ES2330302T3 - Composicion de almidon y uso de la misma. - Google Patents
Composicion de almidon y uso de la misma. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2330302T3 ES2330302T3 ES01305343T ES01305343T ES2330302T3 ES 2330302 T3 ES2330302 T3 ES 2330302T3 ES 01305343 T ES01305343 T ES 01305343T ES 01305343 T ES01305343 T ES 01305343T ES 2330302 T3 ES2330302 T3 ES 2330302T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- starch
- paper
- anionic
- cationic
- starches
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
- C08L3/04—Starch derivatives, e.g. crosslinked derivatives
- C08L3/08—Ethers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
- C08L3/04—Starch derivatives, e.g. crosslinked derivatives
- C08L3/06—Esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
- C08L3/04—Starch derivatives, e.g. crosslinked derivatives
- C08L3/10—Oxidised starch
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/28—Starch
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
- C08L2205/02—Polymer mixtures characterised by other features containing two or more polymers of the same C08L -group
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/28—Starch
- D21H17/29—Starch cationic
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Paper (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Seasonings (AREA)
Abstract
Una composición de materia compuesta de un almidón aniónico y un almidón catiónico, de los que por lo menos uno es un almidón ceroso.
Description
Composición de almidón y uso de la misma.
La presente invención se refiere a composiciones
de almidón que contienen dos almidones diferentemente modificados.
Más específicamente, las composiciones contienen una mezcla de un
almidón aniónico y un almidón catiónico. Después de su cocción, las
composiciones se usan en la fabricación de papel o cartón. El papel
y cartón resultantes tienen características mejores que papel y
cartón preparados con los mismos componentes que no se han mezclado
y cocido juntos y que se añaden por separado. Por otra parte, el
mezclado previo hace más fácil la adición de los componentes.
Además, se ha demostrado que los almidones cerosos se comportan
mejor que los almidones normales.
En la producción de papel, se desintegra pasta
de celulosa para formar una suspensión, que se aplica después sobre
una malla para orientar las fibras y posteriormente se drena el
líquido. A la salida de la malla, el papel es prensado entre dos
rodillos para reducir más el contenido de agua y, después del secado
final, se obtiene el papel. La resistencia del papel depende de la
naturaleza de la pasta. Las pastas vírgenes dan típicamente un
papel más resistente que la pasta procedente de un papel reciclado
de la misma calidad. Además, la resistencia del papel disminuye con
cada reciclado. Por lo tanto, hay interés en encontrar aditivos que
puedan incrementar la resistencia del papel.
Se sabe que se puede incrementar la resistencia
del papel por adición de aditivos antes de la prensa encoladora o a
la pasta, esto es, en la parte húmeda del proceso de producción de
papel. Como cargas o aglutinantes se puede usar almidón o polímeros
polihidroxilados de peso molecular alto. Frecuentemente estas
moléculas han sido modificadas por adición de grupos iónicos para
incrementar su capacidad de unirse a las fibras de celulosa.
El almidón o polímero se añade para proporcionar
ciertas características de calidad deseables. Hay diferentes
métodos para incrementar especialmente las propiedades físicas de la
hoja de papel.
Como se ha mencionado antes, hay dos etapas en
el proceso de producción de papel en las que se añade el almidón o
polímero: la adición de almidón catiónico cocido (con diferentes
niveles de carga) o de polímero a las fibras al comienzo del
proceso (parte húmeda) o en la prensa encoladora situada entre la
parte húmeda y la primera sección de secadores de la máquina de
papel. Los dos métodos tienen ventajas pero también limitaciones e
inconvenientes.
La adición de almidón o polímero en la parte
húmeda es sólo eficaz si el material queda retenido de una u otra
manera por las fibras que forman la base del papel o cartón. Para
conseguir esto, el almidón o polímero se modifica para que tenga
grupos catiónicos o aniónicos sustituidos. La cantidad máxima de
polímero que se puede añadir está limitada por la facilidad de
procesamiento del producto.
El inconveniente de este método es que, para
obtener características óptimas en el material final, frecuentemente
es necesario un nivel mayor de adición del almidón o polímero. En
el caso de almidón catiónico, el nivel máximo de adición de
usualmente 2 a 2,5% es el que constituye la barrera natural para su
optimización. Niveles de adición mayores, necesarios para mejorar
la resistencia, originan problemas serios de procesamiento debido a
efectos de sobrecarga.
Para añadir más almidón o polímero, también es
posible añadir el material en una etapa posterior, cuando la hoja
de papel se haya formado y secado. Sin embargo, en esta etapa, el
papel o cartón tiene que ser humectado de nuevo, lo cual supone un
secado adicional. Además, al contrario que la adición en la parte
húmeda, la adición en una etapa posterior no da un producto
homogéneo y el almidón y/o polímero añadido no pueden penetrar
totalmente en el material preformado.
La aplicación de almidón natural, que usualmente
sólo se convierte enzimáticamente o termoquímicamente, en la prensa
encoladora tiene limitaciones ligeramente diferentes. El
inconveniente principal es la reducción de la velocidad de la
máquina a causa de la rehumectación del papel durante esta
aplicación. Adicionalmente, debido al secado adicional requerido,
esta solución consume una gran cantidad de energía extra.
Otra barrera, especialmente en el caso de
papeles de gramaje alto, es la penetración del almidón en el papel.
En algunos casos, la solución de encolado no puede penetrar hasta la
zona media de la hoja e impartir propiedades de resistencia
beneficiosas.
Por lo tanto, en la práctica, en muchas máquinas
de papel los fabricantes combinan la aplicación de almidón en la
parte húmeda con la aplicación en la prensa encoladora para obtener
papel con las propiedades deseadas.
Por las razones antes mencionadas, la
sustitución de la aplicación en la prensa encoladora por la
aplicación de mayores niveles de adición de almidón y/o polímero en
la parte húmeda ayuda a incrementar significativamente la
productividad. Para realizar esto, se necesita un producto que
permita mayores niveles de adición para crear las propiedades de
resistencia necesarias y que proporcione suficiente retención.
Para adaptarse a esta demanda, se han
desarrollado sistemas en los que se usan combinaciones de almidones
y/o polímeros con cargas opuestas. Se añade un almidón o polímero al
comienzo de la etapa de la parte húmeda o se mezcla con la
suspensión de pasta y se añade el segundo almidón o polímero con
carga opuesta en el distribuidor del flujo o en la malla de la mesa
plana de fabricación. La combinación de estos dos componentes
precipita y esto mejora tanto la retención como la cantidad total
que se puede añadir. El segundo componente de esta combinación
también se puede añadir en la etapa de la prensa encoladora pero,
debido a la poca retención del primer componente, esto es algo
menos eficiente.
En la práctica, hasta la fecha este sistema no
ha originado un proceso en el que se sustituya la prensa encoladora.
Hasta la fecha, la adición de los componentes con carga opuesta se
realiza en dos etapas y frecuentemente los componentes se mezclan
por separado.
Esto se ilustra, por ejemplo, en la patente
europea EP 0 282 415, en la que se describe un proceso para la
fabricación de papel caracterizado por el hecho de que se añaden en
la parte húmeda, en dos puntos distintos, uno o varios almidones
catiónicos y uno o varios almidones aniónicos distintos de un
fosfato de almidón. De acuerdo con los ejemplos, los almidones se
añaden en forma pregelatinizada, que se obtiene cociendo los
almidones justo antes de la adición.
La solicitud de patente internacional WO
96/05373 describe un proceso de aplicar a un sustrato un polímero
polihidroxilado de peso molecular alto o material similar. El
proceso comprende añadir a una solución de dicho material en forma
aniónica un floculante de carga opuesta para insolubilizar dicho
material y aplicar después al citado sustrato dicho material
insolubilizado.
La solicitud de patente japonesa JP 05230792
(Resumen) describe el rociado de una dispersión acuosa de un
almidón catiónico y un almidón aniónico sobre las fibras de la hoja
continua durante la producción de papel. Se indica que los
almidones no están gelatinizados.
La solicitud de patente internacional WO
99/64677 describe el uso, en la fabricación de papel, de una
combinación de 95% de almidón y 5% de un fijador sintético. Además,
el almidón y el fijador se añaden a la suspensión de pasta por
separado.
La solicitud de patente japonesa JP 08296193
(Resumen) describe el uso de una mezcla de almidones catiónicos y
aniónicos en la fabricación de papel. Sólo se usan almidones
normales de maíz y tapioca.
Por lo tanto, hay necesidad de mejorar este
sistema, en el que la adición sea más fácil y se pueda suprimir la
prensa encoladora.
La presente invención describe una composición
que, cuando se añade a papel o cartón, incrementa las
características de resistencia y al mismo tiempo la composición es
fácil de añadir. La presente invención describe una composición
compuesta de un almidón aniónico y un almidón catiónico, de los que
por lo menos uno es un almidón ceroso. Se ha encontrado que dichas
mezclas son adecuadas para su adición a la parte húmeda del proceso
de fabricación de papel.
La presente invención describe también un método
para tratar las composiciones con el objetivo de hacerlas adecuadas
para su aplicación a papel. Dicho tratamiento consiste en cocer las
composiciones en forma de lotes discontinuos o por inyección
directa de vapor de agua.
La presente invención describe además la
aplicación, en la parte húmeda de la fabricación de papel, de una
composición compuesta de un almidón aniónico y un almidón catiónico,
de los que por lo menos uno es un almidón ceroso.
Las composiciones se cuecen y añaden a la
suspensión de pasta de la máquina de papel.
Además, la presente invención describe papel y
cartón con niveles de adición entre 1 y 10% (peso/peso) (p/p) de la
composición de almidón, preferiblemente entre 2 y 8% y más
preferiblemente entre 4 y 6%. La adición de tales cantidades de la
composición de almidón de la presente invención da al papel mejores
propiedades de resistencia que las obtenidas usualmente usando una
combinación de aplicación en la parte húmeda y aplicación en la
prensa encoladora y en la que los almidones catiónicos y aniónicos
se han cocido y añadido por separado.
En consecuencia, en una realización la presente
invención describe también un método que permite a los fabricantes
de papel reemplazar los dos almidones, el aplicado en la prensa
encoladora y el aplicado en la parte húmeda.
Una realización preferida de la presente
invención describe un proceso para la fabricación de papel que no
emplea prensa encoladora.
La figura 1 muestra la demanda aniónica de
almidón catiónico de patata y almidón de maíz en comparación con
mezclas de la presente invención (Ejemplo 1).
La figura 2 muestra las diferentes
distribuciones del peso molecular de las mezclas de acuerdo con la
presente invención en comparación con la de un almidón típico
aplicado en la parte húmeda (ejemplo 1).
La presente invención describe composiciones de
polímeros, específicamente almidones. Aunque en general uno de los
polímeros es preferiblemente un almidón y el otro puede ser un
almidón o un polímero sintético, hay preferencia por el almidón.
Las composiciones contienen un almidón catiónico y un almidón
aniónico, de los que por lo menos uno es un almidón ceroso. Las
composiciones que comprenden los dos tipos de almidones contienen
generalmente 1:10 y 10:1 (p/p) de cada uno de los almidones. La
proporción de los dos componentes se elige de modo que la carga
neta sea ligeramente catiónica. Esto asegura la unión de la mezcla
de almidones a la matriz aniónica formada de las fibras/carga en la
parte húmeda de la producción de papel o cartón. Un aspecto para
determinar la carga neta es la proporción de los almidones en base a
su peso y el otro es que la carga neta depende del grado de
sustitución con grupos catiónicos y aniónicos.
Como almidón básico es posible usar todos los
tipos de almidones disponibles normalmente, esto es, almidones de
trigo, maíz, patata, tapioca y guisantes.
Los almidones usados en las presentes
composiciones son almidones catiónicos mezclados con almidones
cerosos aniónicos, como almidones oxidados de maíz o almidones
cerosos modificados que han sido tratados con anhídrido maleico o
succínico, o almidones aniónicos mezclados con almidón ceroso
catiónico.
Sorprendentemente se ha encontrado que las
mezclas que comprenden almidones aniónicos y catiónicos son muy
fáciles de manejar. Al contrario que en un proceso normal de
fabricación de papel en el que los componentes catiónicos y
aniónicos se preparan y añaden por separado, lo cual requiere dos
unidades de preparación y almacenamiento, los almidones catiónicos
y aniónicos se cuecen y añaden juntos en un punto de la máquina de
papel sin problema alguno. Aún más sorprendentemente fue el
descubrimiento de que el mejor rendimiento, determinado por las
características del papel, se obtuvo cuando por lo menos uno de los
almidones es uno derivado de un almidón ceroso. Se debe indicar que
aunque se usan mezclas de los dos tipos de almidón, por supuesto es
posible usar más almidones diferentes siempre que la carga neta sea
ligeramente catiónica, esto es, debe haber una demanda ligeramente
aniónica.
Las composiciones de la presente invención son
mezclas secas y, por lo tanto, pueden ser almacenadas fácilmente
antes de su uso. Las composiciones también se pueden mantener en
forma de suspensión durante algún tiempo antes de la cocción.
Así, las composiciones de la presente invención
se usan después de su cocción y se añaden en un punto. La presente
invención describe también un método para tratar las composiciones
de almidón con el objetivo de hacerlas adecuadas para su aplicación
a papel.
Dicho tratamiento consiste en cocer las
composiciones en forma de lotes discontinuos o por inyección directa
de vapor de agua. Usando las composiciones de la presente invención
el proceso sólo requiere un punto de preparación y adición, lo cual
hace más económico al proceso.
También se ha encontrado que la cantidad de
polímero que se puede añadir de esta manera es mucho mayor que las
cantidades añadidas usualmente. Específicamente, se usan niveles de
adición entre 1 y 10% (p/p) de las composiciones de almidón,
preferiblemente entre 2 y 8% y más preferiblemente entre 4 y 6%.
Esto origina un papel con mejores características físicas que
cuando se añaden cantidades menores. Nótese que, aunque se añadan
cantidades iguales de polímero, la calidad del papel basado en las
composiciones de la presente invención es mejor.
La presente invención describe un método nuevo
par fabricar papel o cartón. El método, que usa una composición
compuesta de un almidón aniónico y un almidón catiónico, de los que
por lo menos uno es un almidón ceroso, hace posible la fabricación
de papel o cartón sin usar una prensa encoladora.
Las composiciones se aplican, después de su
cocción, a la suspensión de pasta de la máquina de papel.
Además, la presente invención describe papel o
cartón con niveles de adición entre 1 y 10% (p/p) de la mezcla de
almidón, preferiblemente entre 2 y 8% y más preferiblemente entre 4
y 6%. La adición de tales cantidades de mezclas de la presente
invención da al papel mejores propiedades de resistencia que las
obtenidas usualmente usando una combinación de aplicación en la
prensa encoladora y aplicación en la parte húmeda.
En consecuencia, la presente invención describe
también un método que permite a los fabricantes de papel reemplazar
las dos aplicaciones, en la prensa encoladora y en parte húmeda. La
presente invención describe un proceso para fabricar papel que no
emplea prensa encoladora.
Las composiciones antes mencionadas se cuecen en
forma de suspensión con concentraciones de hasta 10% de sustancia
seca. La cocción se puede realizar por calentamiento indirecto
(cocción de lotes discontinuos, con un tiempo de cocción de 30
minutos) o por inyección directa de vapor de agua (cocción por
chorro a 120ºC). El almidón obtenido o la pasta obtenida de
almidón/polímero se puede diluir hasta el nivel deseado de adición,
que usualmente es 2,5 a 5%. Se puede almacenar durante varias horas
siempre que se mantenga una agitación suficiente y una temperatura
de aproximadamente 60 a 70ºC.
Cuando se añade a las fibras durante el proceso
de fabricación de papel, se pueden obtener niveles de adición de 5%
o más reemplazando el almidón de la prensa encoladora y el almidón
de la parte húmeda (si se usa). Como consecuencia, se pueden
conseguir mayores capacidades de producción debido al menor consumo
de vapor de agua. El papel no tiene que ser secado después del
proceso de rehumectación en la prensa encoladora. Adicionalmente
son menores los costes de inversión y mantenimiento,
respectivamente, de la prensa encoladora.
El ejemplo 1 muestra que las composiciones de la
presente invención se preparan teniendo una ligera demanda
aniónica, con valores típicos menores que 200 \mueq,
preferiblemente menores que 100 \mueq. Tales mezclas muestran un
retención sobre las fibras muy buena. Esto significa que los
almidones tienen un ligero exceso de carga catiónica en comparación
con los almidones catiónicos usados normalmente en la producción de
papel. Esto sirve para evitar una sobrecarga a niveles
relativamente altos de adición, que son hasta 20% (p/p). Nótese
que, debido a la composición de las mezclas, el producto final
muestra una distribución del peso molecular desplazada hacia
valores algo mayores.
El ejemplo 2 muestra la aplicación de mezclas de
almidones catiónicos y aniónicos en la fabricación de papel con
equipo a escala de laboratorio. Hay que subrayar que la proporción
máxima de adición, en el caso de un almidón catiónico de patata, en
las evaluaciones de laboratorio antes mencionadas se limitó a 2%.
Una dosis mayor o almidones menos sustituidos originan efectos de
sobrecarga o propiedades del papel insuficientes.
Las tablas 1 y 2 muestran que es posible una
dosificación mayor usando mezclas de almidones catiónicos/aniónicos
en comparación con almidón catiónico convencional. El papel
producido con mezclas de acuerdo con la presente invención tiene
mayor fuerza interna de cohesión, mayor longitud de rotura y mayor
resistencia al estallido.
En el ejemplo 3 se demuestra que el efecto
encontrado a escala de laboratorio también se encuentra a escala
industrial.
Aunque se ensayó la adición de mezclas de
almidón catiónico y almidón aniónico, se encontró que hay una clara
ventaja cuando se usó almidón ceroso aniónico o almidón ceroso
catiónico.
El ejemplo 4 demuestra que las características
del papel son aún mejores cuando uno de los dos almidones es uno
derivado de un almidón ceroso.
Las ventajas del uso de las composiciones de la
presente invención se pueden resumir como sigue. Debido a la
situación de carga equilibrada de la composición, se puede aplicar
más almidón a las fibras sin causar efectos de sobrecarga.
Adicionalmente, la cocción simultánea forma complejos con un peso
molecular diferente que el de los componentes individuales. En suma
esto proporciona un comportamiento superior que permite a los
fabricantes de papel reemplazar su prensa encoladora por un sistema
de un solo componente más fácil de usar.
Los ejemplos siguientes ilustran más la presente
invención y permiten comprender las ventajas y, en modo alguno, son
limitativos de la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
1
Se determinó la demanda aniónica de las mezclas
de almidón de la presente invención y se comparó con la demanda
aniónica de almidones catiónicos normales. La figura 1 representa la
situación de carga eléctrica de dos composiciones cocidas
(almidón/almidón) compuestas de 60% (p/p) de almidón ceroso aniónico
(modificado con anhídrido maleico) y 40% (p/p) de almidón catiónico
de maíz [grado de sustitución = 0,042] o 40% (p/p) de almidón
catiónico de patata (grado de sustitución = 0,040).
Las cantidades y densidades de carga de los dos
componentes de las mezclas se tienen que seleccionar de manera que
proporcionen el complejo cocido final de los dos polímeros con una
ligera carga neta catiónica suficiente para permitir que el
complejo sea retenido en la matriz formada por las fibras/carga. La
carga catiónica tiene que ser suficiente para la retención pero,
por otro lado, suficientemente baja para evitar sobrecarga del
sistema a niveles de adición mayores que 2,5%.
La figura 2 muestra la distribución del peso
molecular de la mezcla comparado con la de un almidón típico a
añadir en la parte húmeda.
Ejemplo
2
Se realizaron varios ensayos de laboratorio. Se
hicieron hojas de laboratorio con un formador de hojas TECHPAP
(medidor de la retención) y se investigaron las propiedades de
acuerdo con métodos internacionales normalizados de ensayos de
papel.
Se preparan fibras en un dispositivo mezclador
de acuerdo con la receta de la pasta a usar en la máquina de papel
con una consistencia de 0,5 a 1,0% de sustancia seca. Dependiendo de
la calidad del papel, se aplicó adicionalmente una carga (como
carbonato cálcico) y fibras recicladas (de papel estucado y no
estucado).
Se transfirió al medidor de retención TECHPAP un
volumen definido (dependiendo del gramaje del papel) de esta
composición. El equipo consiste en un cilindro con un agitador
ajustable y una válvula para descargar la suspensión de pasta a una
malla. En condiciones normales se ha de fijar la carga y, por lo
tanto, la respuesta PCD (demanda catiónica/aniónica). Se ajusta el
agitador a una velocidad de 1.000 rpm para simular las fuerzas de
cizalladura del circuito de una máquina de papel. De acuerdo con el
proceso de fabricación de papel, se añaden todos los aditivos, como
la composición de almidón cocido, poliacrilamida y otros productos
químicos del proceso así como cantidades adicionales de agua (para
conseguir un volumen total de 1.000 ml), en una secuencia bien
definida, antes de descargar esta suspensión sobre la malla, que
tiene un diámetro de 15 cm. Durante todos los ensayos, la
composición se añade como primer componente para que haya tiempo
suficiente de retención.
Debajo de la malla se aplica un vacío después de
cierto tiempo de permanencia para eliminar agua de la suspensión.
Este proceso simula el desgotado de una máquina de papel.
Se separa de la malla la hoja húmeda y después
se seca y prensa a 140ºC durante 5 minutos.
En el agua blanca del proceso de formación de la
hoja se analiza la demanda catiónica/aniónica (PCD), turbiedad y
tinción con yodo.
La demanda catiónica del agua blanca da una
indicación acerca de la carga neta negativa que evita sobrecarga
del circuito de la máquina de papel.
La turbiedad se mide con un fotómetro y da una
indicación de la retención total de fibras y material de carga. Por
lo tanto, un valor alto de la turbiedad indica una cantidad alta de
fibras, cargas y finos en el agua blanca, lo cual indica una
retención baja.
La tinción con yodo se determina también con un
fotómetro a una longitud de onda de 585 nm. El almidón presente en
el agua blanca forma un complejo con la solución de yodo, que
origina una coloración azul del almidón. Esto se puede usar para
determinar la retención de almidón. Un valor alto (dependiendo de la
curva de calibración) indica una cantidad alta de almidón libre en
el agua blanca. Este almidón no queda retenido en las fibras y, por
lo tanto, no incrementa la resistencia del papel.
Las composiciones tuvieron valores excelentes de
retención, indicados por valores bajos de tinción con yodo. La
retención de cargas y finos fue siempre del mismo nivel que la de un
almidón convencional añadido en la parte húmeda.
Después de mantener las hojas durante 24 horas
bajo condiciones DIN estándar de acondicionamiento, se ensayaron de
acuerdo con los métodos siguientes:
- Carga de rotura, longitud de rotura y alargamiento
- DIN EN ISO 1.924-2
- Ensayo Concora (CMT)
- DIN EN ISO 7.263
- Ensayo de compresión de la tira (SCT)
- DIN 54.518
- Resistencia al estallido
- DIN 53.141, parte I
- Fuerza de cohesión interna
- DIN 54.516
- Cenizas
- DIN 54.370
Para los ensayos de laboratorio, se mezclaron a
mano almidones catiónicos estándar de la parte húmeda, con
diferentes grados de sustitución, con almidones aniónicos, como
almidones oxidados de maíz o almidones cerosos modificados con
anhídrido maleico o succínico. Las mezclas se cocieron después a
96ºC (tiempo de cocción 30 min).
Se ensayaron las mezclas antes mencionadas,
comparándolas con almidones catiónicos de referencia y usando dos
sistemas de papel ("papel recuperado" y "papel soporte para
estucar"). Los resultados muestran claramente que son posibles
niveles de adición mayores mientras que los almidones catiónicos
alcanzan sus límites bastante rápidamente. Las hojas de laboratorio
se ensayaron después de secarlas a 140ºC durante 5 minutos y
acondicionarlas durante 24 horas en condiciones estándar. La
aplicación con prensa encoladora no se simuló a escala de
laboratorio.
El almidón de referencia es un producto estándar
QUAB con un grado de sustitución de 0,035.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Se ha de subrayar que la proporción máxima de
adición de un almidón catiónico de patata en los ensayos de
laboratorio antes mencionados se limitó al 2%. Una dosis mayor o
almidones menos sustituidos originan efectos de sobrecarga o
propiedades insuficientes del papel.
Las tablas 1 y 2 muestran que son posibles dosis
mayores usando mezclas de almidón catiónico/aniónico en comparación
con almidón catiónico convencional. El papel producido con mezclas
de acuerdo con la presente invención tiene mayor fuerza de cohesión
interna, mayor longitud de rotura y mayor resistencia al
estallido.
También se ensayaron mezclas de almidón/polímero
a escala de laboratorio con resultados similares. Estas mezclas
estaban compuestas principalmente de almidón aniónico (oxidado, y
modificado con anhídrido succínico) y PAM o PVAM catiónico.
Se obtuvieron los resultados siguientes:
Las mezclas antes mencionadas estaban compuestas
de almidón aniónico (oxidado) y poliacrilamida catiónica. Las
mezclas se cocieron por inyección directa de vapor de agua (cocción
por chorro) a 125ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo
3
Se realizaron ensayos a mayor escala para
confirmar los resultados de los ensayos de laboratorio. Los
resultados se muestran en la tabla 3.
Se realizó este ensayo en una máquina
Fourdrinier de doble malla que producía papel soporte para estucar.
El gramaje fue 190 g/m^{2}. La mezcla de almidón se coció por
inyección directa de vapor de agua (cocción por chorro) a 125ºC y
se dosificó en la tina de máquina (mismo punto de adición que el
almidón convencional aplicado en la parte húmeda).
La tabla 3 muestra que la adición de 2,5% de la
composición de acuerdo con la presente invención da un
comportamiento de la máquina y del producto superior al obtenido
cuando se aplica almidón en la prensa encoladora y en la parte
húmeda. El contenido de cenizas es menor y la resistencia del papel
es mayor. Además, la velocidad de la máquina es mayor o, por lo
menos, no queda afectada negativamente.
Ejemplo
4
Se realizó una serie adicional de ensayos usando
mezclas diferentes de almidón catiónico y aniónico. Se usaron las
siguientes mezclas:
- C*Bond® 06931
- = {}\hskip0.2cm 40% de almidón catiónico de patata 35804/60% de almidón ceroso aniónico
- C*Bond® 05930
- = {}\hskip0.2cm 40% de almidón ceroso catiónico/60% de almidón aniónico de maíz
- C*Bond® 05931
- = {}\hskip0.2cm 40% de almidón catiónico de maíz/60% de almidón aniónico de maíz
\vskip1.000000\baselineskip
Se realizaron los ensayos con una dosificación
de hasta 5% de cada mezcla.
C*Bond® es una marca comercial registrada de
Cerestar. Se usan los códigos para diferenciar las diferentes
composiciones.
Se realizaron los ensayos en un formador de
hojas de laboratorio, disponible de la compañía TECHPAP.
La secuencia de adición de los diferentes
productos al formador de hojas fue la siguiente:
- (1)
- Pasta de papel (1% de sustancia seca)
- (1a)
- C*Bond® 05930, 05931 ó 06931 (2,5%, 4% ó 5%)
- (2)
- Agua de dilución después de 30 segundos
- (3)
- 0,4% de BMA® después de 70 segundos
- (4)
- 0,4% de PAC (policloruro de aluminio) después de 75 segundos
- (5)
- 0,6% de Hi Cat® 160 después de 80 segundos
- (6)
- 0,2% de Vector® después de 85 segundos
- (7)
- Formación de las hojas después de 90 segundos
\vskip1.000000\baselineskip
En el ensayo 8 se redujo la dosis de PAC a
0,2%.
Se acondicionaron las hojas durante 24 horas
antes de medir el contenido de cenizas, longitud de rotura, fuerza
de cohesión interna, unión Scott y formación.
Los resultados del ensayo se resumen en la tabla
4.
Dos productos se comportaron mejor en estos
ensayos de laboratorio: C*Bond® 06931 y C*Bond® 05930.
La formación de las hojas fue significativamente
mejor (efecto sinérgico con la resistencia).
Los valores de la fuerza de cohesión interna se
mejoraron en casi un 85% en comparación con el sistema de almidón
de referencia. La retención de cenizas se mantuvo a un nivel
constante.
La adición entre 2 y 4% es razonable sin efectos
de sobrecarga.
Los ensayos demuestran también que las mezclas
de almidón basadas en por lo menos un almidón ceroso se comportan
mejor que otros almidones.
Esta conclusión ha sido confirmada
posteriormente con otros ensayos.
Claims (9)
1. Una composición de materia compuesta de un
almidón aniónico y un almidón catiónico, de los que por lo menos
uno es un almidón ceroso.
2. Una composición de materia de acuerdo con la
reivindicación 1, compuesta de un almidón aniónico y un almidón
catiónico que tiene una demanda aniónica (PCD) menor que 200
meq/l.
3. Una composición de acuerdo con la
reivindicación 1, que es una mezcla de un almidón catiónico y un
almidón ceroso aniónico, en la que el almidón ceroso aniónico es
almidón oxidado de maíz o un almidón ceroso modificado que ha sido
tratado con anhídrido maleico o succínico.
4. Una composición de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que el almidón aniónico es un almidón ceroso
modificado con anhídrido maleico o succínico.
5. Una composición de materia de acuerdo con la
reivindicación 1, en la que la proporción de almidón aniónico a
almidón catiónico es entre 1:10 y 10:1 (p/p).
6. Un método para producir papel o cartón que
comprende las etapas de:
- (a)
- cocer una composición compuesta de un almidón aniónico y un almidón catiónico, de los que por lo menos uno es un almidón ceroso,
- (b)
- añadir la composición cocida de la etapa anterior a la parte húmeda del proceso de producción de papel, y
- (c)
- secar el papel o cartón.
\vskip1.000000\baselineskip
7. Un método de acuerdo con la reivindicación 6,
en el que la proporción de almidón aniónico a almidón catiónico en
la composición de la etapa (a) es entre 1:10 y 10:1 (p/p).
8. Papel o cartón que comprende una composición
de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en una
cantidad entre 1 y 10% (p/p), preferiblemente entre 2 y 8% y más
preferiblemente entre 4 y 6%.
9. Un proceso para producir papel o cartón en el
que el uso de la prensa encoladora ha sido sustituido por la
adición de una composición de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 5.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB0014946.8A GB0014946D0 (en) | 2000-06-20 | 2000-06-20 | Starch composition and the use thereof in the wet-end of paper preparation |
| GB0014946 | 2000-06-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2330302T3 true ES2330302T3 (es) | 2009-12-09 |
Family
ID=9893933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES01305343T Expired - Lifetime ES2330302T3 (es) | 2000-06-20 | 2001-06-20 | Composicion de almidon y uso de la misma. |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (4) | US20020104634A1 (es) |
| EP (1) | EP1167434B1 (es) |
| CN (1) | CN1205259C (es) |
| AT (1) | ATE442409T1 (es) |
| CA (1) | CA2351241C (es) |
| DE (1) | DE60139835D1 (es) |
| ES (1) | ES2330302T3 (es) |
| GB (1) | GB0014946D0 (es) |
| MX (1) | MXPA01006415A (es) |
| PT (1) | PT1167434E (es) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0014946D0 (en) * | 2000-06-20 | 2000-08-09 | Cerestar Holding Bv | Starch composition and the use thereof in the wet-end of paper preparation |
| PT1492923E (pt) | 2002-04-09 | 2008-06-12 | Fpinnovations | Composições de amido dilatado e látex para utilização no fabrico de papel |
| US7433016B2 (en) * | 2005-05-03 | 2008-10-07 | Asml Netherlands B.V. | Lithographic apparatus and device manufacturing method |
| US20060254737A1 (en) * | 2005-05-16 | 2006-11-16 | Anderson Kevin R | Cationic crosslinked starch containing starch compositions and use thereof |
| FR2923832B1 (fr) | 2007-11-20 | 2011-01-07 | Roquette Freres | Composition anionique aqueuse contenant au moins un amidon anionique gelatinise, soluble et, de preference, un amidon anionique insoluble, non gelatinise ou partiellement gonfle. |
| BR112014002060A2 (pt) * | 2011-07-28 | 2017-02-21 | Cargill Inc | composições para uso na seção úmida da fabricação de papel |
| WO2016018360A1 (en) * | 2014-07-31 | 2016-02-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Printing substrate |
| FI20185272A1 (en) | 2018-03-22 | 2019-09-23 | Kemira Oyj | The dry strength composition, its use, and the method of making paper, board or the like |
| WO2022006669A1 (en) * | 2020-07-07 | 2022-01-13 | University Of Saskatchewan | Additives for promoting impermeability in fiber products |
| US20230027137A1 (en) * | 2021-07-21 | 2023-01-26 | Steve Kohn | Hemp paper cardboard cartons and corrugated boxes |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3884853A (en) * | 1973-11-14 | 1975-05-20 | Staley Mfg Co A E | Alkali-curable cationic/anionic starch for paper coating binders |
| US4964953A (en) * | 1986-08-13 | 1990-10-23 | National Starch And Chemical Investment Holding Corporation | Amphoteric starches and process for their preparation |
| US4876336A (en) * | 1986-08-13 | 1989-10-24 | National Starch And Chemical Corporation | Amphoteric starches and process for their preparation |
| JPH05230792A (ja) * | 1992-02-17 | 1993-09-07 | Sanwa Kosan Kk | 多層抄き合わせ板紙の層間スプレー用澱粉およびそれを用いる抄紙方法 |
| JPH08296193A (ja) * | 1995-04-25 | 1996-11-12 | Nippon Shokuhin Kako Co Ltd | 板紙の製造方法 |
| DE19729305C2 (de) * | 1997-07-09 | 2000-07-06 | Aventis Res & Tech Gmbh & Co | Thermoplastische Mischung auf Basis von Stärke enthaltend mindestens eine kationische und mindestens eine anionische Stärke, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie Verwendung |
| MXPA00012086A (es) * | 1998-06-10 | 2003-04-22 | Avebe Coop Verkoop Prod | Proceso para la elaboracion de papel. |
| US6413372B1 (en) * | 1999-04-20 | 2002-07-02 | National Starch And Chemical Investment Holding Corporation | Starch polymer combinations used in papermaking |
| GB0014946D0 (en) * | 2000-06-20 | 2000-08-09 | Cerestar Holding Bv | Starch composition and the use thereof in the wet-end of paper preparation |
| US20030173045A1 (en) * | 2002-03-18 | 2003-09-18 | Philip Confalone | Liquid starch dispersions for coated paper and paperboard |
-
2000
- 2000-06-20 GB GBGB0014946.8A patent/GB0014946D0/en not_active Ceased
-
2001
- 2001-06-20 DE DE60139835T patent/DE60139835D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-20 EP EP01305343A patent/EP1167434B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-20 PT PT01305343T patent/PT1167434E/pt unknown
- 2001-06-20 AT AT01305343T patent/ATE442409T1/de active
- 2001-06-20 US US09/884,420 patent/US20020104634A1/en not_active Abandoned
- 2001-06-20 MX MXPA01006415A patent/MXPA01006415A/es active IP Right Grant
- 2001-06-20 CN CN01123281.1A patent/CN1205259C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-06-20 CA CA002351241A patent/CA2351241C/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-06-20 ES ES01305343T patent/ES2330302T3/es not_active Expired - Lifetime
-
2003
- 2003-05-16 US US10/439,303 patent/US7147753B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-05-10 US US10/841,567 patent/US7022174B2/en not_active Ceased
-
2006
- 2006-12-20 US US11/613,580 patent/USRE41622E1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| USRE41622E1 (en) | 2010-09-07 |
| EP1167434B1 (en) | 2009-09-09 |
| US20040025744A1 (en) | 2004-02-12 |
| US20020104634A1 (en) | 2002-08-08 |
| PT1167434E (pt) | 2009-10-28 |
| US7147753B2 (en) | 2006-12-12 |
| CN1205259C (zh) | 2005-06-08 |
| CA2351241C (en) | 2009-08-04 |
| CA2351241A1 (en) | 2001-12-20 |
| US7022174B2 (en) | 2006-04-04 |
| US20040237839A1 (en) | 2004-12-02 |
| DE60139835D1 (de) | 2009-10-22 |
| MXPA01006415A (es) | 2003-05-19 |
| EP1167434A1 (en) | 2002-01-02 |
| GB0014946D0 (en) | 2000-08-09 |
| ATE442409T1 (de) | 2009-09-15 |
| CN1331262A (zh) | 2002-01-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2907633T3 (es) | Composición de encolado, su uso y un método para producir papel, cartón o similares | |
| ES2607797T3 (es) | Método de fabricación de papel, tisú, cartón o similares | |
| US8354004B2 (en) | Unruptured, ionic, swollen starch for use in papermaking | |
| ES2682170T3 (es) | Proceso para la producción de papel o cartón | |
| ES2330302T3 (es) | Composicion de almidon y uso de la misma. | |
| ES2377754T3 (es) | Procedimiento para producir un papel o cartón y un papel o cartón producido según el procedimiento | |
| ES2955989T3 (es) | Sistema y método de fabricación de papel, cartón o similar | |
| EP0960236B1 (en) | Lumen loading of mineral filler into cellulose fibers for papermaking | |
| EP0234513A1 (en) | Binder for use in a paper-making process | |
| BR112017013525B1 (pt) | Produto polimérico solúvel em água sob a forma de partículas, seu uso e método para tratar pasta celulósica de fibras na fabricação de papel e/ou papelão | |
| BR112012009141B1 (pt) | processo para a produção de papel, papelão e cartolina que possuem alta resistência a seco, e, composição aquosa | |
| PT2920363T (pt) | Sistema de agente de fabrico de papel, método para fazer um sistema de agente de fabrico de papel e sua utilização | |
| CZ296416B6 (cs) | Úprava kationtové skrobové smesi pro odstranovánícástic z vodných disperzí | |
| CZ20001450A3 (cs) | Směs modifikovaného škrobu pro odstraňování částic z vodných disperzí | |
| BR112020017033A2 (pt) | Composição de resistência a seco, seu uso e método para a fabricação de papel, papelão ou similares | |
| EP0361763A2 (en) | Papermaking filler compositions | |
| FI63083C (fi) | Foerfarande foer eliminering av konventionell ytappretering avapper | |
| ES2373552T5 (es) | Procedimiento de fabricación de papel | |
| CA3032585A1 (en) | Method for manufacture of paper, board or the like and use of the composition | |
| AU2006201187B2 (en) | Swollen starch compositions for use in papermaking | |
| SK2722001A3 (en) | Manufacture of paper | |
| CZ2001728A3 (cs) | Způsob výroby papíru |