ES2572776T3 - Método para la producción de papel, cartulina y cartón - Google Patents

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Abstract

Método para la producción de papel, cartulina y cartón mediante adición de un sistema de micropartículas que consiste en por lo menos un agente de retención polimérico catiónico con una masa molar Mw de por lo menos 2 millones y un componente inorgánico finalmente dividido hasta dar una pasta de papel con una densidad de máximo 20 g/l, y se drena la pasta de papel, en el que antes o después de la adición del agente de retención polimérico catiónico se someten la pasta de papel a por lo menos una etapa de corte, caracterizado porque se dosifica el agente de retención polimérico catiónico y el componente inorgánico finalmente dividido, en por lo menos dos posiciones en la pasta de papel antes o después de la adición del agente de retención, en el que como componente inorgánico finalmente dividido del sistema de micropartículas, se usa por lo menos una Bentonita, ácido silícico coloidal, silicatos, carbonato de calcio o sus mezclas.

Description

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DESCRIPCION
Metodo para la produccion de papel, cartulina y carton
La invencion se refiere a un metodo para la produccion de papel, cartulina y carton mediante adicion de un sistema de micropartlculas de un agente de retencion polimerico con una masa molar Mw de por lo menos 2 millones y un componente inorganico finamente dividido, a una pasta de papel con una densidad de maximo 20 g/l, y se drena pasta de papel, en el que la pasta de papel antes o despues de la adicion, del agente de retencion cationico es sometido a por lo menos una etapa de corte.
Por ejemplo a partir del documento US-A-3,052,595 y el documento EP-A-0 017 353 se conoce el uso de combinaciones de pollmeros no ionicos o anionicos y bentonita, como agentes de retencion en la produccion de papel.
A partir del documento EP-A-0 223 223 se conoce un metodo para la produccion de papel y carton mediante drenaje de una pasta de papel, en el que a una pasta de papel con una concentracion material de 2,5 a 5 % en peso se anade primero bentonita, despues se diluye la pasta de papel, se anade un pollmero altamente cationico con una densidad de carga de por lo menos 4 meq/g y finalmente se anade un pollmero de alto peso molecular a base de acrilamida, y despues de la mezcla completa se drena la pulpa obtenida.
Segun el metodo conocido a partir del documento EP-A-0 235 893 para la produccion de papel, a una suspension acuosa de fibra se dosifica primero un pollmero cationico sintetico esencialmente con una masa molar mayor a 500 000, en una cantidad mayor a 0,03 % en peso, referida a la pasta de papel seca, se somete esta mezcla entonces a la accion de un campo de corte, en la que los copos que se formaron primero son disgregados en microcopos que portan una carga cationica, se dosifica entonces bentonita y se drena la pulpa as! obtenida sin mas accion de fuerzas de corte.
El documento EP-A-0 335 575 describe un metodo para la produccion de papel, en el que a una pulpa se dosifica primero un agente de fijacion cationico polimerico y a continuacion un pollmero cationico soluble en agua, se somete entonces la pulpa as! obtenida a por lo menos una etapa de corte y despues se coagula por adicion de bentonita.
En el documento EP-A-0 885 328 se describe un metodo para la produccion de papel, en el que se dosifica primero un pollmero cationico a una suspension acuosa de material fibroso, se somete la mezcla entonces a la accion de un campo de corte, a continuacion se anade una dispersion de bentonita activada y se drena las pulpa as! obtenida.
A partir del documento EP-A 0 711 371 se conoce otro metodo para la produccion de papel. En este metodo se anade un pollmero de alto peso molecular cationico, sintetico a una suspension de material espeso de celulosa. Despues de la dilucion del material espeso coagulado se anade un agente coagulante antes del drenaje, el cual consiste en un agente coagulante inorganico y/o un segundo pollmero soluble en agua, de bajo peso molecular y altamente cationico.
En el documento EP-A-0 910 701 se describe un metodo para la produccion de papel y carton, en el que a la pulpa de papel se anaden sucesivamente un pollmero cationico de bajo peso molecular o de peso molecular medio, a base de polietilenimina o polivinilamina y a continuacion un pollmero cationico de alto peso molecular como poliacrilamida, polivinilamina o almidones cationicos. Despues se somete esta pulpa a por lo menos una etapa de corte, se produce su floculacion mediante adicion de bentonita y se drena la pasta de papel.
A partir del documento EP-A-0 608 986 se sabe que en la produccion de papel se dosifica un agente de retencion cationico al material espeso. A partir del documento US-A-5,393,381, del documento WO-A-99/66130 y del documento WO-A-99/63159 se conoce otro metodo para la produccion de papel y carton, en el que se usa as! mismo un sistema de macropartlculas de un pollmero cationico y bentonita. Como pollmero cationico se usa una poliacrilamida ramificada, soluble en agua.
En el documento WO-A-01/34910 se describe un metodo para la produccion de papel, en el que a la suspension de pasta de papel se dosifica un polisacarido o un pollmero sintetico de alto peso molecular. A continuacion tiene que ocurrir un corte mecanico de la pasta de papel. La nueva floculacion ocurre por adicion de un componente inorganico como acido sillcico, bentonita o arcilla y un pollmero soluble en agua.
A partir del documento US-A-6,103,065 se conoce un metodo para el mejoramiento de la retencion y el drenaje de las pastas de papel, en el que despues del ultimo corte a una pasta de papel se anade un pollmero cationico con una masa molar de 100 000 a 2 millones y una densidad de carga mayor a 4,0 meq./g, simultaneamente o despues de ello se agrega un pollmero con una masa molar de por lo menos 2 millones y una densidad de carga inferior a 4,0 meq./g y despues de ello se dosifica bentonita. En este metodo no es necesario someter la pasta de papel, despues de la adicion de los pollmeros, a un corte. Despues de la adicion de los pollmeros y la bentonita puede
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drenarse la pulpa sin otro efecto de fuerzas de corte, con formacion de hojas.
A partir del documento DE-A-102 36 252 se conoce un metodo para la produccion de papel, cartulina y carton mediante corte de una pasta de papel, adicion de un sistema de micropartlculas de un pollmero cationico y un componente inorganico finamente dividido a la pasta de papel, despues de la ultima etapa de corte antes de la acumulacion de material, drenaje de la pasta de papel con formacion de hojas y secado de las hojas, en el que como pollmero cationico del sistema de micropartlculas se usan poliacrilamidas, pollmeros que contienen unidades de vinilamina y/o cloruro de polidialildimetilamonio cationicos con una masa molecular promedio Mw de en cada caso por lo menos 500 000 Dalton y una densidad de carga de en cada caso maximo 4,0 meq./g.
El documento US 6719881 describe un sistema de micropartlculas para la aplicacion como agente auxiliar de retencion y drenaje para la produccion de productos de papel alcalinos y acidos, que contienen un pollmero de agente coagulante de alto peso molecular, un coloide acido y un coagulante o agente coagulante con un peso molecular medio. El coloide acido comprende una solucion acuosa del pollmero o copollmero soluble en agua de melamina-aldehldo, preferiblemente melamina-formaldehldo, y esta presente en una cantidad en el intervalo de 0,0005 % en peso a 0,5 % en peso, referida al peso seco de los solidos en la entrada de sustancias.
El documento EP 1039026 manifiesta la produccion de papel mediante la formacion de una suspension de material espeso de celulosa, coagulacion del material espeso mediante adicion de un pollmero con un peso molecular relativamente alto y una densidad de carga cationica relativamente baja, dilucion del material espeso coagulado, para formar sustancia diluida, y entonces drenaje de la sustancia diluida para formar una hoja de papel. Comunmente se anade el agente coagulante antes del drenaje a la sustancia diluida y se alcanzan los mejores resultados mediante adicion del agente coagulante seguida de material anionico coloidal, como bentonita.
Para los metodos conocidos de produccion de papel, en los cuales se usa un sistema de micropartlculas como agente de retencion, se requieren grandes cantidades de pollmero y bentonita. Los metodos, que requieren obligatoriamente el uso de pollmeros cationicos con una densidad de carga mayor a 4,0, producen papeles que tienden a adoptar color amarillento. Los metodos de micropartlculas conocidos hasta ahora para la produccion de papel tienen ademas la desventaja de que las reivindicaciones reclamadas actualmente sobre formacion y retencion de materiales de relleno o bien finos no son justificadas.
La presente invencion baso su objetivo en poner a disposicion otro metodo para la produccion de papel, cartulina y carton usando un sistema de micropartlculas, en el que en comparacion con los metodos conocidos se obtiene una mejor retencion y papeles que exhiben una mejor formacion.
El objetivo es logrado de acuerdo con la invencion con un metodo para la produccion de papel, cartulina y carton mediante adicion de un sistema de micropartlculas que consiste en por lo menos un agente de retencion polimerico cationico con una masa molar Mw de por lo menos 2 millones y un componente inorganico finamente dividido a una pasta de papel con una densidad de sustancia de maximo 20 g/l, y drenaje de las pastas de papel, en el que la pasta de papel antes o despues de la adicion del agente de retencion es sometida por lo menos a una etapa de corte, cuando se dosifica el agente de retencion en por lo menos dos posiciones en la pasta de papel y el componente inorganico finamente dividido, antes o despues de la adicion del agente de retencion o entre dos posiciones de dosificacion para el agente de retencion, en el que como componente inorganico finamente dividido del sistema de micropartlculas, se usa por lo menos una bentonita, acido sillcico coloidal, silicatos, carbonato de calcio o sus mezclas.
Segun el metodo de acuerdo con la invencion pueden producirse todas las calidades de papel, por ejemplo carton, cajas de carton que pueden ser dobladas de una o varias capas, revestimientos de una o varias capas, materiales ondulados, papeles para la impresion de periodico, denominados papeles para escritura e impresion de finura media, papeles para huecograbado natural y papeles crudos de peso ligero para pintura. Para producir tales papeles puede partirse por ejemplo de pasta mecanica de madera, material termomecanico (TMP), material quimiotermomecanico (CTMP), amolado por presion (PGW), lignina as! como celulosa de sulfito y de sulfato. Las celulosas pueden ser tanto de fibra corta como tambien de fibra larga. Sin embargo, tambien es posible usar fibras recuperadas de papel viejo, solas o en mezcla con otras fibras, para la produccion de papel, cartulina y carton. Preferiblemente, segun el metodo de acuerdo con la invencion se producen calidades sin madera, que rinden productos de papel de alta blancura.
Los papeles pueden contener, dado el caso, hasta 40 % en peso, comunmente 5 a 35 % en peso de materiales de relleno. Son por ejemplo materiales de relleno adecuados, dioxido de titanio, tiza natural y precipitada, talco, caolln, satin blanco, sulfato de calcio, sulfato de bario, arcilla u oxido de aluminio.
La produccion de productos de papel ocurre de manera continua. Comunmente se parte de un material espeso, que tiene por ejemplo una consistencia en el intervalo de 3 a 6 % en peso. El material espeso es diluido hasta una densidad de maximo 20 g/l y procesado de acuerdo con la invencion hasta el producto de papel deseado en cada
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caso. La densidad esta por ejemplo en 3 a 15 g/l, preferiblemente 5 a 12 g/l y esta mayormente en el intervalo de 6 a 10 g/l.
El sistema de micropartlculas consiste de acuerdo con la invencion en por lo menos un agente de retencion polimerico con una masa molar Mw de por lo menos 2 millones y un componente anionico finamente dividido. El agente de retencion puede tener carga cationica, anionica, anfotera o no ionica. Como agente de retencion polimerico sintetico entran en consideracion por ejemplo por lo menos un pollmero del grupo de las poliacrilamidas no ionicas, polimetacrilamidas no ionicas, de las poliacrilamidas cationicas, de las polimetacrilamidas cationicas, de las poliacrilamidas anionicas, de las polimetacrilamidas anionicas, de las poli(N-vinilformamidas), de los pollmeros que contienen unidades de vinilamina y del cloruro de polidialildimetilamonio. La masa molar promedio Mw de los agentes de retencion polimericos esta en cada caso en por lo menos 2 millones de Dalton, preferiblemente por lo menos 3 millones y esta comunmente en el intervalo de por ejemplo 3,5 millones a 15 millones. La densidad de carga de los pollmeros que entran en consideracion es por ejemplo de maximo 4,0 meq./g.
De modo particular se prefieren poliacrilamidas cationicas con una masa molar promedio Mw de por lo menos 5 millones de Dalton y una densidad de carga de 0,1 a 3,5 meq./g y polivinilaminas que son obtenibles mediante hidrolisis de pollmeros que tienen unidades de vinilformamida y que tienen una masa molar promedio de por lo menos 2 millones de Dalton. Las polivinilaminas son producidas preferiblemente mediante hidrolisis de homopollmeros de N-vinilformamida, en la que el grado de hidrolisis es de por ejemplo hasta 100%, comunmente 70 a 95%. Tambien pueden hidrolizarse hasta dar pollmeros que tienen unidades de vinilamina y ser usados de acuerdo con la invencion, los copolimerizados de alto peso molecular de N-vinilformamida con otros monomeros etilenicamente insaturados como vinilacetato, vinilpropionato, metilester de acido acrllico, metilester de acido metacrllico, acrilamida, acrilonitrilo y/o metacrilonitrilo. Por ejemplo pueden usarse de acuerdo con la invencion todas las polivinilaminas con una masa molar Mw de por lo menos 2 millones, que son obtenibles mediante hidrolisis de pollmeros que contienen unidades de vinilformamida, en la que el grado de hidrolisis de las unidades de vinilformamida es de 0,5 a 100 % molar. La produccion de homo- y copolimerizados de N-vinilformamida es conocida. Por ejemplo, es descrita detalladamente en el documento US 6,132,558, columna 2 fila 36 a columna 5, fila 25. Las explicaciones all! realizadas son tomadas aqul como referencia a la divulgacion del presente documento.
Las poliacrilamidas cationicas son por ejemplo copolimerizados que son obtenibles mediante copolimerizacion de acrilamida y por lo menos un di-C1-a C2-alquilamino-C2- a C4-alquil(met)acrilato o una acrilamida basica en forma de base libre, las sales con acidos organicos o inorganicos o los compuestos transformados en cuaternarios con halogenuros de alquilo. Son ejemplos de tales compuestos dimetilaminoetilmetacrilato, dietilaminoetilmetacrilato, dimetilaminoetilacrilato, dietilaminoetilacrilato, dimetilaminopropilmetacrilato, dimetilaminopropilacrilato, dietilaminopropilmetacrilato, dietilaminopropilacrilato y/o dimetilaminoetilacrilamida, dimetilaminoetilmetacrilamida, dimetilaminopropilacrilamida, dimetilaminopropilmetacrilamida y/o cloruro de dialildimetilamonio. Los mencionados comonomeros pueden formar tambien copollmeros con metacrilamida hasta dar polimetacrilamidas cationicas, que contienen en forma polimerizada por ejemplo 5 a 40 % molar de por lo menos un monomero cationico como dimetilaminoetilacrilato o cloruro de dialildimetilamonio. Las polimetacrilamidas cationicas pueden ser usadas as! mismo como agentes de retencion polimericos del sistema de micropartlculas.
Otros ejemplos de poliacrilamidas cationicas y polimerizados que contienen unidades de vinilamina pueden ser tomados de las citas mencionadas sobre el estado de la tecnica como EP-A-0 910 701 y US-A-6,103,065. Pueden usarse tanto poliacrilamidas lineales como tambien ramificadas. Tales pollmeros son productos comunes en el mercado. Por ejemplo en las citas indicadas sobre el estado de la tecnica US-A-5,393,381, WO-A-99/66130 y WO- A-99/63159 se describen pollmeros ramificados que pueden ser producidos por ejemplo mediante copolimerizacion de acrilamida o metacrilamida con por lo menos un monomero cationico, en presencia de pequenas cantidades de agente de entrecruzamiento.
Otros agentes de retencion polimericos adecuados del sistema de micropartlculas son poli(N-vinilformamidas). Ellas son producidas por ejemplo mediante polimerizacion de N-vinilformamida hasta homopolimerizados o mediante copolimerizacion de N-vinilformamida junto con por lo menos otro monomero etilenicamente insaturado. Las unidades de vinilformamida de estos pollmeros no se hidrolizan -en contraposicion a la produccion de polimerizados que contienen unidades de vinilamina. Los copolimerizados pueden ser cationicos, anionicos o anfoteros. Se obtienen pollmeros cationicos por ejemplo mediante copolimerizacion de N-vinilformamida con por lo menos uno de los monomeros basicos mencionados en la copolimerizacion de acrilamida. Los pollmeros anionicos de N- vinilformamida pueden ser obtenidos mediante copolimerizacion de N-vinilformamida en presencia de por lo menos un monomero acido monoetilenicamente insaturado. Tales comonomeros son por ejemplo acidos carboxllicos C3 a C5 monoetilenicamente insaturados, acido acrilamido-2-metilpropanosulfonico, acido estirenosulfonico o sulfopropilacrilato. Los monomeros acidos pueden ser usados tambien en la polimerizacion con N-vinilformamida, en forma totalmente neutralizada con bases de metales alcalinos, metales alcalinoterreos y/o de amonio. Los copolimerizados mencionados contienen polimerizadas unidades de monomeros anionicos o cationicos por ejemplo
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en cantidades de 0,5 a 50, preferiblemente 5 a 40 % molar. Los copolimerizados de N-vinilformamida pueden ser ademas anfoteros, cuando contienen polimerizadas unidades de monomeros anionicos y cationicos monoetilenicamente insaturadas.
Otros agentes de retencion adecuados son poliacrilamidas no ionicas y polimetacrilamidas no ionicas, que pueden ser obtenidas mediante polimerizacion de acrilamida y/o metacrilamida, as! como poliacrilamidas anionicas y polimetacrilamidas anionicas. Las poli(met)acrilamidas anionicas pueden ser obtenidas por ejemplo mediante polimerizacion de acrilamida o metacrilamida con por lo menos un monomero anionico. Como monomeros anionicos entran en consideracion por ejemplo acidos carboxllicos C3 a C5 monoetilenicamente insaturados como acido acrllico, acido metacrllico, acido crotonico, acido maleico, acido fumarico, acido vinilacetico o acido etacrllico, as! como acido vinilfosfonico, acido estirenosulfonico, acido acrilamido-2-metilpropanosulfonico, sulfopropilacrilato o sulfopropilmetacrilato as! como las sales de metales alcalinos, alcalinoterreos y de amonio de los monomeros que exhiben grupos acidos. Los copolimerizados anionicos contienen en forma polimerizada por ejemplo 1 a 50 % molar, preferiblemente 5 a 40 % molar de por lo menos un monomero anionico. Ademas, como agentes de retencion polimericos del sistema de micropartlculas pueden usarse copollmeros anfoteros de acrilamida y metacrilamida. Tales copolimerizados pueden ser obtenidos mediante copolimerizacion de acrilamida o metilacrilamida en presencia de por lo menos un monomero anionico y por lo menos un monomero cationico etilenicamente insaturado.
Otros agentes de retencion polimericos cationicos adecuados del sistema de micropartlculas son cloruro de polidialildimetilamonio (PoliDADMAC) con una masa molar media de por lo menos 2 millones de Dalton. Los pollmeros de este tipo son productos comerciales.
Los agentes de retencion polimericos del sistema de micropartlculas son anadidos a la pasta de papel en una cantidad de 0,005 a 0,5 % en peso, preferiblemente en una cantidad de 0,01 a 0,25 % en peso, referida a la pasta de papel seca.
Como componentes inorganicos del sistema de micropartlculas entran en consideracion por ejemplo bentonita, acido sillcico coloidal, silicatos y/o carbonato de calcio. Deberlan entenderse por acidos sillcicos coloidales los productos que se basan en silicatos, por ejemplo silica de microgel, soles de silica, polisilicatos, silicatos de aluminio, silicatos de boro, poliborosilicatos, arcilla o zeolitas. El carbonato de calcio puede ser usado como componente inorganico del sistema de micropartlculas, por ejemplo en forma de tiza, carbonato de calcio molido o carbonato de calcio precipitado. En general se entienden por bentonita, silicatos de placas que pueden hincharse en agua. Al respecto, se trata sobre todo del mineral de arcilla montmorrillonita asi como minerales de arcilla similares como nontronita, hectorita, saponita, sauconita, beidelita, alevardita, ilita, haloisita, atapulgita y sepiolita. Estos silicatos de placas son activados preferiblemente antes de su aplicacion, es decir transformados en una forma que puede hincharse en agua, en la cual se tratan los silicatos de placas con una base acuosa como soluciones acuosas de soda caustica, potasa caustica, soda, carbonato de potasio, amoniaco o aminas. Preferiblemente, como componente inorganico del sistema de micropartlculas se usa bentonita en la forma tratada con soda caustica o aquellas bentonitas, que ya fueron obtenidas en la forma sodica, denominadas bentonitas de Wyoming. El diametro de placas de las bentonitas dispersas en agua en la forma tratada con soda caustica esta por ejemplo en maximo 1 a 2 pm, el espesor de las placas esta en aproximadamente 1 nm. Dependiendo del tipo y activacion, la bentonita tiene una superficie especifica de 60 a 800 m2/g. Por ejemplo en el documento EP-B- 0235893 se describen bentonitas tipicas. En el proceso de produccion de papel se anade bentonita a la suspension de celulosa, tipicamente en forma de una pasta acuosa de bentonita. Esta pasta de bentonita puede contener hasta 10 % en peso de bentonita. Normalmente, las pastas contienen aproximadamente 3 a 5 % en peso de bentonita.
Como acidos sillcicos coloidales pueden usarse productos del grupo de particulas a base de silicio, microgeles de silica, soles de silica, silicatos de aluminio, silicatos de boro, silicatos de poliboro o zeolitas. Estos tienen una superficie especifica de 50 a 1500 m2/g y una distribucion promedio de tamano de particula de 1-250 nm, normalmente en el intervalo de 5-100 nm. Por ejemplo, en los documentos EP-A-0 041 056, EP-A-0 185 068 y USA-5,176,891 se describe la produccion de tales componentes.
La arcilla o tambien el caolin son un silicato de aluminio que contiene agua, con estructura en forma de placas. Los cristales tienen una estructura en placas y una razon de aspecto (relacion diametro a espesor) de hasta 30 :1. El tamano de particula es por ejemplo por lo menos 50 % inferior a 2 pm.
Como carbonatos se usan preferiblemente carbonato de calcio natural (carbonato de calcio mineral, GCC) o carbonato de calcio precipitado (carbonato de calcio precipitado, PCC). El GCC es producido por ejemplo mediante procesos de molienda y separacion usando agentes auxiliares de molienda. El PCC es producido por ejemplo mediante introduccion de dioxido de carbono en una solucion acuosa de hidroxido de calcio. El diametro promedio de particula esta en el intervalo de 0,03 - 0,6 pm. La superficie especifica puede ser influenciada fuertemente por la eleccion de las condiciones de precipitacion. Esta en el intervalo de 6 a 13 m2/g.
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El componente inorganico del sistema de micropartlculas es anadido a la pasta de papel en una cantidad de 0,01 a 2,0 % en peso, preferiblemente en una cantidad de 0,1 a 1,0 % en peso, referida a la pasta de papel, seca.
En el metodo de acuerdo con la invencion, se somete la suspension acuosa de fibras, que dado el caso contiene un material de relleno, a por lo menos una etapa de corte. Al respecto, ella pasa al menos por una etapa de limpieza, mezcla y/o bombeo. El corte de la pulpa (sustancia diluida) puede ocurrir por ejemplo en un desintegrador de pasta, un separador o un refinador. El agente de retencion es dosificado segun la invencion en por lo menos dos posiciones en el material diluido y el componente inorganico finamente dividido es dosificado antes o despues de la adicion del agente de retencion o entre dos posiciones de dosificacion para el agente de retencion. El metodo puede ser ejecutado por ejemplo de modo que se anade el agente de retencion despues de la ultima etapa de corte en por lo menos dos posiciones consecutivas y despues de ello se dosifica el componente inorganico finamente dividido. En otra forma de ejecucion del metodo de acuerdo con la invencion, se anade el agente de retencion despues de la ultima etapa de corte en por lo menos dos posiciones, que tienen la misma distancia que en la etapa de corte, y despues de ello se dosifica el componente inorganico finamente dividido. Sin embargo, el metodo puede ser ejecutado de modo que el agente de retencion es anadido antes de la ultima tapa de corte en por lo menos dos posiciones, que en un plano estan dispuestas de modo perpendicular o delante de la corriente de pasta de papel, y que el componente inorganico finamente dividido es dosificado despues de la ultima etapa de corte. Ademas, antes de la ultima etapa de corte puede dosificarse primero el componente inorganico finamente dividido y despues por lo menos un agente de retencion o una cantidad parcial del total de agente de retencion que va a ser utilizado y despues de la ultima etapa de corte se anade el mismo u otro agente de retencion o el agente de retencion restante. Sin embargo, puede dosificarse tambien primero por lo menos un agente de retencion al material diluido, someter el sistema a un corte, despues agregar por lo menos un agente de retencion (puede ser identico o preferiblemente diferente al agente de retencion dosificado inicialmente) y despues anadirse por lo menos un componente inorganico finamente dividido.
Por ejemplo en el metodo de acuerdo con la invencion puede procederse de modo que inicialmente se dosifica de 25 a 75 % en peso de la totalidad del agente de retencion antes de la ultima etapa de corte, y despues se dosifica la parte remanente del agente de retencion y a continuacion se anade el componente inorganico finamente dividido, o se dosifica inicialmente el componente inorganico finamente dividido antes de la ultima etapa de corte y 25 a 75 % en peso del agente de retencion y despues de la ultima etapa de corte la parte remanente del agente de retencion.
En otra forma de ejecucion del metodo de acuerdo con la invencion, se dosifica inicialmente en cada caso el componente inorganico finamente dividido antes de la ultima etapa de corte y despues de ello el agente de retencion, en por lo menos dos posiciones dispuestas en un plano de modo perpendicular o sucesivamente a la corriente de pasta de papel. La velocidad de flujo de la corriente de pasta de papel es en la mayorla las maquinas de papel por ejemplo por lo menos 2 m/seg y esta en la mayorla de los casos en el intervalo de 3 a 7 m/seg. La dosificacion del agente de retencion puede ser hecha en la corriente de papel por ejemplo con ayuda de toberas de uno o varios materiales. Con ello se alcanza una rapida distribucion del agente de retencion en la pasta de papel.
La separacion entre el punto medio de las posiciones de dosificacion del agente de retencion, para adiciones de agente de retencion que ocurren consecutivamente, es por ejemplo de por lo menos 20 cm. La separacion entre el punto medio de una posicion de dosificacion para agente de retencion y el punto medio de una posicion de dosificacion para el componente inorganico finamente dividido, esta por ejemplo as! mismo en por lo menos 20 cm. Sin embargo, las posiciones de adicion para agente de retencion pueden estar dispuestas tambien en un plano de modo perpendicular a la corriente de pasta de papel. Preferiblemente la separacion entre el punto medio de las posiciones de dosificacion del agente de retencion es de por lo menos 50 cm y la separacion entre el punto medio de una posicion de dosificacion para agente de retencion y el punto medio de una posicion de dosificacion para el componente inorganico finamente dividido, es de por lo menos 50 cm. La separacion entre el punto medio de las posiciones de dosificacion del agente de retencion esta en la mayorla los casos por ejemplo en el intervalo de 50 cm a 15 m, en el que la separacion entre el punto medio de una posicion de dosificacion para agente de retencion y el punto medio de una posicion de dosificacion para el componente inorganico finamente dividido es por ejemplo de por lo menos 50 cm. El arreglo de las posiciones de adicion es preferiblemente tal que la separacion entre el punto medio de las posiciones de dosificacion del agente de retencion es de 50 cm a 10 m y la separacion entre el punto medio de una posicion de dosificacion para agente de retencion y el punto medio de una posicion de dosificacion para el componente inorganico finamente dividido es de 50 cm a 5 m.
Cuando se tienen disponibles por ejemplo dos posiciones de dosificacion para agente de retencion, entonces puede dosificarse en ambas posiciones de dosificacion el mismo agente de retencion, por ejemplo una poliacrilamida cationica o una polivinilamina o usar dos diferentes agentes de retencion, por ejemplo una poliacrilamida cationica y cloruro de dialildimetilamonio o una polivinilamina y una poli(N-vinilformamida) o una polivinilamina y una poliacrilamida cationica. Los agentes de retencion pueden ser dosificados en la corriente de pasta de papel, tambien en 3 a 5 posiciones dispuestas consecutivamente. As! mismo es posible dosificar a la corriente de pasta de papel, el componente inorganico finamente dividido del sistema de agente de retencion en por lo menos dos
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posiciones dispuestas sucesivamente.
Aparte del sistema de micropartlcuias, pueden anadirse a pasta de papel las sustancias qulmicas de proceso comunmente usadas en la produccion de papel, en las cantidades comunes, por ejemplo agentes de fijacion, agentes de secado y de resistencia en humedo, agentes de encolado en masa, biocidas y/o colorantes. La pasta de papel es drenada en cada caso sobre una criba con formacion de hojas. Se secan las hojas as! producidas. El drenaje de la pasta de papel y secado de las hojas pertenecen al proceso de produccion de papel y son ejecutados en la tecnica de modo continuo.
Segun el metodo de acuerdo con la invencion se obtienen papeles con una formacion sorprendentemente buena y se observa, frente a metodos conocidos de micropartlculas, una retencion mejorada de materiales de relleno y finos.
Los datos porcentuales en los ejemplos significan porcentaje en peso, en tanto en el contexto no surja de otro modo.
Se calculo la Retencion de Primer Paso (FPR) mediante determinacion de la relacion de contenido de solidos en el agua de criba y el contenido de solidos en la caja de cabeza. El dato se da en porcentaje.
Se determino la Retencion de Ceniza del Primer Paso (FPAR) de modo analogo a la FPR, sin embargo se considero solo la fraccion de ceniza.
Se midio la formacion con un sensor de formacion TECHPAP 2D Lab de la companla Tecpap). En la tabla se indica el valor adimensional FX. Cuanto menor es este valor, es mejor la formacion del papel probado.
Para el sistema de micropartlculas se uso el siguiente agente de retencion:
Polymin® 215: copolimerizado cationico lineal de acrilamida con una masa molar media Mw de 8 millones, una densidad de carga de 1,7 meq/g y un contenido de solidos de 46 %
Polymin® PR 8186: copolimerizado cationico ramificado de acrilamida, con una masa molar media Mw de 7 millones, una densidad de carga de 1,7 meq/g y un contenido de pollmero de 46%.
Como componente inorganico del sistema de micropartlculas se uso Mikroflocc® XFB. Mikrofloc® XFB es un polvo de bentonita, que fue activado mediante tratamiento con soda caustica acuosa. Comunmente es convertido localmente en una suspension al 3 - 5 %.
Ejemplos
Los siguientes Ejemplos y Ejemplos de comparacion fueron ejecutados en una maquina de investigacion de papel con formador GAP. Partiendo de una celulosa blanqueada, libre de madera se produjo primero una pulpa con una densidad de 8 g/l y 20 % de carbonato de calcio como material de relleno, que fue procesado en los Ejemplos y los Ejemplos de comparacion en cada caso hasta un papel de escritura y de impresion, libre de madera, con un peso superficial de 80 g/m2. La maquina de papel contenla el siguiente arreglo de agregados de mezcla y corte: cuba de mezcla, dilucion, remocion de aire, tamiz (criba) y caja de cabeza. Por hora se produjo en cada caso 1 tonelada de papel. La adicion (cantidad y posicion de dosificacion) de agente de retencion y componente inorganico finamente dividido vario, como se indica en los Ejemplos y Ejemplos de comparacion. Al respecto, los resultados obtenidos en cada caso se indican en la tabla.
Ejemplo 1
Se suministraron a la pasta de papel descrita arriba, 650 g/t de Polymin 215 (el dato "650 g/t" significa que por cada tonelada producida de papel, se usaron 650 g de Polymin® 215) en 2 cantidades de dosificacion a 350 g/t y 300 g/t para una separacion de las posiciones de dosificacion de 300 cm en cada caso antes de la criba y despues de ello 2500 g/t Microfloc® XFB despues de la criba.
Ejemplo de comparacion 1
Se repitio el Ejemplo 1 con la unica excepcion de que se dosifico el agente de retencion (650 g/t de Polymin 215) en una unica posicion, la cual estaba 400 cm antes de la criba.
Ejemplo 2
Se anadieron continuamente a la pasta de papel 450 g/t de Polymin 215 en 2 cantidades de dosificacion de 250 g/t y 200 g/t con una separacion de las posiciones de dosificacion de 200 cm en cada caso despues de la criba y despues de ello 2500 g/t de Microfloc XFB, as! mismo despues de la criba.
Ejemplo de comparacion 2
Se repitio el Ejemplo 2 con la unica excepcion de que se dosifico el agente de retencion (450 g/t de Polymin 215) en una unica posicion.
Ejemplo 3
5 Por cada tonelada de papel seco producido se anadieron de modo continuo a la corriente de pasta de papel, en cada caso despues de la criba, 500 g de poliacrilamida en 2 cantidades de dosificacion con una separacion de las posiciones de dosificacion de 2 m, en la que se dosificaron primero 250 g de Polymin® 215, despues 250 g de Polyimin® PR 8186 y despues de ello 2500 g de Microfloc® XFB (as! mismo despues de la criba).
Ejemplo 4
10 Por cada tonelada de papel seco producido se anadieron a la corriente de pasta de papel, en cada caso continuamente 500 g de Polymin® 215 en 2 cantidades de dosificacion, en la que primero se dosificaron 250 g de Polymin® 215 antes de la criba, despues 250 g de Polymin® 215 despues de la criba y despues de ello 2500 g de Microfloc XFB (as! mismo despues de la criba). La separacion de la primera posicion de dosificacion para el agente de retencion estaba 4 m antes de la criba, la separacion de la segunda posicion de dosificacion hasta la criba era 15 de 2 m, la separacion entre la posicion de dosificacion para Microfloc® XFB y la criba era de 5 m.
Tabla
FPR (%) FPAR (%) Formacion/Pap. Tec.
Ejemplo 1
79,1 54,2 97,6
Ejemplo de comparacion 1
78,0 52,1 122,3
Ejemplo 2
81,5 58,3 81,7
Ejemplo de comparacion 2
80,7 56.4 99,6
Ejemplo 3
81,0 58,1 75,3
Ejemplo 4
82,1 59,7 98,3

Claims (18)

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    REIVINDICACIONES
    1. Metodo para la produccion de papel, cartulina y carton mediante adicion de un sistema de microparticulas que consiste en por lo menos un agente de retencion polimerico cationico con una masa molar Mw de por lo menos 2 millones y un componente inorganico finalmente dividido hasta dar una pasta de papel con una densidad de maximo 20 g/l, y se drena la pasta de papel, en el que antes o despues de la adicion del agente de retencion polimerico cationico se someten la pasta de papel a por lo menos una etapa de corte, caracterizado porque se dosifica el agente de retencion polimerico cationico y el componente inorganico finalmente dividido, en por lo menos dos posiciones en la pasta de papel antes o despues de la adicion del agente de retencion, en el que como componente inorganico finalmente dividido del sistema de microparticulas, se usa por lo menos una Bentonita, acido sillcico coloidal, silicatos, carbonato de calcio o sus mezclas.
  2. 2. Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque se dosifica el agente de retencion despues de la ultima etapa de corte en por lo menos dos posiciones ubicadas sucesivamente y despues de ello se dosifica el componente inorganico finamente dividido.
  3. 3. Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque se anade el agente de retencion en por lo menos dos posiciones despues de la ultima etapa de corte, las cuales tienen la misma distancia a la etapa de corte, y despues de ello se dosifica el componente organico finamente dividido.
  4. 4. Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque se anade el agente de retencion antes de la ultima etapa de corte en por lo menos dos posiciones, que estan dispuestas en un plano de modo perpendicular a la corriente de pasta de papel o sucesivamente, y se dosifica el componente inorganico finamente dividido despues de la ultima etapa de corte.
  5. 5. Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque se dosifica de 25 a 75 % en peso de la totalidad del agente de retencion antes de la ultima etapa de corte, y la fraccion restante del agente de retencion despues de ello y a continuacion se anade el componente inorganico finamente dividido.
  6. 6. Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque antes de la ultima etapa de corte se dosifican inicialmente el componente inorganico finamente dividido y de 25 a 75 % en peso del agente de retencion y despues de la ultima etapa de corte la fraccion restante del agente de retencion.
  7. 7. Metodo segun la reivindicacion 1, caracterizado porque en cada caso antes de la ultima etapa de corte se dosifican inicialmente el componente inorganico finamente dividido y el agente de retencion en por lo menos dos posiciones dispuestas en un plano de manera o en posiciones dispuestas sucesivamente a la corriente de pasta de papel.
  8. 8. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la separacion entre el punto medio de las posiciones de dosificacion del agente de retencion es por lo menos 20 cm y porque la separacion entre el punto medio de una posicion de dosificacion para agente de retencion y el punto medio de una posicion de dosificacion para el componente inorganico finamente dividido es de por lo menos 20 cm.
  9. 9. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la separacion entre el punto medio de las posiciones de dosificacion del agente de retencion es de por lo menos 50 cm y porque la separacion entre el punto medio de una posicion de dosificacion para agente de retencion y el punto medio de una posicion de dosificacion para el componente inorganico finamente dividido es de por lo menos 50 cm.
  10. 10. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la separacion entre el punto medio de las posiciones de dosificacion del agente de retencion es de 50 cm a 15 m y porque la separacion entre el punto medio de una posicion de dosificacion para agente de retencion y el punto medio de una posicion de dosificacion para el componente inorganico finamente dividido es de por lo menos 50 cm.
  11. 11. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la separacion entre el punto medio de las posiciones de dosificacion del agente de retencion es de 50 cm a 10 m y porque la separacion entre el punto medio de una posicion de dosificacion para agente de retencion y el punto medio de una posicion de dosificacion para el componente inorganico finamente dividido es de 50 cm a 5 m.
  12. 12. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque como agente de retencion se usa por lo menos un pollmero del grupo de las poliacrilamidas no ionicas, de las poliacrilamidas cationicas, de las poliacrilamidas anionicas, de las poli(N-vinilformamidas), de los pollmeros se contienen unidades de vinilamina y de los cloruros de dialildimetilamonio.
  13. 13. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque como agente de retencion se usa por lo menos un pollmero cationico con una densidad de carga de maximo 4 meq/g.
  14. 14. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque como agente de retencion se usa por lo menos un pollmero con una masa molar Mw de por lo menos 3 millones.
  15. 15. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque como agente de retencion se usa por lo menos una polivinilamina, que es obtenible por hidrolisis de pollmeros que contienen unidades de vinilformamida,
    5 en la que el grado de hidrolisis de las unidades de vinilformamida es de 5 a 100 % molar.
  16. 16. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque el agente de retencion es usado en una cantidad de 0,005 a 0,5 % en peso, referida a la pasta de papel seca.
  17. 17. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque el agente de retencion es usado en una cantidad de 0,01 a 0,25 % en peso, referida a la pasta de papel seca.
    10 18. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado porque se usa el componente inorganico
    finamente dividido del sistema de micropartlculas en una cantidad de 0,01 a 2,0, preferiblemente 0,1 a 1,0 % en peso, referida a la pasta de papel seca y se dosifica en la corriente de pasta de papel en por lo menos dos posiciones dispuestas sucesivamente.
  18. 19. Metodo segun una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado porque se dosifica el agente de retencion en 3 a 15 5 posiciones dispuestas sucesivamente en la corriente de pasta de papel.
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