ES2236517T3 - Liberacion no acu0sa de un equipamiento de maquina papelera. - Google Patents
Liberacion no acu0sa de un equipamiento de maquina papelera.Info
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Abstract
Un método de reducir la adherencia a la superficie de equipos usados en procesos de fabricación de papel o de transformación de papel, caracterizado el citado método por aplicar a dicha superficie una composición no acuosa que comprende uno o más polímeros no curables de hidrocarburos que tienen la fórmula (CH3)3C-[-C(R1)(R2)-C(R3)(R4)-]n-C(R5)=C(CH3)2 (I) o hidrogenatos de los mismos, en cuya fórmula R1 a R5 son hidrógeno o -CH3, siendo -CH3 por lo menos uno de los grupos R1 a R4, y n es un número tal que el peso molecular medio numérico de dichos polímeros de hidrocarburos es hasta 3.000.
Description
Liberación no acuosa de un equipamiento de
máquina papelera.
La presente invención se refiere a mejorar la
separación de una hoja continua de papel de la superficie de
equipos usados en procesos de fabricación de papel. La invención se
refiere también a disminuir la fuerza necesaria para separar la
hoja continua de papel de las superficies de dichos equipos y
disminuir la formación de sedimentos de contaminantes no deseables
sobre dichas superficies. El método de la invención comprende
aplicar de modo continuo o intermitente a dicha superficie
composiciones no acuosas y no curables de polímeros de
hidrocarburos. Los polímeros de hidrocarburos no curables preferidos
son polibutenos. El uso principal de la presente invención es sobre
la superficie de rodillos usados en la sección de prensas del
proceso de fabricación de papel en los que la aplicación de las
composiciones no acuosas y no curables de polímeros de
hidrocarburos tiene también la ventaja de eliminar la necesidad de
las grandes cantidades de agua usadas típicamente. Adicionalmente,
la invención se puede usar sobre superficies de otros equipos de
procesos de fabricación de papel o de transformación de papel en
los que es importante la separación de la hoja continua o la
prevención de formación de sedimentos. Ejemplos de superficies de
dichos equipos incluyen rodillos desintegradores de grumos, prensas
húmedas, cubiertas de cajas Uhle, cilindros secadores, rodillos de
calandras, rodillos para ondular, fieltros papeleros incluidos los
usados en secadores con circulación de aire caliente, rodillos
conductores de fieltros y prensas de impresión.
En el proceso de fabricación de papel, éste se
produce en forma de hoja continua húmeda de la que se elimina agua
en la sección de prensas y que después se seca en la sección de
secado. La hoja continua sale de la sección de formación y entra en
la sección de prensas conteniendo, en peso, aproximadamente 80% de
agua. Sale de la sección de prensas y entra en la sección de secado
con aproximadamente 60%, en peso, de agua.
La sección de prensas consiste en una o más zonas
de prensado formadas por dos rodillos giratorios que comprimen la
hoja cuando ésta pasa a través de ellos. Frecuentemente uno de los
rodillos que forman la prensa es afieltrado y el otro tiene una
superficie relativamente dura hecha de material cerámico, granito o
un material compuesto sintético. Cuando la hoja continua sale de la
zona de prensado tiene tendencia a adherirse a la superficie dura y
relativamente lisa del rodillo no afieltrado de la prensa. Esta
adherencia hace que el fabricante de papel deba aplicar a la hoja
continua una fuerza haciendo funcionar las operaciones posteriores
a una velocidad mayor para separar de la superficie del rodillo la
hoja continua. Como la hoja continua húmeda de papel tiene una
resistencia limitada, la adherencia al rodillo puede hacer que la
hoja continua se estire hasta el punto de producir roturas que
interrumpen la operación de fabricación de papel.
La adherencia de la hoja continua al rodillo
también puede hacer que sobre la superficie del rodillo se
depositen materiales no deseados, como fibras, cargas inorgánicas o
contaminantes resinosos. Esta formación de sedimentos se denomina
frecuentemente repelado o empolvado de las prensas. Comúnmente se
usan rasquetas de limpieza para separar mecánicamente el material
que se ha depositado sobre la superficie de los rodillos. Las
rasquetas de limpieza también protegen la sección de prensas
(rodillos y fieltros) contra el daño producido por trozos grandes
de papel procedentes de roturas de la hoja continua o por otra
materia que entra en la zona de prensado. Es práctica común rociar
directamente agua sobre los rodillos de las prensas antes de las
rasquetas de limpieza para lubricar el rodillo para que las
rasquetas de limpieza no causen un desgaste prematuro de la
cubierta del rodillo. El inconveniente de dicho rociado con agua es
que añade humedad adicional a la hoja continua de papel en la zona
de prensado, cuando el objetivo es eliminar agua de la hoja
continua. Adicionalmente, genera grandes cantidades de agua
residual que requiere tratamiento.
Los fabricantes de rodillos han intentado mejorar
la separación de la hoja continua de los rodillos impartiendo
alguna combinación de propiedades hidrófilas e hidrófobas
permanentes a la superficie de los rodillos. Se usan dichas
propiedades hidrófilas e hidrófobas permanentes para incrementar la
separación interrumpiendo la película de agua en la interfaz entre
el rodillo y la hoja. Hay muchos ejemplos en la bibliografía de
patentes en los que se añaden permanentemente agentes
antiadherentes hidrófobos a rodillos de prensas. Por ejemplo,
Snellman (CA 2.093.829) describe que una cubierta cerámica de
rodillos de prensas puede ser recubierta parcialmente con un
fluoropolímero curado, como Teflon®, para impartir características
antiadherentes.
Incluso con estas modificaciones de la cubierta
de los rodillos, frecuente se necesitan aditivos químicos para
controlar la formación de sedimentos o mejorar la separación. Estos
aditivos químicos se añaden usualmente a las duchas de agua. Por
ejemplo, Murano (JP 11323766) describe el uso de polímeros
catiónicos solubles en agua, añadidos al agua de las duchas antes
de la rasqueta de limpieza, para inhibir el repelado o empolvado de
los rodillos de las prensas. Ichihara (JP 083337988) describe
también el uso de un polímero catiónico combinado con un
tensioactivo catiónico para inhibir la formación de sedimentos de
resinas rociando sobre partes de la máquina de papel.
También se sabe que ciertos materiales basados en
siliconas evitan la adherencia a rodillos de prensas. En un
ejemplo, la patente de los Estados Unidos 4.704.776, concedida a
Watanabe, describe que los poros de la cubierta cerámica de
rodillos de prensas se pueden impregnar con un aceite de silicona,
un plástico de silicona o un fluoroplástico para impartir
antiadherencia. En otro ejemplo, la patente de los Estados Unidos
4.028.172, concedida a Mazzarella, describe un método de controlar
el repelado en rodillos de prensas húmedas mediante adición de
polímeros de polisiloxanos a la pasta de papel antes de la
formación de la hoja o rociando sobre la hoja continua húmeda antes
de la sección de prensas. Se describen dos tipos específicos de
polímeros de polisiloxanos: un copolímero soluble en agua de éter
de polidimetilsiloxano-polioxialquileno (un
tensioactivo del tipo de siliconas) y una emulsión acuosa de
polidimetilsiloxano (aceite de silicona). El fabricante de
productos especiales de siliconas OSi (folleto
50-001-00, 1995) recomienda algunos
de sus aceites de silicona para aplicaciones antiadherentes en la
fabricación de papel y algunos de sus tensioactivos del tipo de
siliconas y algunas de sus emulsiones de aceites de siliconas para
prevenir la adherencia de la hoja continua de papel a rodillos y
secadores durante la fabricación de papel. Sin embargo, las
siliconas tienen el inconveniente de ser relativamente costosas y
no han eliminado la necesidad de duchas de agua sobre rodillos de
prensas, etc.
También se han aplicado ciertos productos
químicos hidrófobos, típicamente en forma de emulsiones acuosas, a
equipos de máquinas de papel, como rodillos de prensas, para
controlar la adherencia. Por ejemplo, la patente de los Estados
Unidos 5.658.374, concedida a Glover, describe que se puede usar una
emulsión aceite en agua que contiene un alcohol, un ácido graso o
un aceite y lecitina, emulsionada con un tensioactivo dispersable
en agua o soluble en agua, para controlar la formación de
sedimentos de resinas sobre la superficie de rodillos de prensas,
rodillos Yankee y prensas húmedas en la fabricación de papel. En
otro ejemplo, la patente de los Estados Unidos 5.863.385, concedida
a Siebott et al., describe un proceso para limpiar y evitar
la formación de sedimentos sobre partes de máquinas de papel,
incluida la sección de prensas, tratando la superficie con una
emulsión aceite en agua. La fase oleosa puede ser cualquiera de
varios compuestos, incluidos hidrocarburos saturados, alcoholes
grasos, ácidos grasos, ésteres de ácidos grasos, aceite de
parafina, aceite mineral o
poli(\alpha-olefinas). La concentración de
la emulsión aceite en agua en dilución acuosa es preferiblemente
1-25% en peso con respecto a la dilución acuosa.
Esta emulsión se aplica en una cantidad de 20-500
litros por hora y metro de ancho de trabajo de la máquina. En otro
ejemplo, la patente de los Estados Unidos 6.139.911, concedida a
Vanhecke et al., describe el uso de microemulsiones acuosas
para mejorar las propiedades antiadherentes de rodillos de prensas
cuando la fase oleosa se selecciona de aceites, tensioactivos
insolubles en agua, polímeros insolubles en agua y ceras. La
microemulsión se aplica diluyéndola primero con un exceso de agua o
aplicándola directamente en presencia de un exceso de agua. Cuando
la microemulsión se aplica diluida al rodillo de una prensa, se
rompe haciendo que los componentes antiadherentes se depositen
sobre la superficie del rodillo en forma de partículas de tamaño
mayor que son más eficientes.
Sin embargo, dichos agentes antiadherentes
hidrófobos tienen el inconveniente de que contienen tensioactivos
necesarios para su preparación. Es bien sabido que estos mismos
tensioactivos incrementan la humectación y, por lo tanto, tienden a
incrementar el carácter hidrófilo de la superficie de los rodillos.
Como la hoja continua de papel en la sección de prensas contiene
60-80% de agua, al incrementar el carácter
hidrófilo de la superficie de los rodillos de las prensas se
favorece la humectación adherente de la hoja continua de papel al
rodillo. Así, cuando la hoja continua se separa del rodillo, es más
probable que ocurra el punto de separación en la capa de agua de la
hoja continua que está en contacto con la superficie del rodillo,
originando potencialmente que se deposite sobre la superficie del
rodillo una cantidad mayor de fibras y otros componentes de la
hoja.
Las patentes de los Estados Unidos 4.940.846,
5.061.524 y 5.210.121, concedidas a Hinterwaldner, describen que se
pueden usar composiciones poliméricas curables que contienen
ciertas fracciones petroquímicas ricas en grupos metilo laterales
para impartir carácter hidrófobo a sustratos y facilitar la
separación cuando estas composiciones se curan sobre el sustrato.
Como indica, las composiciones de Hinterwaldner se deben curar. El
curado se refiere a producir, mediante aplicación de calor y/o
productos químicos, un cambio fisicoquímico permanente; en este
caso para producir sobre el sustrato una película reticulada
endurecida. Al contrario que los polímeros de hidrocarburos no
curables usados en la presente invención, los compuestos de
Hinterwaldner que incluyen unidades repetitivas
-[-C(R_{1})(R_{2})-C(R_{3})(R_{4})-]_{n}-
se deben unir a un grupo que tenga un número suficiente de dobles
enlaces reactivos, epóxidos u otros grupos reactivos para hacer
curables dichas composiciones.
La presente invención proporciona un método para
mejorar la separación de la hoja continua de papel y para reducir
la formación de sedimentos sobre rodillos de prensas u otros
equipos de procesamiento de papel incrementando la hidrofobia de
las superficies de los equipos para hacerlas más repelentes del
agua. El método comprende aplicar a la superficie del equipo una
composición no acuosa y no curable de polímeros de hidrocarburos.
Los polímeros no curables de hidrocarburos usados en la práctica de
la invención tienen la fórmula
(I)(CH_{3})_{3}C-[-C(R_{1})(R_{2})-C(R_{3})(R_{4})-]_{n}-
C(R_{5})=C(CH_{3})_{2}
o hidrogenatos de los mismos, en
cuya fórmula R_{1} a R_{5} son hidrógeno o -CH_{3}, siendo
-CH_{3} por lo menos uno de los grupos R_{1} a R_{4}, y n es
un número tal que el peso molecular medio numérico de dichos
polímeros de hidrocarburos es hasta 3.000. Los polímeros no
curables de hidrocarburos preferidos son polibutenos que tienen las
fórmulas
(II)(CH_{3})_{3}C-[-CH_{2}-C(CH_{3})_{2}-]_{n}-CH=C(CH_{3})_{2}
o
(III)(CH_{3})_{3}C-[-CH(CH_{3})-CH(CH_{3})-]_{n}-CH=C(CH_{3})_{2}
o hidrogenatos de los
mismos.
Las composiciones no acuosas pueden ser aplicadas
por cualquier medio, como mediante nebulizadores, rociadores,
rodillos, pudelado o cualquier otro medio conocido en la técnica de
aplicar de modo continuo o intermitente a una superficie una capa
fina de producto. Un método preferido de aplicar el producto puede
ser atomizándolo con aire para formar una neblina. La neblina
atomizada puede ser aplicada a la superficie del equipo mediante
una boquilla que se desplaza en vaivén por todo el ancho de la
máquina o mediante una serie de boquillas estáticas colocadas por
todo el ancho de la máquina. Preferiblemente, la cantidad aplicada
y modo de aplicación deben ser suficientes para mantener sobre la
superficie del equipo, durante la operación, un recubrimiento
uniforme de la composición no acuosa y no curable del polímero de
hidrocarburos.
Se ha encontrado que las composiciones de
polibutenos no curables incrementan el carácter hidrófobo de las
superficies de rodillos de prensas. Sorprendentemente, también se
ha encontrado que las composiciones de polibutenos son más eficaces
que productos acuosos para reducir la adherencia de la hoja continua
húmeda de papel a superficies de rodillos de prensas.
El método de esta invención también ofrece
ventajas adicionales. Los polibutenos son menos costosos que otros
agentes antiadherentes hidrófobos conocidos, como fluoropolímeros y
aceites de siliconas. Se pretende que las composiciones de esta
invención sustituyan el rociado de rodillos de prensas con agua
antes de las rasquetas de limpieza reduciendo la cantidad de agua
transferida a la hoja continua desde el rodillo, incrementando
potencialmente la sequedad de la hoja continua que sale de la
sección de prensas. Se sabe que los polibutenos son lubricantes
eficaces por lo que se supone que las composiciones descritas en
esta invención proporcionen un beneficio adicional de lubricación
reduciendo el desgaste de la cubierta de las prensas por las
rasquetas de limpieza.
La invención se puede usar sobre superficies de
otros equipos de procesos de fabricación o de transformación de
papel en los que es importante hacer más hidrófobas las superficies
para mejorar la separación o evitar la deposición. Ejemplos de
superficies de dichos equipos incluyen rodillos desintegradores de
grumos, prensas húmedas, cubiertas de cajas Uhle, cilindros
secadores, rodillos de calandras, rodillos para ondular, fieltros
papeleros incluidos los usados en secadores con circulación de aire
caliente, rodillos conductores de fieltros y prensas de
impresión.
En un aspecto, la invención proporciona un método
de reducir la adherencia a la superficie de equipos usados en
procesos de fabricación de papel o de transformación de papel,
caracterizado el citado método por aplicar a dicha superficie una
composición no acuosa que comprende uno o más polímeros no curables
de hidrocarburos que tienen la fórmula
(I)(CH_{3})_{3}C-[-C(R_{1})(R_{2})-C(R_{3})(R_{4})-]_{n}-
C(R_{5})=C(CH_{3})_{2}
o hidrogenatos de los mismos, en
cuya fórmula R_{1} a R_{5} son hidrógeno o -CH_{3}, siendo
-CH_{3} por lo menos uno de los grupos R_{1} a R_{4}, y n es
un número tal que el peso molecular medio numérico de dichos
polímeros de hidrocarburos es hasta 3.000. Preferiblemente, el peso
molecular medio numérico de dichos polímeros de hidrocarburos es
hasta
1.000.
Preferiblemente, el uno o más polímeros no
curables de hidrocarburos tienen la fórmula
(II)(CH_{3})_{3}C-[-CH_{2}-C(CH_{3})_{2}-]_{n}-CH=C(CH_{3})_{2}
o
(III)(CH_{3})_{3}C-[-CH(CH_{3})-CH(CH_{3})-]_{n}-CH=C(CH_{3})_{2}
o hidrogenatos de los
mismos.
Las composiciones no acuosas preferidas para uso
en el método son aquellas en las que los polímeros no curables de
hidrocarburos comprenden por lo menos un componente que tiene un
peso molecular medio de 400 a 700 y, más preferiblemente, por lo
menos un segundo componente que tiene un peso molecular medio
numérico de hasta 400.
Otras composiciones no acuosas preferidas para
uso en el método son aquellas en las que la composición no acuosa
comprende uno o más polímeros no curables de hidrocarburos y uno o
más disolventes no acuosos. Los disolventes no acuosos preferidos
se seleccionan de aceite mineral, aceite blanco y destilado de
petróleo.
Otras composiciones no acuosas preferidas para
uso en el método son aquellas en las que la composición no acuosa
comprende uno o más polímeros no curables de hidrocarburos y uno o
más aditivos hidrófobos. Los aditivos hidrófobos preferidos se
seleccionan de cera de parafina, cera microcristalina, gel de
vaselina y cera del tipo de amidas grasas.
En otro aspecto, la invención proporciona un
método de reducir la adherencia a la superficie de equipos usados
en procesos de fabricación de papel o de transformación de papel,
caracterizado el citado método por aplicar a la superficie de los
equipos una composición no acuosa que comprende uno o más
polibutenos no curables que tienen las fórmulas
(II)(CH_{3})_{3}C-[-CH_{2}-C(CH_{3})_{2}-]_{n}-CH=C(CH_{3})_{2}
o
(III)(CH_{3})_{3}C-[-CH(CH_{3})-CH(CH_{3})-]_{n}-CH=C(CH_{3})_{2}
o hidrogenatos de los mismos, en
cuyas fórmulas n es un número tal que el peso molecular medio
numérico de dichos polibutenos no curables es hasta 3.000.
Preferiblemente el peso molecular medio numérico de dichos
polibutenos es hasta 1.000. Preferiblemente los polibutenos no
curables tienen por lo menos un componente que tiene un peso
molecular medio numérico de 400 a
700.
Preferiblemente los polibutenos no curables
tienen la fórmula
(II)(CH_{3})_{3}C-[-CH_{2}-C(CH_{3})_{2}-]_{n}-CH=C(CH_{3})_{2}
o hidrogenatos de los
mismos.
Una composición no acuosa preferida para uso en
el método de este aspecto de la invención comprende
- (a)
- 20 a 100% en peso de polibutenos no curables, hidrogenados o no hidrogenados, de fórmula
(II)(CH_{3})_{3}C-[-CH_{2}-C(CH_{3})_{2}-]_{n}-CH=C(CH_{3})_{2}
- con un peso molecular medio numérico de 400 a 700, y
- (b)
- 0 a 80% en peso de uno o más componentes seleccionados de
- (i)
- un polibuteno no curable de fórmula (II) con un peso molecular medio numérico de hasta 400,
- (ii)
- uno o más disolventes no acuosos y
- (iii)
- uno o más aditivos hidrófobos.
Preferiblemente, en la composición están
presentes uno o más componentes (b) y, más preferiblemente, la
composición comprende por lo menos un polibuteno no curable que
tiene un peso molecular medio numérico de hasta 400.
Preferiblemente, el polibuteno no curable con un peso molecular
medio numérico de 400 a 700 comprende 50 a 90% en peso de la
composición. Más preferiblemente, el polibuteno no curable con un
peso molecular medio numérico de hasta 400 comprende 10 a 50% en
peso de la composición. Los disolventes no acuosos preferidos se
seleccionan de aceite mineral, aceite blanco y destilado de
petróleo. Los aditivos hidrófobos preferidos se seleccionan de cera
de parafina, cera microcristalina, gel de vaselina y cera del tipo
de amidas grasas.
En un aspecto preferido, la invención proporciona
un método de reducir la adherencia a la superficie de equipos
usados en procesos de fabricación de papel o de transformación de
papel, caracterizado dicho método por aplicar a dicha superficie
una composición de polibuteno no curables, en la que la composición
de polibutenos no curables comprende
- (a)
- 20 a 100% en peso de polibutenos no curables, hidrogenados o no hidrogenados, de fórmula
(II)(CH_{3})_{3}C-[-CH_{2}-C(CH_{3})_{2}-]_{n}-CH=C(CH_{3})_{2}
- con un peso molecular medio numérico de 400 a 700, y
- (b)
- 0 a 80% en peso de uno o más componentes seleccionados de
- (i)
- polibutenos no curables de fórmula (II) con un peso molecular medio numérico de hasta 400,
- (ii)
- uno o más disolventes no acuosos y
- (iii)
- uno o más aditivos hidrófobos.
Preferiblemente, en la composición están
presentes uno o más componentes (b) y, más preferiblemente, la
composición comprende por lo menos un polibuteno que tiene un peso
molecular medio numérico de hasta 400.
Preferiblemente, los polibutenos no curables con
un peso molecular medio numérico de 400 a 700 comprenden 50 a 90%
en peso de la composición. Más preferiblemente, los polibutenos no
curables con un peso molecular medio numérico de hasta 400
comprenden 10 a 50% en peso de la composición. Los disolventes no
acuosos, cuando están presentes, comprenden preferiblemente 10 a
50% en peso de la composición. Los disolventes no acuosos preferidos
se seleccionan de aceite mineral, aceite blanco y destilado de
petróleo. Los aditivos hidrófobos, cuando están presentes,
comprenden 1 a 25% en peso de la composición. Los aditivos
hidrófobos preferidos se seleccionan de cera de parafina, cera
microcristalina, gel de vaselina y cera del tipo de amidas grasas.
Cuando los aditivos hidrófobos se seleccionan de cera de parafina,
cera microcristalina y cera del tipo de amidas grasas, comprenden
preferiblemente 1 a 10% en peso de la composición.
Hay disponible comercialmente polibuteno de BP
Amoco bajo el nombre comercial Indopol. El boletín
PB12-N D0394 (1994) de BP Amoco describe los
polibutenos como polímeros líquidos viscosos no secantes que son
estables químicamente y líquidos permanentemente. Los polibutenos,
cuyo componente principal está representado por la siguiente
fórmula estructural (II), se originan por polimerización de
isobutileno. Los compuestos representados por la siguiente fórmula
estructural (III) se originan por polimerización de
2-buteno y también se denominan polibutenos en la
presente memoria. En el caso de polibutenos hidrogenados, se satura
el doble enlace.
(II)(CH_{3})_{3}C-[-CH_{2}-C(CH_{3})_{2}-]_{n}-CH=C(CH_{3})_{2}
(III)(CH_{3})_{3}C-[-CH(CH_{3})-CH(CH_{3})-]_{n}-CH=C(CH_{3})_{2}
En la invención son eficaces tanto los
polibutenos como los polibutenos hidrogenados. La composición puede
contener una mezcla de uno o más polibutenos que se diferencian en
su peso molecular. Se supone que los polibutenos con pesos
moleculares medios numéricos de hasta 3.000 son eficaces. Se
prefieren composiciones no curables que contienen polibuteno con un
peso molecular de hasta 1.000. Lo más preferido es que la
composición de polibutenos no curables contenga por lo menos un
componente seleccionado de polibuteno con un peso molecular medio
numérico de 400 a 700 y por lo menos un componente seleccionado de
polibuteno con un peso molecular medio numérico de hasta 400.
Las composiciones de polibutenos no curables
pueden contener otros componentes para mejorar diversas
propiedades. Los polibutenos son viscosos y pueden requerir ser
diluidos con un disolvente para reducir su viscosidad para algunos
métodos de aplicación. Los disolventes preferidos no deben reducir
el efecto del polibuteno de proporcionar hidrofobia; ejemplos de
estos disolventes incluyen disolventes del tipo de hidrocarburos,
como aceite mineral, aceite blanco o destilados de petróleo.
Además, también se pueden añadir a la composición de polibutenos
aditivos hidrófobos que existen comúnmente como sólidos o geles a
temperatura ambiente, para mejorar diversas propiedades funcionales,
como poder de lubricación o de permanencia sobre la superficie de
los equipos. Ejemplos de dichos materiales hidrófobos incluyen cera
de parafina, cera microcristalina, gel de vaselina y cera del tipo
de amidas grasas. Preferiblemente, 30 a 100% en peso de la
composición es polibuteno, 0 a 70% es disolvente del tipo de
hidrocarburos y 0 a 25% son aditivos hidrófobos. Cuando los aditivos
hidrófobos se seleccionan de cera de parafina, cera microcristalina
y cera del tipo de amidas grasas, están presentes preferiblemente
en una cantidad de 1 a 10% en peso de la composición. También se
pueden incluir en cantidades pequeñas otros aditivos, como
dispersantes o conservantes poliméricos, para incrementar la
estabilidad de la formulación.
La invención será ilustrada por los siguientes
ejemplos, que se incluyen como ilustraciones de la invención y no
deben ser considerados como limitativos de su alcance.
A continuación se presentan viscosidades de
varias composiciones de la invención usadas en los ejemplos
siguientes.
\newpage
Viscosidad en centipoises
(cp)
La viscosidad a temperatura ambiente (25ºC) es la
más importante porque se refiere a la temperatura usual de
aplicación en rodillos de prensas, etc. Para una aplicación del
tipo de nebulización por rociado es preferible una viscosidad de
aproximadamente 1.000 cp o menos, lo más preferiblemente de
aproximadamente 200 cp o menos. Otros métodos de aplicación pueden
no requerir dicha viscosidad baja. Por ejemplo, se puede aplicar el
producto bombeándolo en un pudelado sobre el rodillo y eliminando
el exceso mediante limpieza con una rasqueta. Para bombear, es
deseable tener una viscosidad de aproximadamente 3.000 cp o menos,
lo más preferiblemente menor que aproximadamente 1.000 cp.
En la tabla 1 se describen las composiciones
químicas evaluadas en los ejemplos.
Se usaron ángulos de contacto para valorar la
capacidad de un producto químico de hacer más hidrófoba una
superficie modelo para favorecer la separación. El ángulo de
contacto es una medida del comportamiento de humectación. El agua no
moja bien superficies hidrófobas y, por lo tanto, produce un ángulo
grande de contacto con dichas superficies. Por el contrario, un
ángulo pequeño de contacto es indicativo de una superficie
hidrófila. Se usaron dos métodos para medir ángulos de contacto. En
el método A, se midió visualmente con un goniómetro el ángulo de
contacto formado por varias gotas de agua desionizada. En el método
B, se usó un medidor dinámico de ángulos de contacto Fibro Dat para
medir ángulos de contacto de modo continuo durante cierto tiempo;
se anotó la media de los ángulos de contacto formados por varias
gotas de agua durante 0,1, 1 y 10 segundos. Se usó una superficie
modelo de energía superficial similar y características humectantes
similares al material de cubierta de rodillos de prensas.
Se aplicaron tratamientos a la superficie modelo.
En el caso de composiciones acuosas, se dejó secar el tratamiento
para que quedara sobre la superficie sólo una capa fina del
producto químico. Las composiciones oleosas se lavaron de la
superficie después de un tiempo de exposición corto para que quedara
sólo una película fina. En la tabla 2 se presentan los ángulos de
contacto medios formados por gotas de agua desionizada sobre la
superficie recubierta con las composiciones químicas de la tabla 1.
El "blanco" se refiere al ángulo de contacto formado sobre la
superficie modelo sin recubrir.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Todas las mezclas de polibutenos
(PB-1 a PB-13) incrementaron la
hidrofobia de la superficie modelo reduciendo la humectación.
Los ejemplos sugeridos en la bibliografía de
patentes hicieron más hidrófila la superficie modelo incrementando
la humectación. La mezcla de polímero catiónico y tensioactivo
catiónico (L-1), el tensioactivo de silicona
(L-2) y las microemulsiones de tensioactivos
insolubles en agua (L-6 y L-7)
incrementaron significativamente la humectación. Incluso las
emulsiones (L-8 y L-5) que
contenían componentes muy hidrófobos como cera del tipo de amidas
grasas (L-10) o aceite de silicona
(L-4) incrementaron el carácter hidrófilo de la
superficie modelo debido a los tensioactivos usados para la
emulsificación. Otros materiales que en la bibliografía de patentes
se sugiere son componentes antiadherentes hidrófobos, ácidos
grasos, ésteres grasos y tensioactivos insolubles en agua
(L-11 a L-13) incrementaron
realmente la humectación de la superficie modelo.
Las hojas continuas de papel pueden contener
tensioactivos que incrementan la capacidad de humectación de agua.
Para asegurar que composiciones químicas también podían incrementar
la hidrofobia de la superficie de rodillos en presencia de dichos
tensioactivos, se desarrolló un agua sintética de composición,
tensión superficial y características de humectación similares al
agua de las hojas de fábricas de papel que producían papel prensa.
En la tabla 3 se presentan ángulos medios de contacto del agua
sintética con la superficie recubierta con composiciones químicas
de la tabla 1.
Todas las mezclas de polibutenos incrementaron la
hidrofobia de la superficie modelo incluso en presencia de los
tensioactivos presentes en el agua sintética.
Se evaluaron formulaciones de polibutenos con dos
muestras diferentes de rodillos de prensas usados en la industria
papelera. Se usó un rociado atomizado de las formulaciones para
aplicar un recubrimiento fino a las superficies cerámicas. En una
máquina de papel de gran velocidad, el ángulo de contacto a 0,1
segundos es el más importante. En la tabla 4 se muestra el ángulo
medio de contacto de agua desionizada y de agua sintética a 0,1
segundos.
Las mezclas de polibutenos fueron particularmente
eficaces con superficies cerámicas de rodillos de prensas.
Se usó un medidor de separación de hojas
continuas húmedas para medir la fuerza necesaria para separar de
una superficie cerámica tratada una hoja continua húmeda prensada
de papel. Se hicieron hojas de papel de 105 g/m^{2} de gramaje
usando un formador estándar de hojas de laboratorio. Se usaron dos
composiciones diferentes de fibras para hacer las hojas de papel.
La composición 1 era una mezcla 70/30 de pasta de abedul y pino
diluida con agua del grifo. La composición 2 contenía la misma
mezcla de fibras con un tensioactivo usado comúnmente para control
de contaminantes, añadido para reducir la tensión superficial e
incrementar la humectación. Una muestra plana de material de
recubrimiento de rodillos de prensas, similar al usado en la
industria papelera, se recubrió rociando ligeramente una solución
atomizada sobre la cubierta seca del rodillo o sumergiendo la
cubierta del rodillo en una solución de tratamiento. Las hojas
húmedas se prensaron al material tratado de la cubierta del rodillo
y se midió la fuerza de adherencia. Los resultados se muestran en la
tabla 5. Los "blancos" representan la adherencia de la hoja a
la superficie del rodillo sumergida en agua o a la superficie seca
del rodillo rociada ligeramente con una neblina de agua.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
La mezcla de polibutenos se comportó mejor que
las microemulsiones. Nótese también que la adición por rociado de
la microemulsión concentrada (L-6) y de la mezcla
de polibutenos (PB-6) produjo mayor contenido de
sólidos en la hoja. Esto demuestra la ventaja adicional de reducir
el agua llevada con la superficie del rodillo al sustituir la ducha
de agua por polibuteno.
Se realizó un experimento corto en el rodillo de
la prensa central de una máquina de papel que sufre comúnmente un
grado elevado de repelado del rodillo de la prensa. Para los
experimentos se cerró la ducha de agua justo antes de la primera
rasqueta de limpieza. Se compararon los productos
L-7 y PB-6 rociándolos, sin diluir,
sobre la superficie del rodillo antes de la rasqueta de limpieza
para observar el efecto sobre el repelado y sobre el punto de
separación del rodillo. El repelado fue mayor durante la aplicación
del producto L-7 que durante la aplicación del
PB-6. El punto de separación permaneció sin cambio
para el producto L-7 pero tendió hacia abajo (mejor
separación) durante el experimento con PB-6.
Claims (27)
1. Un método de reducir la adherencia a la
superficie de equipos usados en procesos de fabricación de papel o
de transformación de papel, caracterizado el citado método
por aplicar a dicha superficie una composición no acuosa que
comprende uno o más polímeros no curables de hidrocarburos que
tienen la fórmula
(I)(CH_{3})_{3}C-[-C(R_{1})(R_{2})-C(R_{3})(R_{4})-]_{n}-
C(R_{5})=C(CH_{3})_{2}
o hidrogenatos de los mismos, en
cuya fórmula R_{1} a R_{5} son hidrógeno o -CH_{3}, siendo
-CH_{3} por lo menos uno de los grupos R_{1} a R_{4}, y n es
un número tal que el peso molecular medio numérico de dichos
polímeros de hidrocarburos es hasta
3.000.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el uno o más polímeros no curables de hidrocarburos son
polibutenos que tienen las fórmulas
(II)(CH_{3})_{3}C-[-CH_{2}-C(CH_{3})_{2}-]_{n}-CH=C(CH_{3})_{2}
o
(III)(CH_{3})_{3}C-[-CH(CH_{3})-CH(CH_{3})-]_{n}-CH=C(CH_{3})_{2}
o hidrogenatos de los
mismos.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 2,
en el que los polibutenos no curables tienen la fórmula
(II)(CH_{3})_{3}C-[-CH_{2}-C(CH_{3})_{2}-]_{n}-CH=C(CH_{3})_{2}
o hidrogenatos de los
mismos.
4. El método de acuerdo con la reivindicación 2,
en el que la composición no acuosa comprende:
- (a)
- 20 a 100% en peso de polibutenos no curables, hidrogenados o no hidrogenados, de fórmula
(II)(CH_{3})_{3}C-[-CH_{2}-C(CH_{3})_{2}-]_{n}-CH=C(CH_{3})_{2}
- con un peso molecular medio numérico de 400 a 700, y
- (b)
- 0 a 80% en peso de uno o más componentes seleccionados de
- (i)
- un polibuteno no curable de fórmula (II) con un peso molecular medio numérico de hasta 400,
- (ii)
- uno o más disolventes no acuosos y
- (iii)
- uno o más aditivos hidrófobos.
5. El método de acuerdo con la reivindicación 4,
en el que están presentes en la composición uno o más componentes
(b).
6. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que los polímeros no curables de hidrocarburos tienen un peso
molecular medio numérico de hasta 1.000.
7. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que los polímeros no curables de hidrocarburos comprenden por
lo menos un componente que tiene un peso molecular medio numérico
de 400 a 700.
8. El método de acuerdo con la reivindicación 5 ó
7, en el que los polímeros no curables de hidrocarburos comprenden
por lo menos un segundo componente que tiene un peso molecular
medio numérico de hasta 400.
9. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que la composición no acuosa incluye además uno o más
disolventes no acuosos.
10. El método de acuerdo con la reivindicación 4
ó 9, en el que los disolventes no acuosos se seleccionan de aceite
mineral, aceite blanco y destilado de petróleo.
11. El método de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que la composición no acuosa incluye además uno o más
aditivos hidrófobos.
12. El método de acuerdo con la reivindicación 4
u 11, en el que los aditivos hidrófobos se seleccionan de cera de
parafina, cera microcristalina, gel de vaselina y cera del tipo de
amidas grasas.
13. El método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que la composición no acuosa se
aplica sobre la superficie de rodillos de prensas.
14. El método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, en el que la composición no acuosa se
aplica a la superficie de rodillos de prensas, rodillos
desintegradores de grumos, prensas húmedas, cubiertas de cajas Uhle,
cilindros secadores, rodillos de calandras, rodillos para ondular,
fieltros papeleros incluidos los usados en secadores con
circulación de aire caliente, rodillos conductores de fieltros o
prensas de impresión.
15. El método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 12, en el que la cantidad aplicada y modo de
aplicación son suficientes para mantener, durante la aplicación, un
recubrimiento uniforme de la composición no acuosa sobre la
superficie de los equipos.
16. Un método de reducir la adherencia a la
superficie de equipos usados en procesos de fabricación de papel o
de transformación de papel, caracterizado el citado método
por aplicar a dicha superficie una composición no curable de
polibutenos, en la que la composición no curable de polibutenos
comprende:
- (a)
- 20 a 100% en peso de polibutenos no curables, hidrogenados o no hidrogenados, de fórmula
(II)(CH_{3})_{3}C-[-CH_{2}-C(CH_{3})_{2}-]_{n}-CH=C(CH_{3})_{2}
- con un peso molecular medio numérico de 400 a 700, y
- (b)
- 0 a 80% en peso de uno o más componentes seleccionados de
- (i)
- un polibuteno no curable de fórmula (II) con un peso molecular medio numérico de hasta 400,
- (ii)
- uno o más disolventes no acuosos y
- (iv)
- uno o más aditivos hidrófobos.
17. El método de acuerdo con la reivindicación
16, en el que están presentes en la composición uno o más
componentes (b).
18. Un método de acuerdo con la reivindicación
16, en el que el polibuteno no curable con un peso molecular medio
numérico de 400 a 700 comprende 50 a 90% en peso de la
composición.
19. Un método de acuerdo con la reivindicación
18, en el que los polibutenos no curables con un peso molecular
medio numérico de hasta 400 comprenden 10 a 50% en peso de la
composición.
20. Un método de acuerdo con la reivindicación
18, en el que el uno o más disolventes no acuosos comprenden 10 a
50% en peso de la composición.
21. Un método de acuerdo con la reivindicación
16, en el que los disolventes no acuosos se seleccionan de aceite
mineral, aceite blanco y destilado de petróleo.
22. Un método de acuerdo con la reivindicación
16, en el que los aditivos hidrófobos comprenden 1 a 25% en peso de
la composición.
23. Un método de acuerdo con la reivindicación
16, en el que los aditivos hidrófobos se seleccionan de cera de
parafina, cera microcristalina, gel de vaselina y cera del tipo de
amidas grasas.
24. Un método de acuerdo con la reivindicación
18, en el que los aditivos hidrófobos se seleccionan de cera de
parafina, cera microcristalina y cera del tipo de amidas grasas y
comprenden 1 a 10% en peso de la composición.
25. El método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 24, en el que la composición no acuosa se
aplica a la superficie de rodillos de prensas.
26. El método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 24, en el que la composición no curable de
polibutenos se aplica a la superficie de rodillos de prensas,
rodillos desintegradores de grumos, prensas húmedas, cubiertas de
cajas Uhle, cilindros secadores, rodillos de calandras, rodillos
para ondular, fieltros papeleros incluidos los usados en secadores
con circulación de aire caliente, rodillos conductores de fieltros
o prensas de impresión.
27. El método de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones 16 a 24, en el que la cantidad aplicada y modo de
aplicación son suficientes para mantener, durante la operación, un
recubrimiento uniforme de la composición no acuosa sobre la
superficie de los equipos.
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