ES2377754T3 - Procedimiento para producir un papel o cartón y un papel o cartón producido según el procedimiento - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento para producir un producto de papel o carton, procedimiento que comprende: proporcionar una pasta papelera que comprende fibras; someter una primera porcion (1) de la pasta papelera a tratamiento con polfmero, en el que se anaden polfmeros a la pasta papelera en por lo menos dos etapas mezclar dicha primera porcion tratada con polfmero con una segunda porcion (2) sin tratar de la pasta papelera; secar la pasta papelera en una tela metalica para formar una banda de fibra.

Description

Procedimiento para producir un papel o carton y un papel o carton producido segun el procedimiento.
La presente invencion se refiere a un procedimiento para producir un producto de papel o carton en el que la pasta papelera usada se trata parcialmente con polfmeros en etapas.
Antecedentes de la invenci6n
En los procedimientos de fabricacion de papel hay un deseo de obtener fuertes productos de papel y carton que tengan elevado volumen (baja densidad). Los productos de papel y carton que tienen elevado volumen requieren una cantidad mas pequena de fibras, lo que es deseable especialmente por razones economicas. Los productos de carton voluminosos con bajo contenido de fibra tienen mejor resistencia a la flexion. Los productos de papel y carton se producen tfpicamente secando la pasta papelera en una tela metalica. La pasta papelera a veces contiene una mezcla de diferentes pastas, que incluyen tanto pastas qufmicas como pastas mecanicas. Para producir una lamina mas voluminosa con mas alta rigidez estructural se ha incrementado el interes por usar pastas mecanicas con alto desgote. Para obtener el mejor resultado la pasta mecanica debe contener largas fibras intactas y tan poco material fino como se sea posible. Sin embargo, las pastas que son ricas en fibras largas rfgidas desgraciadamente muestran poca capacidad para producir suficiente union de la fibra del papel o carton. Las propiedades de volumen y de resistencia del papel o carton resultante seran por lo tanto un compromiso entre la capacidad de la pasta para incrementar el volumen y su capacidad para incrementar las propiedades de union de la fibra del papel o carton.
Las propiedades de union de la fibra de la pasta mecanica se pueden mejorar tambien por tratamiento con aditivos qufmicos. El tratamiento predominante para mejorar la resistencia, particularmente la resistencia en seco, del papel
o carton ha sido hasta ahora anadir almidon cationico a la suspension de fibras de la pasta previamente a la operacion de formacion de la hoja. Es sin embargo diffcil adsorber grandes cantidades de almidon en las fibras, especialmente cuando la cantidad de finos en pequena. Las moleculas de almidon cationico anadido a las suspensiones de pasta se pueden adherir a las fibras de la pasta naturalmente anionicas por atraccion electrostatica y de este modo ser retenidas en la estera de fibra humeda y permanecer en el papel o carton final.
Sin embargo, hay dos problemas principales con los almidones cationicamente modificados como aditivos de las suspensiones de pasta para fabricar papel. El primero es que las moleculas de almidon cationico pueden superar la carga anionica sobre las fibras de celulosa, poniendo de este modo un lfmite a la cantidad de almidon cationico que se puede anadir a la suspension. Si se anade cualquier exceso de almidon cationico, solo una porcion del almidon que se anade sera retenida en la lamina y el resto circulara en el sistema de agua blanca de la maquina de papel o carton. Un segundo problema es que las fibras que se han vuelto cationicas por la excesiva adicion de almidon cationico, no seran capaces de adsorber otros aditivos cationicos que se anaden comunmente a la suspension de pasta, tales como agentes de apresto.
Otro metodo para mejorar las propiedades de resistencia del papel es tratar las fibras con polfmeros. Tal metodo se describe en el documento WO 0032702 A1, en el que a partfculas, tales como fibras, se les proporciona un revestimiento multicapa de polfmeros interaccionantes. Las partfculas se tratan en etapas consecutivas con disoluciones de los polfmeros interaccionantes. Antes de cada subsecuente etapa de tratamiento se debe retirar el exceso sin absorber del polfmero de la etapa previa, a menos que la cantidad de polfmero anadido en cada etapa se controle cuidadosamente, de modo que sustancialmente todo el polfmero se absorba en la superficie de las partfculas y no quede exceso.
Tratando la pasta segun el metodo descrito en el documento WO 0032702 se anaden mas polfmeros y se retienen en el papel. El papel producido a partir de la pasta tratada tiene una resistencia mejorada. Sin embargo, se ha encontrado que el tratamiento con polfmero segun este metodo tiene un efecto negativo en el volumen del papel, es decir, la densidad del papel se vuelve indeseablemente alta. El tratamiento con polfmero es tambien de bastante consumo de polfmero. Se necesita de este modo un metodo para producir papel o carton, que tenga una resistencia mejorada sin afectar negativamente al volumen.
El documento US-A-5830320 describe un metodo para fabricar productos de papel que tienen resistencia mejorada pero sin efecto adverso significativo en su repulpabilidad, en el que una porcion de la pasta papelera se trata con un polfmero.
Sumario de la invenci6n
El objetivo de la invencion es proporcionar un metodo para producir papel o carton, que tenga una resistencia mejorada, sin afectar adversamente al volumen.
Este objetivo se consigue por medio del procedimiento segun la reivindicacion 1. Se ha encontrado ahora que sometiendo solo una porcion de la pasta papelera al tratamiento con polfmero, la resistencia del producto de papel o
carton resultante se mejora significativamente mientras que el volumen permanece significativamente inalterado. El objetivo anterior se consigue de este modo por medio de la presente invencion como se define por las reivindicaciones independientes adjuntas. Las realizaciones preferidas se exponen en las reivindicaciones dependientes y en la siguiente descripcion.
La presente invencion trata de un procedimiento para producir un producto de papel o carton, procedimiento que comprende proporcionar una pasta papelera que comprende fibras; someter una primera porcion (1) de la pasta papelera a tratamiento con polfmero, en el que se anaden polfmeros a la pasta papelera en por lo menos dos etapas; mezclar dicha primera porcion tratada con polfmero con una segunda porcion (2) sin tratar de la pasta papelera; y secar la pasta sobre una tela metalica para formar una banda de fibras. Tratando solo una porcion de la pasta papelera, la resistencia del producto de papel o carton resultante se mejora significativamente mientras que el volumen permanece sustancialmente inalterado.
Dicha primera porcion de pasta papelera preferentemente comprende 20-80% en peso del peso total de la pasta papelera. En una realizacion dicha primera porcion de pasta papelera comprende las fibras mas largas presentes en la pasta papelera. El tratamiento con polfmero se realiza preferentemente en una primera porcion de pasta papelera que comprende pasta de sulfato o sulfito de fibras de madera blanda. La pasta papelera puede comprender cargas y opcionalmente otros aditivos para fabricar papel, tales cargas y aditivos se pueden anadir subsecuentemente al tratamiento con polfmero de dicha primera porcion de pasta papelera. Alternativamente, las cargas y aditivos se pueden anadir si no previamente al tratamiento con polfmero de dicha primera porcion de pasta papelera.
El polfmero usado en cada una de las etapas de tratamiento con polfmero consecutivas interacciona preferentemente con el polfmero usado en la etapa subsecuente. El tratamiento con polfmero preferentemente incluye una etapa en la que se anade polfmero cationico, y por lo menos una etapa en la que se anade polfmero anionico. Alternando adiciones de polfmero anionico y cationico una teorfa es que se obtienen capas de polfmero interaccionante. El polfmero cationico es preferentemente almidon cationico y el polfmero anionico es preferentemente CMC. El tratamiento con polfmero comprende de dos a siete etapas. El tratamiento con polfmero preferentemente comprende de tres a siete etapas consecutivas.
La invencion se refiere tambien a un producto de papel o carton producido segun el procedimiento de la presente invencion.
Breve descripci6n de los dibujos
La Figura 1 es una vista esquematica de una realizacion del procedimiento de la presente invencion;
La Figura 2 es un diagrama que muestra una comparacion de la densidad y resistencia de papel producido segun la presente invencion y producido segun el procedimiento de la tecnica anterior.
Descripci6n detallada de la invenci6n
La invencion se refiere a un procedimiento para producir papel o carton a partir de una pasta papelera, de la que se ha tratado una porcion con polfmeros en por lo menos dos etapas. La invencion se refiere tambien a un producto de papel o carton producido segun el procedimiento de la presente invencion.
El tratamiento de la pasta papelera segun la tecnica anterior como se describe en el documento WO 0032702, toda la pasta papelera se trata con polfmeros cationicos y anionicos en etapas consecutivas, la cantidad de polfmeros en el producto de papel o carton se puede incrementar. De este modo, es posible por ejemplo producir un papel o carton con altas cantidades de almidon cationico y consecuentemente recibir un producto de papel o carton muy fuerte.
Se ha encontrado ahora que tratando solo una porcion de la pasta con polfmeros en dos o mas etapas de tratamiento con polfmero, la cantidad de polfmeros anadidos a la pasta papelera se reduce respecto a toda la pasta papelera, y las propiedades de resistencia del papel o carton son aun sorprendentemente muy buenas a pesar de la adicion disminuida de polfmero. Incluso mas sorprendentemente, el volumen del producto de papel o carton solo se incrementa ligeramente comparado con un producto de papel o carton al que no se han anadido polfmeros. Es importante un incremento de densidad tan bajo como sea posible para obtener un carton que tiene alta resistencia a la flexion a cierto valor de resistencia.
El presente procedimiento para producir un producto de papel o carton, comprende proporcionar una pasta papelera que comprende fibras; someter una primera porcion (1) de la pasta papelera a tratamiento con polfmero, en el que los polfmeros se anaden a la pasta papelera en por lo menos dos etapas; mezclar dicha primera porcion tratada con polfmero con una segunda porcion (2) sin tratar de la pasta papelera; y secar la pasta en una tela metalica para formar una banda de fibra. Tratando solo una porcion de la pasta papelera, la resistencia del producto de papel o carton resultante se mejora de este modo sorprendente y significativamente mientras que el volumen permanece
sustancialmente sin alterar. Dicha primera porcion de pasta papelera comprende 20-80% en peso del peso total de la pasta papelera, preferentemente 20-50% del peso total de la pasta papelera. El porcentaje de la primera porcion se ajusta para conseguir la deseada resistencia y densidad del producto manteniendo la cantidad de polfmeros anadidos tan baja como sea posible. Si dicha primera porcion es demasiado pequena, el incremento de resistencia del producto no sera suficiente, dado que la porcion de la pasta papelera que es tratada con polfmeros se mezcla con una porcion mayor de pasta papelera sin tratar. Por otra parte, si la primera porcion es demasiado grande, la adicion de polfmero necesaria se incrementa mas que lo que gana el producto en resistencia y tambien la densidad del producto se incrementara (es decir disminuye de volumen). La cantidad apropiada de la primera porcion tambien depende de las propiedades de la pasta papelera de la primera porcion asf como de la de la segunda porcion. La pasta papelera contiene tfpicamente una mezcla de diferentes tipos de pasta, por ejemplo, pasta qufmica (pasta de fibras de madera dura, pasta de fibras de madera blanda, pasta de sulfato o pasta de sulfito) o pasta mecanica (CTMP o TMP). En una realizacion dicha primera porcion de pasta papelera comprende las fibras mas largas presentes en la pasta papelera. Estas fibras contribuyen mas a la resistencia del producto final que las fibras mas cortas y el tratamiento con polfmero por lo tanto sera particularmente eficiente cuando se realice en una porcion de pasta papelera que contiene las fibras mas largas. El tratamiento con polfmero se realiza preferentemente en una primera porcion de pasta papelera que comprende pasta de sulfato o sulfito, dado que estas pastas comprenden fibras largas comparadas con las otras pastas. El tratamiento de una porcion de la pasta papelera que comprende pasta de sulfato o sulfito es por lo tanto un modo conveniente de seleccionar una porcion de fibra larga de la pasta papelera final mezclada. Sin embargo, la anteriormente mencionada primera porcion de pasta papelera que se somete a tratamiento con polfmero puede comprender cualquier parte de la pasta papelera. La pasta papelera puede comprender tambien cargas y opcionalmente otros aditivos para fabricar papel, tales cargas y aditivos se pueden anadir subsecuentemente al tratamiento con polfmero de dicha primera porcion de pasta papelera. Alternativamente, las cargas y aditivos se pueden anadir sin no previamente al tratamiento con polfmero de dicha primera porcion de pasta papelera. Algunas calidades de papel y carton contienen carga u otros aditivos que mejoran las propiedades superficiales del papel. Sin embargo, las partfculas de carga tambien afectan a la resistencia del papel de manera negativa. Una teorfa es que cuando una pasta papelera que contiene carga y aditivos se trata con polfmeros segun la invencion, las partfculas de carga y los aditivos se unen mas fuerte a otras partfculas o a las fibras, y consecuentemente un alto contenido de carga no afecta a la resistencia del papel hasta el mismo punto.
El polfmero usado en cada una de las consecutivas etapas de tratamiento con polfmero esta preferentemente interaccionando con el polfmero usado en la etapa subsecuente, permitiendo por ello que una mayor cantidad de polfmeros se unan a las fibras y de este modo da como resultado una resistencia incrementada del producto final de papel o carton. El tratamiento con polfmero preferentemente incluye una etapa en la que se anade un polfmero anionico, y por lo menos una etapa en la que se anade un polfmero cationico. Alternando revestimientos de polfmero anionico y cationico se pueden obtener capas de polfmero que interaccionan.
El polfmero anionico puede ser uno o mas escogidos del grupo que consiste en: carboximetilcelulosa (CMC), poli(sulfato de vinilo), galactoglucomanano anionico, almidon anionico, poli(acido fosforico), alginato y poli(acido metacrflico). El polfmero anionico es preferentemente CMC, dado que interacciona bien con polfmeros cationicos ademas de que es economicamente beneficioso, debido a su bajo coste. El polfmero cationico puede ser uno o mas escogido del grupo que consiste en: almidon cationico, polivinilamina, quitosan, aminas primarias y secundarias, polietileniminas, polivinilpirrolidona y poliacrilamidas modificadas. El polfmero cationico es preferentemente almidon cationico, que es ventajoso porque da como resultado un carton o papel que tiene propiedades de resistencia mejoradas y es economicamente beneficioso, debido a su bajo precio y facil disponibilidad.
El tratamiento con polfmero preferentemente comprende de dos a siete etapas consecutivas. El numero optimo de etapas depende de que propiedades del papel o carton son deseadas y de las propiedades de la pasta papelera que se esta tratando. Cuantas mas etapas tiene el tratamiento, mayores cantidades de polfmeros se anaden y de este modo se retienen en el papel o carton. A menudo es un equilibrio entre el coste y las propiedades deseadas, por ejemplo, resistencia del papel o carton. Usualmente hay un lfmite cuando ya no es rentable anadir mas polfmeros para la mejora de las propiedades deseadas, por ejemplo, el incremento de resistencia del papel o carton fabricado. Se prefiere anadir polfmero cationico en la primera etapa del tratamiento con polfmero y anadir polfmero anionico en la subsecuente y continuar con la adicion alternativa de polfmeros cationicos y anionicos hasta que se ha anadido la cantidad deseada de polfmeros en un deseado numero de etapas.
La pasta papelera no se necesita lavar entre las etapas de tratamiento con polfmero. Cualquier exceso de polfmero sin absorber anadido en la etapa precedente puede permanecer en la pasta papelera y no se necesita eliminar por lavado. No se ha mostrado que el lavado entre las etapas de tratamiento con polfmero mejore las propiedades del producto resultante. De este modo es ventajoso someter la primera porcion de pasta papelera a cada una de las etapas de tratamiento con polfmero sin ningun lavado intermedio. Por ello se puede evitar una etapa innecesaria y se conseguira un procedimiento mas rapido, teniendo menor consumo de agua.
Despues de cada etapa de tratamiento con polfmero debe haber suficiente tiempo y mezcla para que el polfmero se
absorba en las fibras de la primera porcion de pasta papelera. Es apropiado un periodo de tiempo de por lo menos 5 segundos entre cada etapa de tratamiento con polfmero. El tiempo optimo depende de la capacidad de mezcla del equipo.
El polfmero de cada etapa de tratamiento con polfmero se puede anadir a la pasta papelera en un recipiente de pasta, tal como una caja de pasta, o en lfnea en una conduccion de transporte de pasta papelera, o una de sus combinaciones. Donde anadir el polfmero depende del equipo disponible y de donde es posible hacer la adicion en la practica. Cuando se llevan a cabo dos o mas etapas de tratamiento con polfmero por adicion en lfnea de polfmero se necesita asegurar que la conduccion es suficientemente larga para permitir tanto la mezcla completa del polfmero y la pasta como permitir tiempo suficiente entre la etapa de adicion para que se absorba el polfmero o se puede usar un mezclador en lfnea para asegurar buena mezcla en la conduccion.
La cantidad de polfmero que se va a anadir varia dependiendo de las propiedades de la pasta. Cuando se usa almidon cationico y CMC para el tratamiento con polfmero la cantidad de almidon cationico anadido en cada etapa esta tfpicamente entre 5-25 Kg/ton y la cantidad de CMC anadida en cada etapa esta entre 0,25-3 kg/ton. La cantidad de polfmeros anadidos a la pasta papelera se puede controlar midiendo el potencial z o por la medida de la demanda cationica de la pasta. Incluso si una cantidad en exceso de polfmero anadido no es perjudicial para el resultado final, es por supuesto ventajoso anadir una cantidad de polfmero que es cercana a la que se puede absorber por la pasta, tanto por razones economicas como medioambientales.
La Figura 1 es una descripcion esquematica del procedimiento segun una realizacion de la invencion. En esta realizacion, se transfiere pasta papelera para la produccion de papel o carton a la caja 1, 2 de pasta respectivamente. La pasta papelera transferida y contenida en la primera caja 1 de pasta se denomina primera porcion de pasta papelera, y la pasta papelera transferida y contenida en la segunda caja 2 de pasta se denomina segunda porcion de pasta papelera.
La primera porcion de pasta papelera se somete a tratamiento con polfmero en tres etapas. La segunda porcion de pasta papelera no se somete a ningun tratamiento con polfmero. En la primera etapa 4 de tratamiento con polfmero, un polfmero cationico, tal como almidon cationico, se anade a la primera porcion de pasta papelera en lfnea con la conduccion de pasta papelera, que esta colocada aguas arriba de la primera caja 1 de pasta. En la segunda etapa 5 se anade un polfmero anionico a la pasta papelera en la primera caja 1 de pasta. La segunda etapa 5 de tratamiento con polfmero se inicia por lo menos 5 segundos despues de la adicion del primer polfmero. La caja de pasta esta equipada con un agitador, que asegura que la pasta papelera esta suficientemente mezclada con el polfmero anadido. La pasta papelera se conduce desde la caja 1 de pasta hasta una caja de cabeza 3. La tercera etapa de tratamiento con polfmero se lleva a cabo por la adicion de un polfmero cationico (por ejemplo, almidon cationico) 6 en lfnea por medio de un mezclador 7 en lfnea con la conduccion de pasta papelera, tal mezclador en lfnea esta colocado aguas abajo de la conduccion pero aguas arriba de la caja de cabeza. Subsecuentemente a la tercera etapa de tratamiento con polfmero la primera porcion tratada con polfmero de la pasta papelera se mezcla con la segunda porcion de la pasta papelera, que se proporciona desde la caja 2 de pasta en un punto entre la valvula y la caja de cabeza. La pasta papelera se conduce a continuacion desde la caja de cabeza sobre una tela metalica donde se seca y se trata adicionalmente de una manera conocida en la tecnica para producir papel o carton.
La realizacion descrita en la Figura 1 se puede utilizar tambien en una construccion de papel o carton multicapa en la que solo una parte de la pasta papelera de la capa media ha sido tratada con polfmeros, mientras que las capas inferior y superior del papel o carton consisten en pasta papelera que no ha sido tratada.
Ejemplo
Se usaron doce muestras de pasta papelera diferentes 1-12 para evaluar el procedimiento. Seis muestras se sometieron parcial o totalmente a un tratamiento de tres etapas. Para comparacion, se dejaron sin tratar seis muestras equivalentes. Las muestras de pasta papelera comprendfan CTMP mezclada con cantidades diferentes de pasta de fibras de madera blanda de sulfato sin blanquear
Las tres etapas secuenciales del tratamiento con polfmero fueron:
I. adicion de almidon cationico a la muestra de pasta papelera;
II. adicion de CMC a la muestra de pasta papelera; y
III. adicion de almidon cationico a la muestra de pasta papelera.
Cada etapa de tratamiento con polfmero fue seguida de lavado. El tratamiento con polfmero de este modo dio como resultado una pasta papelera que tiene dos adiciones de almidon cationico con una adicion intermedia de CMC.
Las muestras 2, 4 y 6 se sometieron en conjunto a tratamiento con polfmero en su totalidad. Las muestras 8, 10 y 12 se dividieron en una primera porcion, que comprendfa solo pasta de sulfato y una segunda porcion que comprendfa solo CTMP. La primera porcion de cada muestra (pasta de sulfato) se sometio a un tratamiento con polfmero, mientras que la segunda porcion de cada muestra (CTMP) permanecfa sin tratar. La primera y segunda porcion se mezclaron a continuacion entre sf. Las muestras 1, 3, 5, 7, 9 y 11 no se sometieron a ningun tratamiento con polfmero.
Se prepararon a continuacion hojas secando la pasta papelera y se determino para todas las hojas la densidad (densidad STFI) y el Scott-Bond. El Scott-bond es una medida de la resistencia en la direccion z de la hoja. Los resultados se muestran en la Tabla I y en el diagrama en la Figura 2.
Tabla I
Muestra
Sfmbolo en el diagrama 1 % (peso) CTMP* % (peso) pasta de sulfato* % (peso) del contenido de fibra total sometida a tratamiento con polfmero** Densidad STFI kg/m3 Scott Bond J/m2 Incremento de densidad despues del tratamiento con polfmero % Incremento de Scott Bond despues del tratamiento con polfmero %
1
Ⴗ1 100 0 0 510 110
2
႑ 100 0 100 540 190 5,6 42
3
Ⴗ2 80 20 0 550 155
4
Ⴃ 80 20 100 640 365 14 58
5
Ⴗ3 20 80 0 720 250
6
Ⴘ 20 80 100 780 500 7,7 50
7
Ⴗ2 80 20 0 550 155
8
Ⴄ 80 20 20 (solo una porcion de pasta de sulfato) 570 280 3,5 45
9
Ⴗ4 70 30 0 565 145
10
Ⴠ 70 30 30 (solo una porcion de pasta de sulfato) 590 295 4,2 51
11
Ⴗ5 60 40 0 595 175
12
႒ 60 40 40 (solo una porcion de pasta de sulfato) 625 430 4,8 59
10 *porcentaje calculado sobre el contenido de fibra total
**porcentaje calculado sobre el contenido de fibra total
La Tabla I muestra el incremento del Scott-Bond y la densidad en porcentaje comparando la muestra sin tratar con la muestra que ha sido tratada con polfmeros en tres etapas. Cuando se trata toda la pasta papelera, que consiste en 20% de sulfato y 80% de CTMP con polfmeros, como se hace en la muestra 4, la densidad se ha incrementado 14%
15 y el valor del Scott-Bond 58%. Cuando solo se ha tratado con polfmeros la porcion de sulfato de la pasta papelera 6
(20%), como se hace en la muestra 8, la densidad solo se ha incrementado 3,5% y la resistencia 45%. Consecuentemente, aunque solo el 20% de la pasta papelera se trata con polfmeros, el valor de Scott-Bond aun se ha incrementado 45%, comparado con el 58% cuando se ha tratado toda la pasta papelera, y el volumen solo se ha incrementado el 3,5% comparado con el 14%.
La Figura 2 muestra los valores de Scott-Bond de hojas hechas de las muestras de pasta papelera. Se han dibujado lfneas entre el valor para cada muestra sin tratar y su muestra equivalente tratada con polfmero correspondiente. Las lfneas continuas en el diagrama representan muestras en las que toda la pasta papelera se sometio al tratamiento con polfmero. Las lfneas discontinuas representan muestras en las que solo la porcion de sulfato de la pasta papelera se sometio al tratamiento con polfmero. Una inclinacion mas pronunciada de las lfneas indica un incremento mas alto de resistencia con un incremento mas bajo de densidad.
Como se muestra en la Figura 2 las lfneas discontinuas tienen una inclinacion mas pronunciada que las lfneas continuas. Someter solo la porcion de sulfato de la pasta papelera a tratamiento con polfmero de este modo da como resultado un sustancial incremento de resistencia mientras la densidad permanece casi constante. Como se muestra con las lfneas continuas, cuando toda la pasta papelera se somete a tratamiento con polfmero el incremento de resistencia es mayor que el observado despues del tratamiento parcial, sin embargo la densidad de las hojas formadas con la pasta papelera tratada totalmente tambien se incrementa en mayor medida que lo observado despues del tratamiento parcial.
Los resultados observados para hojas formadas con las muestras 8, 10 y 12, que estan sometidas a tratamiento con polfmero segun la invencion, muestran de este modo que se consigue una resistencia sorprendentemente alta permaneciendo bajo el volumen con una pequena cantidad de polfmero.
Ejemplo
Se fabrico un carton que consiste en tres capas. La pasta papelera que forma las capas superior e inferior del carton consistfa en 50% de pasta de madera dura y 50% de pasta de madera blanda con un numero SR de aproximadamente 27.
La pasta papelera que forma la capa central del carton consistfa en 55% de CTMP y 45% de una mezcla, de aquf en adelante denominada porcion de mezcla, tal porcion de mezcla consistfa en aproximadamente 55% de pasta de madera blanda blanqueada, 15% de pasta de madera dura blanqueada y 30% de CTMP. Un carton que consiste en CTMP y dicha porcion de mezcla en la capa central representa un tfpico carton para envasado de lfquidos.
Se fabricaron cinco diferentes muestras de carton. En dos de las muestras, toda la pasta papelera usada para la capa central se trato con polfmeros en tres etapas consecutivas (dos etapas con adiciones de almidon cationico y una etapa de adicion de CMC entre medias). Otras dos muestras se trataron segun la invencion, en las que solo la porcion de mezcla de la pasta papelera (45% de la pasta papelera total) que se trato con polfmeros en tres etapas consecutivas y la porcion de mezcla tratada se mezclo a continuacion con la porcion de CTMT sin tratar. Se uso una muestra como referencia en la que no se realizo tratamiento con polfmero.
La cantidad de polfmero anadido en cada etapa se determino midiendo el potencial z. Primero, se anadieron pequenas adiciones de almidon cationico y se midio continuamente el potencial z, cuando el potencial z se estabilizo indico que serfa una cantidad apropiada de adicion. A continuacion, se anadio CMC anionico de la misma manera, y cuando el potencial z era cercano a cero indico que la cantidad de adicion serfa apropiada. La cantidad de polfmeros anadidos en la siguiente etapa se determino del mismo modo. No se realizo lavado de la pasta papelera entre las adiciones de polfmero.
Las cantidades de polfmero anadido a la pasta papelera, cuando se trata toda la pasta papelera en tres etapas consecutivas fueron; 15 kg/ton de almidon cationico en la primera etapa, 1,5 kg/ton de CMC en la segunda etapa y 10-15 kg/ton de almidon cationico en la tercera etapa, respectivamente.
Cuando solo se trata la porcion de mezcla de la pasta papelera en tres etapas consecutivas, se anadieron 15 kg/ton de almidon cationico en la primera etapa, se anadieron 1,5 kg/ton de CMC en la segunda etapa y se anadieron 1520 kg/ton de almidon cationico en la ultima etapa, respectivamente. Estas cantidades se calcularon sobre la porcion de mezcla, que es el 45% de toda la pasta papelera. De este modo la cantidad de polfmero anadido, vista para toda la pasta papelera, fue; 6,75 kg/ton de almidon cationico en la primera etapa, 0,675 kg/ton de CMC en la segunda etapa y 6,75-9 kg/ton de almidon cationico en la ultima etapa, respectivamente.
Cuando se trata la pasta en tres etapas consecutivas, las dos primeras adiciones de polfmero se realizaron en la caja de pasta y la ultima adicion de almidon cationico se realizo en lfnea con la conduccion.
Se midio el valor de Scott Bond de las muestras de carton y los resultados se muestran en el Diagrama 1.
Diagrama 1. Scott Bond del carton comparado con la cantidad anadida de almidon.
Se muestra en el diagrama 1 que la resistencia del carton, cuando solo la parte de mezcla de la pasta papelera ha sido tratada con polfmeros en tres etapas, es incluso mas alta que la del carton en el que toda la pasta papelera ha sido tratada con polfmeros en tres etapas, aunque la cantidad de almidon anadido sea menor.
Tambien se midio la densidad de los cartones. El diagrama 2 muestra los resultados de los valores de Scott-Bond medidos comparados con la densidad.
10 Diagrama 2. Valores de Scott-Bond comparados con la densidad de las muestras de carton.
Se muestra en el diagrama 2 que se retiene la densidad de los cartones tratados con polfmeros, comparada con la muestra de referencia, aunque se aumente la resistencia de los cartones.
Consecuentemente, estos ensayos presentados en los diagramas 1 y 2 muestran que es ventajoso tratar solo una porcion de la pasta papelera dado que da como resultado un carton que tiene alta resistencia conservando el 15 volumen al mismo tiempo que se disminuye la adicion de polfmero.

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    1.
    Un procedimiento para producir un producto de papel o carton, procedimiento que comprende: proporcionar una pasta papelera que comprende fibras; someter una primera porcion (1) de la pasta papelera a tratamiento con polfmero, en el que se anaden polfmeros a
    la pasta papelera en por lo menos dos etapas mezclar dicha primera porcion tratada con polfmero con una segunda porcion (2) sin tratar de la pasta papelera; secar la pasta papelera en una tela metalica para formar una banda de fibra.
  2. 2.
    El procedimiento segun la reivindicacion 1, en el que dicha primera porcion de pasta papelera comprende 20-80% en peso del peso total de la pasta papelera.
  3. 3.
    El procedimiento segun las reivindicaciones 1 o 2, en el que dicha primera porcion de pasta papelera comprende las mas largas fibras presentes en la pasta papelera.
  4. 4.
    El procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha primera porcion de pasta papelera comprende pasta de sulfato o pasta de sulfito de fibras de madera blanda.
  5. 5.
    El procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la pasta papelera comprende cargas y opcionalmente otros aditivos para fabricar papel, cargas y aditivos que se anaden subsecuentemente al tratamiento con polfmero de dicha primera porcion de pasta papelera.
  6. 6.
    El procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en el que la pasta papelera comprende cargas y opcionalmente otros aditivos para fabricar papel, cargas y aditivos que se anaden previamente al tratamiento con polfmero de dicha primera porcion de pasta papelera.
  7. 7.
    El procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el polfmero usado en cada una de las consecutivas etapas de tratamiento con polfmero esta interaccionando con el polfmero usado en la etapa subsecuente.
  8. 8.
    El procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que por lo menos una de las etapas de tratamiento con polfmero incluye la adicion de un polfmero anionico, y por lo menos una de las etapas de tratamiento con polfmero incluye la adicion de un polfmero cationico.
  9. 9.
    El procedimiento segun la reivindicacion 8, en el que el polfmero anionico es CMC.
  10. 10.
    El procedimiento segun la reivindicacion 8, en el que el polfmero cationico es almidon cationico.
  11. 11.
    El procedimiento segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el tratamiento con polfmero comprende de dos a siete etapas.
  12. 12.
    El procedimiento segun la reivindicacion 10, en el que el tratamiento con polfmero comprende de tres a siete etapas.
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