ES2934653T3 - Composición de agente para evitar la contaminación - Google Patents

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Abstract

[Problema] Proporcionar una composición de agente de prevención de la contaminación capaz de prevenir eficazmente la contaminación con brea en una parte seca. [Solución] La presente invención se refiere a una composición de agente para prevenir la contaminación para prevenir la contaminación con brea en una parte seca D de un proceso de fabricación de papel, la composición que contiene: un compuesto de polisiloxano lineal representado por la fórmula (1); y un compuesto de siloxano cíclico. [En la fórmula (1), un sustituyente R1 representa, en la misma molécula, un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo, un grupo metilfenilo, un grupo poliéter, un grupo éster de ácido graso superior, un grupo modificado con amino, un grupo modificado con epoxi un grupo carboxílico, un grupo fenol, un grupo mercapto, un grupo carbinol o un grupo metacrílico, y un número repetido n de una unidad de siloxano representa un número entero de 20-1430.] (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Composición de agente para evitar la contaminación
Campo técnico
La presente invención se refiere a una composición de agente anticontaminación y, más específicamente, a una composición de agente anticontaminación que puede evitar con eficacia la contaminación por resina en una parte seca.
Antecedentes de la técnica
Un proceso de fabricación de papel en una máquina de fabricación de papel tiene, en general, una parte de alambre en la que el agua dispersada en pulpa se coloca sobre una red (alambre) y se deja que el exceso de agua caiga naturalmente para preparar una hoja de papel húmeda, una parte de prensa en la que la hoja de papel húmeda se pasa entre un par de rodillos de prensado para ser prensada por los rodillos de prensado con fieltro insertado entre la hoja de papel y los rodillos para transferir la humedad de la hoja de papel húmeda al fieltro, y de este modo se deshidrata la hoja de papel húmeda, una parte seca en la que la hoja de papel húmeda que ha pasado a través de la parte de prensa se pone en contacto con un rodillo secador calentado para secarse y formar una hoja de papel, y una parte de bobina en la que la hoja de papel se enrolla sobre una varilla llamada carrete.
La parte seca incluye dispositivos, tales como un rodillo secador cilíndrico para calentar y secar la hoja de papel húmeda, un lienzo para presionar la hoja de papel húmeda contra el rodillo secador, un rodillo de lienzo para guiar el lienzo, un rodillo calandrador para ajustar la uniformidad y el grosor de la hoja de papel seca, y un rodillo apilador rompedor para ajustar suavemente la uniformidad y el grosor de la hoja de papel seca. Estos dispositivos entran en contacto directo o indirecto con la hoja de papel húmeda y, por lo tanto, si la resina se adhiere a la superficie de los dispositivos, la resina se transfiere a la hoja de papel húmeda, lo que provoca la contaminación de la hoja de papel húmeda y, por lo tanto, una degradación significativa del rendimiento.
En este caso, la resina es un contaminante pegajoso resultante de la madera como materia prima para el papel o la resina contenida en el papel usado reciclado.
Para este problema, se sabe que una composición de agente anticontaminación que contiene un compuesto a base de silicona, que se aplica a una parte seca, puede evitar la contaminación por resina.
Por ejemplo, se conoce la composición de agente anticontaminación que contiene un compuesto de polisiloxano que tiene una estructura química predeterminada, en la que el número de grupos modificados con amino por molécula del compuesto de polisiloxano es de 0,5 a 5 (por ejemplo, véase la bibliografía de patentes 1).
Además, se conoce una composición de agente anticontaminación que contiene un compuesto de polisiloxano de bajo peso molecular que tiene una estructura química predeterminada y un compuesto de polisiloxano de alto peso molecular que tiene una estructura química predeterminada, en la que el compuesto de polisiloxano de bajo peso molecular tiene una viscosidad cinemática a 25 °C de 10 a 300 mm2/s y el compuesto de polisiloxano de alto peso molecular tiene una viscosidad cinemática a 25 °C de 40 a 90000 mm2/s, en la que el compuesto de polisiloxano de bajo peso molecular tiene de 0,1 a 3,0 grupos modificados por grupo.1 a 3,0 grupos modificados por molécula y el compuesto de polisiloxano de alto peso molecular tiene de 1,0 a 10 grupos modificados por molécula, y en la que el compuesto de polisiloxano de bajo peso molecular tiene el número m de unidades de polisiloxano repetidas y el compuesto de polisiloxano de alto peso molecular tiene el número n de unidades de polisiloxano repetidas, estando el número m y el número n diseñados para cumplir la relación: 2m < n (por ejemplo, véase la bibliografía de patentes 2).
Estas composiciones de agentes anticontaminación pueden evitar la contaminación por resina en una parte seca, aunque no de forma totalmente satisfactoria. Cabe señalar que la presente invención corresponde a mejoras de estas invenciones.
Lista de citas
Bibliografía de patentes
PTL 1: Patente japonesa n.° 4868628
PTL 2: Patente japonesa n.° 4868629
Resumen de la invención
Problema técnico
Aunque las composiciones de agentes anticontaminación descritas en los anteriores PTL 1 y 2 tienen el efecto de dispersar la resina y, por lo tanto, evitar la contaminación por resina, el efecto es insuficiente. En otras palabras, la dispersabilidad de la resina es insuficiente y la resina sin dispersar puede adherirse a una parte seca. El documento EP 2 557 226 A1 divulga una composición de agente anticontaminación para evitar la contaminación por resina en una parte seca de un proceso de fabricación de papel, que comprende: un compuesto de polisiloxano lineal que comprende sustituyentes que representan un grupo modificado con amino, y el número n de unidades de siloxano repetidas representa un número entero de 20 a 1430 según el preámbulo de la presente reivindicación 1.
La presente invención se ha estudiado por lo que respecta al problema descrito anteriormente, y su propósito es proporcionar una composición de agente anticontaminación que pueda evitar con eficacia la contaminación por resina en una parte seca.
Solución a los problemas
Los inventores han hecho un estudio a fondo para resolver el problema descrito anteriormente y han descubierto un compuesto de siloxano cíclico como componente que dispersa con eficacia la resina.
El estudio ha descubierto que la adición de un compuesto de siloxano cíclico a una composición de agente anticontaminación puede resolver el problema descrito anteriormente, y ha completado la presente invención.
La presente invención se refiere a (1) una composición de agente anticontaminación para evitar la contaminación por resina en una parte seca de un proceso de fabricación de papel, conteniendo la composición un compuesto de polisiloxano lineal representado por la siguiente fórmula (1) y un compuesto de siloxano cíclico.
[Fórmula 1]
Figure imgf000003_0001
[en la que los sustituyentes R1 representan un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo, un grupo metilfenilo, un grupo poliéter, un grupo éster de ácido graso superior, un grupo modificado con amino, un grupo modificado con epoxi, un grupo carboxi, un grupo fenol, un grupo mercapto, un grupo carbinol o un grupo metacrilo en una molécula, y el número n de unidades de siloxano repetidas representa un número entero de 20 a 1430].
La presente invención se refiere a la composición de agente anticontaminación de (1) descrito anteriormente, en la que (2) al menos uno de los sustituyentes R1 en una molécula es un grupo modificado con amino representado por la siguiente fórmula (2).
[Fórmula 2]
-(R2-NH)m-R3-NH2 (2)
[en la que los sustituyentes R2 y R3 representan cada uno independientemente un grupo alquileno que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, y el número m de unidades de aminoalquileno repetidas representa un número entero de 0 a 2]. La presente invención se refiere a la composición de agente anticontaminación de (1) o (2) descritos anteriormente, en la que (3) un compuesto de siloxano cíclico es al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en octametilciclotetrasiloxano, decametilciclopentasiloxano y dodecametilciclohexasiloxano.
La presente invención se refiere a la composición de agente anticontaminación de uno cualquiera de (1) a (3) descritos anteriormente, en la que (4) la cantidad de mezcla del compuesto de siloxano cíclico es de 15 a 20000 ppm.
La presente invención se refiere a la composición de agente anticontaminación de uno cualquiera de (1) a (4) descritos anteriormente, en la que (5) la proporción de masa de mezcla del compuesto de siloxano cíclico con respecto al compuesto de polisiloxano es de 1:5 a 50.000.
La presente invención se refiere a la composición de agente anticontaminación de uno cualquiera de (1) a (5) descritos anteriormente, en la que (6) la composición que contiene además un emulsionante y agua es una emulsión que tiene una mediana de diámetro de 0,01 a 5,0 ^m.
Además, la presente invención también se refiere a métodos de aplicación de la composición según las presentes reivindicaciones 7 a 11.
Efectos ventajosos de la invención
La composición de agente anticontaminación de la presente invención, que contiene el compuesto de polisiloxano lineal representado por la fórmula (1) antes mencionada, se aplica a una parte seca (por ejemplo, un rodillo secador) para formar una película sobre la parte seca, lo que da como resultado la prevención de la adhesión de resina (un efecto de prevención de la adhesión de resina). De este modo, la composición de agente anticontaminación puede evitar la contaminación por resina en una parte seca.
Además, la composición de agente anticontaminación, que contiene además el compuesto de siloxano cíclico, puede dispersar con eficacia la resina (efecto dispersante de la resina). En otras palabras, el compuesto de siloxano cíclico, que dispersa con eficacia la resina cuya adhesión se ha impedido, puede evitar no solo la primera adhesión, sino también la readhesión de la resina. Cabe señalar que la cantidad de mezcla del compuesto de siloxano cíclico se encuentra preferentemente en el intervalo mencionado por lo que respecta al efecto de dispersión de la resina suficiente que debe ejercerse.
Debido a estos efectos, la composición de agente anticontaminación de la presente invención puede evitar con eficacia la contaminación por resina en una parte seca.
La composición de agente anticontaminación de la presente invención, si al menos uno de los sustituyentes R1 en una molécula es un grupo modificado con amino representado por la fórmula (2) antes mencionada, puede mejorar el poder de retención de una película formada por el compuesto de polisiloxano lineal. En otras palabras, se estimula que la película se fije sobre una parte seca.
La composición de agente anticontaminación de la presente invención, si el compuesto de siloxano cíclico es al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en octametilciclotetrasiloxano, decametilciclopentasiloxano y dodecametilciclohexasiloxano, puede ejercer de forma fiable el efecto de dispersión de la resina.
En la composición de agente anticontaminación de la presente invención, la proporción de masa de mezcla del compuesto de polisiloxano con respecto al compuesto de siloxano cíclico se encuentra preferentemente en el intervalo mencionado. Esta proporción de masa de mezcla preferida produce un excelente equilibrio entre el efecto de prevención de la adhesión de la resina y el efecto de dispersión de la resina. En otras palabras, puede inhibir la mala dispersabilidad de la resina debido a la adhesión de la resina, y frenar la dispersión de la resina.
En la composición de agente anticontaminación de la presente invención, que contiene además un emulsionante y agua para ser una emulsión con una mediana de diámetro que está en el intervalo mencionado, incluso si la composición es una mezcla del compuesto de polisiloxano y el compuesto de siloxano cíclico, la composición tiene una excelente estabilidad de dispersión para ambos compuestos. Esto permite una aplicación uniforme a una parte seca mientras se mantiene la proporción predeterminada del compuesto de polisiloxano con respecto al compuesto de siloxano cíclico.
La composición de agente anticontaminación de la presente invención, si su potencial zeta se encuentra en el intervalo mencionado en valor absoluto, tiene la ventaja de fijarse fácilmente en la superficie de un rodillo secador de hierro fundido o un lienzo de poliéster debido a la acción eléctrica. Esto puede suprimir el problema de que la composición de agente anticontaminación aplicada a un rodillo secador se transfiera a una hoja de papel húmeda en contacto con el rodillo secador quedando un poco de la composición en el rodillo secador, o que la composición de agente anticontaminación aplicada a un lienzo se transfiera a una hoja de papel húmeda en contacto con el lienzo quedando un poco de composición en el lienzo.
En la composición de agente anticontaminación de la presente invención, su tensión superficial se ajusta para que se encuentre en el intervalo mencionado, de modo que se forme fácilmente una película sobre la superficie de un rodillo secador de hierro fundido o sobre la superficie de un lienzo de poliéster. Esto puede mejorar el efecto de prevención de la adhesión de la resina, y también mejorar el efecto de dispersión de la resina, porque la composición puede penetrar con facilidad en la resina.
En la composición de agente anticontaminación de la presente invención, su ángulo de contacto con un rodillo secador de hierro fundido se ajusta a 80° o menos para que se forme con facilidad una película sobre la superficie del rodillo secador.
Además, en la composición de agente anticontaminación, su ángulo de contacto con un lienzo de poliéster se ajusta a 80° o menos para que se forme con facilidad una película sobre la superficie del lienzo.
Esto puede mejorar aún más el efecto de prevención de la adhesión de la resina.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama esquemático que muestra una parte seca a la que se aplica la composición de agente anticontaminación según la presente invención.
Descripción de las realizaciones
En lo sucesivo, las realizaciones preferidas de la presente invención se describirán en detalle remitiéndose al dibujo según sea necesario. Cabe señalar que las relaciones de posición vertical y horizontal se basan, a menos que se indique lo contrario, en las relaciones de posición indicadas en el dibujo. Además, las proporciones dimensionales no se limitan a las proporciones ilustradas en el dibujo.
La composición de agente anticontaminación según la presente invención, que se aplica a una parte seca en un proceso de fabricación de papel, puede evitar que la parte seca se contamine con resina (en lo sucesivo, "contaminación por resina").
La parte seca incluye dispositivos como un rollo secador, un lienzo, un rollo de lienzo, un rollo calandrador y un rollo apilador rompedor. Los detalles de la parte seca se describirán más adelante.
La composición de agente anticontaminación según la presente invención contiene un compuesto de polisiloxano lineal, un compuesto de siloxano cíclico, un emulsionante y agua.
Cuando la composición de agente anticontaminación se aplica a la parte seca, el compuesto de polisiloxano forma una película sobre la superficie de la parte seca y ejerce así el efecto de prevención de la adhesión de la resina.
En este momento, el compuesto de siloxano cíclico coexistente ejerce el efecto de dispersión de la resina.
Mediante estas acciones, la composición de agente anticontaminación puede evitar con eficacia la contaminación por resina en la parte seca.
La composición de agente anticontaminación es una emulsión, en la que un compuesto oleaginoso de polisiloxano y un compuesto cíclico de siloxano y agua acuosa son emulsionados por un emulsionante.
La emulsión tiene preferentemente una mediana de diámetro de 0,01 a 5,0 pm. En este caso, incluso si la composición es una mezcla del compuesto de polisiloxano y el compuesto de siloxano cíclico, ambos compuestos tienen una excelente estabilidad de dispersión secuencial.
Si la mediana del diámetro es inferior a 0,01 pm, la resistencia al agua de una película formada puede deteriorarse en comparación con el caso en que la mediana del diámetro se encuentre en el intervalo anterior. Si la mediana del diámetro es superior a 5,0 pm, la estabilidad de la emulsión puede deteriorarse en comparación con el caso en que la mediana del diámetro se encuentre en el intervalo anterior.
Cuando la composición de agente anticontaminación se aplica a un rodillo secador de hierro fundido, su potencial zeta es preferentemente de -90 a -10, o de 10 a 90. En otras palabras, es preferentemente de 10 a 90 en valor absoluto. En este caso, la composición tiene la ventaja de fijarse con facilidad sobre la superficie del rodillo secador debido a la acción eléctrica.
Si el potencial zeta es inferior a 10 en valor absoluto, la adsorción de la composición de agente anticontaminación a la superficie del rodillo secador y la estabilidad de la emulsión pueden deteriorarse, en comparación con el caso en que el potencial zeta se encuentre en el intervalo anterior. Si el potencial zeta es superior a 90 en valor absoluto, es probable que la adsorción de la composición de agente anticontaminación a la superficie del rodillo secador sea excesiva, causando una transferencia insuficiente de la composición de agente anticontaminación a una hoja de papel húmeda, en comparación con el caso en que el potencial zeta se encuentre en el intervalo anterior. Cabe señalar, como se describe más adelante, que la transferencia de una cantidad adecuada de la composición de agente anticontaminación a la hoja de papel húmeda permite que la composición de agente anticontaminación se vuelva a transferir a una parte seca posterior con la que entrará en contacto la hoja de papel húmeda.
Asimismo, cuando la composición agente anticontaminación se aplica a un lienzo de poliéster, su potencial zeta es preferentemente de -90 a -10, o de 10 a 90. En otras palabras, es preferentemente de 10 a 90 en valor absoluto. En este caso, la composición tiene la ventaja de fijarse con facilidad sobre la superficie del lienzo gracias a la acción eléctrica.
Si el potencial zeta es inferior a 10 en valor absoluto, la adsorción de la composición de agente anticontaminación a la superficie del lienzo y la estabilidad de la emulsión pueden deteriorarse, en comparación con el caso en que el potencial zeta se encuentre en el intervalo anterior. Si el potencial zeta es superior a 90 en valor absoluto, es probable que la adsorción de la composición de agente anticontaminación a la superficie del lienzo sea excesiva, causando una transferencia insuficiente de la composición de agente anticontaminación a una hoja de papel húmeda, en comparación con el caso en que el potencial zeta se encuentre en el intervalo anterior. Cabe señalar, como se describe más adelante, que la transferencia de una cantidad adecuada de la composición de agente anticontaminación a la hoja de papel húmeda permite que la composición de agente anticontaminación se vuelva a transferir a una parte seca posterior con la que entrará en contacto la hoja de papel húmeda.
Cuando la composición de agente anticontaminación se aplica a un rodillo secador de hierro fundido, su tensión superficial (tensión superficial dinámica a una duración de 100 milisegundos medida por un método de presión de burbuja máxima) es preferentemente de 65 mN/m o menos. En este caso, la composición tiene la ventaja de fijarse con facilidad sobre la superficie del rodillo secador.
Si la tensión superficial es superior a 65 mN/m, la velocidad de crecimiento de la película que se forma sobre la superficie del rodillo secador puede disminuir, causando una formación insuficiente de película, en comparación con el caso en que la tensión superficial se encuentre en el intervalo anterior.
Cabe señalar que el valor de la tensión superficial se midió a 25 °C utilizando un tensiómetro dinámico automático de superficie BP-D5 (Kyowa Interface Science).
Asimismo, cuando la composición de agente anticontaminación se aplica a un lienzo de poliéster, su tensión superficial (tensión superficial dinámica a una duración de 100 milisegundos medida por un método de presión de burbuja máxima) es preferentemente de 65 mN/m o inferior. En este caso, la composición tiene la ventaja de fijarse con facilidad sobre la superficie del lienzo.
Si la tensión superficial es superior a 65 mN/m, la velocidad de crecimiento de la película que se forma sobre la superficie del lienzo puede disminuir, provocando una formación insuficiente de película, en comparación con el caso en que la tensión superficial se encuentre en el intervalo anterior.
Cuando la composición de agente anticontaminación se aplica a un rodillo secador de hierro fundido, su ángulo de contacto con el rodillo secador es preferentemente de 80° o menos. En este caso, la composición puede formar instantáneamente una película sobre la superficie del rodillo secador.
Cabe señalar que el ángulo de contacto se midió a 25 °C, al 50 % de humedad utilizando DropMaster DMs-401 con una aguja de teflón 18G.
Además, el hierro fundido utilizado para la medición del ángulo de contacto y el hierro fundido para el rodillo secador pueden ser iguales o diferentes. No obstante, tanto el hierro fundido para la medición del ángulo de contacto como el rodillo secador tienen preferentemente una rugosidad media en 10 puntos (Rz): 0,16 pm o menos, una altura máxima (Rmáx): 0,21 pm o menos, y una rugosidad media aritmética (Ra): 0,04 pm o menos.
Asimismo, cuando la composición de agente anticontaminación se aplica a un lienzo de poliéster, su ángulo de contacto con el lienzo es preferentemente de 80° o menos. En este caso, la composición puede formar instantáneamente una película sobre la superficie del lienzo.
En la composición de agente anticontaminación, el compuesto de polisiloxano es lineal, y está representado por la siguiente fórmula (1).
[Fórmula 3]
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En el compuesto de polisiloxano representado por la fórmula (1), los sustituyentes R1 incluyen un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo, un grupo metilfenilo, un grupo poliéter, un grupo éster de ácido graso superior, un grupo modificado con amino, un grupo modificado con epoxi, un grupo carboxi, un grupo fenol, un grupo mercapto, un grupo carbinol y un grupo metacrilo, etc. Cabe señalar que los sustituyentes R1 pueden ser todos iguales o diferentes entre sí en una misma molécula.
Además, en la composición de agente anticontaminación, los compuestos de polisiloxano que tienen diferentes sustituyentes R1 pueden mezclarse.
En concreto, los sustituyentes R1 son preferentemente el grupo o grupos metilo y/o el grupo o grupos modificado con amino y, más preferentemente, grupos modificado con amino reactivos en una molécula del compuesto de polisiloxano por lo que respecta al poder de retención de una película sobre la superficie de un rodillo secador.
En este caso, el grupo modificado con epoxi incluye un grupo epoxialquilo o un grupo epoxi poliéter.
Además, el grupo modificado con amino está representado por la siguiente fórmula (2).
[Fórmula 4]
-(R2-NH)m-R3-NH2 (2)
En el grupo modificado con amino representado por la fórmula (2), los sustituyentes R2 y R3 son cada uno independientemente un grupo alquileno que tiene de 1 a 6 átomos de carbono.
En concreto, los sustituyentes R2 y R3 en el grupo modificado con amino son cada uno independientemente un grupo etileno o un grupo propileno por lo que respecta al poder de retención de una película sobre la superficie de un rodillo secador.
Además, los sustituyentes R2 y R3 que son grupos alquileno diferentes se prefieren por lo que respecta al poder de retención de una película sobre la superficie de un rodillo secador y, específicamente, el sustituyente R2 que es un grupo propileno y el sustituyente R3 que es un grupo etileno son particularmente preferidos.
En el grupo modificado con amino representado por la fórmula (2), el número m de unidades de aminoalquileno repetidas es un número entero de 0 a 2. Cabe señalar que si el número m de unidades de aminoalquileno repetidas es 0, el grupo modificado con amino no tiene sustituyente R2
Si el número m de unidades de aminoalquileno repetidas es superior a 3, el poder de retención de una película sobre la superficie de un rodillo secador puede disminuir, lo que provoca el deterioro del efecto de prevención de la adhesión de la resina.
En concreto, el número m de unidades de aminoalquileno repetidas en el grupo modificado con amino es preferentemente 1.
En la composición de agente anticontaminación, el número de grupos modificados con amino por molécula del compuesto de polisiloxano es preferentemente de 0,5 a 5, y más preferentemente de 0,5 a 3, por lo que respecta al poder de retención de la película y del efecto de prevención de la contaminación de la resina.
Si el número de grupos modificados con amino es inferior a 0,5, el poder de retención de una película sobre la superficie de un rodillo secador puede disminuir, causando el deterioro del efecto de prevención de la adhesión de la resina, en comparación con el caso en que el número de grupos modificados con amino se encuentre en el intervalo anterior. Si el número de grupos modificados con amino es superior a 5, la ionicidad aumenta y la composición de agente anticontaminación se acumula excesivamente en la superficie de la parte seca, lo que provoca, de forma desventajosa, un aumento de la pegajosidad de la superficie de la parte seca y, por lo tanto, favorece la adhesión de la resina a la parte seca, en comparación con el caso en que el número de grupos modificados con amino se encuentre en el intervalo anterior.
En la presente memoria descriptiva, "el número de grupos modificados con amino por molécula del compuesto de polisiloxano" se refiere a un número medio de grupos modificados con amino incluidos en una molécula, que representa específicamente un valor obtenido dividiendo el número total de grupos modificados con amino por el número de moléculas. En otras palabras, si el número de grupos amino modificados por molécula es 0,1, significa que el número total de grupos modificados con amino en 10 moléculas es uno.
En el compuesto de polisiloxano representado por la fórmula (1), el número n de unidades de siloxano repetidas es un número entero de 20 a 1430, preferentemente de 50 a 1000, y más preferentemente de 100 a 800.
Si el número n de unidades de siloxano repetidas es inferior a 20, la película puede no estar suficientemente formada. Si el número n de unidades de siloxano repetidas es superior a 1430, el compuesto de polisiloxano de alta viscosidad se vuelve desventajosamente pegajoso para adherirse a la superficie de la parte seca y, por lo tanto, favorece la adhesión de la resina a la parte seca.
El compuesto de polisiloxano tiene una viscosidad cinemática a 25 °C que es preferentemente de 20000 mm2/s o menos, más preferentemente de 10000 mm2/s o menos.
Si la viscosidad cinemática es superior a 20000 mm2/s, la pegajosidad aumenta de forma desventajosa en comparación con el caso en que la viscosidad cinemática se encuentre en el intervalo anterior y, por lo tanto, favorece la adhesión de la resina a la parte seca.
En la composición de agente anticontaminación, el compuesto de siloxano cíclico es un compuesto monomolecular en el que las unidades de siloxano se conectan entre sí para formar una estructura cíclica.
Específicamente, el compuesto de siloxano cíclico es preferentemente al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en octametilciclotetrasiloxano, decametilciclopentasiloxano y dodecametilciclohexasiloxano, y más preferentemente dicho al menos un que tiene otro sustituyente en su molécula.
Dicho sustituyente incluye un grupo alquilo, un grupo metilfenilo, un grupo poliéter, un grupo éster de ácido graso superior, un grupo modificado con amino, un grupo modificado con epoxi, un grupo carboxi, un grupo fenol, un grupo mercapto, un grupo carbinol o un grupo metacrilo. Cabe señalar que el sustituyente puede proporcionarse de manera que una molécula tenga una pluralidad de los mismos sustituyentes o una pluralidad de sustituyentes diferentes.
En concreto, el sustituyente es preferentemente un grupo modificado con amino. En otras palabras, el compuesto de siloxano cíclico tiene preferentemente un grupo modificado con amino distinto de un grupo metilo en su molécula. Específicamente, el compuesto de siloxano cíclico es más preferentemente al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en octametilciclotetrasiloxano que tiene un grupo modificado con amino, decametilciclopentasiloxano que tiene un grupo modificado con amino, y dodecametilciclohexasiloxano que tiene un grupo modificado con amino.
En este caso, el efecto de dispersión de la resina puede ejercerse con eficacia.
Además, el sustituyente del compuesto de siloxano cíclico es preferentemente el mismo que el sustituyente R1 del compuesto de polisiloxano lineal coexistente mostrado en la fórmula (1).
En este caso, la composición de agente anticontaminación tiene una estabilidad de almacenamiento mejorada, debido a la excelente compatibilidad entre el compuesto de siloxano cíclico y el compuesto de polisiloxano lineal.
Además, más preferentemente, los compuestos de siloxano cíclico de octametilciclotetrasiloxano con un grupo modificado con amino, decametilciclopentasiloxano con un grupo modificado con amino, y dodecametilciclohexasiloxano con un grupo modificado con amino están todos contenidos en la composición.
En este caso, es preferible que la cantidad de octametilciclotetrasiloxano y decametilciclopentasiloxano sea superior 0 igual al 70 % de la cantidad total de compuestos de siloxano cíclico.
En la composición de agente anticontaminación, el emulsionante empleado es preferentemente un tensioactivo no iónico o un tensioactivo aniónico.
En concreto, el emulsionante es preferentemente un tensioactivo no iónico, más preferentemente polioxietileno decil éter, polioxietileno cetil éter o polioxietileno estearil éter.
En este caso, dichos emulsionantes no solo pueden mejorar la estabilidad de la emulsión del compuesto de polisiloxano, sino también inhibir la decoloración del papel. En este caso, cuando el papel coloreado, tal como cartón, es fabricado por una máquina de fabricación de papel, el uso de polioxietileno alquil éter que tiene un grupo alquilo de bajo peso molecular como un emulsionante causa desventajosamente decoloración y manchas de color en el papel. Sin embargo, el uso de polioxietileno alquil éter que tiene un grupo alquilo de un grupo decilo, un grupo cetilo o un grupo estearilo como emulsionante puede inhibir la decoloración.
En la composición de agente anticontaminación, la proporción de mezcla del compuesto de polisiloxano es preferentemente del 0,1 al 40 % en masa, más preferentemente del 2,0 al 20 % en masa, por lo que respecta a la prevención de la adhesión de resina.
Si la proporción de mezcla del compuesto de polisiloxano es inferior al 0,1 % en masa, la propia composición de agente anticontaminación puede ser absorbida por una hoja de papel húmeda antes de que se evapore el agua contenida en la composición de agente anticontaminación, causando una formación de película insuficiente, en comparación con el caso en que la proporción de mezcla se encuentre en el intervalo anterior. Si la proporción de mezcla del compuesto de polisiloxano es superior al 40 % en masa, la viscosidad de la propia composición de agente anticontaminación aumenta en comparación con el caso en que la proporción de mezcla del compuesto de polisiloxano se encuentre en el intervalo anterior, lo que hace que la pulverización uniforme de la composición sobre la superficie de una parte seca sea deficiente, así como que la pegajosidad de la composición sea mayor y posiblemente provoque el desgarro de la superficie de una hoja de papel.
En la composición de agente anticontaminación, la cantidad de mezcla del compuesto de siloxano cíclico es preferentemente de 15 a 20000 ppm, más preferentemente de 80 a 10000 ppm, aún más preferentemente de 100 a 1 000 ppm, por lo que respecta al efecto de dispersión de la resina que debe ejercerse suficientemente.
Si la cantidad de mezcla del compuesto de siloxano cíclico es inferior a 15 ppm, el efecto de dispersión de la resina es desventajosamente insuficiente en comparación con el caso en que la cantidad de mezcla se encuentre en el intervalo anterior. Si la cantidad de mezcla del compuesto de siloxano cíclico es superior a 20000 ppm, el compuesto se acumulará excesivamente en la superficie de la parte seca en comparación con el caso en que la cantidad de mezcla se encuentre en el intervalo anterior, lo que provoca, de forma desventajosa, un aumento de la pegajosidad de la superficie de la parte seca y, por lo tanto, favorece que la resina se adhiera a la parte seca.
En la composición de agente anticontaminación, la proporción de masa de mezcla del compuesto de siloxano cíclico con respecto al compuesto de polisiloxano es preferentemente de 1:5 a 50.000, por lo que respecta al equilibrio entre el efecto de prevención de la adhesión de la resina y el efecto de dispersión de la resina.
Si la proporción de masa de mezcla del compuesto de polisiloxano con respecto a 1 parte en masa del compuesto de siloxano cíclico es inferior a 5 partes en masa, el efecto de prevención de la adhesión de la resina puede ser insuficiente en comparación con el caso en que la proporción de masa de mezcla se encuentre en el intervalo anterior. Si la proporción de masa de mezcla del compuesto de polisiloxano con respecto a 1 parte en masa del compuesto de siloxano cíclico es superior a 50000 partes en masa, el efecto de dispersión de la resina puede ser insuficiente en comparación con el caso en que la proporción de masa de mezcla se encuentre en el intervalo anterior.
En la composición de agente anticontaminación, la proporción de mezcla del emulsionante con respecto a 1 parte en masa del compuesto de polisiloxano es preferentemente de 0,05 a 0,4 partes en masa, más preferentemente de 0,1 a 0,2 partes en masa.
Si la proporción de mezcla del emulsionante es inferior a 0,05 partes en masa, la estabilidad de la emulsión puede ser insuficiente en comparación con el caso en que la proporción de mezcla del emulsionante se encuentre en el intervalo anterior. Si la proporción de mezcla del emulsionante es superior a 0,4 partes en masa, el grado de decoloración aumenta de forma desventajosa en comparación con el caso en que la proporción de mezcla del emulsionante se encuentre en el intervalo anterior.
Además de estos componentes, la composición de agente anticontaminación puede contener aditivos, como un agente quelante, un agente de ajuste del pH, un agente antiséptico, un agente de ajuste de la viscosidad, un agente lubricante, un agente humectante, un inhibidor de la formación de polvo, un agente desmoldeante, un agente adhesivo, un agente modificador de la superficie, un agente limpiador, un agente de refuerzo del papel, un agente de encolado, un agente de mejora del rendimiento, un agente repelente de agua, un agente repelente de aceite, un agente antideslizante, un lubricante y un agente suavizante.
En este caso, el agente lubricante descrito anteriormente incluye aceite mineral, como aceite para engranajes, aceite para secadores, aceite para turbinas y aceite para husos; aceite vegetal, como aceite de coco, aceite de linaza, aceite de ricino, aceite de colza y aceite de maíz; parafinas, como parafina líquida e isoparafina; y aceite sintético, como poliisobutileno, polibuteno, polibuteno maleado, cera de polietileno y microcera.
A continuación, se describe un método para producir la composición de agente anticontaminación según la presente realización.
La composición de agente anticontaminación se produce mediante un proceso en el que el compuesto de polisiloxano, el compuesto de siloxano cíclico y el emulsionante se añaden al agua y luego se agitan para que el compuesto de polisiloxano y el compuesto de siloxano cíclico se emulsionen.
Para el proceso de agitación se utilizan, según proceda, un mezclador, un homogeneizador, un molino, etc.
A continuación, se describe un método para utilizar la composición de agente anticontaminación en una parte seca. La figura 1 es un diagrama esquemático que muestra una parte seca a la que se aplica la composición de agente anticontaminación según la presente invención.
Como se muestra en la figura 1, la composición de agente anticontaminación se utiliza en una parte seca D.
La parte seca D está provista de una hoja de papel húmeda W, una pluralidad de rodillos secadores cilíndricos D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7 y D8 (en lo sucesivo, "D1 a D8") para calentar y secar la hoja de papel húmeda W, lienzos K1 y K2 que presionan la hoja de papel húmeda W sobre los rodillos secadores D1 a D8, un rodillo de lienzo KR que guía los lienzos K1 y K2, rodillos apiladores rompedores B que ajustan suavemente la uniformidad y el grosor de la hoja de papel seca W, y un rodillo calandrador C que ajusta la uniformidad y el grosor de la hoja de papel seca W.
En la parte seca D, los rodillos secadores D1 a D8 son de hierro fundido.
En este caso, el hierro fundido se obtiene fundiendo una aleación que contiene hierro como componente principal y al menos una sustancia seleccionada del grupo que consiste en níquel, cromo, carbono y silicio.
En la parte seca D, la hoja de papel húmeda W es presionada contra las superficies de los rodillos secadores giratorios D1 a D8 por los lienzos K1 y K2. De este modo, la hoja de papel húmeda W se adhiere a los rodillos secadores D1 a D8 para calentarse y secarse simultáneamente. A continuación, la hoja de papel húmeda W se intercala con los rodillos apiladores rompedores B y se densifica con el rodillo calandrador C.
En el método descrito anteriormente de utilización de la composición de agente anticontaminación, como se muestra en la Figura 1, la composición de agente anticontaminación se aplica directamente a los rodillos secadores D1 a D8, a los lienzos K1 y K2, a los rodillos apiladores rompedores B y a un rodillo calandrador C de la parte seca D respectivamente en cada posición indicada por las flechas A.
En este proceso, la composición de agente anticontaminación aplicada a la parte seca D se transfiere a la hoja de papel húmeda W en contacto con la parte seca D, y la hoja de papel húmeda W se transporta además para entrar en contacto con la parte seca D posterior, a la que puede volver a transferirse la composición de agente anticontaminación. Por lo tanto, simplemente aplicando una cantidad suficiente de la composición de agente anticontaminación a la parte seca D anterior, probablemente se evitará la contaminación por resina en la parte seca posterior, que se encuentra después de la región a la que se ha aplicado la composición.
En este caso, el método para aplicar la composición de agente anticontaminación incluye, entre otros, por ejemplo, métodos como un sistema de ducha líquida y un sistema de pulverización por vaporización con una boquilla de dispersión, etc.
Además, la composición de agente anticontaminación puede pulverizarse con una boquilla de dispersión que se deslice a lo largo de la anchura de la hoja de papel. La composición de agente anticontaminación se pulveriza sobre una parte seca y, de este modo, se evita la contaminación por resina.
En este proceso, la cantidad pulverizada de la composición de agente anticontaminación por unidad de superficie de una hoja de papel por la que pasa la composición es preferentemente de 10 a 10000 pg/m2, y más preferentemente de 30 a 1000 pg/m2 como contenido sólido del compuesto de polisiloxano.
Si la cantidad de pulverización es inferior a 10 pg/m2, la composición de agente anticontaminación se adhiere insuficientemente a la superficie de una parte seca y es probable que inhiba insuficientemente la adhesión de la resina, en comparación con el caso en que la cantidad de pulverización se encuentre en el intervalo anterior. Si la cantidad de pulverización es superior a 10000 pg/m2, se acumula un exceso de composición sobre la superficie de una parte seca, y la resina puede quedar atrapada en ella y aumentar las manchas o puede obstruirse la malla de un lienzo, en comparación con el caso en que la cantidad de pulverización se encuentre en el intervalo anterior.
Aunque las realizaciones preferidas de la presente invención se han descrito anteriormente, la presente invención no debe limitarse a las realizaciones descritas anteriormente.
Por ejemplo, aunque la composición de agente anticontaminación según las presentes realizaciones contiene el compuesto de polisiloxano lineal, el compuesto de siloxano cíclico, el emulsionante y agua, el emulsionante y el agua no siempre son necesarios.
Aunque la composición de agente anticontaminación según las presentes realizaciones se aplica a los rodillos secadores en la parte seca (véase la figura 1), la composición puede aplicarse no solo a la parte seca, sino también a un lienzo, un rodillo de lienzo, un rodillo calandrador y un rodillo apilador rompedor, etc.
Para la composición de agente anticontaminación según las presentes realizaciones, aunque el rodillo secador está fabricado de hierro fundido, puede estar fabricado de otro material.
Ejemplo
Ejemplos y ejemplos comparativos
Los componentes activos (el compuesto de polisiloxano lineal y el compuesto de siloxano cíclico), con las estructuras y en las cantidades de mezcla mostradas en la siguiente tabla 1, se dispersaron en agua para preparar las muestras de los ejemplos 1 a 31 y los ejemplos comparativos 1 a 9. Cabe señalar que, como compuesto de polisiloxano lineal, se utilizó el compuesto mostrado en la fórmula (1), y como compuesto de siloxano cíclico, se utilizó una mezcla de cantidades iguales de octametilciclotetrasiloxano, decametilciclopentasiloxano y dodecametilciclohexasiloxano.
Evaluación 1
Para las muestras de los ejemplos 1 a 31 y los ejemplos comparativos 1 a 9, se añadieron 0,5 g de resina a 10 ml de cada muestra y luego se evaluó visualmente la dispersabilidad de la resina, respectivamente.
En la evaluación, una muestra en la que se dispersó una cantidad mayor o igual al 50 % de la resina se evaluó como "©", una muestra en la que se dispersó entre un 30 % o más y menos del 50 % de la resina como "o", una muestra en la que se dispersó entre 0 y menos del 30 % de la resina como "*".
Los resultados de la evaluación se muestran en la tabla 1.
Evaluación 2
Las muestras de los ejemplos 1 a 31 y los ejemplos comparativos 1 a 9 se aplicaron cada una a un rodillo secador de una máquina real de fabricación de papel de modo que una cantidad de pulverización por unidad de superficie fuera de 400 pg/m2, y después se evaluó visualmente el estado de contaminación causado por la resina adherida al rodillo secador al cabo de 1 hora, respectivamente.
En la evaluación, una condición en la que la superficie del rodillo secador no tenía adhesión de manchas se evaluó como "©", una condición en la que menos del 10 % de toda la superficie del rodillo secador tenía adhesión de manchas como "o", una condición en la que entre un 10 % o más y menos del 30 % de toda la superficie del rodillo secador tenía adhesión de manchas como "△ ", una condición en la que entre un 30 % o más de toda la superficie del rodillo secador tenía adhesión de manchas como "*". Cabe señalar que, si la evaluación es "©", "o", o "△ ", esto demuestra que se ejerce el efecto de prevención de la contaminación basado en la composición del agente anticontaminación.
Los resultados de la evaluación se muestran en la tabla 1.
Tabla 1
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Los resultados mostrados en la tabla 1 demuestran obviamente que las muestras de los ejemplos 1 a 31 tienen una excelente dispersabilidad de la resina y pueden inhibir suficientemente la contaminación del rodillo secador, en comparación con los ejemplos comparativos 1 a 9.
En consecuencia, la composición de agente anticontaminación según la presente invención puede evitar con eficacia la contaminación por resina de una parte seca.
Aplicabilidad industrial
La composición de agente anticontaminación de la presente invención se utiliza aplicándola a una parte seca en un proceso de fabricación de papel. La composición de agente anticontaminación de la presente invención puede evitar con eficacia la contaminación por resina de la parte seca, lo que puede mejorar significativamente el rendimiento en la fabricación de papel.
Lista de signos de referencia
B: rollo apilador rompedor,
C: rollo calandrador,
D: parte seca,
D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8: rodillo secador,
K1, K2: lienzo,
KR: rollo de lienzo,
W: hoja de papel mojada.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1.- Una composición de agente anticontaminación para evitar la contaminación por resina en una parte seca (D) de un proceso de fabricación de papel, que comprende:
un compuesto de polisiloxano lineal representado por la siguiente fórmula (1), caracterizado porque comprende además
un compuesto de siloxano cíclico,
[Fórmula 1]
Figure imgf000016_0001
[en la que los sustituyentes R1 representan un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo, un grupo metilfenilo, un grupo poliéter, un grupo éster de ácido graso superior, un grupo modificado con amino, un grupo modificado con epoxi, un grupo carboxi, un grupo fenol, un grupo mercapto, un grupo carbinol o un grupo metacrilo en una molécula, y el número n de unidades de siloxano repetidas representa un número entero de 20 a 1430].
2.- La composición de agente anticontaminación según la reivindicación 1, en la que al menos uno de los sustituyentes R1 en una molécula es un grupo modificado con amino representado por la siguiente fórmula (2).
[Fórmula 2]
-(R2-NH)m-R3-NH2 (2)
[en la que los sustituyentes R2 y R3 representan cada uno independientemente un grupo alquileno que tiene de 1 a 6 átomos de carbono, y el número m de unidades de aminoalquileno repetidas representa un número entero de 0 a 2].
3. - La composición de agente anticontaminación según la reivindicación 1 o 2, en la que el compuesto de siloxano cíclico es al menos un compuesto seleccionado del grupo que consiste en octametilciclotetrasiloxano, decametilciclopentasiloxano y dodecametilciclohexasiloxano.
4. - La composición de agente anticontaminación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que una cantidad de mezcla del compuesto de siloxano cíclico es de 15 a 20000 ppm.
5. - La composición de agente anticontaminación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que una proporción de masa de mezcla del compuesto de siloxano cíclico y el compuesto de polisiloxano es de 1:5 a 50000.
6. - La composición de agente anticontaminación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la composición de agente anticontaminación que contiene además un emulsionante y agua es una emulsión que tiene una mediana de diámetro de 0,01 a 5,0 pm.
7. - Un método de aplicación de la composición de agente anticontaminación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,
en el que la composición de agente anticontaminación se aplica a un rodillo secador de hierro fundido (D1-D8) o a un lienzo de poliéster en la parte seca (D),
y la composición de agente anticontaminación tiene un potencial zeta de 10 a 90 en valor absoluto.
8. - Un método de aplicación de la composición de agente anticontaminación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,
en el que la composición de agente anticontaminación se aplica al rodillo secador de hierro fundido (D1-D8) en la parte seca (D),
y la composición de agente anticontaminación tiene una tensión superficial igual o inferior a 65 mN/m, y tiene un ángulo de contacto con el rodillo secador (D1-D8) igual o inferior a 80°.
9. - Un método de aplicación de la composición de agente anticontaminación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,
en la que la composición de agente anticontaminación se aplica al lienzo de poliéster en la parte seca (D), y la composición de agente anticontaminación tiene una tensión superficial igual o inferior a 65 mN/m, y tiene un ángulo de contacto con el lienzo igual o inferior a 80°.
10. - El método de la reivindicación 7,
en el que la composición de agente anticontaminación se aplica al rodillo secador de hierro fundido (D1-D8) en la parte seca (D),
la composición de agente anticontaminación tiene una tensión superficial igual o inferior a 65 mN/m, y tiene un ángulo de contacto con el rodillo secador (D1-D8) igual o inferior a 80°.
11. - El método de las reivindicaciones 7 u 8,
en el que la composición de agente anticontaminación se aplica al lienzo de poliéster en la parte seca (D), la composición de agente anticontaminación tiene una tensión superficial igual o inferior a 65 mN/m, y tiene un ángulo de contacto con el lienzo igual o inferior a 80°.
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