UN SISTEMA DE ADITIVO PARA USO EN LA FABRICACIÓN DE PAPEL Y PROCESO PARA SU UTILIZACIÓN
CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a modalidades de un sistema de aditivo y proceso para utilizar el sistema de aditivo en la fabricación de papel que contiene rellenadores así como fabricación de papel sin rellenadores. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La pulpa o pulpa de madera es el resultado de un proceso en donde las fibras de madera u de otros materiales vegetales se separan para utilizarse en la fabricación de papel. La formación de pulpa, el proceso a través del cual se prepara la pulpa, puede involucrar medios químicos y/o mecánicos. La fabricación mecánica de pulpa utiliza molienda o procesos físicos similares para reducir la madera en fibras de un tamaño deseado. Procesos mecánicos no son diseñados para remover selectivamente constituyentes químicos específicos de la madera y por consiguiente no alteran los constituyentes químicos del material. Ejemplos de procesos mecánicas incluyen molienda como, por ejemplo, madera molida en molino de piedra, y formación termomecánica de pulpa. La formación química de pulpa, en contraste, es la remoción selectiva de material a partir de la madera para incrementar la cantidad relativa de celulosa. La lignina, un material de unión de fibra, y polisacáridos solubles, como por ejemplo
hemicelulosas y pectinas, son removidos en procesos químicos de formación de pulpa. Ejemplos de procesos químicos de formación de pulpa incluyen los procesos Kraft y de sulfito. Además, existen numerosos procesos de formación de pulpa que combinan medios químicos y medios mecánicos, dichos procesos se conocen como procesos quimiomecánicos . Estos procesos que incluyen los procesos de sosa fría y bisulfito de sodio involucran el pretratamiento químico de la madera antes del refinamiento mecánico y no proporcionan una pulpa libre de madera. Se observará que la formación química de pulpa no incluye acción mecánica pero la diferenciación principal es la función esencial de las reacciones químicas que remueven selectivamente porciones químicas específicas. Una revisión detallada de la formación de pulpa puede encontrarse en PULP AND PAPER: Chemistry and Chemical Technology, Tercera Edición, J. P. Casey, ed, Wiley-Interscience, New York, 1980, Volumen 1, Páginas 161-631. Los procesos descritos arriba pueden ser manipulados mecánica o químicamente para afectar las propiedades del papel resultante. Sin embargo, el papel mismo puede también ser manipulado para afectar sus propiedades mediante el uso de varios aditivos. El papel no esta conformado típicamente de fibra de 100% celulosa sino que contienen numerosos aditivos para
proporcionar propiedades específicas y/o para reducir el costo global del papel. Estos materiales pueden ser de naturaleza orgánica o inorgánica. Además, pueden ser solubles en agua, inchables en agua, compatibles con agua, o insolubles en agua. Ejemplos de materiales orgánicos pueden incluir, sin limitarse a estos ejemplos, agentes de apresto, como por ejemplo rosina, dimero de alquilqueteno, y anhídrido de alquenilsuccínico; aditivos de resistencia, como por ejemplo resinas de poliamidoamina epiclorohidrina y copolímero de acrilamida; y auxiliares de retención y drenaje, como por ejemplo copolímeros aniónicos o catiónicos de acrilamida. Otros aditivos, como por ejemplo colorantes y abrillantadores ópticos se utilizan en ciertos grados de papel. Materiales inorgánicos incluyen, sin limitarse a estos ejemplos, composiciones de minerales como por ejemplo alumina, arcilla, sulfato de calcio, sílice diatomácea, silicatos, carbonato de calcio, sílices, silicoaluminatos, talco y dióxido de titanio. Materiales inorgánicos se utilizan frecuentemente como rellenadores, en donde proporcionan una reducción en cuanto a costos de material, puesto que la mayoría de los rellenadores son más económicos que la fibra. La adición de casi cualquier sustancia, incluyendo rellenadores, a la pasta primaria fibrosa reduce la
resistencia de papel mediante la reducción de la unión entre fibras. Es la unión de fibra a fibra formada cuando la hoja es secada después de la formación que le da al papel sus propiedades mecánicas únicas. El papel no puede fabricarse a menos que tenga un alto grado de unión entre las fibras. Sin esta unión entre fibras, el papel se desintegraría al aplicarse alguna fuerza. Los enlaces hidrógeno entre fibras que se forman como resultado natural del secado de la hoja de papel dependen del contacto físico estrecho entre dos fibras. La adición de otros materiales tales como rellenadores, especialmente los que no son solubles en agua y son de tamaño físico discreto, puede evitar o limitar la magnitud de la asociación de fibra a fibra evitando físicamente el contacto entre las fibras. Conforme se incrementa el número de partículas, disminuye la cantidad de asociación entre fibras. Por ejemplo, con relación a dos superficies adheridas una con la otra, el área de contacto entre las superficies determina la resistencia de la adherencia. Por consiguiente, entre mayor es el área de contacto entre las superficies, mayor es la unión adhesiva. Sin embargo, cuando una partícula, como por ejemplo arena, esta presente entre las dos superficies, el área global de contacto entre las dos superficies es aminorado, por lo que se obtiene una resistencia reducida. Por consiguiente, la presencia de rellenador puede resultar en un incremento de ciertas propiedades. La adición de
rellenadores puede también resultar en la disminución de los parámetros estructurales claves tales como resistencia a la tensión y rigidez, y por consiguiente tales impactos adversos han limitado su uso. COMPENDIO DE LA INVENCIÓN En resumen, modalidades de la presente invención se refieren a un sistema de aditivo, así como a su uso en proceso de fabricación de papel, para fabricar papel que contiene un rellenador así como papel que no contiene rellenador. Otros procesos, métodos, características y ventajas de las modalidades de la presente invención serán aparentes o se volverán aparentes a una persona con conocimientos en la materia al examinar los siguientes dibujos y descripción detallada. Se pretende que todos los procesos adicionales, métodos y características y ventajas incluidos en esta descripción estén dentro del alcance de la presente invención y estén protegidos por medio de las reivindicaciones adjuntas . DESCRIPCIÓN DETALLADA La fabricación de hojas de fibras celulósicas, especialmente papel y cartón, comprende típicamente: 1) producir una pasta acuosa de fibra celulósica (se conoce también como pulpa o pulpa de madera) que puede también contener extendedores minerales orgánicos o pigmentos; 2) depositar la pasta en una malla de tela de fabricación de papel en movimiento; y 3)
formar una hoja a partir de los componentes sólidos de la pasta mediante el drenaje del agua. Lo anterior es seguido por prensado y secado de la hoja para remover agua adicional. Químicos orgánicos e inorgánicos son frecuentemente agregados a la pasta antes del paso de formación de hoja (paso 3) para que el método de fabricación de papel sea menos costoso, más rápido y/o logre propiedades específicas en el producto final de papel. Como se utilizan aquí, los términos "papel" y "cartón" son generalmente considerados como equivalentes y se refieren típicamente a esteras no tejidas de fibras de celulosa preparadas a partir de una pasta acuosa o pulpa y otros materiales. La diferenciación de los dos términos se basa típicamente en el espesor o peso de la hoja, con las hojas más gruesas o espesas conocidas como cartón. El peso de una hoja de papel se conoce como peso base o gramaje. Las modalidades de la presente invención se enfocan a un sistema de aditivo (se conoce también aquí como "sistema CL/AP") para fabricar papel y a su uso en un proceso para la fabricación de papel; en donde el sistema de aditivo es efectivo en todos los grados de papel, preferentemente los grados utilizados para impresión y escritura. Además, de interés particular son los grados de papel conocidos como hoja libre u hoja libre de madera, que se refieren a la pulpa de madera utilizada para fabricar el papel la cual no
contiene fibra de madera molida ni otras fibras derivadas de madera que no ha sido formada químicamente en pulpa. Una modalidad de la presente invención se refiere a un sistema de aditivo que comprende una combinación de un látex catiónico y un polímero aniónico. Típicamente, el látex catiónico y el polímero aniónico están contenidos cada uno en un medio acuoso de tal manera que estén introducidos en el proceso de fabricación de papel en forma de una solución, dispersión o emulsión. Otra modalidad de la presente invención contempla una hoja de papel que comprende modalidades del sistema de aditivo. Otra modalidad de la presente invención es un proceso para fabricar papel, que comprende : (a) producir una pasta acuosa de fibras celulósicas; y (b) agregar un sistema de aditivo que comprende: (i) la adición de un látex catiónico a la pasta acuosa, y (ii) la adición de un polímero aniónico a la pasta acuosa. Las modalidades de la presente invención contemplan el proceso descrito arriba que comprende además: (c) formar una hoja de papel. En general, las modalidades de la presente invención utilizan una combinación de un látex catiónico y un polímero aniónico con el objeto de permitir que hojas de papel de alto
contenido de rellenador (más del 15% en peso) presente en propiedades, tales como, por ejemplo, propiedades físicas, mecánicas y ópticas similares a las propiedades de una hoja que contiene hasta 50% menos de rellenador. Mientras las modalidades de la presente invención pueden ser utilizadas con papel que no contiene rellenador, cuando esta presente un rellenador, su cantidad esta dentro de un rango de aproximadamente 5% en peso a aproximadamente 60% en peso y preferentemente dentro de un rango de aproximadamente 15% en peso a aproximadamente 50% en peso, con mayor preferencia dentro de un rango de aproximadamente 20% en peso a aproximadamente 40% en peso, con mayor preferencia dentro de aproximadamente 25% en peso a aproximadamente 40% en peso de la hoja de papel final. En general, el término "látex" se refiere a una dispersión acuosa de polímero insoluble en agua. El polímero puede consistir de un solo monómero, resultando en un homopolímero, o bien de dos o más monómeros diferentes, resultando en un copolímero. Los materiales de látex se preparan típicamente en un proceso de polimerización en emulsión en donde el monómero insoluble es emulsificado, típicamente con un surfactante, en pequeñas partículas de un diámetro inferior a aproximadamente 10,000 nm en agua y polimerizados utilizando un iniciador soluble en agua. El producto resultante es una suspensión coloidal de partículas finas, preferentemente de
aproximadamente 50 nm a aproximadamente 1,000 nm de diámetro. Aplicaciones de látex incluyen, sin limitarse a estos ejemplos, uso en adhesivos, aglomerantes, recubrimientos, y como modificadores y soportes para la inmovilización de otros materiales. Una reseña de la química de látex puede encontrarse en the Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, cuarta edición, Wiley Interscience, New York, 1995, Tomo 15, Páginas 51-68. Un material de látex tiene típicamente una carga efectiva que es frecuentemente la consecuencia de los surfactantes y otros aditivos utilizados en la preparación del material. Por consiguiente, el uso de un surfactante aniónico como emulsificante resultará en un látex aniónico. Surfactantes no iónicos pueden también utilizarse, resultando de esta forma en una partícula de látex con una carga efectiva muy pequeña o sin carga efectiva. Un monómero que tiene un grupo funcional cargado puede contribuir a la carga global de la partícula del látex. El látex para uso en las modalidades de la presente invención es típicamente un material de látex catiónico; sin embargo, tales materiales no están fácilmente disponibles. Por consiguiente, un látex aniónico o un látex no iónico es sometido típicamente a modificación para formar un látex catiónico. Sin embargo, un látex catiónico preelaborado puede ser producido u obtenido comercialmente y en este caso los procedimientos de modificación descritos
aquí serían innecesarios. La modificación o tratamiento del látex aniónico o no iónico resulta en un cambio del potencial zeta que es una medición de la magnitud de la repulsión o atracción entre partículas. Es un indicador útil de la carga electrónico en la superficie de una partícula y puede utilizarse para predecir y controlar suspensiones o emulsiones coloidales. Entre mayor es el valor absoluto del potencial zeta más probable es que la suspensión presente estabilidad, puesto que la repulsión de cargas similares superará las tendencias de las partículas de látex a agregarse. El potencial zeta es un parámetro de control en procesos tales como adhesión. Por consiguiente, un látex aniónico o un látex catiónico es típicamente modificado para resultar en un látex que tiene una carga catiónica efectiva. Una carga catiónica efectiva es preferida puesto que proporciona afinidad a la superficie aniónica de la fibra de celulosa. El potencial zeta puede ser medido utilizando un analizador de potencial zeta Zeta Plus (Brookhaven Instrument Corporation, Holtsville, NY) . Por ejemplo, el potencial zeta para Airflex 4530, un látex de etileno cloruro de vinilo, producido por Air Products Polymers (Allentown, PA) es -32.6 mV. El tratamiento con resina Kymene 557H (disponible en Hercules, Inc. Wllmington, DE) , por el método descrito aquí en una proporción 1.67:1 entre polímero y látex, cambia el potencial zeta de la partícula a +29.70 mV.
Si el látex inicial es aniónico o no iónico, la carga catiónica puede lograrse mediante la utilización de un polímero catiónico absorbido en la superficie de la partícula del látex. Los polímeros catiónicos están solubles en agua y contienen grupos funcionales catiónicos, en donde un ejemplo de grupos funcionales catiónicos preferidos son grupos cuaternarios cíclicos. Los reticulados son modificados por la adición del polímero catiónico, en donde el polímero catiónico está depositado en la superficie de látex, volviendo de esta forma la superficie de látex catiónica. Por consiguiente, la carga efectiva de la partícula puede ser modificada de manera similar a lo divulgado por la Patente norteamericana 5,169,441 (Lauzon) , que se incorpora aquí por referencia en su totalidad. Reticulados adecuados de látex aniónico o no iónico capaces de ser sometidos a modificación pueden identificarse con base en propiedades físicas utilizando metodologías estándares, incluyendo estabilidad, reología, propiedades térmicas, formación de película y propiedades de película, reactividad interfacial, y adhesión a sustrato. Las propiedades son definidas por las propiedades químicas, coloidales y poliméricas del látex. Las propiedades coloidales incluyen distribución de tamaños de partículas, morfología de partículas, sólidos, pH, viscosidad, y estabilidad. Propiedades químicas y físicas claves tales como peso
molecular y distribución de pesos moleculares, estructura química del monómero (de los monómeros) , secuencia de monómero y distribución, temperatura de transición a vidrio son características típicas bien conocidas en la técnica. Reticulados comercialmente disponibles son derivados de una gran variedad de monómeros, incluyendo, sin limitarse a estos ejemplos, estireno, butadieno, dimetilestireno, viniltolueno, cloropreno, etileno, propileno, buteno, acrilamida, acrilonitrilo, acroleina, metacrilato de metilo, acrilato de etilo, ácido acrílico, ácido metacrílico, metacrilato de metilo, acrilato de n-butilo, cloruro de vinilideno, éster vinílico, cloruro de vinilo, acetato de vinilo, uretano acrilado, acrilato de hidroxietilo, acrilato de dimetilaminoetileno y acetato de vinilo. Otros ejemplos del material del látex incluyen preferente, sin limitarse a estos ejemplos, copolímeros de haluros de alquilo y haluros de alqueno, tales como copolímeros de vinilo o aluros de alilo y alquenos. Libros de textos estándares tales como Organic Chemistry, Morrison and Boyd, Allyn and Bacon, Inc., 1973, presentan listas de materiales de ejemplo. Ejemplos no limitativos de los grupos funcionales catiónicos preferidos incluyen, amina, amina cuaternaria, epoxiazetidinio, aldehido, y derivados de los mismos, base de acrilamida y derivados de los mismos, con mayor preferencia azetidinio, epoxy, y aldehido y muy especialmente azetidinio
y epoxi. Además, combinaciones de grupos funcionales catiónicos pueden ser utilizadas como por ejemplos epoxi y azetidinio (por ejemplo, resina de poliamina KYMENE® 736) . Ejemplos no limitativos de polímeros catiónicos para modificar un látex aniónico no iónico incluyen resinas de poli amidoamina-epihalohidrina, polímeros reticulables basados en acrilamida, poliaminas, y poliminas. Polímeros catiónicos preferidos incluyen, sin limitarse a estos ejemplos, resinas de poliamidoamina-epihalohidrina tales como las resinas divulgadas en la Patente norteamericana No. 2,926,116 y en la Patente norteamericana No. 2,926,154, de KEIM (que se incorpora aquí por referencia en su totalidad) , y poliacrilamidas con funcionalidad catiónica (HERCOBOND® 1000 fabricado por Hercules Incorporated, Wilmington, DE) tales como las divulgadas en la Patente norteamericana No. 5,543,446 y auxiliares de cresponado como por ejemplo CREPETROL® A 3025 divulgado en la Patente norteamericana No. 5,338,807 (cada una de las cuales incorporándose aquí por referencia en su totalidad) . Las resinas de polimidoamina-epihalohidrina preferidas tales como las divulgadas en las Patentes Norteamericanas Números 2,926,116 y 2,926,154, de KEIM, cada una de las cuales se incorpora aquí por referencia en su totalidad. Resinas de poliamidoamina-epihalohidrina preferidas pueden también prepararse de conformidad con las enseñanzas de la Patente Norteamericana No. 5,614,597 de
BOWER (que se incorpora aquí por referencia en su totalidad) y asignada de forma mancomunada a Hercules Incorporated. Otros materiales adecuados incluyen polímeros o copolímeros de cloruro de dialildimetilamonio, que se conocen como DADMAC, y resinas de poliaminas-epiclorohidrina, tales como copolímeros de dimetilamina y epiclorohidrina. Además, varias combinaciones de los polímeros pueden utilizarse en las modalidades de la presente invención. Resinas de poliamidoamina-epihalohidrina comercialmente disponibles preferidas incluyen, sin limitarse a estos ejemplos, las resinas KYMENE® (por ejemplo resina KYMENE® 557H; resina KYMENE® 557LX2; resina KYMENE® 557SLX; resinas KYMENE® 557ULX; resina KYMENE® 557ULX2; resina KYMENE® 736) y las resinas HERCOBOND® (por ejemplo, resina HERCOBOND® 5100), todas las cuales están disponibles en Hercules Incorporated de Wilmington, DE. Entre estas, se prefieren especialmente la resina KYMENE® 557H Y HERCOBOND® 5100, disponibles en forma de soluciones acuosas. La resina de poliamina KYMENE® 736 puede también emplearse. Como se muestra en los ejemplos, típicamente, se forma una solución acuosa de polímeros catiónicos, y combinada con el látex aniónico o no iónico se obtiene un látex catiónico, en donde el polímero catiónico y el látex aniónico o no iónico en una proporción en peso dentro de un rango de aproximadamente 0.02:1 a aproximadamente 10:1,
preferentemente dentro de un rango 0.02:1 a aproximadamente 0.75:1, con mayor preferencia dentro de un rango de aproximadamente 0.25:1 a aproximadamente 0.5:1 (con base en el material de polímero de un látex (activo) . Aun cuando el látex catiónico puede prepararse ya sea mediante adición del látex aniónico o látex no iónico a la solución acuosa de polímero catiónico o la adición de la solución acuosa de polímero catiónico al látex aniónico o no iónico, se prefiere el primer método. El polímero aniónico puede ser cualquier material aniónico soluble en agua, dispersable en agua o inchable en agua o polímero con una carga aniónica efectiva. Ejemplos no limitativos de polímeros aniónicos adecuados incluyen los elaborados a partir de monómeros aniónicos, incluyendo, sin limitarse a estos ejemplos, los ácidos libres y sales de ácido acrílico y combinaciones de los mismos, sulfonato de estireno, ácido maleico, ácido itacónico, ácido metacrílico, ácido de sulfonato de 2-acrilamido-2-metil-l-propano, ácido vinilsulfónico, ácido vinilfosfónico, ácido acrilamidoglicólico y combinaciones de los mismos. Copolímeros de dos o más monómeros pueden también utilizarse en las modalidades de la presente invención. Además, el copolímero puede comprender uno o varios monómeros aniónicos así como uno o varios monómeros no iónicos. Ejemplos no limitativos de monómeros no iónicos pueden
consistir, sin limitarse a estos ejemplos, acrilamida, metacrilamida; N-alquilacrilamidas como por ejemplo N-metilacrilamida; N,N-dialquilacrilamida como por ejemplo N,N-dimetilacrilamida; acrilato de metilo, metacrilato de metilo; acrilonitrilo; N-vinilmetilacetamida; N-vinilmetilformamida; acetato de vinilo; N-vinilpirrolidona, acrilato de alquilo, metacrilato de alquilo, alquilacrilamidas, alquilmetacrilamidas, y acrilatos y metacrilatos alcoxilados tales como acrilatos de alquilo polietilenglicol y metacrilato de alquilpolietilenglicol. Un ejemplo no limitativo de un copolímero aniónico/no iónico preferido es un copolímero de ácido acrílico/acrilamida. En las modalidades de la presente invención, la combinación de látex catiónico y del polímero aniónico se utiliza para producir la mejora deseada en las propiedades del papel. Por consiguiente, el sistema de aditivo se utiliza típicamente en donde el látex catiónico y el polímero aniónico están presentes en una proporción en peso (activos secos) dentro de un rango de aproximadamente 0.03:1 a aproximadamente 10:1; preferentemente dentro de un rango de aproximadamente 0.05:1 a aproximadamente 4:1 y con mayor preferencia dentro de un rango de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 3:1, y muy especialmente dentro de un rango de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 2:1. Los puntos de adición para las modalidades de sistema de
aditivo pueden ser variados para adecuarse a la construcción específica de la máquina para fabricar papel y tales puntos de adición pueden ser variados sin efecto negativos sobre el desempeño. Las personas con conocimientos en la materia reconocerán y entenderán los puntos adecuados de adición para estas máquinas conocidas en la técnica. Típicamente, el punto de adición de las modalidades de sistemas de aditivo es el punto de proceso de fabricación de papel que proporciona la mayor eficacia, la menor cantidad de impacto sobre otros aditivos presentes y el punto de adición más fácil. Por ejemplo, con mayor preferencia en una máquina para fabricar papel de tipo Fourdrinier comercial, el látex catiónico fue agregado después del receptáculo de la máquina y antes del punto en donde se pueden agregar el alumbre, rellenador y agentes de apresto. Las modalidades del sistema de aditivo pueden agregarse a los procesos de fabricación de papel ya sea separadamente o bien como premezcla, sin embargo, se prefiere la adición separada. Típicamente, la adición de látex catiónico precede la adición del polímero aniónico, sin embargo, el polímero aniónico puede agregarse antes del látex catiónico. El sistema de aditivo puede ser agregado a la pasta acuosa de pulpa en una cantidad dentro de un rango de aproximadamente 2.45 kg/tonelada (5 libras/tonelada) de pulpa a aproximadamente 49.4 kg/tonelada (100 libras/tonelada) de
pulpa, preferentemente dentro de un rango de aproximadamente 7.42 kg/tonelada (15 libras/tonelada) de pulpa a aproximadamente 24.7 kg/tonelada (50 libras/tonelada) de pulpa; con mayor preferencia, dentro de un rango de aproximadamente 9.9 kg/tonelada (20 libras/toneladas) de pulpa a aproximadamente 19.8 kg/tonelada (40 libras/toneladas) de látex catiónico y polímero aniónico por tonelada de papel seco. EJEMPLOS Todas las partes y porcentajes son en peso, a menos que se indique lo contrario. Preparación de látex catiónicamente modificado Agregue 271.5 g de Kymene® 557H, un producto de Hercules Incorporated, Wilmington, DE, a 327.5 g de agua destilada y agitada durante 10 minutos, seguido por adición de 5.0 g de una solución de hidróxido de sodio al 50% a la solución con el objeto de elevar el pH de 5.1 a 11.1. Agregue entonces 264.25 g de Genflo® 2553, a un producto de Omnova Solutions Inc. Fairlawn, OH, a la solución de polímero con mezclado, agite durante un periodo de 15 minutos. Agregue después 1.85 g de ácido sulfúrico (93%) al vórtice de la solución agitada para ajustar el pH de 4.5 a 4.8. Se agrega después 130 g de sulfato de aluminio (solución al 38.5%) a la solución agitada, con agitación continua durante 15 minutos adicionales. El material es después filtrado a través de un
tamiz que permite el paso de partículas de 0.152 mm (malla 100 US) . Materiales de la textura preparados de conformidad con lo indicado arriba utilizando un látex inicial diferente y una proporción entre resina y látex. Todas las muestras de látex Genflo® (estireno-butadieno (SBR) ) fueron obtenidos en Omnova Solutions Inc. Fairlawn, OH. El material utilizado en este trabajo se describe en la Tabla 1.
(a) Látex la temperatura de transición a vidrio (Tg) de látex es -22° C. (b) Látex la temperatura de transición a vidrio (Tg) de
látex es -22° C. (c) Látex la temperatura de transición a vidrio (Tg) de látex es -5° C. En este trabajo se consideraron dos polímeros aniónicos. El polímero A es un copolímero de acrilamida que contiene 8% en peso de material de ácido acrílico comercializado Hercobond® 2000 (poliacrilamidas con funcionalidad aniónica) por Hercules Incorporated (Wilmington, DE) y polímero B es un copolímero de acrilamida que contiene 20% molar de polímero de ácido acrílico comercializado como Hercules Incorporated PPD M-5066. Preparación de papel En los ejemplos siguientes, se preparó papel utilizando una pasta de pulpa de madera de una mezcla de pulpas Kraft blanqueadas de madera dura y de madera blanda (Kraft de madera dura blanqueada Georgia Pacific 70% y Kraft de madera blanda blanqueada Rayonier 30%) refinadas a una norma Freeness canadiense (CSF) de 500 cc. El agua de dilución fue ajustada de tal manera que contenga 100 ppm de dureza y 50 ppm de alcalinidad. Una máquina para fabricar papel a escala piloto diseñado para simular una máquina Fourdrinier comercial fue utilizada, incluyendo preparación de pasta de pulpa de madera, refinación y almacenamiento la pasta de pulpa de madera fue preparada en la cual se refino una pulpa seca a una
consistencia de 2.5% (2.5% en peso de pulpa de madera) en un refinador de disco doble mediante recirculación hasta alcanzar el nivel Freeness deseado. La pasta de pulpa de madera fue después bombeada a un receptáculo de máquina en donde fue diluida con agua fresca hasta un contenido de sólido de aproximadamente 1.0%. La pasta de pulpa de madera fue alimentada por gravedad desde el receptáculo de la máquina hacia un tanque de pasta de pulpa de madera de nivel constante; la pasta de pulpa de madera fue después bombeada a una serie de mezcladoras en línea (cajas de mezclado) en donde se agregaron aditivos de extremo húmedo. Después de pasar a través de las cajas de mezclado, la pasta de pulpa de madera ingreso a una bomba de ventilación en donde se pudie4ron efectuar adiciones de químicos adicionales. La pasta de pulpa de madera fue diluida con agua blanca en una bomba de ventilación hasta aproximadamente 0.2% de sólidos. La pasta de pulpa de madera fue bombeada desde la bomba de ventilación hasta un dispersor de flujo y después hacia la sección en donde fue depositada en el alambre de Fourdrinier de 30.48 cm (12 pulgadas) de ancho. Inmediatamente después del depósito en el alambre, la hoja fue desecada con vacío a través de dos cajas de vacío. La hoja húmeda fue transferida desde el rollo hacia un fieltro de recolección en húmedo impulsado por motor. Se
removió el agua de la hoja en una prensa de fieltro único y se seco en cilindros de secador hasta una humedad de 3%-5%. Todos los aditivos fueron agregados a la pasta de pulpa antes de la formación de la hoja. Se utilizaron también los materiales siguientes en el proceso de fabricado de papel: carbonato de calcio precipitado (rellenador) fue Albacar HO (Specialty Minerals, Bethlehem, PA) , almidón catiónico fue Stalok 400 (A. E. Staley Manufacturing, Decatur, IL) , aprestador de anhídrido alquenilsuccínico fue Prequel 1000 Prequel 500 (Hercules Incorporated, Wilmington, DE) , alumbre (sulfato de aluminio) , y auxiliares de retención en drenaje fueron PerForm™ PC8138 y PerForm™ SP9232 (Hercules Incorporated Wilmington, DE) . Los puntos de adición de químicos pueden ser variados para adecuarse a la construcción específica de la máquina para fabricar papel. Puntos de adición pueden ser variados sin efecto negativo sobre el desempeño. Para este trabajo, el látex catiónico fue agregado después del tanque de pasta de pulpa de madera de manera constante y antes de las cajas de mezclado en donde se agregaron alumbre, rellenador y agentes de apresto. Propiedades evaluadas En estos ejemplos, se evaluaron varias propiedades con relación a la hoja de papel, incluyendo resistencia a la tensión, rigidez, resistencia de unión, abrasión y porosidad.
La resistencia es un atributo importante del papel por que la hoja debe resistir al efecto de varias fuerzas, tanto durante la producción de la hoja como durante su uso. Puesto que el enlace entre fibras es importante para la resistencia del papel, se han desarrollado numerosos aditivos para mejorar el enlace entre fibras. Se han utilizado químicos para incrementar la resistencia del papel. Algunos de esos materiales contienen funcionalidades de reticulación. La resistencia a la tensión es una medición de la carga ala ruptura por unidad de ancho de la hoja. Como tal el tiempo durante el cual se aplica la fuerza, la magnitud de la fuerza, el tamaño de la tira de papel y otros factores pueden afectar la medición. Los datos de resistencia a la tensión fueron obtenidos utilizando el método TAPPI T-494. Un alto valor de resistencia a la tensión es típicamente deseable.
La rigidez es una medición de la rigidez de un material. La rigidez se refiere a las propiedades de flujo puesto que depende de la capacidad de la capa en el lado extremo del material para estirarse y la capacidad de la capa interna para ser sometida a compresión. Puesto que la medición puede ser influenciada por varias zonas de prueba, los datos se reportan como rigidez Taber, utilizando el método TAPPI T-489. El nivel de rigidez deseado depende del uso del papel. El enlace de las fibras, y por consiguiente la resistencia del enlace tiene un efecto significativo sobre el uso final
del papel, particularmente para impresión en el caso en el cual se desea una hoja de papel que no tiene fibras removidas de su superficie durante la impresión. Existen varios enfoques utilizados en la industria del papel para evaluar la resistencia de enlace. El probador de capacidad de impresión IGT es un método que utiliza un dispositivo diseñado para medir el enlace interno y la resistencia al desprendimiento. El desprendimiento se refiere a la resistencia de enlace. Esta tendencia al desprendimiento se incrementa con un incremento de la velocidad de separación de tinta y papel, por consiguiente la velocidad a la cual el desprendimiento ocurre por vez primera es una medición de la resistencia al desprendimiento del papel. Un alto valor de resistencia al desprendimiento IGT se prefiere típicamente. Se utilizó el método TAPPI T-514 para medir la resistencia al desprendimiento IGT. La resistencia a al abrasión, o resistencia al rayado, es una medición de la resistencia superficial de la hoja. Un dispositivo de abrasión Taber (que utiliza un tornamesa horizontal y una rueda abrasiva) se utilizó para determinar la abrasión Taber. La cantidad de material removido de la hoja después de un número establecido de revoluciones se determina. Típicamente se prefiere un valor bajo. Se utilizo el método TAPPI T-476. El papel es un material altamente poroso y una hoja contiene
hasta 70% de aire que rellana los poros, rebajos y huecos en la hoja. La porosidad del aire se mide con un densómetro Gurley. La porosidad deseable dependerá del grado de papel específico y del uso. La porosidad de Gurley fue medida mediante el método TAPPI T-460. Una reseña detallada de los métodos de prueba para propiedades físicas de papel puede encontrarse en PULP AND PAPER: Chimistry and ChemicaL Technology, Tercera Edición, J. P. Casey, ed, Wiuley-Interscience, New York, 1981, Volumen III, páginas 1715-1972. El peso base es el peso de una hoja de papel. Es el peso de un área dada de papel y se expresa en kilogramos por área unitaria específica, típicamente kilogramos por metro cuadrado (libras por área unitaria específica, típicamente libras por pies cuadrado) . Una unidad de peso base común es kilogramos por 93 metros cuadrados (libras por 1000 pies cuadrados) en el caso de cartón y kilogramos por 280 metros cuadrados (libras por 3000 pies cuadrados) en el caso de papeles utilizados para impresión y escritura, aun cuando se utilizan numerosas unidades diferentes; todas las unidades de peso base son kilogramos (libras) por área específica. El método TAPPI T-410 fue utilizado para medir el peso base. El gramaje se utiliza para describir el peso de papel en el sistema métrico; las unidades son gramos por metro cuadrado. El espesor, o calibre es otra medición importante de papel; se mide en milímetros o milésimas de pulgada. Se utilizó el
método TAPPI T-411 para medir el calibre. Ejemplos 1 a 4 Se preparo papel de conformidad con lo descrito arriba con un contenido de rellenador y niveles de aditivos mostrados en la
Tabla 2.
a) Porcentaje nominal de PCC (carbonato de calcio precipitado) en la hoja. b) Muestra de látex de conformidad con lo definido en la
Tabla 1. c) El polímero A es un copolímero de acrilamida que contiene 8% molar de ácido acrílico y el polímero B es un copolímero de acrilamida que contiene 20% molar de ácido acrílico. d) Proporción entre látex y polímero agregados a la pasta. e) Cantidad total de látex y polímero agregados a la pasta en kilogramos/tonelada (kilogramos de látex seco y polímero por tonelada de papel seco total) ([libras/tonelada (libras de látex seco y polímero por tonelada de papel seco total) ] . Los datos en la Tabla 3 indican que la adición de un sistema CL/AP ofrece una mejora dramática en cuanto a las propiedades del papel. Una comparación del Ejemplo 1 y el Ejemplo Comparativo 2 indica que el sistema CL/AP resulta en un incremento de la resistencia a la tensión en seco de 33% y un incremento de la resistencia a la tensión en estado húmedo de 200%. La porosidad es disminuida y tanto la resistencia al rayado como la resistencia a la abrasión mejoran mientras que la rigidez permanece sin ser afectada.
a) Métodos de prueba de conformidad con lo descrito arriaba . b) Resistencia a la tensión en kilogramos/cm (libras/pulgada) de ancho.
c) MD es la dirección de la máquina. d) CD es dirección transversal con relación a la máquina. e) Porosidad de Gurley en sec/100 cc. f) Rigidez Taber en gm-cm. g) Resistencia al desprendimiento IGT en cm/sec. h) Abrasión Taber (mg perdido) . Las propiedades del papel del ejemplo 1 son más cercanas a las propiedades del ejemplo comparativo 3 que del ejemplo comparativo 2. Por consiguiente, las propiedades de hoja del papel que contiene 30% de rellenador son mejoradas y más cercanas alas propiedades de una hoja con bajo contenido de rellenador. En otras palabras, el uso de CL/AP, en este nivel de adición, permite el uso de un 10%15% de rellenador adicional (con base en fibra) sin perder propiedades mecánicas. Las Figuras 1 a 4 son gráficas de propiedades de desempeño en función del nivel de rellenador. Las Figuras 1 a 4, como se indico, demuestran también que las propiedades mecánicas disminuyen conforme se eleva el nivel de rellenador. Los datos indican que el sistema CL/AP mejora el desempeño del papel. Específicamente, los datos indican que las propiedades de desempeño de una hoja que contiene aproximadamente 25% de rellenador, cuando se prepara con 12.37 kg/tonelada (25 libras/tonelada) de CL/AP, son esencialmente iguales que las propiedades de desempeño de una hoja que contiene 15% de
rellenador. Planteado de manera diferente, los datos indican que mientras un incremento del nivel de rellenador de 15% (ejemplo comparativo 3) a 30% (ejemplo comparativo 2) resulta en una pérdida dramática de desempeño, la adición de 12.37 kg/tonelada (25 libras/tonelada) del sistema de látex/polímero proporciona una recuperación significativa de estas propiedades de desempeño. El sistema CL/AP proporciona un desempeño mejorado en todos los niveles de rellenador; la mejora se observa también en el caso de hojas sin relleno (véase ejemplos 40 a 42) . Los datos para el ejemplo 4 indican que el uso de un polímero de densidad de carga más alta es también efectivo. Polímeros efectivos pueden tener cualquier nivel de carga aniónica. Ejemplos 5 a 10 El efecto de la cantidad total de CL/AP y la proporción entre los dos componentes fueron considerados en los ejemplos 5 a 10. La Tabla 4 presenta una lista de las variables claves y las propiedades de desempeño como se muestra en la Tabla 5.
a) Porcentaje nominal de PCC (carbonato de calcio precipitado) en la hoja. b) Muestra de látex de conformidad con lo definido en la Tabla 1. c) El polímero A es un copolímero de acrilamida que contiene 8% molar de ácido acrílico y el polímero B es un copolímero de acrilamida que contiene 20% molar de ácido acrílico . d) Proporción entre látex y polímero agregados a la pasta. e) Cantidad total de látex y polímero agregados a la pasta en kilogramos/tonelada (kilogramos de látex seco y polímero por tonelada de papel seco total)
([libras/tonelada (libras de látex seco y polímero por tonelada de papel seco total)].
a) Métodos de prueba de conformidad con lo descrito arriaba. b) Resistencia a la tensión en kilogramos/cm (libras/pulgada) de ancho. c) MD es la dirección de la máquina.
d) CD es dirección transversal con relación a la máquina. e) Porosidad de Gurley en sec/100 cc. f) Rigidez Taber en gm-cm. g) Resistencia al desprendimiento IGT en cm/sec. h) Abrasión Taber (mg perdido) . Estos datos indican, primero, que las propiedades de desempeño de la hoja se deterioran con forme se eleva el nivel de rellenados de 20% a 40% (compare ejemplo 5 con ejemplo 8 y ejemplo 7 con ejemplo 10. Conforme se eleva la proporción entre látex y polímero de 1:1 a 3:1 (véase ejemplos 5 a 10), disminuye la resistencia a la tensión en estado seco, mientras que se eleva la rigidez. La resistencia al desprendimiento y los datos de abrasión indican que el desempeño de papel disminuye también con un incremento de la proporción entre látex catiónico y polímero aniónico. Estas tendencias son independientes del nivel de rellenador. El efecto sobre la porosidad de Gurley es mínimo. Conforme se eleva la cantidad de CL/AP de 12.37 kg/tonelada a 19.8 kg/tonelada (de 25 libras/tonelada a 40 libras/tonelada) , se eleva la resistencia a la tensión en estado seco y en estado húmedo. La rigidez Taber disminuye, y el desempeño de papel, de conformidad con lo determinado por la resistencia al desprendimiento y a la abrasión mejora también. La porosidad de Gurley muestra una disminución mínima. Estas observaciones indican que la cantidad de
sistema CL/AP tiene un impacto sobre el papel, con un nivel incrementado de CL/AP proporcionando propiedades mejoradas de papel. Otra vez, las tendencias son independientes del nivel de rellenador. Por consiguiente, cantidades adicionales del material CL/AP compensan un nivel incrementado de rellenador. Planteado de otra manera, en general conforme se eleva el contenido de rellenador, se deterioran las propiedades del papel. Sin embargo, la adición de un sistema CL/AP mitiga el deterioro, mientras que el incremento de niveles de CL/AP permite o bien incrementar los niveles de rellenador con propiedades de desempeño iguales o bien permiten obtener propiedades de papel mejoradas con niveles iguales de rellenador. Ejemplos Comparativos 11-15 Los ejemplos comparativos 11-15 consideraron el impacto del nivel de rellenador sobre el papel.
a) Métodos de prueba de conformidad con lo descrito arriaba . b) Resistencia a la tensión en kilogramos/cm (libras/pulgada) de ancho. c) MD es la dirección de la máquina. d) CD es dirección transversal con relación a la máquina.
e) Porosidad de Gurley en sec/100 cc. f) Rigidez Taber en gm-cm. g) Resistencia al desprendimiento IGT en cm/sec. h) Abrasión Taber (mg perdido) . Las propiedades mecánicas y de desempeño disminuyen con un nivel creciente de rellenador como se observa en los ejemplos comparativos 11 a 15 (en la Tabla 6) . Estos ejemplos son para papel que no contiene el sistema CL/AP. Los datos indican que la resistencia ala tensión, tanto en estado húmedo como en estado seco, disminuye con un nivel creciente de rellenador con, por ejemplo, la resistencia ala tensión en estado seco en la dirección de la máquina disminuyendo de 5.77 kg/cm (32.6 libras/pulgada) de ancho en el caso de una hoja sin rellenador a 2.44 kg/cm (13.8 libras/pulgada) de ancho en el caso de una hoja que contiene 20% de rellenador a 1.04 kg/cm (5.9 libras/pulgada) de ancho en el caso de una hoja que contiene 40% de rellenador. Estos cambios son consistentes en la porosidad de Gurley, rigidez Taber, resistencia al desprendimiento IGT y abrasión Taber con un contenido creciente de rellenador. Los cambios observados con un contenido creciente de rellenador hacen que una hoja sea menos adecuada para su uso en aplicaciones de impresión y escritura. Los parámetros claves del sistema de aditivos que comprenden la invención son la composición química y la temperatura de
transición a vidrio (Tg) del material de látex, la composición química y la densidad de carga del polímero catiónico utilizado para preparar el látex catiónico, la composición química y la carga aniónica del polímero aniónico, la proporción entre polímero catiónico y látex aniónico, la proporción entre látex catiónico y polímero aniónico, y la cantidad total de aditivo (látex catiónico y polímero aniónico) . El impacto de estos parámetros se muestra en los ejemplos 16 a 39 y 43 a 46. Ejemplos 16 a 18 Se cree que la composición química del látex tiene u8n efecto mínimo sobre el desempeño del sistema CL/AP. Es decir, cualquier látex, independientemente de la composición química, puede mejorar el desempeño de papel. Además, la< temperatura de transición a vidrio (Tg) de látex tiene también un impacto mínimo sobre el desempeño. Es decir, cualquier látex insoluble en agua o inchable en agua, con una temperatura de transición a vidrio (Tg) puede utilizarse como componente de látex de material CL/AP. Los ejemplos 16 a 18 (Tabla 7 y 8) son ilustrativos.
a) Porcentaje nominal de PCC (carbonato de calcio precipitado) en la hoja. b) Muestra de látex de conformidad con lo definido en la Tabla 1. c) El polímero A es un copolímero de acrilamida que contiene 8% molar de ácido acrílico y el polímero B es un copolímero de acrilamida que contiene 20% molar de ácido acrílico. d) Proporción entre látex y polímero agregados a la pasta. e) Cantidad total de látex y polímero agregados a la pasta en kilogramos/tonelada (kilogramos de látex seco y polímero por tonelada de papel seco total) ([libras/tonelada (libras de látex seco y polímero por tonelada de papel seco total) ] . Los datos sugieren que puede existir, como máximo, un pequeño impacto de la temperatura de transición a vidrio (Tg) sobre la resistencia al desprendimiento
a) Métodos de prueba de conformidad con lo descrito arriaba. b) Resistencia a la tensión en kilogramos/cm (libras/pulgada) de ancho. c) MD es la dirección de la máquina. d) CD es dirección transversal con relación a la máquina. e) Porosidad de Gurley en sec/100 cc.
f) Rigidez Taber en gm-cm. g) Resistencia al desprendimiento IGT en cm/sec. h) Abrasión Taber (mg perdido) . Ejemplos 19 a 20 La composición química y la densidad de carga del polímero catiónico pueden variar en rango amplio. Los polímeros catiónicos preferidos son polímeros de polimiamidoamina-epiclorohidrina y poliamina-epiclorohidrina, prefiriéndose muy especialmente el primero. De manera similar, la composición química y la densidad de carga del polímero aniónico pueden variar en un rango amplio, observándose un buen desempeño. Los ejemplos 19 y 20 ilustran el efecto de la densidad de carga del polímero aniónico.
a) Porcentaje nominal de PCC (carbonato de calcio precipitado) en la hoja. b) Muestra de látex de conformidad con lo definido en la Tabla 1. c) El polímero A es un copolímero de acrilamida que contiene 8% molar de ácido acrílico y el polímero B es un copolímero de acrilamida que contiene 20% molar de ácido acrílico. d) Proporción entre látex y polímero agregados a la pasta. e) Cantidad total de látex y polímero agregados a la pasta en kilogramos/tonelada (kilogramos de látex seco y polímero por tonelada de papel seco total) ([libras/tonelada (libras de látex seco y polímero por tonelada de papel seco total) ] . Los datos sugieren que la densidad de carga del polímero aniónico puede mostrar cierta variación, pero que, globalmente, las propiedades de desempeño no dependen de manera importante de esta variable. Los datos soportan la opinión que el polímero aniónico puede ser de cualquier densidad de carga.
a) Métodos de prueba de conformidad con lo descrito arriaba . b) Resistencia a la tensión en kilogramos/cm (libras/pulgada) de ancho. c) MD es la dirección de la máquina. d) CD es dirección transversal con relación a la máquina . e) Porosidad de Gurley en sec/100 cc. f) Rigidez Taber en gm-cm. g) Resistencia al desprendimiento IGT en cm/sec. h) Abrasión Taber (mg perdido) . Ejemplos 21 a 26 La proporción entre polímero catiónico y material de
látex aniónico que se utilizan para preparar el látex catiónico tiene un efecto significativo sobre las propiedades del papel. Los ejemplos 21 a 26, mostrados en la Tabla 11, demuestran el impacto de este parámetro sobre la invención .
a) Porcentaje nominal de PCC (carbonato de calcio
precipitado) en la hoja. b) Muestra de látex de conformidad con lo definido en la Tabla 1. c) El polímero A es un copolímero de acrilamida que contiene 8% molar de ácido acrílico y el polímero B es un copolímero de acrilamida que contiene 20% molar de ácido acrílico. d) Proporción entre látex y polímero agregados a la pasta. e) Cantidad total de látex y polímero agregados a la pasta en kilogramos/tonelada (kilogramos de látex seco y polímero por tonelada de papel seco total) ([libras/tonelada (libras de látex seco y polímero por tonelada de papel seco total) ] . Los datos en la Tabla 12 indican que la proporción entre polímero catiónico y látex aniónico puede tener un efecto significativo sobre las propiedades de desempeño de papel. El incremento de las cantidades relativas de polímero catiónico tiene un peque efecto sobre ciertos parámetros. La proporción entre polímero catiónico y látex aniónico tiene un impacto menor que algunas de las demás variables.
a) Métodos de prueba de conformidad con lo descrito arriaba . b) Resistencia a la tensión en kilogramos/cm (libras/pulgada) de ancho. c) MD es la dirección de la máquina. d) CD es dirección transversal con relación a la máquina . e) Porosidad de Gurley en sec/100 cc.
f) Rigidez Taber en gm-cm. g) Resistencia al desprendimiento IGT en cm/sec. h) Abrasión Taber (mg perdido) . Los datos indican que el incremento de la proporción entre polímero catiónico y látex del látex catiónico final resulta en un desempeño mejorado. Ejemplos 27 a 33 El incremento de la proporción entre látex catiónico (muestra 8 de la Tabla 1) y polímero aniónico, como se demuestra por los ejemplos 27 a 33 (véase Tablas 13 y 14), indica que mientras se observa un buen desempeño en todas las proporciones, el rango comprendido entre 0.3:1 y 3:1 es preferido y muy especialmente el rango entre 1:1 y 3:1. Parece que existe un valor óptimo en 1:1 y 3:1.
a) Porcentaje nominal de PCC (carbonato de calcio precipitado) en la hoja. b) El polímero A es un copolímero de acrilamida que contiene 8% molar de ácido acrílico y el polímero B es un copolímero de acrilamida que contiene 20% molar de ácido acrílico. c) Proporción entre látex y polímero agregados a la pasta. d) Cantidad total de látex y polímero agregados a la pasta en kilogramos/tonelada (kilogramos de látex seco y polímero por tonelada de papel seco total) ( [libras/tonelada (libras de látex seco y polímero por tonelada de papel seco total) ] .
a) Métodos de prueba de conformidad con lo descrito arriaba . b) Resistencia a la tensión en kilogramos/cm (libras/pulgada) de ancho. c) MD es la dirección de la máquina. d) CD es dirección transversal con relación a la máquina . e) Porosidad de Gurley en sec/100 cc. f) Rigidez Taber en gm-cm. g) Resistencia al desprendimiento IGT en cm/sec.
h) Abrasión Taber (mg perdido) . Ejemplos 34 a 39 Los ejemplos 34 a 39 (véase Tablas 15 y 16) indican que la cantidad de sistema de CL/AP que se utiliza tiene un efecto significativo sobre las propiedades de desempeño del papel, con resistencia a la tensión, porosidad de Gurley, y resistencia al desprendimiento incrementándose con cantidades crecientes de material mientras que la abrasión Taber disminuye con niveles crecientes de material .
a) Porcentaje nominal de PCC (carbonato de calcio precipitado) en la hoja. b) El polímero A es un copolímero de acrilamida que
contiene 8% molar de ácido acrílico y el polímero B es un copolímero de acrilamida que contiene 20% molar de ácido acrílico. c) Cantidad total de látex y polímero agregados a la pasta en kilogramos/tonelada (kilogramos de látex seco y polímero por tonelada de papel seco total) ([libras/tonelada (libras de látex seco y polímero por tonelada de papel seco total) ] .
a) Métodos de prueba de conformidad con lo descrito arriaba. b) Resistencia a la tensión en kilogramos/cm (libras/pulgada) de ancho. c) MD es la dirección de la máquina. d) CD es dirección transversal con relación a la máquina. e) Porosidad de Gurley en sec/100 cc. f) Rigidez Taber en gm-cm. g) Resistencia al desprendimiento IGT en cm/sec. h) Abrasión Taber (mg perdido) . Ejemplos 40 a 42 El ejemplo comparativo 40 y los ejemplos 41 42, mostrados en las Tablas 17 y 18, ilustran el impacto del sistema CL/AP sobre una hoja sin rellenador.
a) Porcentaje nominal de PCC (carbonato de calcio precipitado) en la hoja. b) Muestra de látex de conformidad con lo definido en la Tabla 1. c) El polímero A es un copolímero de acrilamida que contiene 8% molar de ácido acrílico y el polímero B es un copolímero de acrilamida que contiene 20% molar de ácido acrílico . d) Proporción entre látex y polímero agregados a la pasta. e) Cantidad total de látex y polímero agregados a la pasta en kilogramos/tonelada (kilogramos de látex seco y polímero por tonelada de papel seco total) ([libras/tonelada (libras de látex seco y polímero por tonelada de papel seco total) ] . Los datos indican que la adición de un sistema CL/AP mejora la resistencia a la tensión de la hoja, incrementa
la rigidez y proporciona resistencia al desprendimiento y a la abrasión.
a) Métodos de prueba de conformidad con lo descrito arriaba. b) Resistencia a la tensión en kilogramos/cm (libras/pulgada) de ancho. c) MD es la dirección de la máquina.
d) CD es dirección transversal con relación a la máquina. e) Porosidad de Gurley en sec/100 cc. f) Rigidez Taber en gm-cm. g) Resistencia al desprendimiento IGT en cm/sec. h) Abrasión Taber (mg perdido) . Los datos indican otra vez, primero, que la hoja sin rellenador presenta la más alta resistencia a la tensión y la mejor combinación de propiedades. Segundo, los datos demuestran la eficacia del sistema CL/AP. Ejemplos 43 a 46 El ejemplo comparativo 43 y los ejemplos 45 y 46 mostrados en las Tablas 19 y 20, ilustran el impacto del nivel de uso del sistema CL/AP sobre el desempeño. Los ejemplos Abarcan un rango de hasta 19.8 kilogramos/tonelada (40 libras/tonelada).
a) Porcentaje nominal de PCC (carbonato de calcio precipitado) en la hoja. b) Muestra de látex de conformidad con lo definido en la Tabla 1. c) El polímero A es un copolímero de acrilamida que contiene 8% molar de ácido acrílico y el polímero B es un copolímero de acrilamida que contiene 20% molar de ácido acrílico . d) Proporción entre látex y polímero agregados a la pasta. e) Cantidad total de látex y polímero agregados a la pasta en kilogramos/tonelada (kilogramos de látex seco y polímero por tonelada de papel seco total) ([libras/tonelada (libras de látex seco y polímero por tonelada de papel seco total) ] . Los datos en la Tabla 20 indican que las propiedades del papel mejoran con cantidades adicionales del sistema CL/AP utilizado. La cantidad de sistema CL/AP tiene una influencia mayor sobre las propiedades de papel.
a) Métodos de prueba de conformidad con lo descrito arriaba . b) Resistencia a la tensión en kilogramos/cm (libras/pulgada) de ancho. c) MD es la dirección de la máquina. d) CD es dirección transversal con relación a la máquina . e) Porosidad de Gurley en sec/100 cc. f) Rigidez Taber en gm-cm. g) Resistencia al desprendimiento IGT en cm/sec.
h) Abrasión Taber (mg perdido) . Ejemplos 47 - 54 Estos ejemplos muestran una comparación entre el papel preparado utilizando el sistema CL/AP y el papel preparado sin la utilización del sistema CL/AP
a) Contenido de rellenador. b) Uso de sistema de aditivo CL/AP (sí o no), sistema CL/AP
utilizado fue 12.37 kilogramos/tonelada (25 libras/T) de una proporción 2:1 entre látex No. 1 (de la Tabla 1) y polímero A. c) La resistencia a la tensión se expresa en kilogramos/ cm (libras/pulga) de ancho. d) MD es la dirección de la máquina. e) Rigidez de Taber en gm-cm. f) Abrasión Taber (mg perdido) . La Tabla 21 proporciona datos en cuanto a papel preparado sin el uso del sistema CL/AP. Los ejemplos comparativos 47, 49, 51 y 53 son papeles que contienen diferentes niveles de rellenador. Los ejemplos 48, 50, 52 y 54 son ejemplos correspondientes elaborados con el sistema CL/AP. Los datos son parte de un experimento separado que utiliza un látex catiónico diferente del utilizado en los demás ejemplos. Los datos indican que conforme se incremento el nivel de rellenador, se observó una disminución continua de las propiedades mecánicas de la hoja. El uso del sistema CL/AP resultó en un incremento de estas propiedades.