ES2261916T3 - Potenciacion del brillo y de la estabilidad del brillo de papel que contiene pulpa mecanica. - Google Patents
Potenciacion del brillo y de la estabilidad del brillo de papel que contiene pulpa mecanica.Info
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Abstract
Un método de fabricación de papel con Pulpa Mecánica que comprende las etapas de moler o refinar madera para crear pulpa sin blanquear, después blanquear la pulpa y después formar papel a partir de la pulpa, y que comprende también aplicar de un 0, 01 por ciento en peso a un 1 por ciento en peso de un Compuesto Penetrante al papel, donde dicho Compuesto Penetrante se selecciona entre el grupo compuesto por poliamino poliéter metilenfosfonato o aglucoheptonic-gamma-lactona.
Description
Potenciación del brillo y de la estabilidad del
brillo de papel que contiene Pulpa Mecánica.
\global\parskip0.900000\baselineskip
Esta invención se refiere en líneas generales a
métodos y a composiciones químicas usadas para potenciar el brillo y
la estabilidad del brillo de papel preparado a partir de Pulpa
Mecánica.
Hay tres tipos principales de métodos de
reducción a pulpa conocidos en la Industria de la Pulpa y el Papel.
El primero es Químico, el segundo es Mecánico y el tercero es una
Combinación de Químico y Mecánico.
Como las pulpas Químicas no son el objeto de la
presente invención reivindicada, no se hará un análisis extensivo de
las mismas en esta solicitud de patente.
La primera etapa en el proceso Mecánico de
reducción a pulpa es la molienda o refinado de la madera.
El proceso de Molienda de Madera a la Piedra
(SGW) implica preparar una pulpa presionando leños y astillas contra
una superficie abrasiva rotatoria. Hace muchos años, la superficie
de molienda usada era una piedra real. En la práctica actual, están
disponibles "piedras para pulpa artificiales" específicamente
diseñadas para la molienda.
Un proceso de Molienda de Madera Presurizado
(PGW) es un proceso en el que la operación de molienda está
completamente presurizada.
Otro tipo de reducción a pulpa Mecánica es la
Reducción a Pulpa Mecánica por Refinador (RMP) caracterizada por un
refinado atmosférico sin pretratamiento de las astillas de madera.
Este proceso es una de las operaciones de reducción a pulpa
mecánicas principales.
La Reducción a Pulpa Termomecánica (TMP) es un
proceso de reducción a pulpa Mecánica que evolucionó desde la RMP y
un proceso a alta temperatura conocido como el proceso Apslund. La
Reducción a Pulpa por Refinado Termomecánico (TRMP) es una variación
de la Reducción a Pulpa Termomecánica. En este caso, las astillas se
precalientan a presión y el refinado se realiza a presión
atmosférica. Las pulpas TMP y TRMP son más fuertes que cualquier
pulpa SCW o RMP.
El tercer tipo de proceso de reducción a pulpa
es una Combinación de los procesos de Reducción a Pulpa Químico y
Mecánico. Los dos tipos de procesos de Combinación son la Reducción
a Pulpa QuimioMecánica y la Reducción a Pulpa SemiMecánica. Hay poca
diferencia entre la Reducción a Pulpa QuimioMecánica (CMP) y la
Reducción a Pulpa Mecánica SemiQuímica (SCMP). Ambos procesos
implican el pretratamiento de las astillas con productos químicos,
seguido de un refinado mecánico. Hay cuatro tratamientos químicos
diferentes asociados con estos procesos. Estos tratamientos químicos
son: tratamiento con hidróxido sódico, bisulfito sódico, sulfito
sódico y sulfito ácido. Estos procesos generalmente se usan en
maderas duras. El tratamiento químico debilita la estructura de la
fibra permitiendo que las fibras se rompan de manera similar a la de
madera blanda que se reduce a pulpa mecánicamente.
El proceso de Reducción a Pulpa
QuimioTermoMecánica (CTMP) parece ser una evolución total de todos
los métodos de reducción a pulpa Mecánica. Incluye el tratamiento
químico a temperatura elevada con vapor, seguido de refinado
mecánico. Este proceso puede producir materias primas fibrosas cuyas
propiedades varían considerablemente dependiendo de las condiciones
del proceso tales como la concentración de sulfito sódico, el pH, la
temperatura, etc.
Para todo tipo de papel, el "brillo del
papel" es una medida de la capacidad de una muestra para reflejar
la luz monocromática (457 nm) en comparación con un patrón conocido,
usando óxido de magnesio (MgO). Como la celulosa y la hemicelulosa
son blancas, no contribuyen al color del papel. Generalmente se
reconoce que la lignina presente en el papel es la responsable de
cualquier color del papel. Se cree que los cromóforos son materiales
de tipo quinona formados a partir de grupos fenólicos de lignina
mediante un mecanismo oxidativo. Adicionalmente, los iones de metal
pesado, especialmente hierro y cobre, pueden formar complejos
coloreados con los grupos fenólicos.
Generalmente hay dos enfoques para eliminar el
color. El primero usa un producto químico selectivo para destruir
los cromóforos pero no la lignina. El otro enfoque es usar un
sistema blanqueador para retirar la lignina residual. El blanqueo de
la pulpa es el método convencional para eliminar el color de la
pulpa. Está establecido de manera habitual en la tecnología de la
técnica que todas las pulpas Químicas y Mecánicas se blanqueen.
Incluso con blanqueo, es habitual que el papel fabricado a partir de
una Pulpa Mecánica tenga un color no deseado.
Las pulpas Mecánicas pueden usarse como materia
prima para la fabricación de impresos comerciales, papeles de
escritura y papeles para publicación de alta calidad para libros;
que son todos ellos usos a largo plazo que requieren un papel que no
se amarillee con el tiempo. Sin embargo, se sabe que los papeles
fabricados con pulpas Mecánicas se vuelven amarillos durante el uso.
Este amarilleamiento restringe su uso a aplicaciones que requieren
sólo una corta vida para el papel. Si el tiempo transcurrido antes
de que empiece el amarilleamiento de estos papeles pudiera
aumentarse, el mercado potencial de TMP y CTMP blanqueadas se
expandiría significativamente. Si la tendencia al amarilleamiento,
conocido también como "inversión del brillo", pudiera evitarse,
las TMP y CTMP blanqueadas podrían incluirse en materias primas
usadas para la fabricación de papeles de mayor brillo. El
desplazamiento de cantidades significativas de pulpas químicas más
caras, totalmente blanqueadas, de bajo rendimiento con pulpas
Mecánicas menos caras de mayor rendimiento promete un beneficio
económico significativo. Por otro lado, incluso un aumento sencillo
sostenible de
brillo resulta de un tratamiento químico barato que puede ser de valor comercial significativo para las fábricas de papel.
brillo resulta de un tratamiento químico barato que puede ser de valor comercial significativo para las fábricas de papel.
El fotoamarilleamiento ocurre fundamentalmente
en papel acabado mientras que el envejecimiento térmico ocurre tanto
en la pulpa como en papel acabado. Se cree que el
fotoamarilleamiento se debe principalmente a reacciones fotoquímicas
por radicales de la lignina residual en la pulpa. Por lo tanto, las
pulpas con alto contenido en lignina y los productos que contienen
dichas pulpas son más susceptibles a la pérdida de brillo que las
pulpas más caras con bajo contenido en lignina. Los radicales
fenoxilo, hidroxilo, alcoxilo y peroxilo son intermedios probables
en el proceso. En consecuencia, los eliminadores de radicales y
donadores de hidrógeno proporcionan protección contra el
fotoamarilleamiento.
El mecanismo de envejecimiento térmico se
comprende en mucho menor grado. Desde un punto de vista práctico, el
envejecimiento térmico es el resultado de dos problemas diferentes.
En primer lugar, hay una lenta pérdida de brillo en el papel
acabado. En el segundo lugar, hay una rápida pérdida de brillo en la
propia pulpa que ocurre en una fábrica de pulpa y papel durante el
almacenamiento y procesado, y también durante la formación del papel
(especialmente en la secadora).
Lo que se ha determinado es que estos dos
procesos no deseados ocurren simultáneamente en el papel acabado.
Por lo tanto, cualquier composición eficaz diseñada para
proporcionar estabilización y aumento de brillo debe impactar
positivamente en estos dos procesos no deseados. Esto es un desafío
importante en el desarrollo de remedios contra la pérdida de brillo,
porque los dos procesos se desarrollan de acuerdo con diferentes
mecanismos químicos. El envejecimiento térmico llega a ser un
proceso más importante en una situación habitual cuando el papel o
los productos de papel se almacenan sin una exposición considerable
a la luz. Sin embargo, en general se entiende la importancia, tanto
para el envejecimiento térmico como para el fotoamarilleamiento, de
algunos factores comunes tales como el pH del papel así como el
contenido y estado de iones mecánicos transitorios en los
mismos.
Las clases conocidas de productos químicos que
proporcionan una protección limitada contra el amarilleamiento de
las pulpas mecánicas incluyen eliminadores de radicales y
antioxidantes, fosfitos, dienos, aldehídos alifáticos, pantallas UV,
agentes quelantes e inhibidores poliméricos. Sin embargo,
normalmente, las cantidades de productos químicos requeridas para
una protección adecuada son excesivamente altas (del orden del 5 por
ciento) y, además, estos compuestos llevan otros rasgos indeseables
tales como una alta toxicidad y algunos de ellos tienen olores
desagradables. Son ejemplos de productos químicos con estos efectos
indeseables tioles poliméricos y de bajo peso molecular tales como
1-tioglicerol, dimercaptoacetato de glicol y
ditiolactato de polietilenglicol, que inhiben el
fotoamarilleamiento, sin embargo, tales productos químicos
normalmente tienen un olor desagradable. Además, estos tipos de
productos químicos típicamente tienen que aplicarse en cantidades
que no son rentables desde el punto de vista económico.
Una mezcla sinérgica de un eliminador de
radicales
4-hidroxi-2,2,6,6-tetrametilpiperidin-N-oxilo
(HO-TEMPO) y
2-(2-hidroxi-3,4-di-terc-amilfenil)benzotriazol
se propuso como un inhibidor eficaz contra el fotoamarilleamiento y
el envejecimiento térmico. Sin embargo, se conoce la toxicidad de
estos compuestos y debe tenerse en cuenta cuando se use.
Se conocen ejemplos de procesos y composiciones
relacionados con la protección del material lignocelulósico contra
el amarilleamiento, por ejemplo, por los documentos
US-A-568431,
US-A-5928473 y
US-A-5368689.
Sería muy deseable descubrir nuevas
composiciones que potenciaran eficazmente el brillo inicial y la
estabilidad del brillo del papel preparado con Pulpa Mecánica.
El primer aspecto de la presente invención
reivindicada está relacionado con un método de fabricación de papel
con Pulpa Mecánica que comprende las etapas de moler o refinar
madera para crear pulpa no blanqueada, después blanquear la pulpa y
después formar papel a partir de la pulpa, comprendiendo la mejora
aplicar de aproximadamente un 0,01 por ciento en peso a
aproximadamente un 1 por ciento en peso de un Compuesto Penetrante
al papel, donde dicho Compuesto Penetrante se selecciona entre el
grupo compuesto por poliamino poliéter metilenfosfonato o
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona.
El segundo aspecto de la presente invención
reivindicada está relacionado con un método de fabricación de papel
con Pulpa Mecánica que comprende las etapas de moler o refinar
madera para crear una pulpa sin blanquear, después blanquear la
pulpa y después formar papel a partir de la pulpa, comprendiendo la
mejora aplicar de aproximadamente un 0,01 por ciento en peso a
aproximadamente un 1 por ciento en peso de un Compuesto Penetrante
al papel, donde dicho Compuesto Penetrante comprende:
(a) de aproximadamente un 5 por ciento en
peso a aproximadamente un 95 por ciento en peso del Componente 1,
donde el Componente 1 se selecciona entre el grupo compuesto por
poliamino poliéter metilenfosfonato y
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona;
(b) de aproximadamente un 0,05 por ciento
en peso a aproximadamente un 10 por ciento en peso del Componente 2,
donde el Componente 2 se selecciona entre el grupo compuesto por
3,5-dimetilperhidrotiadiazin-2-tion
y dialquilditiocarbamatos; y
(c) de aproximadamente un 5 por ciento en
peso a aproximadamente un 95 por ciento en peso del Componente
3,
donde el Componente 3 es una sal inorgánica,
seleccionándose dicha sal inorgánica entre el grupo compuesto por
fosfatos de metal alcalino monobásicos.
Las personas especialistas en la técnica de
fabricación de pulpa y papel saben cómo preparar una Pulpa Mecánica.
La Pulpa Mecánica puede ser una pulpa termomecánica o
quimiomecánica. Se sabe que el papel típicamente se fabrica a partir
de más de un tipo de pulpa y que sería poco habitual tener un papel
preparado sólo con Pulpa Mecánica. Por lo tanto, se entiende que
esta invención incluye papel preparado con alguna cantidad de Pulpa
Mecánica, no sólo papel preparado únicamente con Pulpa Mecánica. Las
personas especialistas en la técnica de fabricación de papel saben
también cómo preparar papel con Pulpa Mecánica.
El primer aspecto de la presente invención
reivindicada está relacionado con un método de fabricación de papel
con Pulpa Mecánica que comprende las etapas de moler o refinar
madera para crear pulpa no blanqueada, después blanquear la pulpa y
después formar papel a partir de la pulpa, comprendiendo la mejora
aplicar de aproximadamente un 0,01 por ciento en peso a
aproximadamente un 1 por ciento en peso de un Compuesto Penetrante
al papel, donde dicho Compuesto Penetrante se selecciona entre el
grupo que comprende poliamino poliéter metilenfosfonato (PAPEMP) o
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona
(GL).
El compuesto útil en el método del primer
aspecto de la presente invención reivindicada se selecciona entre el
grupo compuesto por poliamino poliéter metilenfosfonato (abreviado
"PAPEMP") o
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona
(abreviado "GL"). El poliamino poliéter metilenfosfonato está
disponible en el mercado en Ondeo Nalco Company, Ondeo Nalco Center,
1601 W. Diehl Road, Naperville, Illinois 60563 (630)
305-1000, como una solución activa al 30 por ciento
con el nombre comercial TRC-289. La
\alpha-D-glucoheptonic-\gamma-lactona
está disponible en el mercado en Aldrich, P.O. Box 355, Miwaukee, WI
53201 USA., número de teléfono (800) 558-9160.
La cantidad de poliamino poliéter
metilenfosfonato o
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona
aplicada como Compuesto Penetrante al papel o cartón es de
aproximadamente un 0,01 por ciento en peso a aproximadamente un 1
por ciento en peso, con respecto al peso seco de la pulpa. La
cantidad preferida de poliamino poliéter metilenfosfonato o
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona
aplicada como Compuesto Penetrante al papel o cartón es de
aproximadamente un 0,01 por ciento en peso a aproximadamente un 0,5
por ciento en peso, con respecto al peso seco de la pulpa. La
cantidad más preferida de poliamino poliéter metilenfosfonato o
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona
aplicada como Compuesto Penetrante al papel o cartón es de
aproximadamente un 0,02 por ciento en peso a aproximadamente un 0,2
por ciento en peso, con respecto al peso seco de la pulpa.
El Compuesto Penetrante puede aplicarse al papel
o cartón usando cualquier técnica conocida en la técnica de
fabricación de papel, tal como pulverización, empapado,
recubrimiento en tanque de inmersión o incluso usando barras de
recubrimiento de película. El método preferido de aplicación de
Compuesto Penetrante es por medio de la pulverización del Compuesto
Penetrante sobre el papel o cartón.
Se ha descubierto que cuando al papel o cartón
se le ha aplicado un Compuesto Penetrante en una cantidad de
aproximadamente un 0,02 por ciento en peso a aproximadamente un 0,2
por ciento en peso con respecto al peso seco de la pulpa, de
poliamino poliéter metilenfosfonato o
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona,
el brillo inicial aumenta de aproximadamente 1 a aproximadamente 3
unidades y la estabilidad del brillo a largo plazo aumenta de
aproximadamente un 10% a aproximadamente un 30%. Este aumento, a su
vez, produce un aumento de aproximadamente 3 unidades a
aproximadamente 4 unidades de brillo después del envejecimiento en
comparación con una muestra de control.
Se ha descubierto que es posible añadir una sal
inorgánica al Compuesto Penetrante del primer aspecto de la presente
invención reivindicada para potenciar el brillo del papel al que se
le ha aplicado el Compuesto Penetrante. Cuando en el Compuesto
Penetrante del primer aspecto de la invención están presentes sales
inorgánicas, dicho Compuesto Penetrante está compuesto por
(a) de aproximadamente un 5 por ciento en
peso a aproximadamente un 95 por ciento en peso de un compuesto
seleccionado entre el grupo compuesto por poliamino poliéter
metilenfosfonato y
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona;
y
(b) de aproximadamente un 5 por ciento en
peso a aproximadamente un 95 por ciento en peso de una sal
inorgánica, donde dicha sal inorgánica se selecciona entre el grupo
compuesto por fosfatos de metal alcalino monobásicos.
Cuando en el primer aspecto de la presente
invención reivindicada están presentes sales inorgánicas, el
Compuesto Penetrante comprende preferiblemente de aproximadamente un
5 a aproximadamente un 95 por ciento en peso de un compuesto
seleccionado entre el grupo compuesto por poliamino poliéter
metilenfosfonato y
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona,
y de aproximadamente un 5 a aproximadamente un 95 por ciento en
peso de sal inorgánica; más preferiblemente comprende de
aproximadamente un 5 a aproximadamente un 70 por ciento en peso de
un compuesto seleccionado entre el grupo compuesto por poliamino
poliéter metilenfosfonato y
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona
y de aproximadamente un 30 a aproximadamente un 95 por ciento en
peso de sal inorgánica; y más preferiblemente comprende de
aproximadamente un 10 a aproximadamente un 50 por ciento en peso de
un compuesto seleccionado entre el grupo compuesto por poliamino
poliéter metilenfosfonato y
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona
y de aproximadamente un 50 a aproximadamente un 90 por ciento en
peso de sal inorgánica.
Las sales inorgánicas adecuadas para la adición
al Compuesto Penetrante del primer aspecto de la presente invención
reivindicada se seleccionan entre el grupo compuesto por fosfatos de
metal alcalino monobásicos. Este grupo incluye fosfato sódico
monobásico, fosfato potásico monobásico y fosfato de litio
monobásico. La sal inorgánica preferida es fosfato sódico monobásico
(NaH_{2}PO_{4}). El fosfato sódico monobásico monohidrato está
disponible en Alfa Aesar, 30 Bond St., Ward Hill, MA
01835-8099, U.S.A., número de teléfono (800)
343-0660.
Se ha descubierto que cuando al papel o al
cartón se le ha aplicado como Compuesto Penetrante, en una cantidad
de aproximadamente un 0,01 por ciento en peso a aproximadamente un 1
por ciento en peso con respecto al peso seco de la pulpa, una mezcla
de poliamino poliéter metilenfosfonato o
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona
y una sal inorgánica, el brillo inicial aumenta de aproximadamente 2
a aproximadamente 4 unidades (un aumento mayor que el conseguido con
cualquiera de los componentes individuales solos) y la estabilidad
del brillo a largo plazo aumenta de aproximadamente un 20% a
aproximadamente un 30%. Este aumento, a su vez, tiene como resultado
un aumento de brillo de aproximadamente 3 unidades a aproximadamente
5 unidades después del envejecimiento en comparación con una muestra
de control.
El segundo aspecto de la presente invención
reivindicada está relacionado con un método de fabricación de papel
con Pulpa Mecánica que comprende las etapas de moler o refinar
madera para crear pulpa no blanqueada, después blanquear la pulpa y
después formar papel a partir de la pulpa, comprendiendo la mejora
aplicar de aproximadamente un 0,01 por ciento en peso a
aproximadamente un 0,1 por ciento en peso de un Compuesto Penetrante
al papel, donde dicho Compuesto Penetrante comprende:
(a) de aproximadamente un 5 por ciento en
peso a aproximadamente un 95 por ciento en peso del Componente 1,
donde el Componente 1 se selecciona entre el grupo compuesto por
poliamino poliéter metilenfosfonato o
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona;
(b) de aproximadamente un 0,05 por ciento
en peso a aproximadamente un 10 por ciento en peso del Componente 2,
donde el Componente 2 se selecciona entre el grupo compuesto por
3,5-dimetilperhidrotiadiazin-2-tion
y dialquilditiocarbamato; y
(c) de aproximadamente un 5 por ciento en
peso a aproximadamente un 95 por ciento en peso del Componente 3,
donde el Componente 3 es una sal inorgánica, donde dicha sal
inorgánica se selecciona entre el grupo compuesto por fosfatos de
metal alcalino monobásicos.
El Compuesto Penetrante útil en el segundo
aspecto de la presente invención reivindicada comprende
preferiblemente de aproximadamente un 5 a aproximadamente un 95 por
ciento en peso de un compuesto seleccionado entre el grupo compuesto
por poliamino poliéter metilenfosfonato y
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona,
de aproximadamente un 0,05 a aproximadamente un 10 por ciento en
peso de un compuesto seleccionado entre el grupo compuesto por
3,5-dimetilperhidrotiadiazin-2-tion
y dialquilditiocarbamato, y de aproximadamente un 5 a
aproximadamente un 95 por ciento en peso de sal inorgánica; más
preferiblemente comprende de aproximadamente un 5 a aproximadamente
un 70 por ciento en peso de un compuesto seleccionado entre el grupo
compuesto por poliamino poliéter metilenfosfonato y
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona,
de aproximadamente un 0,1 a aproximadamente un 5 por ciento en peso
de un compuesto seleccionado entre el grupo compuesto por
3,5-dimetilperhidrotiadiazin-2-tion
y dialquilditiocarbamato, y de aproximadamente un 30 a
aproximadamente un 95 por ciento en peso de sal inorgánica; y aún
más preferiblemente comprende de aproximadamente un 10 a
aproximadamente un 50 por ciento en peso de un compuesto
seleccionado entre el grupo compuesto por poliamino poliéter
metilenfosfonato y
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona,
de aproximadamente un 0,3 a aproximadamente un 1 por ciento en peso
de un compuesto seleccionado entre el grupo compuesto por
3,5-dimetilperhidrotiadiazin-2-tion
y dialquilditiocarbamato, y de aproximadamente un 50 a
aproximadamente un 90 por ciento en peso de sal inorgánica.
El compuesto útil como Componente 2 en el método
del segundo aspecto de la presente invención reivindicada se
selecciona entre el grupo compuesto por
3,5-dimetilperhidrotiadiazin-2-tion
(DMTDA) y dialquilditiocarbamatos. El
3,5-dimetilperhidrotiadiazin-2-tion
está disponible en el mercado en Ondeo Nalco Company, Ondeo Nalco
Center, 1601 W. Diehl Road, Naperville, Illinois (630)
305-1000, como una solución activa al 25 por ciento
con el nombre comercial Nalco®248. La familia de
dialquilditiocarbamatos incluye dimetilditiocarbamato y
dietilditiocarbamato. El dimetilditiocarbamato (DMDTC) está
disponible en el mercado en Ondeo Nalco Company como una solución
activa al 40 por ciento con el nombre comercial Nalco®8154. El
dietilditiocarbamato (DEDTC) está disponible en el mercado en Alco
Chemical, Chattanooga TN como una solución activa al 25 por ciento
con el nombre comercial Aquamet E.
Las sales inorgánicas adecuadas para uso como
Componente 3 se seleccionan entre el grupo compuesto por fosfatos de
metal alcalino monobásicos. Este grupo incluye fosfato sódico
monobásico, fosfato potásico monobásico y fosfato de litio
monobásico. La sal inorgánica preferida para uso en el Compuesto
Penetrante del segundo aspecto de la presente invención reivindicada
es fosfato sódico monobásico.
\global\parskip0.870000\baselineskip
La cantidad de Compuesto Penetrante del segundo
aspecto de la presente invención reivindicada aplicada al papel o
cartón es de aproximadamente un 0,01 por ciento en peso a
aproximadamente un 1 por ciento en peso, con respecto al peso seco
de la pulpa. La cantidad preferida de Compuesto Penetrante del
segundo aspecto de la presente invención reivindicada aplicada al
papel o cartón es de aproximadamente un 0,02 por ciento en peso a
aproximadamente un 0,2 por ciento en peso, con respecto al peso seco
de la pulpa. La cantidad más preferida de Compuesto Penetrante del
segundo aspecto de la presente invención reivindicada aplicada al
papel o cartón es de aproximadamente un 0,03 por ciento en peso a
aproximadamente un 0,1 por ciento en peso, con respecto al peso seco
de la pulpa.
Se ha descubierto que cuando al papel o cartón
se le ha aplicado como Compuesto Penetrante el compuesto del segundo
aspecto de la presente invención reivindicada, el brillo inicial
aumenta de aproximadamente 1 a aproximadamente 4 unidades, y la
estabilidad del brillo a largo plazo aumenta de aproximadamente un
50 a aproximadamente un 100%. Se ha descubierto también que cuando
el Componente 2 se aplica a mayores dosis, en comparación con los
otros componentes, el brillo del papel puede disminuir inicialmente,
pero después aumenta gradualmente durante el proceso de
envejecimiento (se presenta como ``inhibición de la pérdida de
brillo mayor del 100%) dando como resultado un aumento de
aproximadamente 2 a aproximadamente 5 unidades de brillo después del
envejecimiento en comparación con una muestra de control.
Con estas composiciones que proporcionan más
brillo y más estabilidad del brillo de pastas TMP y CTMP
blanqueadas, estas pulpas Mecánicas que no son caras pueden usarse
ahora en un mayor grado en la producción de papel sin comprometer
las propiedades del papel. Se han hecho más apropiadas también para
aplicaciones especiales a "largo plazo" tales como papeles
pintados.
Los siguientes ejemplos se presentan para
describir realizaciones preferidas y utilidades de la invención y no
pretenden limitar la invención a menos que se indique otra cosa en
las reivindicaciones adjuntas a este documento.
Se siguió el siguiente procedimiento para todos
los Ejemplos en los que se aplicó un Compuesto Penetrante a papel
preparado con Pulpa Mecánica.
Se prepararon hojas de prueba a partir de pulpa
quimio-termomecánica (CTMP) de madera blanda y se
almacenaron a humedad constante del 50% y a una temperatura de 23ºC.
Todos los experimentos se realizaron usando el mismo lote de hojas
de prueba. En cada serie de experimentos se cortaron de la misma
hoja de prueba doce muestras de 3 x 9 centímetros ("cm"). La
carga de los productos químicos ensayados se determinó basándose en
el peso seco de la muestra de pulpa (es decir, una media de 170 mg).
Los productos químicos se aplicaron gota a gota, con la mayor
uniformidad posible, como soluciones en agua. Las concentraciones de
las soluciones se eligieron para que permitieran la aplicación de
200-400 mg de la solución en cada muestra. Las hojas
de prueba se secaron a temperatura ambiente y, después de medir el
brillo, se sometieron a ensayos de envejecimiento acelerado como se
describe a continuación. Durante el transcurso de este trabajo se
estableció que el cambio en el modo de aplicación (por ejemplo,
empapado en lugar de
goteo) puede afectar a los valores absolutos de brillo y amarilleamiento, pero no a las tendencias o aumentos relativos.
goteo) puede afectar a los valores absolutos de brillo y amarilleamiento, pero no a las tendencias o aumentos relativos.
Las muestras de 3 x 9 cm cortadas de las hojas
de prueba se mantuvieron en un baño de agua a 70ºC durante
aproximadamente 100-200 horas. Las muestras se
equilibraron después al 50% de humedad y a una temperatura de 23ºC
antes de medir el brillo.
Las muestras de 3 x 9 cm cortadas de las hojas
de prueba se mantuvieron bajo una luz ("blanca fría") (es
decir, lámparas de F8T5 CW comercializadas por Litemor Distributors
Ltd., Ottawa, Ontario, Canadá) en un carrusel rotatorio a
temperatura ambiente durante aproximadamente 20 horas. En los
experimentos se usó un fotorreactor LZC-1 (LuzChem
Research, St. Sauveur, QC, Canadá). Las muestras se equilibraron en
una sala a humedad constante antes de medir el brillo.
El brillo (R457) y el amarilleamiento (E313) se
midieron en un instrumento Elrepho-3000 (Datacolor
International, Charlotte, NC) con un margen de error de ± 0,05.
Se usaron los siguientes parámetros para evaluar
la eficacia de los potenciadores de brillo después de exponer las
muestras a envejecimiento térmico o fotoamarilleamiento:
(a) Aumento de brillo (GanBr) = [Brillo
(muestra) - Brillo (control)] después del envejecimiento
(b) Reducción del amarilleamiento (RedAm)
= [Amarilleamiento (control) - Amarilleamiento (muestra)] después
del envejecimiento
(c) Porcentaje de inhibición de la
inversión del brillo (%IBr) = 100 x {1 - Brillo Inicial (muestra) -
Brillo Final (muestra)]/[Brillo Inicial (control) - Brillo Final
(control)]}
Claims (12)
1. Un método de fabricación de papel con
Pulpa Mecánica que comprende las etapas de moler o refinar madera
para crear pulpa sin blanquear, después blanquear la pulpa y después
formar papel a partir de la pulpa, y que comprende también aplicar
de un 0,01 por ciento en peso a un 1 por ciento en peso de un
Compuesto Penetrante al papel, donde dicho Compuesto Penetrante se
selecciona entre el grupo compuesto por poliamino poliéter
metilenfosfonato o
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona.
2. El método de la reivindicación 1, en
el que dicho Compuesto Penetrante comprende
(a) de aproximadamente un 5 por ciento en
peso a aproximadamente un 95 por ciento en peso de un compuesto
seleccionado entre el grupo compuesto por poliamino poliéter
metilenfosfonato y
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona;
y
(b) de aproximadamente un 5 por ciento en
peso a aproximadamente un 95 por ciento de una sal inorgánica, donde
dicha sal inorgánica se selecciona entre el grupo compuesto por
fosfatos de metal alcalino monobásicos.
3. Un método de fabricación de papel con
Pulpa Mecánica que comprende las etapas de moler o refinar madera
para crear pulpa sin blanquear, después blanquear la pulpa y después
formar papel a partir de la pulpa, que comprende también aplicar de
un 0,01 por ciento en peso a un 1 por ciento en peso de un Compuesto
Penetrante al papel, donde dicho Compuesto Penetrante comprende:
(a) de un 5 por ciento en peso a un 95 por
ciento en peso de Componente 1, donde el Componente 1 se selecciona
entre el grupo compuesto por poliamino poliéter metilenfosfonato y
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona;
(b) de un 0,05 por ciento en peso a un 10
por ciento en peso de Componente 2, donde el Componente 2 se
selecciona entre el grupo compuesto por
3,5-dimetilperhidrotiadiazin-2-tion
y dialquilditiocarbamatos; y
(c) de un 5 por ciento en peso a un 95 por
ciento en peso del Componente 3, donde el Componente 3 es una sal
inorgánica, seleccionándose dicha sal inorgánica entre el grupo
compuesto por fosfatos de metal alcalino monobásicos.
4. El método de la reivindicación 1, en
el que dicho Compuesto Penetrante es poliamino poliéter
metilenfosfonato.
5. El método de la reivindicación 1, en
el que dicho Compuesto Penetrante es
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona.
6. El método de la reivindicación 2, en
el que dicha sal inorgánica es fosfato sódico monobásico.
7. El método de la reivindicación 3, en
el que dicho Componente 1 es poliamino poliéter
metilenfosfonato.
8. El método de la reivindicación 3, en
el que dicho Componente 1 es
\alpha-glucoheptonic-\gamma-lactona.
9. El método de la reivindicación 3, en
el que dicho Componente 2 es
3,5-dimetilperhidrotiadiazin-2-tion.
10. El método de la reivindicación 3, en el
que dicho Componente 2 es dimetilditiocarbamato.
11. El método de la reivindicación 3, en el
que dicho Componente 2 es dietilditiocarbamato.
12. El método de la reivindicación 3, en el
que dicho Componente 3 es fosfato sódico monobásico.
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