ES2587992T3 - Composiciones acuosas y estables de polivinilaminas con almidón catiónico, y utilidad en la elaboración de papel - Google Patents

Composiciones acuosas y estables de polivinilaminas con almidón catiónico, y utilidad en la elaboración de papel Download PDF

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Abstract

Composición acuosa estable que comprende polivinilamina y almidón catiónico líquido en una razón de desde 90 hasta 55 partes de polivinilamina en base de componente activo con respecto a de 10 a 45 partes de almidón catiónico líquido en base de componente activo, en la que las partes combinadas en componente activo de almidón catiónico líquido y polivinilamina comprenden al menos el 40% en peso de los sólidos totales de la composición, en la que las partes de polivinilamina en base de componente activo se representan por la cantidad en peso de N-vinilformamida usada para producir la polivinilamina y las partes de almidón catiónico líquido en base de componente activo se representan por la cantidad en peso de almidón catiónico en base seca.

Description

DESCRIPCIÓN
Composiciones acuosas y estables de polivinilaminas con almidón catiónico, y utilidad en la elaboración de papel
Campo de la invención 5
Esta invención se refiere a la composición de polivinilamina y almidón catiónico líquido para su uso como producto de refuerzo en seco para cartón y otros productos de papel. Además, esta invención se refiere a un procedimiento mejorado de elaboración de cartón usando la composición.
10
Antecedentes de la invención
Las disoluciones acuosas de polivinilaminas parcial y totalmente hidrolizadas tienen gran utilidad en la mejora de la resistencia en seco, la retención y el drenaje del papel, control de contaminantes, y eficacia de aplicación con otros aditivos, es decir, almidón, agente de encolado y desespumante. Estos efectos positivos se aprecian en mayor 15 medida en calidades de cartón para envasado reciclado, pero pueden observarse de manera general en todas las calidades de papel y cartón. Las polivinilaminas son altamente eficaces para estos fines, y tienen un amplio uso comercial. Sin embargo, la química de polivinilaminas es bastante cara de producir. Se desea un producto más respetuoso con el medio ambiente que conserve la misma funcionalidad que un homopolímero de polivinilamina pero que pueda fabricarse a un coste menor con un menor impacto medioambiental. 20
Las polivinilaminas se fabrican normalmente mediante polimerización por radicales libres en disolución de monómero de N-vinilformamida seguida por hidrólisis básica. Los productos están habitualmente en una forma acuosa con un contenido en sólidos de polímero activo de aproximadamente el 10-20% en peso seco. La polivinilamina es altamente catiónica en disolución debido a su alta densidad de funcionalidad amina primaria o 25 amidina. En general, se usa un producto de polivinilamina como componente individual para la elaboración de papel en la parte húmeda.
La patente estadounidense 4.940.514 divulga la utilidad de una combinación de almidón sometido a digestión enzimática y polivinilamina, poli-DADMAC, o polivinilimidazolina como agente de refuerzo de papel. Las 30 reivindicaciones requieren que el almidón se reduzca enzimáticamente y que esté dentro de una viscosidad de disolución especificada. También especifican que la razón de polímero catiónico con respecto a almidón es de 1 a 20 partes de polímero con respecto a 100 partes de almidón. La solicitud de patente estadounidense 20040112559 divulga combinaciones de almidón de baja viscosidad y polímeros sintéticos tales como poliacrilamidas y polivinilaminas. Todos los almidones usados se degradan enzimáticamente y tienen una baja viscosidad. No hay 35 ningún efecto sinérgico en esas combinaciones.
La solicitud de patente estadounidense 20050109476 divulga la utilidad de aumentar la adsorción de almidón en papel mediante extrusión conjunta de almidón con polivinilamina. La mezcla tiene que hacerse pasar a través de una prensa extrusora. La patente estadounidense 6.616.807 enseña hacer reaccionar polivinilaminas con almidón. La 40 reacción requiere la adición de la polivinilamina al almidón por encima de su temperatura de gelatinización. También reivindica polivinilaminas como adyuvantes de retención de almidón. En este último caso, se emplea una adición separada a la pasta de elaboración de papel.
La patente estadounidense 7.074.845 divulga combinaciones de gránulos de almidón hinchados, sin romper, látex 45 aniónicos, y opcionalmente coaditivos aniónicos o catiónicos incluyendo polivinilamina o poli-DADMAC. Parece preferirse carboxilmetilcelulosa (CMC) como coaditivo a partir de los ejemplos. En este caso, el almidón no se cocina completamente, y también debe estar presente látex aniónico con el fin de poner en práctica la invención. La patente estadounidense 6.746.542 enseña que la técnica anterior que hace reaccionar polivinilaminas con almidón mejora la resistencia de papel, pero da como resultado reducciones inaceptables en la tasa de producción. La mejora es una 50 adición de dos componentes de polivinilamina u otro “cationizador” de bajo peso molecular y un “adyuvante de drenaje” al almidón, de nuevo por encima de la temperatura de gelatinización. El adyuvante de drenaje se selecciona de varios polímeros catiónicos o no iónicos con un peso molecular de más de 1 millón.
Se mencionan varias referencias de técnica anterior en la patente estadounidense 6.746.542. Enseñan la adición y 55 reacción de un componente polimérico sintético al almidón. Todas requieren la adición mediante “calentamiento”, “digestión” o “reacción en condiciones alcalinas” para gelatinizar el almidón. Ninguna enseña una combinación acuosa simple, estable, de una disolución de almidón de alta viscosidad y con alto contenido en sólidos y polivinilamina que puede realizarse a temperatura ambiental y pH neutro.
60
La patente estadounidense 7.090.745 enseña la producción de hidrogeles mediante reacción de polivinilaminas con azúcares reductores. El alcance del documento 7.090.745 incluye azúcares poliméricos tales como almidón y celulosa, aunque todos los ejemplos usan azúcares monoméricos. Los hidrogeles son útiles como agentes de refuerzo de papel. Los hidrogeles se crean combinando polivinilamina y un azúcar reductor a temperatura ambiente, después calentando y mezclando la combinación durante un periodo de tiempo. Los hidrogeles son materiales 65 insolubles en agua y no dispersables en agua.
La solicitud de patente estadounidense 20050022956 enseña una composición de encolado en superficie mejorada que incluye un agente de encolado (normalmente almidón), un polímero catiónico incluyendo polivinilamina, y un polímero aniónico tal como SMA. El polímero aniónico debe estar presente para poner en práctica la invención reivindicada. 5
Sigue existiendo una necesidad de desarrollar un producto de refuerzo en seco basado en polivinilamina de menor coste, más respetuoso con el medio ambiente, para la aplicación de elaboración de papel. El producto debe ser equivalente a o mejor que la polivinilamina en base de peso de componente activo como resina de refuerzo en seco y adyuvante de drenaje para cartón compacto para cajas reciclado y otros productos de papel. Los inventores han 10 encontrado sorprendentemente que las composiciones de polivinilamina con almidones catiónicos líquidos a determinadas razones de polivinilamina con respecto a almidón muestran un efecto sinérgico en aplicaciones de elaboración de papel y muestran propiedades mejoradas de resistencia en seco y drenaje en comparación con polivinilamina sola en la misma base de peso de componente activo. Reduce el coste de uso en aproximadamente el 20%. La combinación es estable y no presenta retrogradación de almidón en almacenamiento. 15
Breve descripción de la invención
La presente invención proporciona una composición que comprende una combinación acuosa de polivinilamina junto con un almidón catiónico líquido de alta viscosidad y alto contenido en sólidos. La composición puede usarse como 20 aditivo de refuerzo en seco dando como resultado productos de cartón que muestran un rendimiento de resistencia en seco significativamente mejorado. Las combinaciones también pueden usarse para proporcionar un drenaje mejorado para la pulpa de fibras recicladas y una productividad en máquina aumentada. El tratamiento con la combinación de la invención reduce el coste total del material. Adicionalmente, hay menos desarrollo de resistencia en húmedo que con polivinilaminas usadas solas. Los productos con menos resistencia en húmedo pueden volver a 25 convertirse en pulpa más fácilmente.
La composición combinada del almidón catiónico líquido y polivinilamina según la presente invención contiene una razón del 10 al 45% en peso de un almidón catiónico líquido con respecto a del 55 al 90% en peso de un producto de polivinilamina en una base de polímero activo. Una combinación preferida contiene una razón de desde 30 aproximadamente el 15 hasta el 40% en peso del almidón catiónico líquido en una base de almidón activo con respecto a del 60 al 85% en peso de una polivinilamina en una base de polímero activo. La combinación más preferida contiene una razón del 20-30% en peso del almidón catiónico líquido en una base de almidón activo con respecto a del 70 al 80% en peso de una polivinilamina en una base de polímero activo. Las composiciones combinadas muestran un efecto sinérgico en la elaboración de papel y proporcionan propiedades mejoradas. 35
Los homopolímeros de polivinilamina preferibles son Hercobond® 6363 (Hercules Incorporated, Wilmington, DE, EE.UU.), un producto totalmente hidrolizado a partir de polivinilformamida, y Hercobond® 6350 (Hercules Incorporated, Wilmington, DE, EE.UU.), un producto hidrolizado al 50% a partir de polivinilformamida. Estos productos se usan actualmente en industrias de elaboración de papel para la mejora de la resistencia en seco y en 40 húmedo del papel, retención y drenaje, control de la deposición de sustancias perjudiciales mediante fijación, recubrimiento con aditivos de color para fomentar OBA, y modificadores de reología para la retención de agua.
En una realización de la invención, las disoluciones acuosas de polímero de polivinilaminas usadas tienen polímero activo en el intervalo de desde el 5 hasta el 30% en peso, preferiblemente en el intervalo de desde el 10 hasta el 45 15% en peso.
En la presente invención se usan almidones catiónicos líquidos. Los almidones catiónicos usados en la presente invención no se hidrolizan enzimáticamente. Esos almidones catiónicos líquidos se usan generalmente como aditivos de preparación de papel para una variedad de aplicaciones incluyendo mejora de la resistencia del papel, 50 sustitución de fibras, reducción del gramaje y reducción del refinado proporcionando un mejor drenaje y secado. Ejemplos de almidones catiónicos son almidones catiónicos líquidos de la serie Redibond® 5000 de National Starch (National Starch, Bridgewater, NJ, EE.UU.), Stalok® 280 de AE Staley (Tate & Lile PLC, Londres, R.U.), Vector® SC20157 de Roquette (Roquette, Lestrem Cedex, Francia), y productos de almidón catiónico de la serie DynaSol® 300 (International Additive Concepts Inc., Charlotte, NC, EE.UU.). 55
En un aspecto de la invención la parte catiónica de los productos de almidón líquido procede generalmente de cloruro de 3-cloro-2-hidroxipropiltrimetilamonio mediante modificación química y el contenido en nitrógeno de los productos de almidón catiónico líquido puede variar desde el 0,1% hasta el 2,0%. El almidón catiónico puede inhibirse adicionalmente tratando un reactivo de reticulación química tal como epiclorhidrina. 60
Preferiblemente los almidones líquidos tienen un alto contenido en sólidos de hasta el 30% y son estables en almacenamiento a pH alcalino y ácido.
Preferiblemente el contenido en sólidos de los almidones líquidos está en el intervalo de desde el 10 hasta el 40%, y 65 más preferiblemente desde el 15 hasta el 35% y lo más preferiblemente desde el 20 hasta el 30%. El contenido en
sólidos de los almidones líquidos es igual al componente activo de almidón en porcentaje en peso.
Preferiblemente la viscosidad de los almidones líquidos está en el intervalo de desde 1000 hasta 30.000 cps, y preferiblemente desde 2000 hasta 20000 cps, más preferiblemente desde 2000 hasta 15000 cps y lo más preferiblemente desde 3000 hasta 12000 cps. 5
Aunque se conoce el uso de almidones catiónicos como aditivos de refuerzo en seco económicos en la industria de la elaboración de papel, esos productos de almidón catiónico líquido no son eficaces en la mejora tanto del drenaje como de la retención de la fibra sobre productos de papel. Los productos de almidón no son eficaces en comparación con productos de polivinilamina, por ejemplo, Hercobond® 6363 y Hercobond® 6350, en la mejora del 10 drenaje de pulpas recicladas. Las composiciones combinadas de los almidones catiónicos líquidos y la polivinilamina a una razón de combinación apropiada demostró efectos sinérgicos y proporcionó una propiedad de resistencia en seco mejorada para productos de cartón compacto para cajas reciclado. Las composiciones combinadas también mostraron eficacia mejorada de retención y drenaje con respecto a Hercobond® 6363 y Hercobond® 6350 con la misma base de componente activo. Dado que los costes de almidones catiónicos líquidos son muy inferiores a los 15 de productos de polivinilamina, el producto combinado descrito en esta invención tiene la ventaja de beneficios económicos en cuanto al coste de uso. Además, el almidón es una alternativa respetuosa con el medio ambiente ya que procede de una fuente renovable.
Descripción detallada de la invención 20
La invención proporciona una composición acuosa estable que comprende polivinilamina y almidón catiónico líquido en una razón de desde 90 hasta 55 partes de polivinilamina en una base de componente activo con respecto a de 10 a 45 partes de almidón catiónico líquido en una base de componente activo, en la que las partes de componente activo combinadas de almidón catiónico líquido y polivinilamina comprenden al menos el 40% en peso de los sólidos 25 totales de la composición.
En una realización de la invención las partes de componente activo combinadas de almidón catiónico líquido y polivinilamina comprenden entre el 40 y el 90% en peso de los sólidos totales de la composición.
30
La composición combinada del almidón catiónico líquido y la polivinilamina según la presente invención puede contener una razón del 10 al 45% en peso de un almidón catiónico líquido en una base de almidón activo con respecto a del 55 al 90% en peso de un producto de polivinilamina en una base de polímero activo. Una combinación preferida puede contener una razón de desde aproximadamente el 20 hasta el 40% en peso del almidón catiónico líquido en una base de almidón activo con respecto a del 60 al 80% en peso de una polivinilamina 35 en una base de polímero activo. Otra combinación preferida puede contener una razón de desde aproximadamente el 20 hasta el 35% en peso del almidón catiónico líquido en una base de almidón activo con respecto a del 65 al 80% en peso de una polivinilamina en una base de polímero activo. La combinación más preferida contiene una razón del 20-30% en peso del almidón catiónico líquido en una base de almidón activo con respecto a del 70 al 80% en peso de una polivinilamina en una base de polímero activo. 40
La polivinilamina usada en la presente invención se selecciona preferiblemente del grupo que consiste en homopolímero de vinilamina (es decir, polivinilamina), total o parcialmente hidrolizado a partir de polivinilformamida, copolímeros de vinilamina, terpolímeros de vinilamina, homo y copolímeros de vinilamina fabricados mediante la modificación de Hofmann de polímeros de acrilamida o polímeros que contienen vinilamina químicamente 45 modificada tras la polimerización. El homopolímero de polivinilformamida totalmente hidrolizada usado en la combinación de la presente invención es una polivinilamina preferida. Se considera que pueden usarse copolímeros de vinilamina en la invención creando composiciones estables útiles con el almidón líquido. Las polivinilaminas preferidas usadas en la presente invención son los homopolímeros de polivinilamina, Hercobond® 6363 (Hercules Incorporated, Wilmington, DE, EE.UU.), un producto totalmente hidrolizado a partir de polivinilformamida y 50 Hercobond® 6350 (Hercules Incorporated, Wilmington, DE, EE.UU.), un producto hidrolizado al 50% a partir de polivinilformamida.
Los almidones catiónicos líquidos usados en la invención se preparan preferiblemente a partir de almidón de maíz ceroso. 55
En algunas realizaciones de la invención, los almidones catiónicos líquidos usados se preparan preferiblemente a partir de almidón de maíz ceroso mediante modificación catiónica usando cloruro de 3-cloro-2-hidroxipropiltrimetilamonio y el contenido en nitrógeno de los productos varía desde el 0,1% hasta el 2,5% o preferiblemente desde el 0,1% hasta el 2,0%. Los productos de almidón preferidos tienen un contenido en sólidos 60 del 20-30% con alta viscosidad y son estables en almacenamiento a pH alcalino y ácido en almacenamiento. Los ejemplos incluyen, pero no se limitan a, Redibond® 5000 series (National Starch, Bridgewater, NJ, EE.UU.), Stalok® 280 (Tate & Lile PLC, Londres, R.U.), Vector® SC20157 (Roquette, Lestrem Cedex, Francia), y DynaSol® 300 (International Additive Concepts Inc., Charlotte, NC, EE.UU.). Las bases de almidón aplicables que pueden usarse en la preparación del almidón catiónico líquido pueden derivarse de otras fuentes vegetales con alto contenido en 65 amilopectina y un contenido en amilosa muy bajo. En la presente invención no se usan almidones enzimáticamente
hidrolizados.
El contenido en nitrógeno que hay en el almidón catiónico adecuado para su uso en la invención está en el intervalo de desde aproximadamente el 0,01 hasta el 2,5%, y preferiblemente desde el 0,01 hasta el 2,0%, preferiblemente desde el 0,1 hasta el 1,8%, y lo más preferiblemente el 0,2-1,0%. 5
En un aspecto de la invención la composición comprende un polímero de vinilamina seleccionado del grupo que consiste en homopolímero de vinilamina, polivinilformamida total o parcialmente hidrolizada, y un almidón catiónico líquido derivado de maíz ceroso.
10
Preferiblemente el contenido en sólidos de los almidones líquidos está en el intervalo de desde el 10 hasta el 40%, y más preferiblemente desde el 15 hasta el 35% y lo más preferiblemente desde el 20 hasta el 30%. El contenido en sólidos de los almidones líquidos es igual al contenido en almidón activo en porcentaje en peso.
Preferiblemente la viscosidad de los almidones líquidos está en el intervalo de desde 1.000 hasta 30.000 cps, y 15 preferiblemente desde 2.000 hasta 20.000 cps, más preferiblemente desde 2.000 hasta 15.000 cps y lo más preferiblemente desde 3.000 hasta 12.000 cps.
La polivinilamina de uso en la invención tiene preferiblemente un peso molecular en el intervalo de desde 1.000 hasta 2.500.000, más preferiblemente desde 3.000 hasta 2.000.000, lo más preferiblemente desde 5.000 hasta 20 500.000.
El almidón activo preferible está en el intervalo del 10-50% en peso basándose en los componentes activos totales en las composiciones combinadas de almidón-polivinilamina, más preferiblemente en el intervalo del 15-35% en peso y lo más preferiblemente en el intervalo del 20-30% basándose en los componentes activos totales en las 25 composiciones combinadas de almidón-polivinilamina. Se prefiere que haya menos del o igual al 35% en peso de componente activo de almidón en la combinación (basándose en los componentes activos totales en las composiciones combinadas de almidón-polivinilamina), más preferiblemente menos del o igual al 30% en peso de componente activo de almidón en la combinación.
30
El peso combinado de los componentes activos de almidón y polivinilamina en la composición comprende al menos el 40% de los sólidos totales de la composición, preferiblemente al menos el 50% y preferiblemente al menos el 60%. Los componentes activos combinados totales de almidón y polivinilamina son generalmente menos del 90% y pueden ser desde el 40 hasta el 90% o desde el 50-70% de los sólidos totales de la composición.
35
La combinación acuosa de almidón catiónico líquido/polivinilamina puede producirse mezclando un almidón catiónico líquido con un producto de disolución de polivinilamina a una concentración y a una razón de polivinilamina/almidón. La formación real de la combinación de composición de almidón catiónico líquido/polivinilamina descrita en el presente documento implica mezclar los componentes acuosos entre sí y combinar opcionalmente con agua adicional dando como resultado una concentración final de aproximadamente el 5,0 al 30,0% en peso, 40 preferiblemente del 10 al 18% en peso, lo más preferiblemente del 12 al 15% en peso de componentes activos.
La combinación de los productos de almidón catiónico líquido con polivinilamina se realiza habitualmente añadiendo lentamente productos de almidón en la disolución de polivinilamina. La combinación también puede prepararse añadiendo la disolución de polivinilamina al almidón catiónico líquido en condiciones similares, o prepararse usando 45 una mezcladora en línea mediante un procedimiento continuo.
La temperatura preferible para el procedimiento de combinación está en el intervalo de 10-70ºC, más preferiblemente en el intervalo de 23-60ºC y lo más preferiblemente en el intervalo de 30-50ºC. Después se ajusta la combinación a un pH adecuado usando un ácido o un álcali. Una condición de pH adecuada de la composición 50 combinada puede prevenir la descomposición no deseada del material de almidón. A pH bajo, la molécula de almidón puede experimentar hidrólisis, mientras que una condición de pH alto de la combinación puede dar como resultado una descomposición química en almacenamiento. Por ejemplo, la descomposición de un grupo hidroxipropiltrimetilamonio que está unido a una molécula de almidón puede producirse en condiciones de pH adversas. Puede usarse un tampón para prevenir la hidrólisis ácida del almidón. Por este motivo, el pH de la 55 combinación está preferiblemente en el intervalo de 3 a 11, más preferiblemente en el intervalo de 5-9, lo más preferiblemente en el intervalo de 6-8. En el procedimiento de combinación, los materiales se mezclan generalmente durante de 5 a 30 minutos tras ajustar el pH hasta que la combinación se vuelve homogénea. Pueden usarse tiempos de mezclado más largos.
60
Las composiciones combinadas mostraron buena estabilidad en almacenamiento sin cambios físicos significativos a 23ºC durante 3 meses y a 40ºC o 50ºC durante 30 días, lo que significa que hubo poco cambio en la viscosidad (un cambio de menos del 20%) y sin separación de fases visible. La razón de polivinilamina con respecto a almidón catiónico líquido en las combinaciones tiene poco efecto sobre la estabilidad de la viscosidad. La viscosidad preferida de la combinación está en el intervalo de 500 a 4000 cps a 25ºC. 65
La viscosidad de una composición combinada de aproximadamente el 30% en peso de componentes activos del almidón catiónico líquido y aproximadamente el 70% en peso de componentes activos de Hercobond® 6363 está en el intervalo de desde 500 hasta 4000 cps a 25ºC, variando con las fuentes de los productos de almidón de diferentes proveedores. Las composiciones combinadas son estables frente a congelación-descongelación pasando por tres ciclos de cambios de temperatura desde 23ºC hasta -35ºC (35ºC bajo 0) sin separación de fases ni retrogradación 5 de almidón.
Las composiciones de almidón catiónico líquido y polivinilamina se usan normalmente en la parte húmeda de la máquina de papel en cantidades para proporcionar propiedades deseadas de resistencia en seco y drenaje, oscilando la cantidad en una base de componente activo de producto entre el 0,01% y el 1% en peso componentes 10 de activos basándose en el peso de fibra seca, preferiblemente oscilando entre el 0,02% y el 0,5%, lo más preferiblemente oscilando entre el 0,05% y el 0,3%. Dentro de este intervalo, la cantidad precisa que se usa dependerá del tipo de pulpa que está usándose, las condiciones de funcionamiento específicas así como el uso final particular para el que se usa el papel.
15
Las composiciones de esta invención pueden usarse con el 100% de fibra reciclada en la elaboración de cartón compacto para cajas reciclado como aditivo de refuerzo en seco y adyuvantes de drenaje para mejorar la productividad en máquina. También pueden usarse para el mismo fin con otras fibras celulósicas incluyendo fibras vírgenes de madera dura o de madera blanda, sulfato blanqueado y no blanqueado (kraft), sulfito blanqueado y no blanqueado, sosa blanqueada y no blanqueada, pulpa semiquímica con sulfito neutra, pulpa químico-mecánica, 20 pulpa mecánica, y cualquier combinación de estas fibras, preparadas por medio de una variedad de procedimientos que se usan en la industria de la elaboración de papel.
Sin desear limitarse a la teoría, se cree que la combinación de almidón catiónico y polivinilamina crea una interacción física o complejo entre las dos moléculas. Se sabe que la conformación de macromoléculas en 25 disoluciones acuosas afecta a la reactividad con sustratos sólidos y al rendimiento relativo para fines previstos. El procedimiento de combinación mientras se está en una disolución relativamente concentrada crea un coloide novedoso que tiene propiedades de rendimiento únicas. Se cree que esta interacción física se mantiene cuando se mezcla la composición novedosa con composición de fabricación para la elaboración de papel. La adición de la composición combinada da como resultado efectos sinérgicos sobre la resistencia en seco y el drenaje con respecto 30 a la adición separada de los dos componentes a la misma composición de fabricación.
Otro aspecto de la presente invención es el uso de las composiciones de almidón catiónico y polivinilamina en una variedad de aplicaciones de elaboración de papel y tratamiento de agua más allá de la resistencia en seco y el drenaje. Las aplicaciones en las que pueden usarse las composiciones combinadas de la presente invención 35 dependen del tipo de polivinilamina usada, el nivel de almidón líquido en la composición, así como el contenido en nitrógeno del almidón catiónico. Por ejemplo, composiciones preparadas con homopolímeros de polivinilformamida parcialmente hidrolizada, Hercobond® 6350 y Hercobond® 6330, con un alto nivel de almidón (> 40% en peso de almidón activo) pueden ser materiales eficaces en la elaboración de papel como agentes de control de brea y materiales pegajosos. 40
La composición de la presente invención puede usarse en combinación con otros aditivos en la elaboración de papel para mejorar la propiedad de resistencia en seco y la productividad en máquina del papel. Los aditivos que pueden usarse en combinación con la composición combinada de la presente invención pueden ser un polímero catiónico, o aniónico, o anfótero, o sintético no aniónico, o natural. Por ejemplo, los polímeros de la presente invención pueden 45 usarse junto con un producto de poliacrilamida catiónica o anfótera para mejorar las propiedades de resistencia de productos de papel. La composición de la presente invención también puede usarse en combinación con un polímero aniónico, tal como un poli(ácido acrílico), un copolímero de acrilamida y ácido acrílico, o una CMC; un polímero catiónico tal como una poliamidoamina reticulada, un poli(cloruro de dialildimetilamonio), o una poliamina; para formar un complejo de polielectrolito para mejorar las propiedades de resistencia de productos de papel. La 50 composición de la presente invención también puede usarse en combinación con compuestos poliméricos funcionalizados con aldehído, tales como poliacrilamidas glioxaladas, celulosas con aldehído y polisacáridos funcionalizados con aldehído.
Puede añadirse un compuesto inorgánico tal como arcilla, talco, dióxido de titanio, carbonato de calcio, pigmentos, 55 colorantes, material de encolado interno, colofonia y alumbre y otros, y sulfato de calcio junto con la composición de la presente invención en el procedimiento de elaboración de papel para mejorar el procedimiento de elaboración de papel y la calidad de los productos de papel. Pueden aplicarse composiciones individuales o cualquier combinación de diferentes composiciones junto con las composiciones de la presente invención, o pueden aplicarse secuencialmente antes o después de la aplicación de los polímeros de la presente invención. 60
También puede usarse la composición combinada en combinación con una o más enzimas para mejorar la resistencia y productividad en máquina del papel. Tales enzimas incluyen hidrolasas, tales como celulasas, hemicelulasas, proteasas, beta-glucosidasas, lipasas, esterasas, y pectinasas; liasas, tales como pectato liasa; y oxidorreductasas, tales como lacasa, glucosa oxidasa, y peroxidasas. 65
Ejemplos
Se midió la viscosidad de Brookfield (BV) usando un viscosímetro DV-E o DV-II (Brookfield Viscosity Lab, Middleboro, MA). Se acopló un husillo seleccionado (número 3) al instrumento, que se fijó a una velocidad de 30 RPM. Se preparó la disolución de reacción con un contenido en sólido específico. Se insertó cuidadosamente el 5 husillo de viscosidad de Brookfield en la disolución para no atrapar ninguna burbuja de aire y después se hizo girar a la velocidad anteriormente mencionada durante 3 minutos a 24ºC. Las unidades son en centipoises (cps).
El polímero activo, o contenido en componente activo, o sólidos activos, o componente activo, en la composición de la presente invención representa el peso total como porcentaje en una disolución de todos los componentes activos 10 usados para la preparación de una composición de este tipo en base seca. Por ejemplo, N-vinilformamida es el precursor monomérico para polivinilamina y tiene un peso molecular de 71,1. Por tanto, una disolución de 100 g de polivinilamina Hercobond® 6363 que contiene un polímero preparado a partir de 11,7 g de N-vinilformamida tiene un 11,7% de polímero activo. El contenido en almidón activo en productos de almidón líquido es el mismo que el contenido en sólidos de los almidones líquidos en porcentaje en peso. Una composición de Hercobond® 6363 y 15 RediBond® 5330 (72:28) representa un producto combinado que contiene el 72% en peso de polímero activo Hercobond® 6363 y el 28% en peso de componente activo del almidón catiónico líquido. Como ejemplo, para 100 g de esta composición combinada con una razón del 72% en peso:el 28% en peso, si el componente activo total, o el componente activo de producto, o el contenido en componente activo, o los sólidos activos, es del 10% entonces la composición combinada contiene el polímero de polivinilamina preparado a partir de 7,2 g de vinilformamida y 2,8 g 20 del componente activo de almidón catiónico.
EJEMPLO 1
Este ejemplo ilustra el uso de almidón catiónico líquido y una polivinilamina en la preparación de las combinaciones 25 de composiciones de polivinilamina-almidón catiónico usadas en esta invención.
Se añadió Prequel® 500 (130,7 g, al 30%, Hercules Incorporated, Wilmington, DE, EE.UU.) a polivinilamina (Hercobond® 6363, 861,5 g, el 11,7% de polímero activo, Hercules Incorporated, Wilmington, DE, EE.UU.) en 10 minutos a 24ºC con agitación y después se ajustó el pH de la mezcla a 7,0 usando HCl al 36%. Se agitó la 30 formulación resultante durante 10 minutos hasta que la formulación se volvió homogénea. La combinación resultante contenía el 13,8% de sólidos activos. La viscosidad de la disolución era de 1740 cps. La formulación combinada tenía un aspecto un poco turbio pero era homogénea sin separación.
Los ejemplos 1-1 a 1-9 en la tabla I eran las formulaciones combinadas preparadas tal como se describió en el 35 ejemplo 1 usando diferentes almidones catiónicos líquidos y/o a diferentes razones de polivinilamina/componente activo de almidón. Los almidones catiónicos líquidos acuosos son National 543690 (National Starch, Bridgewater, NJ) con contenido en nitrógeno del 1,0%, Stalok® 280 (Tate & Lile PLC, Londres, R.U.), RediBond® 5330 (National Starch, Bridgewater, NJ) con contenido en nitrógeno del 0,33%, Vector® SC20157 (Roquette, Lestrem Cedex, Francia), producto de almidón catiónico DynaSol® 308 (International Additive Concepts Inc., Charlotte, NC, EE.UU.) 40 con contenido en nitrógeno del 0,3%.
Tabla I. Combinaciones de polivinilamina - almidón.
Productos
Descripciones Razón de PVam:almidón Sólidos activos Viscosidad (cps) Aspecto
RediBond® 5330 30,0% 11200 Turbio
National® 543690 21,8% 7410 Translúcido
Prequel® 500 30,2% 6570 Turbio
Stalok® 280 24,1% 4320 Turbio
DynaSol® 308 30,0% 5300 Turbio
Hercobond® 6363 11,7% 720 Transparente
Ejemplo 1-1
Hercobond® 6363 / Prequel® 500 75/25 12,0% 760 Un poco turbio
Ejemplo 1-2
Hercobond® 6363 / Vector® SC20157 72/25 13,0% 1450 Un poco turbio
Ejemplo 1-3
Hercobond® 6363 / National® 543690 65/35 13,8% 3320 Translúcido
Ejemplo 1-4
Hercobond® 69/31 13,5% 1950 Un poco turbio
6363 / Stalok® 280
Ejemplo 1-5
Hercobond® 6363 / RediBond® 5330 72/28 13,8% 1316 Un poco turbio
Ejemplo 1-6
Hercobond® 6363 / RediBond® 5330 70/30 13,4% 1626 Un poco turbio
Ejemplo 1-7
Hercobond® 6363 / RediBon®d 5330 65/35 13,6% 1552 Turbio
Ejemplo 1-8
Hercobond® 6363 / RediBond® 5330 50/50 15,8% 3530 Turbio
Ejemplo 1-9
Hercobond® 6363 / DynaSol® 308 72/28 13,5% 2010 Un poco turbio
EJEMPLO 2
Este ejemplo ilustra resultados de estabilidad de la viscosidad de la composición combinada a partir de Hercobond® 6363 y Redibond ® 5330 a 40ºC durante un mes. 5
Tabla II. Estabilidad de la viscosidad de combinación de polivinilamina/almidón
Productos
Razón en peso de polivinilamina / almidón Componente activo de producto, % Viscosidad de Brookfield (cps)
0 días
18 días 30 días
Ejemplo 1-5
72/28 13,8 1316 1068 1075
Ejemplo 1-6
70/30 13,4 1626 1404 1405
Ejemplo 1-7
65/35 13,6 1552 1536 1538
Tal como se muestra en la tabla II, las formulaciones combinadas de polivinilamina-almidones catiónicos líquidos 10 son estables a 40ºC durante un mes sin aumento significativo de la viscosidad a lo largo de 30 días. Las composiciones son homogéneas sin separación de fases al final del estudio. Las composiciones combinadas también son estables frente a congelación-descongelación sin separación de fases tras tres cambios cíclicos de la temperatura desde temperatura ambiente hasta -30ºC.
15
EJEMPLO 3
Este ejemplo describe diversas evaluaciones de las composiciones combinadas como aditivos de refuerzo en seco en aplicaciones de elaboración de papel. En este ejemplo, se compararon las resistencias en seco de papeles producidos con la combinaciones de los ejemplos anteriores, con la resistencia en seco de papel producido con los 20 productos de polivinilamina de resistencia en seco de referencia comerciales, Hercobond ® 6363 y Hercobond® 6350.
Se produjo papel para cartón compacto para cajas usando una máquina de elaboración de papel. La pulpa de papel era un medio reciclado al 100% con 50 ppm de dureza, 25 ppm de alcalinidad, el 2,5% de almidón GPC® D15F 25 (Tate & Lyle PLC, Londres, R.U.) y 2000 uS/cm de conductividad. El pH del sistema era de 7,0 y el refino de la pulpa era de aproximadamente 380 CSF con la temperatura de pasta a 52ºC. El gramaje era de 100 libras por 3000 pies2. Se añadieron las combinaciones de polivinilamina-almidón preparadas en los ejemplos anteriores como agentes de refuerzo en seco a la parte húmeda de la máquina de te elaboración de papel al nivel del 0,3% en peso de polímero activo frente a la pulpa de papel seca. A menos que se indique de otro modo, se añadieron almidón anfótero Stalok® 30 300 (Tate & Lyle PLC, Londres, R.U.) y floculante PerForm® PC 8713 (Hercules Incorporated, Wilmington, DE, EE.UU.) a la parte húmeda. Se usaron ensayos de estallido en seco de Mullen, de tracción en seco, de compresión en corto STFI y de tracción en húmedo para medir los efectos de resistencia en seco.
La tabla III muestra la gama de composiciones combinadas de Hercobond® 6363/diversos almidones catiónicos 35 líquidos en comparación con Hercobond® 6363 como patrón. En el ensayo de estallido de Mullen un número mayor indica mejor rendimiento.
Tabla III. Rendimientos de resistencia en seco de composiciones combinadas frente a Hercobond® 6363
Productos
Descripción Estallido de Mullen Tracción en seco STFI Tracción en húmedo
Hercobond® 6363
Referencia comercial 100,0 100,0 100,0 100,0
Ejemplo 1
Hercobond® 6363/ Prequel® 500 (72/28) 118,3 108,3 107,1 98,7
Ejemplo 1-3
Hercobond®6363/ National® 543690 (65/35) 125,6 109,5 106,0 92,5
Ejemplo 1-4
Hercobond® 6363/ Stalok® 280 (69/31) 119,5 98,6 94,7 88,9
Ejemplo 1-5
Hercobond® 6363/ RediBond® 5330 (72/28) 122,9 104,4 101,3 83,5
Para la tabla III, se evaluaron los datos usando el 0,3% en peso de la formulación combinada frente a la pulpa de papel seca. Estos datos ilustran que puede mejorarse el rendimiento global de polivinilamina, Hercobond® 6363, 5 combinando el polímero con almidón en determinadas razones y condiciones. Los resultados sugieren un efecto sinérgico de las combinaciones para usos de refuerzo de papel en seco. La adición de almidones catiónicos de bajo coste reduce el coste global de la composición combinada y proporciona una eficacia de resistencia en seco de aproximadamente igual (una diferencia menor del 6%) a aumentada en comparación con Hercobond® 6363 en una base de componente activo igual. 10
Se redujo la tracción en húmedo del cartón compacto para cajas reciclado producido con la formulación combinada en el 10-20% en comparación con Hercobond® 6363 en una base de componente activo igual. El beneficio de esto es que el cartón compacto para cajas reciclado con menor tracción en húmedo tiene mejor capacidad de volver a convertirse en pulpa. 15
La tabla IV muestra rendimientos de resistencia en seco de la composición combinada de Hercobond® E363/Prequel® 500 (75/25) en comparación con Hercobond® 6363 como patrón a dos dosificaciones diferentes. Esta vez, se añadió el almidón anfótero OptiPlus® 1030 (National Starch, Bridgewater, NJ) en lugar del almidón catiónico Stalok® 300 (Tate & Lyle PLC, Londres, R.U.), todavía usado al 0,5% de pulpa seca. En el ensayo de 20 estallido de Mullen, un número mayor indica mejor rendimiento.
Tabla IV. Rendimientos de resistencia en seco de composiciones combinadas frente a Hercobond® 6363
Productos
Descripción componentes activos totales basándose en pulpa seca, % Estallido de Mullen Aplastamiento en anillos Tracción en seco Tracción en húmedo
Hercobond® 6363
Referencia comercial 0,15 100,0 100,0 100,0 100,0
Ejemplo 1-1
Hercobond® 6363/ Prequel® 500 (75/25) 0,15 115 100 105 82
Hercobond® 6363
Referencia comercial 0,30 100,0 100,0 100,0 100,0
Ejemplo 1-1
Hercobond® 6363/ Prequel® 500 (75/25) 0,30 101 104 95 59
25
Estos datos demuestran de nuevo un rendimiento mejorado de la formulación combinada con respecto a polivinilamina, Hercobond ® 6363 a dos dosificaciones diferentes con tracción en húmedo reducida en una base de componente activo igual.
La tabla V muestra rendimientos de resistencia en seco de dos composiciones de Hercobond® 6363/Redibond 5330 30 en comparación con Hercobond® 6363 como patrón en la elaboración de cartón compacto para cajas reciclado con la pulpa en ausencia del almidón anfótero Stalok® 300 (Tate & Lyle PLC, Londres, R.U.) y el floculante PerForm® PC 8713 (Ashland Inc.). Se evaluaron los datos usando el 0,3% en peso de polímero activo frente a pulpa de papel seca. En el ensayo de estallido de Mullen un número mayor indica mejor rendimiento.
Tabla V. Rendimientos de resistencia en seco de composiciones combinadas frente a Hercobond® 6363 con pulpa sólo
Productos
Descripción Estallido de Mullen STFI Tracción en húmedo
Hercobond® 6363
Referencia comercial 100,0 100,0 100,0
Ejemplo 1-6
Hercobond® 6363/ RediBond® 5330 (72/28) 101,2 100,8 71,0
Ejemplo 1-7
Hercobond® 6363/ RediBond® 5330 (65/35) 94,9 95,3 65,4
Estos datos muestran rendimientos de resistencia en seco equivalentes o mejores de las composiciones 5 combinadas a una razón de polivinilamina-almidón catiónico de 72/28 en el estallido de Mullen y STFI en comparación con Hercobond® 6363. A un nivel ligeramente mayor del almidón catiónico líquido, tanto Mullen como STFI se redujeron en menos del 6% en las mismas condiciones de elaboración de papel. También se redujo la tracción en húmedo con un alto del almidón catiónico líquido.
10
EJEMPLO 4
Este ejemplo describe los resultados de evaluación de las composiciones combinadas como adyuvantes de drenaje y retención en aplicaciones de elaboración de papel. Se compararon las propiedades de eficacia de drenaje y de retención/fijación de las composiciones combinadas en los ejemplos anteriores con Hercobond® 6363 y un blanco 15 usando el método de ensayo de refino convencional canadiense (CSF) y el ensayo de drenaje a vacío (VDT).
Para el ensayo de drenaje a vacío (VDT), la configuración del dispositivo es similar al ensayo en embudo de Buchner tal como se describe en diversos libros de referencia sobre filtración, por ejemplo véase Perry’s Chemical Engineers’ Handbook, 7ª edición, (McGraw-Hill, Nueva York, 1999) págs. 18-78. El VDT consiste en un embudo de 20 filtración Gelman magnético de 300 ml, una probeta graduada de 250 ml, una desconexión rápida, una trampa de agua y una bomba de vacío con un regulador y vacuómetro. Se llevó a cabo el ensayo VDT estableciendo en primer lugar el vacío en 10 pulgadas de Hg, y colocando el embudo apropiadamente sobre la probeta. A continuación, se cargaron 250 g de pasta de papel al 0,5% en peso en un vaso de precipitados y luego se añadieron los aditivos requeridos según el programa de tratamiento (por ejemplo, almidón, polímero que contiene vinilamina, floculantes) a 25 la pasta con agitación proporcionada por una mezcladora superior. Entonces se vertió la pasta en el embudo de filtración y se encendió la bomba de vacío al tiempo que se inició simultáneamente un cronómetro. Se notifica la eficacia de drenaje como el tiempo requerido para obtener 230 ml de filtrado. Se normalizaron los resultados de los dos ensayos de drenaje y se expresaron como porcentaje del rendimiento de drenaje observado frente a un sistema que no incluía las composiciones combinadas. 30
En la tabla VI, se evaluó Hercobond® 6363/Prequel® 500 (75/25) para determinar los rendimientos de drenaje mediante el ensayo CSF en comparación con Hercobond® 6363. Se llevó a cabo el ensayo a dos dosificaciones diferentes basándose en la pulpa seca. El mayor porcentaje de refino mediante CSF con relación a la muestra de Hercobond® 6363 indica mejor rendimiento. 35
Tabla VI. Evaluación del drenaje de la combinación de polivinilamina/almidón (75/25) frente al control
Productos
Descripción Dosis CSF (%)
Hereobond® 6363
Referencia 0,15 100,0
Ejemplo 1-1
Hercobond® 6363/ Prequel® 500 (75/25) 0,15 79
Hercobond® 6363
Referencia 0,30 100,0
Ejemplo 1-1
Hercobond® 6363/ Prequel® 500 (75/25) 0,30 110
Esta evaluación muestra que la composición combinada de Hercobond® 6363/Prequel® 500 (75/25), a una 40 dosificación de resina activa del 0,30%, proporcionó una mejora adicional de aproximadamente el 10% en el rendimiento de drenaje de la pulpa con respecto a la mejora de Hercobond® 6363 frente a la pulpa sin aditivos. A una dosificación de componente activo del 0,15%, la composición combinada es menos eficaz pero similar a Hercobond® 6363 en cuanto al rendimiento de drenaje.
45
La tabla VII muestra los datos de drenaje a vacío mediante VDT de una serie de composiciones de Hercobond® 6363/almidón catiónico líquido evaluadas frente Hercobond® 6363 como patrón, usando el ensayo descrito anteriormente. Cuanto menor es el tiempo de drenaje en VDT, mejor es el rendimiento de drenaje. La dosificación de componente activo es del 0,30% para todos los ejemplos.
Tabla VII. Comparación de composiciones combinadas de polivinilamina/almidón con el control en cuanto al rendimiento de drenaje de fibra reciclada
Productos
Descripciones Tiempo en VDT (segundos) % frente a Hercobond® 6363
Blanco
Ninguna 50,4 257
Hereobond® 6363
Referencia 19,6 100
Ejemplo 1
Hercobond® 6363/ Prequel® 500 (72/28) 19,0 97
Ejemplo 1-3
Hercobond® 6363/ National® 543690 (65/35) 18,7 95
Ejemplo 1-4
Hercobond® 6363/ Stalok® 280 (69/31) 18,8 96
Ejemplo 1-5
Hercobond® 6363/ RediBond® 5330 (72/28) 17,9 91
Ejemplo 1-8 (comparativo)
Hercobond® 6363/ RediBond® 5330 (50/50) 24,7 126
5
Los datos de VDT indican el reflejo del efecto sinérgico de los productos de almidón catiónico líquido con polivinilamina en la mejora del drenaje de pulpas recicladas. Todas las composiciones combinadas drenaron más rápido que Hercobond® 6363 excepto aquella con el 50% del componente activo de almidón en la combinación.
EJEMPLO 5 10
Se midieron las turbideces de los filtrados para estimar las propiedades de fijación de las composiciones combinadas. La dosis combinada total de componentes activos de los aditivos para cada ejemplo fue del 0,3%. Se realizaron las evaluaciones usando los filtrados obtenidos a partir del ensayo VDT. En la tabla VIII se resumen los datos de turbidez (valor de FAU) y se expresan las propiedades de fijación de las composiciones como porcentaje 15 de la turbidez del blanco sin tratamiento químico. Cuanto menor es el porcentaje, más eficaz es la composición como agente fijador.
Tabla VIII. Composiciones de polivinilamina/almidón catiónico líquido en la reducción de la turbidez de pulpa reciclada 20
Productos
Descripciones Turbidez (FAU) % de turbidez del blanco
Ninguno
Blanco (sólo pulpa) 73 100
Ejemplo 1-2
Hercobond® 6363/Vector® SC20157 (72/25) 31 43
Ejemplo 1-3
Hercobond® 6363/National® 543690 (65/35) 27 37
Ejemplo 1-5
Hercobond® 6363/RediBond® 5330 (72/28) 26 36
Ejemplo 1-6
Hercobond® 6363/RediBond® 5330 (70/30) 32 44
Ejemplo 1-7
Hercobond® 6363/RediBond® 5330 (65/35) 30 41
Ejemplo 1-9
Hercobond® 6363/DynaSol® 308 (72/28) 29 49
Esta evaluación demostró que pueden usarse las composiciones como aditivos de control de contaminantes en la elaboración de papel para controlar la brea y los materiales pegajosos.
25

Claims (14)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Composición acuosa estable que comprende polivinilamina y almidón catiónico líquido en una razón de desde 90 hasta 55 partes de polivinilamina en base de componente activo con respecto a de 10 a 45 partes de almidón catiónico líquido en base de componente activo, en la que las partes combinadas en 5 componente activo de almidón catiónico líquido y polivinilamina comprenden al menos el 40% en peso de los sólidos totales de la composición, en la que las partes de polivinilamina en base de componente activo se representan por la cantidad en peso de N-vinilformamida usada para producir la polivinilamina y las partes de almidón catiónico líquido en base de componente activo se representan por la cantidad en peso de almidón catiónico en base seca. 10
  2. 2. Composición según la reivindicación 1, en la que dicha polivinilamina comprende un polímero de vinilamina seleccionado del grupo que consiste en un homopolímero de vinilamina, total o parcialmente hidrolizado a partir de polivinilformamida, copolímeros de vinilamina, terpolímeros de vinilamina, y polímeros que contienen vinilamina modificados químicamente tras la polimerización. 15
  3. 3. Composición según la reivindicación 2, en la que la polivinilamina comprende polivinilformamida total o parcialmente hidrolizada o un homopolímero de vinilamina.
  4. 4. Composición según la reivindicación 1, en la que el almidón líquido es un almidón líquido catiónico derivado 20 de maíz ceroso.
  5. 5. Composición según la reivindicación 1, en la que el almidón líquido es un almidón líquido catiónico preparado a partir de almidón de maíz ceroso que se ha modificado catiónicamente usando cloruro de 3-cloro-2-hidroxipropiltrimetilamonio. 25
  6. 6. Composición según la reivindicación 4, en la que el almidón líquido catiónico tiene un contenido en nitrógeno en el intervalo de desde aproximadamente el 0,01 hasta el 2,5%.
  7. 7. Composición según la reivindicación 4, en la que el contenido en sólidos del almidón líquido está en el 30 intervalo de desde el 15 hasta el 35%, preferiblemente desde el 20 hasta el 30%.
  8. 8. Composición según la reivindicación 4, en la que la viscosidad del almidón líquido está en el intervalo de desde 2.000 hasta 20.000 cps.
    35
  9. 9. Composición según la reivindicación 1, en la que la polivinilamina comprende un polímero de vinilamina seleccionado del grupo que consiste en homopolímero de vinilamina, polivinilformamida total o parcialmente hidrolizada, y el almidón líquido es un almidón catiónico líquido derivado de maíz ceroso.
  10. 10. Composición según la reivindicación 1, en la que la polivinilamina comprende desde 60-80 partes de la 40 combinación basándose en componentes activos y el almidón catiónico líquido comprende desde 20-40 partes de la combinación basándose en componentes activos, preferiblemente, en la que la polivinilamina comprende desde 65-80 partes de la combinación basándose en componentes activos y el almidón catiónico líquido comprende desde 20-35 partes de la combinación basándose en componentes activos, más preferiblemente, en la que la polivinilamina comprende desde 70-80 partes de la combinación 45 basándose en componente activo y el almidón catiónico líquido comprende desde 20-30 partes de la combinación basándose en componente activo.
  11. 11. Composición según la reivindicación 1, en la que las partes combinadas basándose en componente activo de almidón catiónico líquido y polivinilamina comprenden al menos el 50% en peso de los sólidos totales de 50 la composición.
  12. 12. Procedimiento de preparación de producto de papel o cartón, en el que se añade la composición según la reivindicación 1 a una suspensión de pulpa en una cantidad que oscila entre el 0,02 y el 0,5% en peso de componentes activos, preferiblemente desde el 0,15 hasta el 0,5%, basándose en el peso del papel o 55 cartón seco acabado.
  13. 13. Procedimiento según la reivindicación 12, en el que la composición se añade a la suspensión de preparación de papel, en el que la suspensión de preparación de papel comprende además otros aditivos de preparación de papel seleccionados del grupo que consiste en poliacrilamidas catiónicas, aniónicas o anfóteras, poli(ácido acrílico), copolímeros de acrilamida y ácido acrílico, carboximetilcelulosa; poliamidoamina reticulada, poli(cloruro de dialildimetilamonio), poliamina; compuestos poliméricos 5 funcionalizados con aldehído, poliacrilamidas glioxaladas, celulosas con aldehído y polisacáridos funcionalizados con aldehído, polisacáridos, alumbre, arcilla, talco, dióxido de titanio, carbonato de calcio, pigmentos, colorantes, colofonia, agentes de encolado, y enzimas, preferiblemente seleccionados del grupo que consiste en poliacrilamidas aniónicas, poliacrilamidas catiónicas y mezclas de las mismas.
    10
  14. 14. Procedimiento según la reivindicación 13, en el que los otros aditivos de preparación de papel comprenden poliacrilamidas glioxaladas.
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8088250B2 (en) 2008-11-26 2012-01-03 Nalco Company Method of increasing filler content in papermaking
PT2393982E (pt) * 2009-02-05 2012-12-06 Basf Se Processo para a produção de papel, cartão e papelão com alta resistência mecânica em seco
FI124234B (en) 2012-03-23 2014-05-15 Kemira Oyj Process for dissolving cationic starch, papermaking agent and its use
PL2864542T3 (pl) 2012-06-22 2019-06-28 Kemira Oyj Kompozycje i sposoby wytwarzania produktów papierniczych
FR2992967B1 (fr) 2012-07-06 2016-01-22 Roquette Freres Melanges de polyvinylamines et de compositions de matieres amylacees cationiques liquides comme agents ameliorant la resistance a sec des papiers et des cartons
FR2992982B1 (fr) * 2012-07-06 2015-04-24 Roquette Freres Suspensions aqueuses de dioxyde de titane et de matiere amylacee cationique destinees a la fabrication de papier et de carton
WO2014058557A1 (en) * 2012-10-10 2014-04-17 Buckman Laboratories International, Inc. Methods for enhancing paper strength
US10435496B2 (en) 2013-01-31 2019-10-08 Ecolab Usa Inc. Enhanced oil recovery using mobility control crosslinked polymers
US9562326B2 (en) * 2013-03-14 2017-02-07 Kemira Oyj Compositions and methods of making paper products
WO2014159233A1 (en) 2013-03-14 2014-10-02 Ecolab Usa Inc. Methods for increasing retention and drainage in papermaking processes
CN103643591B (zh) * 2013-11-29 2015-09-09 亚太森博(广东)纸业有限公司 具有增强的干强度和湿强度的纸
US9567708B2 (en) 2014-01-16 2017-02-14 Ecolab Usa Inc. Wet end chemicals for dry end strength in paper
TR201903152T4 (tr) * 2014-03-28 2019-03-21 Basf Se Oluklu mukavva üreti̇mi̇ i̇çi̇n metot.
US10442980B2 (en) 2014-07-29 2019-10-15 Ecolab Usa Inc. Polymer emulsions for use in crude oil recovery
US9920482B2 (en) * 2014-10-06 2018-03-20 Ecolab Usa Inc. Method of increasing paper strength
US9702086B2 (en) * 2014-10-06 2017-07-11 Ecolab Usa Inc. Method of increasing paper strength using an amine containing polymer composition
EP3012282B1 (en) * 2014-10-20 2020-10-07 ABB Power Grids Switzerland AG Pressboard
US10035946B2 (en) 2016-02-23 2018-07-31 Ecolab Usa Inc. Hydrazide crosslinked polymer emulsions for use in crude oil recovery
EP3455404B1 (en) 2016-05-13 2024-05-15 Ecolab USA Inc. Tissue dust reduction
US11124711B2 (en) * 2017-05-09 2021-09-21 Baker Hughes Holdings Llc Demulsifier or water clarifier activity modifiers
BR112021000294A2 (pt) * 2018-07-10 2021-04-06 Novozymes A/S Métodos de produção de papel ou cartão, de melhoria de pelo menos uma propriedade de uma pasta semifluida de polpa para uso em um moinho de papel ou cartão, de produção de uma polpa ou pasta semifluida de polpa, de produção de papel ou cartão ou para produção de uma polpa ou pasta semifluida de polpa, polpa ou pasta semifluida de polpa tratada, produto de papel ou cartão produzido usando a pasta semifluida de polpa tratada, e, mistura
CN109610233B (zh) * 2018-12-14 2021-09-14 玖龙纸业（东莞）有限公司 一种用于牛皮纸和白牛皮纸的表胶胶液改良剂及其制备方法
CA3129837C (en) * 2019-02-22 2023-10-03 Corn Products Development, Inc. Paper coating composition containing high starch levels
US11028538B2 (en) * 2019-02-28 2021-06-08 Solenis Technologies, L.P. Composition and method for increasing wet and dry paper strength
EP3947814A1 (en) * 2019-04-02 2022-02-09 Kemira OYJ Paper strength improvement using metal chelates and synthetic cationic polymers
US12000090B2 (en) 2020-12-04 2024-06-04 Agc Chemicals Americas, Inc. Treated article, methods of making the treated article, and dispersion for use in making the treated article
CN116376269B (zh) * 2023-04-21 2024-06-11 江苏金发科技新材料有限公司 一种抗菌尼龙材料及其制备方法与应用

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3556932A (en) * 1965-07-12 1971-01-19 American Cyanamid Co Water-soluble,ionic,glyoxylated,vinylamide,wet-strength resin and paper made therewith
DE3724646A1 (de) 1987-07-25 1989-02-02 Basf Ag Verfahren zur herstellung von papier, pappe und karton mit hoher trockenfestigkeit
US20030192664A1 (en) * 1995-01-30 2003-10-16 Kulick Russell J. Use of vinylamine polymers with ionic, organic, cross-linked polymeric microbeads in paper-making
DE19654390A1 (de) 1996-12-27 1998-07-02 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Papier
DE19713755A1 (de) * 1997-04-04 1998-10-08 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Papier, Pappe und Karton mit hoher Trockenfestigkeit
ES2208309T3 (es) 1999-04-01 2004-06-16 Basf Aktiengesellschaft Modificacion de almidon con polimeros cationicos y empleo de almidones modificados como agente de solidificacion en seco para papel.
NZ501644A (en) * 1999-12-08 2002-04-26 Univ Massey Cellulosic ion exchangers for separating proteins in whey solutions where quaternary ammonium derivatives exceed substitution levels of 1.4 meq/g
FR2810042B1 (fr) * 2000-06-13 2004-04-16 Roquette Freres Nouvelle composition amylacee contenant une matiere amylacee cationique
AU2003218571B2 (en) 2002-04-09 2007-11-29 Fpinnovations Swollen starch-latex compositions for use in papermaking
US7090745B2 (en) 2002-09-13 2006-08-15 University Of Pittsburgh Method for increasing the strength of a cellulosic product
TW200504265A (en) * 2002-12-17 2005-02-01 Bayer Chemicals Corp Alkenylsuccinic anhydride surface-applied system and uses thereof
US20050109476A1 (en) 2003-07-21 2005-05-26 Muhle Runingen Gmbh & Co. Kg Medium for increasing the absorption capacity of paper pulp for starch
US20050022956A1 (en) 2003-07-29 2005-02-03 Georgia-Pacific Resins Corporation Anionic-cationic polymer blend for surface size
CA2587527C (en) * 2004-11-29 2015-04-28 Basf Aktiengesellschaft Paper size comprising cationic starch and linear polymer having basic nitrogen atoms
US7960452B2 (en) * 2005-07-01 2011-06-14 Akzo Nobel Coatings International B.V. Adhesive composition and method
CN101432484A (zh) * 2006-03-06 2009-05-13 巴斯夫欧洲公司 生产单重和/或多重涂布底材的方法
CN101319478A (zh) * 2008-07-02 2008-12-10 福建师范大学 一种具有吸附和降解有机物功能的复合纸基材料的制备方法及其应用

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Publication number Publication date
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