ES2829599T3

ES2829599T3 - Un procedimiento para fabricar papel, un dispositivo para fabricar aditivos para fabricar papel y un dispositivo para fabricar papel

Info

Publication number: ES2829599T3
Application number: ES17850457T
Authority: ES
Inventors: Jiayi Chen
Original assignee: Kurita Water Industries Ltd
Current assignee: Kurita Water Industries Ltd
Priority date: 2016-09-16
Filing date: 2017-03-14
Publication date: 2021-06-01
Anticipated expiration: 2037-03-14
Also published as: KR20210000748A; BR112019004772A2; WO2018051549A1; US20190226148A1; EP3486368A1; JP2018044273A; EP3486368A4; TW201813983A; TWI702238B; US11459702B2; EP3486368B1; BR112019004772B1; CN109689971B; CN109689971A; KR20190039750A

Abstract

Un procedimiento de fabricación de papel, comprendiendo el procedimiento: una etapa de generación de reactivo, para generar un reactivo al someter un polímero de acrilamida a una reacción de degradación de Hofmann; y una etapa de suministro, para suministrar el reactivo a unamáquina de papel dentro de las 24 horas posteriores al inicio de la reacción de degradación de Hofmann, caracterizado porque el polímero de acrilamida incluye un polímero de acrilamida que tiene una viscosidad intrínseca de 12,5 a 28 dl/g y un grado de anionización de 0,05 meq/g o menor.

Description

DESCRIPCIÓN

Un procedimiento para fabricar papel, un dispositivo para fabricar aditivos para fabricar papel y un dispositivo para fabricar papel

Campo técnico

La presente invención, se refiere a un procedimiento para fabricar papel, al uso de un dispositivo para fabricar un aditivo para fabricar papel y al uso de un dispositivo para fabricar papel.

Antecedentes de la técnica

Se puede lograr la aceleración de la máquina de papel y un aumento en el rendimiento del producto mediante la mejora de la filtración de agua en la máquina de papel. Con respecto a los aditivos convencionales para la fabricación de papel, se conocen polímeros catiónicos y sílices coloidales; que mejoran la filtrabilidad del agua y el rendimiento del producto.

En el Documento de Patente 1, se describe que predeterminados reactivos de la degradación de Hofmann, mejoran la filtrabilidad del agua.

Documentos de Patente 1: Solicitud de patente japonesa sin examinar, Publicación número 2015-78453

El documento WO 2015/107302 A1 describe un procedimiento para preparar una solución acuosa de polímero que contiene al menos un (co)polímero catiónico o anfótero, dicho procedimiento comprende, llevar a cabo una reacción de degradación, denominada reacción de Hofmann, en un (co)polímero en base a al menos un monómero iónico seleccionado del grupo que comprende acrilamida, metilacrilamida, N,N-dimetilacrilamida y acrilonitrilo; tratar posteriormente la solución acuosa de polímero obtenida que tiene viscosidad V1. El postratamiento comprende obtener una solución acuosa de polímero que contiene al menos un (co)polímero catiónico o anfótero de la reacción de degradación de Hofmann; tratar posteriormente dicha solución acuosa de polímero. El postratamiento comprende etapas consecutivas de ajuste del pH de la solución acuosa de polímero a un valor no inferior a 5,5; reducir el pH de la solución acuosa de polímero a un valor de 2 a 5. La solución de polímero se usa como agente de floculación, retención y/o drenaje y como agente de resistencia en seco en la industria del papel.

El documento WO 2014/029593 A1 describe un procedimiento de producción de papel, cartulina y cartón, que comprende la deshidratación de un material de papel, que comprende el material de carga, que contiene al menos un polímero soluble en agua, en el que, el polímero soluble en agua se puede obtener mediante la reducción de Hofmann de un polímero que comprende acrilamida y/o metacrilamida y, opcionalmente el curado posterior.

El documento WO 2006/075115 A2, se refiere a un procedimiento de producción de una hoja de papel y/o cartón y similares. Antes de la formación de la hoja, se añaden al menos dos agentes de resistencia en seco a la suspensión de pulpa, ya sea por separado, en cualquier orden o bien mezclados y en uno o más puntos de inyección, es decir: un primer agente correspondiente a un producto para la degradación de Hofmann en solución en un (co)polímero que comprende al menos un monómero no iónico que se selecciona del grupo que contiene acrilamida y/o metacrilamida, N,N dimetilacrilamida y/o acrilonitrilo; y un segundo agente correspondiente a un (co)polímero que tiene una densidad de carga aniónica superior a 0,1 meq/g. El producto de la degradación de Hofmann es un polímero orgánico producido a una concentración superior al 3,5 % en peso, y preferentemente superior al 4,5 %; el primer y el segundo agente se introducen en la suspensión de pulpa a una concentración entre 0,01 y 2 % en peso de material polimérico activo en relación con el peso seco de la suspensión de pulpa.

El documento WO 2012/017172 A1 describe un procedimiento para fabricar una hoja de papel y/o cartón, de acuerdo con el cual, antes de la formación de dicha hoja y/o cartón, se añaden a la suspensión fibrosa al menos dos auxiliares de retención respectivamente: un auxiliar de retención principal correspondiente a un (co)polímero que tiene una densidad de carga catiónica superior a 2 meq/g, obtenido mediante la reacción de degradación de Hofmann y un auxiliar de retención secundario correspondiente a un polímero soluble en agua o hinchable en agua que tiene una densidad de carga aniónica superior a 0,1 meq/g, caracterizado porque: se introduce el auxiliar de retención principal en la suspensión fibrosa en una proporción de 100 a 800 g/t de pulpa seca, el auxiliar de retención secundario se introduce en la suspensión fibrosa en una proporción de 50 a 800 g/t de pulpa seca y tiene una viscosidad intrínseca IV superior a 3 dl/g.

Descripción de la invención

Problemas que debe resolver la invención

Sin embargo, los polímeros catiónicos descritos anteriormente, son tales, que la textura puede colapsar cuando se mejora la filtrabilidad del agua. Además, la sílice es tal que, cuando aumenta la demanda catiónica en la materia prima para la fabricación de papel o aumenta el contenido de cenizas, el efecto disminuye notablemente.

El reactivo de la degradación de Hofmann descrito en el Documento de Patente 1, puede describirse como un material que resuelve las dificultades de los polímeros catiónicos o la sílice. Sin embargo, dado que la tasa de deterioro es alta, en ocasiones al suministrar el agente mediante un procedimiento de distribución convencional, es necesario suprimir la tasa de deterioro, en la medida de lo posible, mediante el uso de un tratamiento de neutralización con un ácido fuerte (ácido clorhídrico, ácido sulfúrico o similar) y un agente reductor para reducir cualquier exceso de agente oxidante. Como resultado, el funcionamiento de la reacción se complica.

Mientras tanto, también se requiere que el porcentaje de contenido de agua de una banda húmeda de papel en la máquina de papel, sea bajo. Cuando el porcentaje de contenido de agua de la banda húmeda de papel es alto, el consumo de vapor en la unidad de secado de la máquina de papel, aumenta.

La presente invención se logró en vista de las circunstancias descritas anteriormente, y es objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento para fabricar papel, mediante el cual se obtienen una filtrabilidad del agua y un rendimiento del producto satisfactorios incluso sin usar un polímero catiónico o sílice, y el porcentaje de contenido de agua de una banda de papel húmeda se reduce; un uso de un dispositivo para fabricar un aditivo para fabricar papel, y un uso de un dispositivo para fabricar papel.

Medios para resolver los problemas

Específicamente, los inventores de la presente invención encontraron que, cuando un polímero de acrilamida se somete a una reacción de degradación de Hofmann, y luego el reactivo se suministra a una máquina de papel en un período de tiempo corto, se mejora la filtrabilidad del agua. Por tanto, los inventores completaron la presente invención. Específicamente, la presente invención proporciona lo siguiente.

(1) Un procedimiento para fabricar papel, el procedimiento incluye: una etapa de generación de reactivo para generar un reactivo al someter un polímero de acrilamida a una reacción de degradación de Hofmann; una etapa de suministro para suministrar el reactivo a una máquina de papel dentro de las 24 horas desde el inicio de la reacción de degradación de Hofmann, en el que, el polímero de acrilamida incluye un polímero de acrilamida que tiene una viscosidad intrínseca de 12,5 a 28 dl/g y un grado de anionización de 0,05 meq/g o menor.

(2) El procedimiento de acuerdo con (1), en el que, en la reacción de degradación de Hofmann, se mezcla un ácido hipohaloso en un líquido que incluye el polímero de acrilamida en las condiciones de pH de 8,0 o superior.

(3) El procedimiento de acuerdo con (1) o (2), en el que, en la reacción de degradación de Hofmann, se añade un ácido hipohaloso al líquido que incluye el polímero de acrilamida junto con un álcali.

(4) El procedimiento de acuerdo con cualquiera de (1) a (3), en el que, en la etapa de suministro, el reactivo se suministra cuando el grado de cationización del reactivo es 50 % o más con respecto al grado máximo de cationización.

(5) El procedimiento de acuerdo con cualquiera de (1) a (4), en el que, en la reacción de degradación de Hofmann, no se añade un agente neutralizante.

(6) El procedimiento de acuerdo con cualquiera de (1) a (5), en el que, se usa como materia prima del papel; papel viejo, una materia prima de papel que incluya un material de carga o una materia prima de papel que tenga un contenido de metales polivalentes del 1 % en masa o menos, con respecto a la pasta de pulpa.

(7) El uso de un dispositivo para fabricar un aditivo para fabricar papel, el dispositivo incluye un mecanismo de reacción para someter un polímero de acrilamida a una reacción de degradación de Hofmann, y además incluye un medio de suministro capaz de suministrar el reactivo a una máquina de papel, en 24 horas desde el inicio de la reacción de degradación de Hofmann, en la que, el polímero de acrilamida incluye un polímero de acrilamida que tiene una viscosidad intrínseca de 12,5 a 28 dl/g y un grado de anionización de 0,05 meq/g o menos.

(8) El uso de un dispositivo para fabricar un aditivo para fabricar papel de acuerdo con (7), que incluye además un medio capaz de mezclar un ácido hipohaloso en un líquido que incluye el polímero de acrilamida en la reacción de degradación de Hofmann en las condiciones de un pH de 8,0 o superior.

(9) El uso de un dispositivo para fabricar un aditivo para fabricar papel de acuerdo con (7) u (8), que incluye además un medio capaz de añadir un álcali, junto con un ácido hipohaloso, en un líquido que incluye el polímero de acrilamida en el reacción de degradación de Hofmann.

(10) El uso de un dispositivo para fabricar un aditivo para fabricar papel de acuerdo con cualquiera de (7) a (9), que incluye además un medio capaz de suministrar el reactivo cuando el grado de cationización del reactivo es 50 % o más, con respecto al grado máximo de cationización.

(11) El uso de cualquier dispositivo para fabricar un aditivo para fabricar papel de acuerdo con cualquiera de (7) a (10), en el que no se añade un agente neutralizante en la reacción de degradación de Hofmann.

(12) El uso de un dispositivo para fabricar papel, el dispositivo incluye: el dispositivo para fabricar un aditivo para fabricar papel de acuerdo con cualquiera de (7) a (11); y una máquina de papel que recibe el reactivo suministrado por el dispositivo para fabricar un aditivo para fabricar papel.

(13) El uso de un dispositivo para fabricar papel (12), en el que, se usa como materia prima de papel: papel viejo, una materia prima de papel que incluya un material de carga o una materia prima de papel con un contenido de metales polivalentes del 1 % en masa o menos, con respecto a la pasta de pulpa.

Efectos de la invención

De acuerdo con la presente invención, puede proporcionarse un procedimiento para fabricar papel, mediante el cual se obtienen una filtrabilidad de agua y rendimiento de producto satisfactorios, incluso sin usar un polímero catiónico o sílice, y se reduce el porcentaje de contenido de agua de una banda húmeda de papel; un uso de un dispositivo para fabricar un aditivo para fabricar papel; y un uso de un dispositivo para fabricar papel.

Breve descripción de los dibujos

La Figura 1 es un gráfico que muestra la relación entre el tiempo y la relación del grado de cationización del reactivo producido cuando se suministra un polímero de acrilamida a una reacción de degradación de Hofmann.

La Figura 2 es un diagrama de configuración que ilustra, de acuerdo con la presente invención, un dispositivo usado para fabricar un aditivo para fabricar papel y un dispositivo usado para fabricar papel.

Modo preferido para llevar a cabo la invención

En la siguiente descripción, se describirán realizaciones de la presente invención; sin embargo, la presente invención no se limita a estas.

<Procedimiento para fabricar papel>

El procedimiento para fabricar papel de la presente invención, es un procedimiento como se define en la reivindicación 1.

De acuerdo con el procedimiento para fabricar papel de la presente invención, cuando un reactivo obtenido de una reacción de degradación de Hofmann de un polímero de acrilamida se suministra a una máquina de papel como un aditivo para fabricar papel dentro de las 24 horas desde el inicio de la reacción de degradación de Hofmann, se obtiene una filtrabilidad del agua y un rendimiento del producto satisfactorios, y se puede promover una reducción del porcentaje de contenido de agua en la banda húmeda de papel.

Como se muestra en la Figura 1, se confirmó que el grado de cationización en el reactivo aumenta desde el inicio de la reacción, alcanzando un valor máximo en un tiempo predeterminado y luego disminuye levemente. Cuando el reactivo se suministra a una máquina de papel como un aditivo para fabricar papel mientras el grado de cationización está cerca de un valor máximo, se obtienen una filtrabilidad de agua y un rendimiento de producto satisfactorios y se puede promover una reducción del porcentaje de contenido de agua de la banda húmeda de papel. Particularmente, en un sistema de fabricación de papel en el que no se usa una banda de ácido sulfúrico, los efectos son significativos. Como tal, los inventores de la presente invención encontraron que, para suministrar el reactivo a una máquina de papel como un aditivo para fabricar papel en un estado en el que el grado de cationización está cerca de un valor máximo, es importante suministrar el reactivo dentro de las 24 horas siguientes al inicio de la reacción de degradación de Hofmann.

Además, cuando el efecto de reducción del porcentaje de contenido de agua de la banda húmeda de papel es alto, es probable que disminuya el contenido de humedad de la banda húmeda de papel en el puerto de entrada de la prensa y se suprime la aparición de colapso. En una máquina de papel convencional, dado que el consumo de vapor en la unidad de secado, es un cuello de botella en la velocidad de fabricación de papel de la máquina de papel, la reducción del consumo de vapor conduce a la aceleración de la máquina de papel y a una disminución en el costo operativo.

En el caso de que un reactivo que se haya mantenido durante más de 24 horas desde el inicio de la reacción de degradación de Hofmann de un polímero de acrilamida se suministre a una máquina de papel como un aditivo para fabricar papel, no se considera que la filtrabilidad del agua y el rendimiento del producto obtenidos sean satisfactorios, y el efecto de reducción del porcentaje de contenido de agua de la banda húmeda de papel, se reduce. Esto se debe a que, como se describió anteriormente, el grado de cationización del líquido de reacción ha disminuido.

En la siguiente descripción, se describirán el polímero de acrilamida y las diversas etapas respectivamente.

[En cuanto al polímero de acrilamida]

El polímero de acrilamida usado para el procedimiento para fabricar papel en la presente invención, es un polímero de acrilamida que tiene su viscosidad intrínseca (valor medido a 30 °C en una solución acuosa 1 N de NaNOa) y su grado de anionización dentro de intervalos predeterminados: la viscosidad intrínseca es de 12,5 a 28 dl/g y el grado de anionización es de 0,05 meq/g o menos. Cuando la viscosidad intrínseca y el grado de anionización están en intervalos de valores predeterminados, el aditivo para fabricar papel puede tener un efecto bien equilibrado y satisfactorio en vista a un aumento en el rendimiento del producto y una mejora de la filtrabilidad del agua.

La viscosidad intrínseca y el peso molecular de un polímero de acrilamida, están generalmente correlacionados entre sí. Es decir, cuando la viscosidad intrínseca disminuye, el peso molecular disminuye y la filtrabilidad del agua y el rendimiento del producto disminuyen. Por lo tanto, para mejorar la filtrabilidad del agua y el rendimiento del producto, la viscosidad intrínseca del polímero de acrilamida es 12,5 dl/g o superior. La viscosidad intrínseca del polímero de acrilamida, es con mayor preferencia 13,0 dl/g o superior, incluso con mayor preferencia 14,0 dl/g o superior y con la máxima preferencia 14,5 dl/g o superior. Además, cuando la viscosidad intrínseca del polímero de acrilamida es demasiado alta, el peso molecular se vuelve demasiado grande, y cuando el polímero de acrilamida se añade a un procedimiento de fabricación de papel, la base de acrilamida actúa como floculante, lo que provoca un colapso de la textura del papel producido. Por lo tanto, para evitar la floculación, la viscosidad intrínseca del polímero de acrilamida es de 28 dl/g o menos. La viscosidad intrínseca del polímero de acrilamida, es con mayor preferencia 24 dl/g o menos, incluso con mayor preferencia 20 dl/g o menos, siendo con la máxima preferencia 16 dl/g o menos.

Cuando el grado de anionización del polímero de acrilamida es demasiado alto, ocurre una reacción iónica entre un grupo catiónico y un grupo aniónico dentro de una molécula de polímero de acrilamida y, por lo tanto, el rendimiento del producto y la filtrabilidad del agua disminuyen. Por tanto, el grado de anionización del polímero de acrilamida para aumentar el rendimiento del producto es 0,05 meq/g o menos, preferentemente 0,03 meq/g o menos, y con mayor preferencia 0,01 meq/g o menos.

La viscosidad intrínseca se obtuvo por medición del tiempo de flujo descendente mediante el uso de un viscosímetro Cannon-Fenske y cálculo de la viscosidad intrínseca mediante el uso de la ecuación de Huggins y la fórmula de Mead-Fuoss a partir del valor medido. Además, el grado de anionización se expresa mediante un valor equivalente coloidal, y el valor equivalente coloidal, se mide mediante el siguiente procedimiento, como se describe en el párrafo 0029 de la Solicitud de Patente Japonesa no Examinada, Publicación No. 2009-228162.

[Procedimiento para medir el valor equivalente coloidal del anión]

Un compuesto polimérico aniónico diluido en una solución acuosa de 50 ppm (diluido con agua pura), se recoge en un cilindro graduado de 100 ml y se transfiere a un vaso de precipitado de 200 ml. Mientras se agita la dilución mediante la introducción de un rotor en la misma, se añaden 0,5 ml de una solución de hidróxido de sodio N/10 (fabricada por Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) a la dilución mediante el uso de una pipeta de transferencia, y luego 5 ml de una solución de metilglicol quitosano N/200 se añade a la mezcla mediante el uso de una pipeta de transferencia. Se añaden a la mezcla dos o tres gotas de indicador azul de toluidina (fabricado por Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) y se titula la mezcla, con una solución de sulfato de potasio en alcohol polivinílico N/400 (fabricado por Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). El momento en el que el color azul se convierte en un color púrpura rojizo y el color púrpura rojizo no desaparece incluso después de varios segundos, se considera el punto final. De manera similar, se realiza una prueba de blanco mediante el uso de agua pura (blanco).

Valor equivalente coloidal del anión (meq/g) = [Valor medido del

compuesto polimérico aniónico (ml) - título de la prueba de blanco

(ml]]/2

De acuerdo con la presente invención, un polímero de acrilamida significa, un polímero que se puede obtener al someter la acrilamida a una reacción de polimerización, y el polímero puede incluir otro monómero catiónico. Además, el polímero de acrilamida puede incluir o no un monómero aniónico; como se describió anteriormente, el polímero de acrilamida obtenido mediante una reacción de polimerización tiene una viscosidad intrínseca de 12,5 a 28 dl/g y un grado de anionización de 0,05 meq/g o menos.

Sin embargo, para aumentar el rendimiento del producto por disminución del grado de anionización y supresión de la degradación hidrolítica del polímero de acrilamida en el momento de la polimerización, se prefiere no incorporar un monómero aniónico.

Los ejemplos de un monómero catiónico que puede incorporarse en el polímero de acrilamida incluyen acrilonitrilo, cloruro de dialildimetilamonio (DADMAC) y N,N-dimetil-1,3-propanodiamina (DMAPA).

Además, se prefiere que el polímero de acrilamida tenga una estructura de cadena lineal (polímero lineal) para mejorar aún más la filtrabilidad del agua y el rendimiento del producto del aditivo para fabricar papel y reducir el porcentaje de contenido de agua de la banda húmeda de papel. Es decir, se prefiere que no se incorpore un monómero reticulable en la reacción de polimerización, como un monómero distinto de la acrilamida utilizada para la reacción de polimerización del polímero de acrilamida.

Los ejemplos del disolvente que se puede usar para la reacción de polimerización del polímero de acrilamida incluyen agua, un alcohol y dimetilformamida. Teniendo en cuenta el coste de producción, se prefiere el agua.

El iniciador de polimerización para el polímero de acrilamida no está particularmente limitado, siempre que el iniciador de polimerización se disuelva en un disolvente. Los ejemplos incluyen compuestos azo tales como: clorhidrato de 2,2'-azobis-2-amidinopropano, azobisisobutironitrilo y 2,2'-azobis-2,4-dimetilvaleronitrilo. Otros ejemplos incluyen compuestos basados en peróxido tales como: persulfato de amonio, persulfato de potasio, peróxido de hidrógeno, peroxodisulfato de amonio, peróxido de benzoilo, peróxido de lauroilo, peróxido succínico, peróxido de octanoilo y peroxi-2-etilhexanoato de t-butilo. Otros ejemplos incluyen sistemas redox, obtenidos por combinación de peroxodisulfato de amonio con sulfito de sodio, hidrogenosulfito de sodio, tetrametiletilendiamina, trimetilamina o similares. Se prefiere el uso de un agente de transferencia de cadena en combinación para la reacción de polimerización. Los ejemplos de agentes de transferencia de cadena incluyen: alquilmercaptanos, ácido tioglicólico y sus ésteres, alcohol isopropílico; y monómeros que tienen un grupo (metil)alilo, tales como alcohol alílico, alilamina y ácido (metil)alilsulfónico, y sales de los mismos.

La temperatura y el tiempo de la reacción de polimerización del polímero de acrilamida se pueden ajustar de manera que el polímero de acrilamida que se puede obtener de esta manera adquiera una viscosidad intrínseca deseada y un grado de anionización deseado. Por ejemplo, para hacer que el polímero de acrilamida así obtenido, adquiera una viscosidad intrínseca de 12,5 a 28 dl/g y un grado de anionización de 0,05 meq/g o menos, por ejemplo, un polímero de acrilamida que satisfaga las condiciones descritas anteriormente, se puede polimerizar mediante el ajuste de la temperatura de inicio a una temperatura baja y aumento gradual de la temperatura. Cuando la temperatura de inicio es demasiado alta, la viscosidad intrínseca disminuye, y en el momento de la reacción se produce un hidrolizado de acrilamida, lo que provoca un aumento en el grado de anionización. Por tanto, es conveniente que la temperatura inicial sea baja. Con mayor preferencia, la temperatura inicial es preferentemente de 10 °C a 30 °C, con mayor preferencia de 15 °C a 25 °C, e incluso con mayor preferencia de 18 °C a 22 °C. Además, desde el punto de vista de que la generación de calor en el momento de la polimerización es fácilmente controlable, el límite superior del aumento de temperatura después del inicio de la polimerización es preferentemente 80 °C o menos, con mayor preferencia 70 °C o menos, e incluso con mayor preferencia 65 °C o menos.

[Etapa de generación de reactivo]

En la etapa de generación del reactivo, un reactivo que se puede utilizar como aditivo para fabricar papel que tiene un efecto de mejora de la filtrabilidad del agua y un efecto de aumento del rendimiento del producto de una manera suficientemente equilibrada, se obtiene al someter el polímero de acrilamida mencionado anteriormente a una reacción de degradación de Hofmann.

En el caso de realizar una reacción de degradación de Hofmann, la solución obtenida al someter el polímero de acrilamida a una reacción de polimerización, puede usarse directamente, o puede usarse después de diluirse. Además, si es necesario, también es aceptable preparar otra solución separada.

Cuando la concentración del polímero de acrilamida suministrado a una reacción de degradación de Hofmann es alta, se produce una reacción no uniforme y es posible que no se obtenga un efecto de aumento suficiente del rendimiento de producto y de la filtrabilidad del agua suficiente. Para obtener estos efectos de manera suficiente, se prefiere que la concentración del polímero de acrilamida sea del 35 % en masa o menos. La concentración del polímero de acrilamida es con mayor preferencia del 10 % en masa o menos, incluso con mayor preferencia del 5 % en masa o menos, y con la máxima preferencia del 2 % en masa o menos. Además, cuando la concentración del polímero de acrilamida es demasiado baja, la eficacia de la reacción de degradación de Hofmann se vuelve deficiente. Por lo tanto, la concentración del polímero de acrilamida es preferentemente 0,001 % en masa o más, con mayor preferencia 0,01 % en masa o más, e incluso con mayor preferencia 0,1 % en masa o más.

Se prefiere que la reacción de degradación de Hofmann se realice al someter un grupo amida de un polímero de acrilamida a la acción de un ácido hipohaloso en condiciones alcalinas. Específicamente, la reacción de degradación de Hofmann se puede llevar a cabo en condiciones de pH en el intervalo de 8,0 o superior, y preferentemente a un pH en el intervalo de 11 a 14. Para obtener condiciones alcalinas, por ejemplo, se usa un hidróxido de un metal alcalino tal como, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio o hidróxido de litio. Además, para someter el grupo amida a la acción de un ácido hipohaloso, por ejemplo, se usa una sal de ácido hipohaloso tal como, una sal de ácido hipocloroso, una sal de ácido hipobromoso o una sal de ácido hipoyodoso.

Ejemplos de sales de ácido hipocloroso, sales de ácido hipobromoso y sales de ácido hipoyodoso, incluyen sales de metales alcalinos o sales de metales alcalinotérreos de estos ácidos. Los ejemplos de sales de ácido hipocloroso y metales alcalinos, incluyen, hipoclorito de sodio, hipoclorito de potasio e hipoclorito de litio.

La cantidad de sal de ácido hipohaloso suministrada a la reacción de degradación de Hofmann no está particularmente limitada; sin embargo, cuando la cantidad de polímero de acrilamida es demasiado pequeña o demasiado grande, con respecto a la sal de ácido hipohaloso, la cantidad de polímero de acrilamida o sal de ácido hipohaloso que no se usa en la reacción se vuelve grande. Por tanto, se reduce la eficacia de la reacción. Para realizar la reacción de manera eficiente, la relación molar de la sal del ácido hipohaloso y el polímero de acrilamida es preferentemente de 0,1: 10 a 10: 10, con mayor preferencia 1: 10a 10:10, e incluso con mayor preferencia 2:10 a 10:10.

Con respecto a la reacción de degradación de Hofmann, de acuerdo con la presente invención, se prefiere que el ácido hipohaloso se mezcle con el líquido que incluye el polímero de acrilamida en las condiciones de un pH de 8,0 o superior. De ese modo, se puede evitar la gelificación del reactivo. Además, con respecto a la reacción de degradación de Hofmann, se prefiere añadir un álcali, junto con el ácido hipohaloso, al líquido que incluye el polímero de acrilamida.

De ese modo, se puede evitar la gelificación del reactivo. Con respecto al álcali, se puede usar cualquier álcali convencionalmente conocido (un hidróxido de metal alcalino tal como, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio o hidróxido de litio, como se describió anteriormente).

En cuanto a la temperatura para la reacción de degradación de Hofmann, la reacción se puede llevar a cabo de 0 °C a 110 °C; sin embargo, para obtener el grado de cationización deseado, descrito anteriormente, la temperatura puede seleccionarse como una combinación con el tiempo de reacción. Por ejemplo, en el caso de suministrar el reactivo dentro de las 24 horas, es preferible realizar la reacción de degradación de Hofmann a una temperatura de 10 °C a 50 °C (con mayor preferencia de 10 °C a 30 °C).

Con respecto a la etapa de generación de reactivo descrita anteriormente, se puede añadir un agente neutralizante antes de que se inicie la siguiente etapa de suministro; sin embargo, se prefiere que no se agregue un agente neutralizante. Al añadir un agente neutralizante, el efecto de mejora de la filtrabilidad del agua y el rendimiento del producto, y el efecto de reducción del porcentaje de contenido de agua de la banda de papel húmeda tienden a disminuir. Un ejemplo del agente neutralizante puede ser un agente de ajuste del pH (por ejemplo, ácido clorhídrico) conocido convencionalmente por su uso para la neutralización de la reacción de degradación de Hofmann.

<Etapa de suministro>

La etapa de suministro, es una etapa para suministrar el reactivo a una máquina de papel dentro de las 24 horas desde el inicio de la reacción de degradación de Hofmann, en la etapa de generación del reactivo.

Específicamente, el reactivo se suministra a una máquina de papel como un aditivo para fabricar papel y se produce una pasta de pulpa para la fabricación de papel junto con la materia prima del papel.

Específicamente, el tiempo que tarda el reactivo en introducirse en la máquina de papel puede variar, en función del tipo de reactivo y de la temperatura; sin embargo, se prefiere que el grado de cationización sea mayor o igual al valor predeterminado. Con mayor preferencia, por ejemplo, el grado de cationización es 24 horas o menos, 18 horas o menos, 12 horas o menos, 6 horas o menos, 3 horas o menos, 2 horas o menos, o 1 hora o menos. Además, el límite inferior puede variar en función del tipo de reactivo y la temperatura; sin embargo, es necesario que la reacción de degradación de Hofmann avance hasta cierto punto, y el grado de cationización tenga un valor mayor o igual al valor predeterminado. Por tanto, el tiempo de reacción es, por ejemplo, 10 minutos o más, 20 minutos o más, o 30 minutos o más. Generalmente, en el caso en el que la temperatura del reactivo sea alta, se necesita un tiempo relativamente corto, y en caso en el que la temperatura del reactivo sea baja, se necesita un tiempo relativamente largo.

El tiempo que tarda el reactivo en introducirse en una máquina de papel se puede determinar tomando como índice, el grado de cationización del reactivo. Por ejemplo, se prefiere que el reactivo se suministre a una máquina de papel cuando el grado de cationización del reactante es preferentemente 50 % o más, con mayor preferencia 60 % o más, incluso con mayor preferencia 70 % o más, y aún con mayor preferencia 80 % o superior, con respecto al grado máximo de cationización. Como se describió anteriormente, el grado de cationización en el reactivo aumenta desde el inicio de la reacción, alcanza un máximo durante un tiempo predeterminado y luego disminuye suavemente como se muestra en la Figura 1. Una relación del grado de cationización del 100 % en la Figura 1, indica el grado máximo de cationización y; por ejemplo, una proporción del grado de cationización del 50 % en la Figura 1, es un grado de cationización del 50 %, con respecto al grado máximo de cationización, y una relación del grado de cationización del 80 % en la Figura 1, es un grado de cationización del 80 % con respecto al grado máximo de cationización.

El grado de cationización del reactivo se expresa como un valor equivalente coloidal, de manera similar al grado de anionización, y se mide mediante el siguiente procedimiento.

[Procedimiento para medir el valor de equivalente coloidal del catión]

Un compuesto polimérico aniónico diluido en una solución acuosa de 50 ppm (diluido con agua pura), se recoge en un cilindro graduado de 100 ml y se transfiere a un vaso de precipitado de 200 ml. Mientras se agita la dilución mediante la introducción de un rotor en la misma, se añade una solución acuosa al 0,5 % en peso de ácido sulfúrico a la dilución mediante el uso de una pipeta de transferencia y se ajusta el pH de la mezcla a 3. A continuación, se añaden a la mezcla dos o tres gotas de indicador azul de toluidina (fabricado por Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) y se titula la mezcla, con una solución de sulfato de potasio en alcohol polivinílico N/400 (fabricado por Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). El momento en el que el color azul se convierte en un color púrpura rojizo y el color púrpura rojizo no desaparece incluso después de varios segundos, se considera el punto final.

De manera similar, se realiza una prueba de blanco mediante el uso de agua pura (blanco).

Valor equivalente coloidal del catión (meq/g) = [Valor medido del

reactivo (ml) - título de la prueba de blanco [ml)]/2

[Materia prima de papel]

La materia prima del papel puede ser: la llamada pulpa virgen, la pulpa química (también llamada "pulpa kraft") o la pulpa mecánica; también puede ser papel viejo, como los residuos de fabricación (desechos) de un procedimiento de fabricación de papel o papel viejo para regeneración. De acuerdo con la presente invención, el papel viejo, una materia prima de papel que incluye un material de carga (carbonato de calcio, arcilla, talco o similares) o una materia prima de papel que tiene un contenido de metales polivalentes (aluminio y similares) del 1 % en masa o menos con respecto a la pasta de pulpa; es particularmente preferible desde el punto de vista de obtención de una alta filtrabilidad del agua, un alto efecto de aumento del rendimiento del producto y un alto efecto de reducción del porcentaje de contenido de agua de la banda húmeda de papel.

<Dispositivo usado para fabricar un aditivo para fabricar papel y dispositivo usado para fabricar papel.

En la siguiente descripción, se describe un dispositivo usado para fabricar un aditivo para fabricar papel y un dispositivo usado para fabricar papel. La Figura 2 es un diagrama de configuración que ilustra la configuración del dispositivo usado para fabricar un aditivo para fabricar papel y el dispositivo usado para fabricar papel de la presente invención. Como se ilustra en la Figura 2, el dispositivo 100 usado para fabricar papel, incluye un dispositivo 1 usado para fabricar un aditivo para fabricar papel y una máquina de papel 4. El dispositivo 1 usado para fabricar un aditivo para fabricar papel, incluye un mecanismo de reacción 2 para someter un polímero de acrilamida a una reacción de degradación de Hofmann; y una bomba de inyección química 3, que es un medio de suministro capaz de suministrar el reactivo a una máquina de papel en un plazo de 24 horas desde el inicio de la reacción de degradación de Hofmann. El polímero de acrilamida usado en la presente memoria incluye un polímero de acrilamida que tiene una viscosidad intrínseca de 12,5 a 28 dl/g y un grado de anionización de 0,05 meq/g o menos, como se describió anteriormente.

En la siguiente descripción, las diversas configuraciones del dispositivo 1 usado para fabricar un aditivo para fabricar papel se describirán en detalle mediante el uso de la Figura 2.

[Mecanismo de reacción]

El mecanismo de reacción 2, para someter un polímero de acrilamida a una reacción de degradación de Hofmann; incluye principalmente una unidad de suministro de polímero 10 que suministra un polímero de acrilamida; una unidad de suministro de ácido hipohaloso 20 que suministra el ácido hipohaloso; una unidad de suministro de hidróxido de sodio 30 que suministra hidróxido de sodio como álcali; una unidad de reacción 40 que mezcla estos polímeros de acrilamida, ácido hipohaloso e hidróxido de sodio, y somete la mezcla a una reacción de degradación de Hofmann; y una unidad de almacenamiento 50 que almacena el líquido de reacción en la unidad de reacción 40.

La unidad de suministro de polímero 10 suministra una cantidad predeterminada de un polímero de acrilamida retenido en su interior, a la unidad de reacción 40 por medio de una bomba o similar; en un tiempo predeterminado.

La unidad de suministro de ácido hipohaloso 20 suministra una cantidad predeterminada de un ácido hipohaloso retenido en la misma; a la unidad de reacción 40 por medio de una bomba o similar; en un momento predeterminado.

La unidad de suministro de hidróxido de sodio 30 suministra una cantidad predeterminada de hidróxido de sodio retenido en ella; a la unidad de reacción 40 por medio de una bomba o similar; en un momento predeterminado.

La unidad de reacción 40, mezcla uniformemente el polímero de acrilamida, el ácido hipohaloso y el hidróxido de sodio mediante el uso de un agitador o similar, y produce un líquido de reacción. Además, la unidad de reacción 40, puede incluir; un sensor de temperatura 41, que detecta la temperatura del líquido de reacción; un sensor de nivel de líquido 42, que detecta el nivel del líquido de reacción; un sensor de pH 43, que detecta el pH del líquido de reacción; y similares. Cuando la unidad de reacción 40 incluye estos sensores de temperatura 41, el sensor de nivel de líquido 42 y el sensor de pH 43, resulta fácil controlar la reacción de degradación de Hofmann, y es posible controlar la unidad de reacción para suministrar el líquido de reacción a la unidad de almacenamiento 50 en el momento adecuado.

El dispositivo usado para fabricar un aditivo para fabricar papel 1, también puede configurarse para incluir además un medio capaz de mezclar un líquido que incluye el polímero de acrilamida con el ácido hipohaloso en las condiciones de un pH de 8,0 o superior en la reacción de degradación de Hofmann. Los ejemplos de los medios capaces de mezclarse, pueden configurarse para incluir, por ejemplo, la unidad de suministro de polímero 10; la unidad de suministro de ácido hipohaloso 20; la unidad de suministro de hidróxido de sodio 30; y la unidad de reacción 40. Por ejemplo, se puede suministrar un ácido hipohaloso desde la unidad de suministro de ácido hipohaloso 20 a la unidad de reacción 40, en un estado en el que un líquido a pH 8,0 o superior, que incluye un polímero de acrilamida, se almacena en la unidad de reacción 40, como un resultado del suministro desde la unidad de suministro de polímero 10 y la unidad de suministro de hidróxido de sodio 30.

El dispositivo usado para fabricar un aditivo para fabricar papel 1, puede configurarse además para incluir un medio capaz de añadir un álcali junto con un ácido hipohaloso, a un líquido que incluye un polímero de acrilamida en la reacción de degradación de Hofmann. Los medios capaces de adición pueden configurarse para incluir, por ejemplo, la unidad de suministro de polímero 10; la unidad de suministro de ácido hipohaloso 20; la unidad de suministro de hidróxido de sodio 30; y la unidad de reacción 40. Por ejemplo, un ácido hipohaloso e hidróxido de sodio se pueden suministrar simultáneamente a una unidad de reacción 40; compuesta por una unidad de suministro de ácido hipohaloso 20 y una unidad de suministro de hidróxido de sodio 30, en un estado en el que un líquido que incluye un polímero de acrilamida se almacena en la unidad de reacción 40; como resultado del suministro desde la unidad de suministro de polímero 10.

La unidad de almacenamiento 50, almacena el líquido de reacción suministrado desde la unidad de reacción 40 y hace que el líquido de reacción sea uniforme, por medio de un agitador o similar. La unidad de almacenamiento 50, puede incluir un sensor de temperatura 51, que detecta la temperatura del líquido de reacción; un sensor de nivel de líquido 52, que detecta el nivel del líquido de reacción; un sensor de pH 53, que detecta el pH del líquido de reacción; y similares. Cuando la unidad de almacenamiento 50 incluye estos sensores de temperatura 51, el sensor de nivel de líquido 52 y el sensor de pH 53, es posible controlar la unidad de almacenamiento para suministrar el líquido de reacción a la máquina de papel 4; en un momento apropiado.

[Bomba de inyección química 3]

La bomba de inyección química, suministra una cantidad predeterminada del líquido de reacción, en la unidad de almacenamiento 50 a la máquina de papel, en un tiempo predeterminado. Aquí, un tiempo predeterminado es dentro de las 24 horas desde el inicio de la reacción de degradación de Hofmann en la unidad de reacción 40 y se determina según sea apropiado en función de la composición del reactivo y la temperatura. El suministro puede llevarse a cabo mediante la detección automática de si se ha alcanzado el tiempo predeterminado, o puede llevarse a cabo manualmente cuando se ha alcanzado el tiempo predeterminado.

El dispositivo usado para fabricar un aditivo para fabricar papel 1 puede configurarse para incluir además, un medio capaz de suministrar el reactivo en el tiempo en que el grado de cationización del reactivo es 50 % o superior, con respecto al grado máximo de cationización. Los medios capaces de suministrar, pueden configurarse para incluir una bomba de inyección química (3). Por ejemplo, puede proporcionarse un medio para medir el grado de cationización del reactivo, y el suministro puede llevarse a cabo mediante la detección automática de que se ha alcanzado un grado predeterminado de cationización.

[Máquina de papel 4]

La máquina de papel 4, no está particularmente limitada y se puede usar cualquier máquina de papel convencional conocida. Generalmente, la máquina de papel 4 está configurada para incluir una unidad de flujo de material de papel (entrada de material), una unidad de deshidratación (parte de alambre), una unidad de compresión y extracción de agua (parte de prensa), una unidad de secado (parte de secado) y similares.

Con respecto al dispositivo usado para fabricar papel 100, que tiene la configuración descrita anteriormente, en primer lugar, se suministra una cantidad predeterminada de un polímero de acrilamida a la unidad de reacción 40 por la unidad de suministro de polímero 10; posteriormente se suministra una cantidad predeterminada de un ácido hipohaloso y se suministra una cantidad predeterminada de hidróxido de sodio desde la unidad de suministro de ácido hipohaloso 20 y la unidad de suministro de hidróxido de sodio 30 a la unidad de reacción 40; y la mezcla se agita durante un tiempo predeterminado en un estado, en el que, se ha iniciado una reacción de degradación de Hofmann. En este momento, en la unidad de reacción 40, la reacción de degradación de Hofmann se puede llevar a cabo bajo condiciones de un pH en el intervalo de 8,0 o superior, y preferentemente un pH en el intervalo de 11 a 14.

El líquido de reacción que se ha agitado durante un tiempo predeterminado en la unidad de reacción 40; se suministra a la unidad de almacenamiento 50 y se retiene mientras se agita durante un tiempo predeterminado mediante el uso de un agitador o similar. El líquido de reacción en la unidad de almacenamiento 50, se introduce, después de que haya transcurrido un tiempo predeterminado desde el inicio de la reacción, en la unidad de reacción 40, en la máquina de papel 4 (unidad de flujo de material de papel) mediante la bomba de inyección química 3; como aditivo para fabricar papel.

El momento, en que se introduce el líquido de reacción, en la máquina de papel 4; puede ser un tiempo que se ha establecido de antemano, o puede ser un tiempo que se ha establecido de antemano en función de la temperatura detectada por el sensor de temperatura 51.

El ajuste de la temperatura del líquido de reacción en la unidad de reacción 40 o la unidad de almacenamiento 50, se puede llevar a cabo mediante el uso de un dispositivo de enfriamiento externo o un dispositivo de calentamiento; sin embargo, por ejemplo, el ajuste de la temperatura también puede llevarse a cabo mediante el ajuste de la altura del nivel del líquido de reacción en la unidad de reacción 40 o en la unidad de almacenamiento 50. Por ejemplo, en un caso en el que se desee reducir la temperatura del líquido de reacción en la unidad de almacenamiento 50, la reducción de la temperatura se puede llevar a cabo mediante el suministro del líquido de reacción desde la unidad de reacción 40 a la unidad de almacenamiento 50 y elevación del nivel del líquido de reacción en la unidad de almacenamiento 50. Tal ajuste de la temperatura del líquido de reacción, puede llevarse a cabo por medio de una unidad de control que está conectada a los sensores de temperatura 41 y 51 y a los sensores de nivel de líquido 42 y 52. Esta unidad de control se puede configurar para controlar el tiempo (tiempo transcurrido desde el inicio de la reacción) en el que se introduce el líquido de reacción en la máquina de papel 4 en función de la temperatura controlada.

En la máquina de papel 4, aunque no se muestra en el diagrama, se mezclan la materia prima de papel y el líquido de reacción producido en el dispositivo usado para fabricar un aditivo para fabricar papel 1, la mezcla se envía a la unidad de deshidratación a través de la unidad de salida de flujo y se deshidrata, y se forma una capa de papel. La capa de papel que se ha sometido a un procedimiento de deshidratación, se deshidrata adicionalmente por presión en la unidad de compresión y extracción de agua, y luego la capa de papel se somete a fabricación de papel al secarse en la unidad de secado. El papel así fabricado normalmente se somete a un procedimiento de secado, varios procedimientos en una unidad de recubrimiento, una unidad de brillo y una unidad de bobinado, y luego a un procesamiento de acabado.

La realización descrita anteriormente es simplemente una realización del dispositivo usado para fabricar un aditivo para fabricar papel y el dispositivo usado para fabricar de papel de la presente invención, y la realización puede modificarse según sea apropiado. Por ejemplo, en la presente realización, se emplea una configuración que incluye una unidad de reacción 40 y una unidad de almacenamiento 50; sin embargo, cuando el líquido de reacción se produce en un estado uniforme, la configuración no está particularmente limitada y, por ejemplo, se puede emplear una realización en la que el líquido de reacción se produce uniformemente mientras se transporta en una tubería a un caudal predeterminado.

Además, con respecto a la presente realización, se ilustra un ejemplo en el que el medio de suministro es una bomba de inyección química 3, y el líquido de reacción se suministra in situ a la máquina de papel 4. Sin embargo, la invención no se limita a esto, y es innecesario decir que también puede emplearse una configuración en la que un mecanismo de reacción 2 para someter un polímero de acrilamida a una reacción de degradación de Hofmann; y una máquina de papel 4 se proporcionan en diferentes lugares. En este caso, el mecanismo de reacción 2 puede incluir, por ejemplo, un medio de detección para detectar el tiempo que ha transcurrido desde el inicio de la reacción de degradación de Hofmann; y un medio de descarga, para descargar el reactivo al exterior después de un lapso de tiempo predeterminado, como medio de suministro. Es conveniente que el reactivo descargado por los medios de descarga, se suministre a la máquina de papel dentro de un tiempo predeterminado.

Se prefiere que el aditivo para fabricar papel producido en el dispositivo usado para fabricar un aditivo para fabricar papel de la presente invención, sea un agente filtrante de agua.

Ejemplos

[Ejemplos del 1 al 7]

Se produjo una pasta de pulpa batida a un valor de CSF (norma canadiense de drenabilidad) de 150 ml, mediante el uso de un cartón corrugado de papel viejo 100 % como materia prima de papel, y se produjo una solución de pulpa mediante la dilución de la pasta de pulpa con agua del grifo hasta una concentración del 1 % en masa. A continuación, se añadió sulfato de aluminio a esta solución de pulpa 1 % en masa. (proporción añadida al contenido sólido de la suspensión de pulpa).

Mientras tanto, se diluyó un polímero de acrilamida que tenía un grado de anionización de 0.04 meq/g y una viscosidad intrínseca de 14 dl/g (en adelante, descrito como polímero A en la tabla), y se diluyó en un líquido de reacción de pH 11, que serviría como aditivo para fabricar papel, que se produjo mediante la adición de hipoclorito de sodio y una cantidad predeterminada de hidróxido de sodio de manera que la relación molar del polímero de acrilamida y el hipoclorito de sodio (en adelante, descrito como ácido hipohaloso en la tabla) fuera 10: 4. Luego, después de un lapso de 4 horas desde el inicio de la reacción del líquido de reacción, este líquido de reacción se añadió a la solución de pulpa a una velocidad de 0.5 kg/t (proporción de adición con respecto al contenido de sólidos de la pasta de pulpa) y la mezcla se agitó durante 10 segundos a 800 rpm. Así, se produjo una pasta de pulpa para la fabricación de papel, que se introdujo en una máquina de papel.

[Ejemplos del 2 al 7]

Se produjeron pastas de pulpa para la fabricación de papel de la misma manera que en el Ejemplo 1, cambiando la cantidad de adición de sulfato de aluminio y la relación molar de un polímero de acrilamida e hipoclorito de sodio como se indica en la Tabla 1.

[Ejemplos comparativos 1 al 3]

Como aditivo para fabricar papel, se produjo una suspensión de pulpa para la fabricación de papel de la misma manera que en el Ejemplo 1, mediante el uso de 0,5 kg/t de un polímero de acrilamida catiónico (nombre comercial: HI-FOAM 201, fabricado por Kurita Water Industries, Ltd.) (en adelante, indicado como CPAM en la tabla) y cambiando la cantidad de adición de sulfato de aluminio como se indica en la Tabla 1.

[Ejemplo Comparativo 4]

Se produjo una pasta de pulpa para la fabricación de papel de la misma manera que en el Ejemplo comparativo 1, excepto que se añadieron 0,5 kg/t de sílice.

[Evaluación 1]

Se llevó a cabo una evaluación de las pastas de pulpa para la fabricación de papel de los ejemplos del 1 al 7 y los ejemplos comparativos del 1 al 4. La filtrabilidad del agua se evalúa mediante un procedimiento de medición de CSF.

El porcentaje de contenido de agua de una banda húmeda de papel (deshidratación de la prensa), se mide mediante el uso de un DDA (Analizador de drenaje dinámico: fabricado por AB Akribi Kemikonsulter AB). La relación de contenido, se mide mediante el uso de un DFS (Sistema de filtración dinámica: fabricado por Mutech, Ltd.). Los resultados se muestran en la Tabla 1.

[Tabla 1]

[Resultados y discusión]

A partir de los resultados de la Tabla 1, se confirmó que en los ejemplos del 1 al 7, en los que se usó papel viejo como materia prima de papel, se usó como aditivo para fabricar papel un reactivo obtenido al someter el polímero A a una reacción de degradación de Hofmann, y el reactivo se suministró a una máquina de papel dentro de un tiempo predeterminado, el porcentaje de contenido de agua fue bajo en comparación con los ejemplos comparativos del 1 al 4, e incluso cuando se redujo la cantidad total de sulfato de aluminio usado, las disminuciones en el grado de filtrabilidad del agua y el rendimiento del producto fue pequeño. Particularmente, en los ejemplos 3, 5 y 7; en los que no se usó sulfato de aluminio, se confirmó que el efecto de mejora del grado de filtrabilidad del agua y el rendimiento del producto fue grande en comparación con el ejemplo comparativo 1. Por el contrario, en los ejemplos comparativos 1 a 4 en los que se usó pasta de pulpa, para la fabricación de papel que incluían CPAM añadido, se confirmó que la cantidad total de sulfato de aluminio usado se redujo y las reducciones en la filtrabilidad del agua y el rendimiento del producto fueron grandes. A partir de estos resultados, se entiende que en los procedimientos de fabricación de los ejemplos del 1 al 7 se obtienen una filtrabilidad del agua y un rendimiento del producto satisfactorios, independientemente de la presencia o ausencia de la cantidad de adición de metales polivalentes tales como: sulfato de aluminio, el porcentaje de contenido de agua de una banda húmeda de papel puede reducirse, y el procedimiento de fabricación es particularmente eficaz, para sistemas que no incluyen metales polivalentes en particular.

[Ejemplo 8]

Se produjo una pasta de pulpa batida a un valor de CSF (norma canadiense de drenabilidad) de 450 ml mediante el uso de 85 % en masa de pulpa blanqueada de madera dura (LBKP) y 15 % en masa de carbonato de calcio, y la pasta de pulpa se diluyó con agua del grifo hasta una concentración del 1 % en masa. Así, se produjo una solución de pulpa.

Mientras tanto, se diluyó un polímero de acrilamida que tenía un grado de anionización de 0,04 meq/g y una viscosidad intrínseca de 14 dl/g, y se añadieron hipoclorito de sodio y una cantidad predeterminada de hidróxido de sodio, de manera que la relación molar del polímero de acrilamida y el sodio hipoclorito sería 10: 4. De ese modo, se produjo un líquido de reacción a pH 11, que serviría como aditivo para fabricar papel. Después de un lapso de 4 horas desde el inicio de la reacción del líquido de reacción, este líquido de reacción se añadió a la solución de pulpa antes mencionada a una velocidad de 0,5 kg/t (proporción de adición con respecto al contenido sólido de la pasta de pulpa), y la mezcla se agitó durante 10 segundos a 800 rpm para producir una pasta de pulpa para la fabricación de papel. La pasta de pulpa para la fabricación de papel se introdujo en una máquina de papel.

[Ejemplo 9]

Mientras tanto, se diluyó un polímero de acrilamida que tenía un grado de anionización de 0,04 meq/g y una viscosidad intrínseca de 14 dl/g, y se añadió hipoclorito de sodio y una cantidad predeterminada de hidróxido de sodio de manera que la relación molar del polímero de acrilamida y el sodio hipoclorito sería 10: 4. De ese modo, se produjo un líquido de reacción a pH 11, que serviría como aditivo para fabricar papel. Después de un lapso de 4 horas desde el inicio de la reacción del líquido de reacción, este líquido de reacción se añadió a la solución de pulpa antes mencionada a una velocidad de 1,0 kg/t (proporción de adición con respecto al contenido sólido de la pasta de pulpa), y la mezcla se agitó durante 10 segundos a 800 rpm para producir una pasta de pulpa para la fabricación de papel. La pasta de pulpa para la fabricación de papel se introdujo en una máquina de papel.

[Ejemplo comparativo 5]

Se produjo una pasta de pulpa para la fabricación de papel de la misma manera que en el ejemplo 1, excepto que 0,5 kg/t de un polímero catiónico basado en acrilamida (nombre comercial: HI-FOAm 201, fabricado por Kurita Water Industries, Ltd) y se usó como aditivo para fabricar papel. Esta pasta de pulpa para la fabricación de papel se introdujo en una máquina de papel.

[Ejemplo Comparativo 6]

Se produjo una pasta de pulpa para la fabricación de papel de la misma manera que en el Ejemplo 1, excepto que se añadieron 0,5 kg/t de sílice y esta pasta de pulpa para la fabricación de papel se introdujo en una máquina de papel.

[Evaluación 2]

Se llevó a cabo una evaluación de las pastas de pulpa para la fabricación de papel de los Ejemplos 8 y 9 y los Ejemplos Comparativos 5 y 6, de la misma manera que en la Evaluación 1. Los resultados se presentan en la Tabla 2.

[Tabla 2]

[Resultados y discusión]

A partir de los resultados de la Tabla 2, se confirmó que en los Ejemplos 8 y 9, en los que se usó pulpa blanqueada de madera dura (LBKP) como materia prima de papel, se usó como aditivo el reactivo obtenido al someter el polímero A a una reacción de degradación de Hofmann para la fabricación de papel, y el reactivo se suministró a una máquina de papel dentro de un tiempo predeterminado, el grado de filtrabilidad del agua, el porcentaje de contenido de agua de la banda húmeda de papel, la presión de DDA y el rendimiento del producto fueron todos satisfactorios en comparación con los ejemplos comparativos 5 y 6 en los que se usó CPAM como aditivo para fabricar papel.

[Ejemplo 10]

Se produjo una pasta de pulpa batida a un valor de CSF (norma canadiense de drenabilidad) de 150 ml, mediante el uso de cartón corrugado de papel viejo 100 % como materia prima de papel, y la pasta de pulpa se diluyó con agua del grifo hasta una concentración del 1 % en masa. Así, se produjo una solución de pulpa. A esta solución de pulpa, se le añadió sulfato de aluminio en una cantidad del 1 % en masa (proporción de adición con respecto al contenido de sólidos de la pasta de pulpa).

Se diluyó un polímero de acrilamida que tenía un grado de anionización de 0,04 meq/g y una viscosidad intrínseca de 14 dl/g (de aquí en adelante, descrito en la tabla como polímero A), y se añadieron hipoclorito de sodio y una cantidad predeterminada de hidróxido de sodio a una dilución tal, que la relación molar del polímero de acrilamida y el hipoclorito de sodio sea 10: 4. De ese modo, se produjo un líquido de reacción a pH 11 que se convertiría en un aditivo para fabricar papel. Después de un lapso de una hora desde el inicio de la reacción del líquido de reacción, este líquido de reacción se añadió a la solución de pulpa antes mencionada a una velocidad de 0,5 kg/t (proporción de adición con respecto al contenido sólido de la pasta de pulpa) y la mezcla se agitó durante 10 segundos a 800 rpm. Así, se produjo una pasta de pulpa para la fabricación de papel y esta pasta de pulpa para la fabricación de papel se introdujo en una máquina de papel.

[Ejemplo 11]

La pasta de pulpa para la fabricación de papel obtenida en el ejemplo 10, se introdujo en una máquina de papel después de un lapso de 4 horas desde el inicio de la reacción.

[Ejemplo 12]

Se produjo una pasta de pulpa para la fabricación de papel de la misma manera que en el Ejemplo 10, excepto que la pasta de pulpa para la fabricación de papel, se ajustó a pH 6, mediante el uso de ácido clorhídrico como agente neutralizante y se usó sulfito de sodio como agente reductor. Esta pasta de pulpa para la fabricación de papel se introdujo en una máquina de papel, después de un lapso de 4 horas desde el inicio de la reacción.

[Ejemplo comparativo 7]

La pasta de pulpa para la fabricación de papel obtenida en el ejemplo 10, se introdujo en una máquina de papel después de un lapso de una semana desde el inicio de la reacción.

[Ejemplo comparativo 8]

La pasta de pulpa para la fabricación de papel obtenida en el ejemplo 12, se introdujo en una máquina de papel después de un lapso de una semana desde el inicio de la reacción.

[Evaluación 3]

Se llevó a cabo una evaluación de las pastas de pulpa para la fabricación de papel de los Ejemplos 10 y 11 y los Ejemplos Comparativos 7 y 8 de la misma manera que en la Evaluación 3. Los resultados se presentan en la Tabla 3.

[Tabla 3]

[Resultados y discusión]

A partir de los resultados de la Tabla 3, en los Ejemplos del 10 al 12 en los que las pastas de pulpa para la fabricación de papel que se habían almacenado durante 1 hora o 4 horas desde el inicio de la reacción, se confirmó que el grado de filtrabilidad del agua, el contenido de porcentaje de agua de la banda húmeda de papel, la presión de DDA y el rendimiento del producto fueron todos satisfactorios en comparación con los ejemplos comparativos 7 y 8, en los que las pastas de pulpa para la fabricación de papel se habían almacenado durante una semana. Sin embargo, en el Ejemplo 12 en el que se añadió un agente neutralizante, el efecto fue bajo en comparación con los Ejemplos 10 y 11, y se puede ver que es preferible no usar un agente neutralizante.

[Perfil de rendimiento del producto en la máquina de papel a lo largo del tiempo]

La pasta de pulpa para la fabricación de papel del Ejemplo 1 y una materia prima de papel para la capa intermedia, se introdujeron de forma continua en una máquina de papel, y se produjo un cartón blanco revestido. Se investigó el perfil del rendimiento del producto a lo largo del tiempo. De manera similar, la pasta de pulpa para la fabricación de papel del Ejemplo Comparativo 1 y una materia prima de papel para la capa intermedia, se introdujeron de forma continua en una máquina de papel y se produjo un cartón blanco revestido. Se investigó el perfil del rendimiento del producto a lo largo del tiempo. Los resultados se presentan en la Tabla 4. En la máquina de papel, se suministró de forma continua la pasta de pulpa para la fabricación de papel que se había almacenado durante 4 horas desde el inicio de una reacción de degradación de Hofmann.

[Tabla 4]

[Resultados y discusión]

A partir de los resultados de la Tabla 4, puede verse que en un caso en el que se usó la pasta de pulpa del Ejemplo 1 para la fabricación de papel, se obtuvo de forma estable un rendimiento de producto de más del 83 %, que era igual 0 superior al del Ejemplo Comparativo 1.

En el presente ejemplo, la carga de accionamiento de la máquina de la máquina de papel fue del 75 %, en el caso en el que se usó la pasta de pulpa para la fabricación de papel del Ejemplo comparativo 1; mientras que la carga de accionamiento de la máquina se redujo al 66,7 %, en el caso en el que, se usó la pasta de pulpa del Ejemplo 1 para la fabricación de papel.

Además, con respecto al consumo de vapor en la unidad de secado de la máquina de papel, la presión del secador por atomización fue de aproximadamente 210 kPa en el caso, en el que, se usó la pasta de pulpa del Ejemplo comparativo 1 para la fabricación de papel; mientras que la presión del secador por atomización fue aproximadamente 198 kPa en el caso en el que se usó la pasta de pulpa del Ejemplo 1 para la fabricación de papel. De este modo, se hizo posible un ahorro de aproximadamente 0,1 t de vapor/t de producto y posibilitó una mejora de la trabajabilidad. La demanda de cationes fue de aproximadamente 335 ueq/L en el caso en el que se usó la pasta de pulpa del Ejemplo Comparativo 1 para la fabricación de papel; mientras que la demanda de cationes se redujo a aproximadamente 250 ueq/L en el caso en el que se usó la pasta de pulpa del Ejemplo 1 para la preparación del papel. Puede verse que, de este modo se posibilita una mejora de la trabajabilidad.

Explicación de los números de referencia

1 DISPOSITIVO PARA FABRICAR UN ADITIVO PARA FABRICAR PAPEL

2 MECANISMO DE REACCIÓN

3 BOMBA DE INYECCIÓN QUÍMICA

4 MÁQUINA DE PAPEL

10 UNIDAD DE SUMINISTRO DE POLÍMERO

20 UNIDAD DE SUMINISTRO DE ÁCIDO HIPOHALOSO

30 UNIDAD DE SUMINISTRO DE HIDRÓXIDO DE SODIO

40 UNIDAD DE REACCIÓN

SENSOR DE TEMPERATURA SENSOR DE NIVEL DE LÍQUIDO SENSOR DE pH

UNIDAD DE ALMACENAMIENTO SENSOR DE TEMPERATURA SENSOR DE NIVEL DE LÍQUIDO SENSOR DE pH

DISPOSITIVO PARA FABRICAR PAPEL

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento de fabricación de papel, comprendiendo el procedimiento:

una etapa de generación de reactivo, para generar un reactivo al someter un polímero de acrilamida a una reacción de degradación de Hofmann; y

una etapa de suministro, para suministrar el reactivo a una máquina de papel dentro de las 24 horas posteriores al inicio de la reacción de degradación de Hofmann,

caracterizado porque

el polímero de acrilamida incluye un polímero de acrilamida que tiene una viscosidad intrínseca de 12,5 a 28 dl/g y un grado de anionización de 0,05 meq/g o menor.

2. El procedimiento de fabricación de papel de acuerdo con la reivindicación 1 en el que en la reacción de degradación de Hofmann, se mezcla un ácido hipohaloso en un líquido que incluye el polímero de acrilamida en las condiciones de un pH de 8,0 o superior.

3. El procedimiento de fabricación de papel de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que en la reacción de degradación de Hofmann, se añade un álcali, junto con un ácido hipohaloso, a un líquido que incluye el polímero de acrilamida.

4. El procedimiento de fabricación de papel de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 3, en el que en la etapa de suministro, el suministro del reactivo se lleva a cabo cuando el grado de cationización del reactivo es 50 % o superior, con respecto al grado máximo de cationización.

5. El procedimiento de fabricación de papel de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 4, en el que, no se añade un agente neutralizante en la reacción de degradación de Hofmann.

6. El procedimiento de fabricación de papel de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones de la 1 a la 5, en el que; se usa como materia prima papel viejo, una materia prima de papel que incluye un material de carga, o una materia prima de papel que tiene un contenido de metales polivalentes de 1 % en masa o menos con respecto a la pasta de pulpa.

7. El uso de un dispositivo de fabricación de un aditivo para fabricar papel, comprendiendo el dispositivo un mecanismo de reacción para someter un polímero de acrilamida a una reacción de degradación de Hofmann; y

que comprende además, un medio de suministro capaz de suministrar un reactivo a una máquina de papel dentro de las 24 horas desde el inicio de la reacción de degradación de Hofmann

caracterizado porque

8. El uso de un dispositivo de fabricación de un aditivo para fabricar papel de acuerdo con la reivindicación 7, que comprende además un medio capaz de mezclar un ácido hipohaloso en un líquido que incluye el polímero de acrilamida en las condiciones de un pH de 8,0 o superior en la reacción de degradación de Hofmann.

9. El uso de un dispositivo de fabricación de un aditivo para fabricar papel de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, que comprende además un medio capaz de añadir un álcali, junto con un ácido hipohaloso, a un líquido que incluye el polímero de acrilamida.

10. El uso de un dispositivo de fabricación de un aditivo para fabricar papel, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones de la 7 a la 9, que comprende además un medio capaz de suministrar el reactivo cuando el grado de cationización del reactivo es del 50 % o superior, con respecto al grado máximo de cationización.

11. El uso de un dispositivo de fabricación de un aditivo para fabricar papel de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones de la 7 a la 10, en el que, no se añade un agente neutralizante en la reacción de degradación de Hofmann.

12. El uso de un dispositivo de fabricación de papel, comprendiendo el dispositivo:

el dispositivo para fabricar un aditivo para fabricar papel, definido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones de la 7 a la 11; y

una máquina de papel que recibe el suministro del reactivo del dispositivo para fabricar un aditivo para fabricar papel.

13. El uso de un dispositivo para fabricar papel de acuerdo con la reivindicación 12, en el que, se usa como materia prima; el papel viejo, una materia prima de papel que incluye un material de carga o una materia prima de papel con un contenido de metales polivalentes del 1 % en masa o menos, con respecto a la pasta de pulpa.