete, a
continuación a cizallamiento mecánico. Esta etapa de cizallamiento,
puede lograrse haciendo pasar la suspensión floculada a través de
una o más etapas de cizallamiento, seleccionadas de entre las
etapas de bombeo, de limpieza o de mezclado. Así, por ejemplo,
tales tipos de etapas de cizallamiento, incluyen bombas de
ventilación y pantallas centrales, pero podrían ser cualquier otra
etapa en el procedimiento, en donde acontece el cizallamiento de la
suspensión.
La etapa de cizallamiento mecánico, actúa, de una
forma deseable, en la suspensión floculada, de tal forma que, ésta,
se degrade en copos. Todos los componentes de sistema floculante,
pueden añadirse previamente a la etapa de cizallamiento, si bien,
de una forma preferible, por lo menos el último componente del
sistema de floculación, se añade a la suspensión celulósica, en un
punto, en el proceso, en donde no existe un cizallamiento
substancial, antes del drenaje para formar la hoja. Así, de esta
forma, un componente del sistema floculante, se añade a la
suspensión celulósica y, las suspensión floculada, se somete
entonces a cizallamiento mecánico, en donde, los copos, se degradan
mecánicamente y, a continuación, por lo menos un componente del
sistema de floculacion, se añade para reflocular la suspensión,
previamente al drenaje.
En una forma preferida de presentación de la
presente invención, se proporciona un procedimiento para la
preparación de papel, a partir de una primera materia celulósica en
suspensión, que comprende una carga. La carga, puede ser cualquier
material de carga tradicionalmente utilizado. Así, por ejemplo, la
carga, puede ser arcilla, tal como el caolín o, la carga, puede ser
un carbonato cálcico el cual podría ser carbonato cálcico molido o,
de una forma particular, carbonato cálcico precipitado, o podría ser
preferible el utilizar dióxido de titanio como material de carga.
Los ejemplos de otros materiales de carga, incluyen también a las
cargas poliméricas sintéticas.
De una forma general, una primera materia
celulósica que comprende cantidades substanciales de cargas, es más
difícil de flocular. Esto es particularmente cierto, en el caso de
cargas de un tamaño de partícula muy fino, tal como, por ejemplo,
el carbonato cálcico precipitado. Así, de esta forma, en
concordancia con un aspecto preferido de la presente invención, se
proporciona un procedimiento para fabricar papel cargado. La
primera materia para la fabricación del papel, puede comprender
cualquier cantidad de carga apropiada. De una forma general, la
suspensión celulósica, comprende por lo menos un porcentaje del 5%,
en peso, de material de carga. De una forma típica, la suspensión
celulósica, comprende un porcentaje de hasta un 40%, en peso, de
carga, de una forma preferible, ésta comprende un porcentaje
comprendido dentro de unos márgenes situados entre un 10% y un 40%,
en peso, de carga. De una forma deseable, la hoja final de papel, o
de papel cartón, comprende un porcentaje de hasta un 40%, en peso,
de carga. Así, de este modo, en concordancia con este aspecto
preferido de la invención, se proporciona un procedimiento para la
fabricación de papel o papel cartón, cargado, en donde, en primer
lugar, se proporciona una suspensión celulósica que comprende
cargas y, en el cual, los sólidos en suspensión, se floculan
mediante la introducción, en la suspensión, de un sistema
floculante que comprende un polímero soluble en agua, de una
viscosidad intrínseca de por lo menos 4,5 dl/g, un material silíceo
y, a continuación, un polímero soluble en agua, de una viscosidad
intrínseca de por lo menos 1,5 dl/g, tal y como se define aquí.
En una forma alternativa de presentación de la
invención, se proporciona un procedimiento para la preparación de
papel o de papel cartón, a partir de una suspensión de primera
materia celulósica, la cual, se encuentra substancialmente exenta
de cargas.
Los ejemplos que se facilitan a continuación,
ilustran la invención.
Ejemplo
1
(Comparativo)
Se procede a determinar las propiedades de
drenaje, utilizando un aparato del tipo
Schopper-Riegler, con la salida posterior bloqueada,
de tal forma que, el agua drenada, sale a través de la apertura
frontal. La primera materia celulósica utilizada, es un suspensión
de madera dura / madera blanda, al 50 / 50, y un porcentaje del
40%, en peso, (en sólidos totales) de carbonato cálcico
precipitado. La suspensión de la primera materia, se bate a un valor
de estado libre ("freeness") de 55º (método de Schopper
Riegler) antes de la adición de carga. Se le añaden, a la
suspensión 5 kg por tonelada (en sólidos totales) de almidón
catiónico (0,045 DS).
Se procede a mezclar, con la primera materia, un
copolímero de acrilamida con sal de amonio cuaternario de cloruro
de metilo de acrilato de dimetilaminoetilo (75/25, peso / peso), de
una viscosidad intrínseca de un valor por encima de 11,0 dl/g
(Producto A) y, a continuación, después de cizallar la primera
materia utilizando un agitador mecánico, se añadió bentonita. Los
tiempos de drenaje para cada dosis del Producto A y bentonita, se
muestran, en segundos, en la tabla 1.
Bentonita (g/t) | ||||
Producto A | 0 | 500 | 1000 | |
(g/t) | 0 | 102 | - | - |
500 | - | 34 | 27 | |
1000 | - | - | 14 |
Se procede a repetir los tests de ensayo de
drenaje del ejemplo 1, para una dosis de 500g/t del producto A y
500 g/t de bentonita, excepto en cuanto a lo referente al hecho de
que, a continuación de la adición de bentonita, se aplicó una etapa
adicional de cizallamiento, seguido de (Producto B), un copolímero
aniónico lineal, soluble en agua, de acrilamida, con acrilato de
sodio (62,9/37,1)(peso / peso), de una viscosidad intrínseca de 16
dl /g. Los tiempos de drenaje, se muestran en la tabla 2.
Dosificación del producto A | Tiempo de drenaje |
(g/t) | (s) |
0 | 34 |
125 | 17 |
250 | 13 |
500 | 10 |
Tal y como puede verse en la tabla, incluso una
dosis de 125 g/t del Producto B, mejora substancialmente el
drenaje.
Se procede a repetir el ejemplo 2, excepto en
cuanto a lo referente al hecho de que, la bentonita y el Producto B
(polímero aniónico), se aplican simultáneamente, para proporcionar
resultados análogos.
Se procede a repetir el ejemplo 2, excepto en
cuanto a lo referente al hecho de que, la bentonita y el Producto B
(polímero aniónico), se aplican anteriormente a la bentonita. Los
resultados, son mejores que el del procedimiento sin el Producto
B.
Claims (18)
1. Un procedimiento para la fabricación de papel
o papel cartón, el cual comprende la formación de una suspensión
celulósica, la floculación de la suspensión, el drenaje de la
suspensión sobre una pantalla para formar una hoja y, a
continuación, el secado de la hoja,
en donde, la suspensión celulósica, se flocula
mediante la adición de un polímero sintético catiónico, soluble en
agua, de una viscosidad intrínseca de por lo menos 4 dl/g,
en donde, la suspensión celulósica floculada, se
somete a un cizallamiento mecánico y, a continuación, se vuelve a
flocular mediante una subsiguiente adición de un sistema
refloculante, en donde, el sistema refloculante, comprende
i) un material silíceo y,
ii) un polímero aniónico, soluble en agua, de una
viscosidad intrínseca de por lo menos 4 dl/g, caracterizado
por el hecho de que,
o bien el material silíceo y polímero aniónico
soluble en agua, se añaden a la suspensión simultáneamente, o bien,
mediante la adición del material silíceo, antes o después de la
adición del polímero aniónico soluble en agua,
el material silíceo (i) y el polímero aniónico
soluble en agua (ii) se añaden a la suspensión celulósica,
subsiguientemente, a la pantalla central y,
el polímero catiónico, se añade a la corriente
de la primera materia poco espesa de la suspensión celulósica.
2. Un procedimiento, según la reivindicación 1,
en el cual, el material silíceo, en un material aniónico en forma
de micropartículas.
3. Un procedimiento, según la reivindicación 1 o
la reivindicación 2, en el cual, el material silíceo, comprende un
material seleccionado de entre el grupo consistente en partículas a
base de sílice, microgeles de sílice, sílice coloidal, soles de
sílice, geles de sílice, polisilicatos, sílice catiónica,
aluminosilicatos, polialuminosilicatos, borosilicatos,
poliborosilicatos y zeolitas.
4. Un procedimiento, según la reivindicación 1, o
la reivindicación 2, en el cual, el material silíceo es una arcilla
hinchable.
5. Un procedimiento, según la reivindicación 4,
en el cual, la arcilla hinchable, es una arcilla del tipo
bentonita.
6. Un procedimiento, según la reivindicación 4 o
la reivindicación 5, en el cual, la arcilla hinchable, se
selecciona de entre el grupo consistente en hectorita, esmectitas,
montmorillonitas, montronitas, saponita, sauconita, hormita,
attapulgitas y sepilotitas.
7. Un procedimiento, según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual, el polímero catiónico
soluble en agua, exhibe una densidad de carga inferior a 5
meq/g.
8. Un procedimiento, según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual, el polímero catiónico
soluble en agua, se forma a partir de monómero etilénicamente
insaturado soluble en agua, o una mezcla soluble en agua de
monómeros etilénicamente insaturados, que comprenden por lo menos
un monómero catiónico.
9. Un procedimiento, según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual, el polímero catiónico
soluble en agua, comprende un porcentaje de hasta un 50%, en peso,
de unidades de monómero catiónico.
10. Un procedimiento, según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual, el polímero catiónico
soluble en agua, es un polímero ramificado soluble en agua, el cual
exhibe un valor de oscilación reológica correspondiente a un delta,
a 0,005 Hz, que es superior a 0,7 (calculado en una solución acuosa
del polímero al 1,5% en peso).
11. Un procedimiento, según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual, el polímero catiónico
soluble en agua, tiene una viscosidad intrínseca de por lo menos 7
dl/g.
12. Un procedimiento, según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual, el polímero aniónico
soluble en agua, comprendido en el sistema refloculante, es
substancialmente lineal.
13. Un procedimiento, según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual, el polímero aniónico
soluble en agua, tiene una viscosidad intrínseca de por lo menos 7
dl/g.
14. Un procedimiento, según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual, el polímero aniónico
soluble en agua, se ha formado a partir de un monómero aniónico
etilénicamente insaturado soluble en agua, o una mezcla de
monómeros etilénicamente insaturados, solubles en agua, que
comprende por lo menos un monómero aniónico soluble en agua.
15. Un procedimiento, según una cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el cual, la suspensión celulósica,
comprende cargas.
16. Un procedimiento, según la reivindicación 15,
en el cual, la hoja de papel o de papel cartón, comprende un
porcentaje de hasta un 40%, en peso, de carga.
17. Un procedimiento, según la reivindicación 16
o la reivindicación 17, en el cual, el material de carga, se
selecciona de entre el grupo consistente en carbonato cálcico
precipitado, carbonato cálcico molido, arcillas (especialmente,
caolín) y dióxido de titanio.
18. Un procedimiento, según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 15, en el cual, la suspensión celulósica, se
encuentra substancialmente exenta de cargas.
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