PT1076132E - Processo de fabrico de uma folha de papel que inclui a fixação de uma carga mineral sobre fibras celulósicas - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO "Processo de fabrico de uma folha de papel que inclui a fixação de uma carga mineral sobre fibras celulósicas" A invenção diz respeito a um novo processo de fabrico de uma folha de papel incluindo um passo de fixação de uma carga mineral sobre as fibras celulósicas em suspensão aquosa. A fixação das cargas minerais sobre fibras, por exemplo o cálcio, pode ser feita por intermédio de uma reacção química que inclui a precipitação de um composto químico insolúvel, por exemplo o carbonato de cálcio, que se vai fixar sobre as fibras e as fibrilhas de celulose. Utilizam-se as fibras celulósicas sobre as quais estão solidamente fixadas estas cargas minerais para o fabrico de papel. A invenção diz respeito a todo o domínio industrial papeleiro. Ela pode com efeito ser aplicada ao fabrico dos papéis contendo normalmente cargas de materiais minerais tais como os papéis para impressão e escritura como o papel couché, os papéis para imprensa tal como o papel de jornal e o papel couché ligeiro (destinado a revistas), os papéis finos tal como o papel para cigarros. A invenção pode igualmente aplicar-se ao fabrico de outros tipos de papéis tais como os papéis absorventes para utilização sanitária e doméstica que não tenham cargas clássicas em termos de materiais minerais. 2

As fibras celulósicas são fibras papeleiras, curtas ou compridas. As suspensões aquosas de fibras são preparadas a partir de qualquer tipo de pasta: pasta química, branqueada ou não branqueada, pasta mecânica ou termomecânica ou ainda as misturas ou destas diferentes pastas. A pasta também pode ser obtida por um processo de destintagem de papéis velhos ou a partir de papéis recuperados.

Podem adicionar-se directamente cargas minerais no fabrico de uma folha de papel.

De entre as cargas minerais classicamente adicionadas, os carbonatos de cálcio (CaC03> , naturais ou sintéticos, são as utilizadas mais amiúde. Elas são adicionadas às fibras papeleiras para melhorar as características e as propriedades dos produtos papeleiros. As cargas minerais podem emprestar propriedades diferentes ao papel. Atentas as suas estruturas cristalinas e a sua morfologia específica, elas emprestam ao papel a sua brancura, a sua opacidade, melhoram a sua espessura, etc... A sua utilização é interessante do ponto de vista económico, diminuindo o custo das matérias-primas, pois são menos caras que as fibras. A dificuldade reside no entanto integralmente na fixação destas cargas sobre as fibras celulósicas e em especial na solidez da ligação entre cargas e fibras. Em geral, as cargas não ficam em contacto com fibras na altura do processo de fabrico de uma folha de papel. Com efeito, 3 as partículas finas minerais têm tendência a não integrar o colchão fibroso formado pela folha e uma parte dessas partículas é encontrada nas águas de processo, sendo recuperada e/ou descartada.

Este fenómeno é clássico no fabrico de papéis absorventes tais como a pasta de celulose, que são papéis de fraca gramagem fabricados a grande velocidade que por um processo convencional, o que significa secos e encrepados, ou por um processo recorrendo a uma secagem de uma corrente de gás quente transversa.

Além disto, no caso em que uma parte das cargas minerais é retida no colchão fibroso, elas repartem-se de modo irregular através da espessura da folha de papel.

Para resolver este problema, adicionaram-se agentes de retenção para que fossem mais bem retidas as cargas minerais sobre as fibras.

Desde 1945, são em descritos em numerosas publicações e patentes anteriores processos de precipitação de cargas minerais sobre fibras para melhorar a retenção das cargas e evitar a adição de agentes de retenção. Estes processos baseiam-se em reacções químicas tais como as reacções de adição ou de dupla decomposição. Determinados processos destinam-se mais especificamente à precipitação de cargas minerais na parte oca das fibras para não modificar as propriedades mecânicas das fibras e portanto do papel, que resultam em geral menores aquando da presença 4 de cargas.

Regra geral, o processo de fixação consiste em introduzir numa suspensão aquosa relativamente concentrada em fibras, um primeiro reagente baseado num dos catiões que integram o futuro precipitado, por exemplo o óxido de cálcio ou o hidróxido de cálcio ou cal apagada.

De acordo com os processos descritos nos pedidos de patente JP-A-60-297.382 (HOHUETSU SEISHI) e FR-B1-2.689.530 (AUSSEDAT REY), após a diluição da suspensão aquosa concentrada em fibras e em hidróxido de cálcio, injecta-se gás carbónico para se precipitar o carbonato de cálcio.

No pedido internacional WO 92/15.754 propõe-se pelo contrário injectar dióxido de carbono sob pressão em contacto com a suspensão aquosa de fibras muito concentrada para se fixarem os precipitados tanto no interior das fibras, como nas partes internas ocas das fibras, como ainda sobre as paredes das fibras.

Noutros pedidos de patente ou patentes revelam-se processos mais complexos com base em sais de cálcio. Está previsto um passo suplementar para se eliminar um dos produtos da reacção de dupla decomposição. É o caso das patentes americanas US 4.510.020 (GREEN) e US 2.583.548 (GRAIG).

Esta última patente descreve um processo 5 consistindo em primeiro lugar numa impregnação das fibras com cloreto de cálcio em seguida em se fazer reagir este sal com carbonato de sódio efectuando-se em seguida uma lavagem para se eliminar o cloreto de sódio. A patente americana US 3.029.181 (THOMSEN) divulga um processo similar recorrendo a carbonato de amónio.

Na descrição do pedido internacional WO 91/04.138 são descritas inúmeras cargas minerais, precipitáveis seguindo-se um processo que utiliza uma reacção do tipo da dupla decomposição.

Mas todos os processos de precipitação conhecidos e descritos anteriormente recorrem a meios químicos e físicos que necessitam de passos anexos de preparação, tais como a dissolução dos reagentes utilizados, a diluição ou a concentração das suspensões aquosas de fibras, a filtração ou a lavagem para se criarem as condições de precipitação.

Estes passos tornam consideravelmente mais pesados os processos de fabrico do papel.

Com efeito, é preciso adicionar equipamentos industriais periféricos para se levar a cabo um destes passos: cuvetes de mistura, reactores com agitação forte em descontínuo, filtros, etc...

Períodos amiúde longos de reacções químicas 6 implicam a utilização destes tipos de equipamentos. De facto é em geral necessário construir uma unidade de produção para a preparação de fibras carregadas, ao lado das instalações clássicas para se levar a cabo o processo de fabrico do papel.

Em consequência, os processos da técnica anterior que se descreveram acima não são habitualmente utilizados industrialmente e não podem concorrer com as preparações das cargas "ex situ". A maior parte dos processos actuais de fabrico de papel continuam a utilizar suspensões de materiais minerais previamente preparadas antes de se adicionarem à suspensão de fibras. Neste caso, incorporam-se agentes de retenção par se reterem cargas sobre as fibras no decurso do processo de fabrico do papel. A invenção tem como objectivo propor um processo que permita resolver os problemas que surgem nos processos da técnica anterior. A invenção tem como objectivo suprimir a adição de agentes de retenção e eliminar um passo anexo de preparação para se integrar a fixação das cargas em linha ou "in situ" no processo geral de fabrico do papel.

Para este efeito, a invenção tem como solução a utilização a titulo de meio reaccional as águas do processo de fabrico do papel, a saber, a água contida na suspensão 7 aquosa de fibras, durante o passo de fixação das cargas minerais sobre as fibras celulósicas.

Com efeito, estas águas são reservatórios de iões e de minerais que podem potencialmente precipitar. A invenção consiste portanto na utilização deste reservatório de iões presentes em equilíbrio iónico na suspensão aquosa de fibras. Considera-se que o conjunto das águas do processo de fabrico do papel forma m meio reaccional de preparação único.

Na descrição que se segue, definir-se-ão estas águas pela expressão "uma suspensão aquosa de fibras celulósicas proveniente de um fabrico papeleiro".

Este novo processo permite uma integração em linha de um passo de precipitação das cargas minerais sobre as fibras no processo mais geral de fabrico do papel. Utiliza a quantidade total das águas do processo sem as tratar especificamente. É completamente aplicável industrialmente e evita a utilização de agentes suplementares de retenção. A invenção tem como objecto um processo de fabrico de uma folha de papel.

De acordo com uma característica essencial da invenção, este processo consiste em: a) preparar ou fornecer uma composição de fabrico com base em água e uma pasta de fibras papeleiras, química branqueada ou não branqueada, de uma pasta mecânica ou termomecânica, ou de misturas destas, incluindo em equilíbrio iónico pelo menos iões de metais alcalinos e/ou alcalino-terrosos e iões de hidrogenocarbonatos, carbonatos ou silicatos; b) adicionar à composição de fabrico referida um hidróxido de uma carga mineral para fixar a carga mineral referida sobre as fibras papeleiras; c) formar uma folha de papel húmida numa máquina de bárico de papel, a partir das fibras papeleiras que desta forma se carregaram em suspensão, e secar a folha referida; d) recuperar os efluentes do passo c) e injectar nelas um gás incluindo dióxido de carbono para neutralizar e estabilizar o pH das águas referidas; e e) reciclar as águas que desta forma se trataram à composição de fabrico do passo a). 9

De acordo com uma característica preferida da invenção, a composição de fabrico inclui em equilíbrio iões sódio e iões hidrogenocarbonato.

De acordo com outra característica da invenção, a composição de fabrico inclui além disso hidrogenocarbonatos de cálcio e/ou de magnésio.

De acordo com outra característica da invenção, o hidróxido da carga mineral é um hidróxido de cálcio.

De acordo com característica vantajosa da invenção, a composição de fabrico é obtida a partir de uma pasta proveniente de um processo de destintagem de papéis velhos de recuperação.

De acordo com ainda outra característica da invenção, o título alcalimétrico completo da suspensão aquosa está compreendido entre 2 e 30°F.

Durante a leitura da descrição pormenorizada que se segue tornar-se-ão aparentes outras características e vantagens da invenção, ilustrada pelo desenho anexo no qual: • a figura 1 representa o esquema funcional de um processo de fabrico de uma folha de papel de acordo com a invenção. 10 O processo de acordo com a invenção está ilustrado pelo esquema funcional da figura 1. De um modo clássico, um processo de fabrico de uma folha de papel consiste em: • preparar ou fornecer uma composição de fabrico com base em água e numa pasta de fibras papeleiras química branqueada ou não branqueada, de uma pasta mecânica ou termomecânica, ou das suas misturas, e • formar uma folha de papel depositando as fibras sobre uma teia para formar uma tela de fibras que, no caso do papel em pasta de celulose, é em seguida seca do modo convencional sobre um cilindro aquecido ou então Yankee e em seguida encrepada, ou seca de acordo com um processo dito de circulação forçada transversa. A composição de fabrico de que se parte inclui em equilíbrio iões de metais alcalinos e/ou alcalino-terrosos, e iões hidrogenocarbonato, carbonato ou silicato.

De preferência, a composição de fabrico inclui em equilíbrio iões hidrogenocarbonato e iões sódio e alcalino-terrosos . 11

De acordo com a invenção, o processo de fabrico de uma folha de papel inclui depois de um passo de preparação ou de fornecimento da composição de fabrico, um passo de adição de um hidróxido de uma carga mineral para fixar a carga mineral sobre as fibras papeleiras, antes de um passo de formação da folha. 0 processo de fabrico de uma folha de papel de acordo com a invenção integra nos seus passos essenciais um passo de fixação de cargas minerais sobre as fibras, tal como se descreve adiante. A invenção baseia-se na utilização das águas do fabrico da pasta ou do papel no interior do processo de fabrico do papel, a titulo de reservatório de iões e mesmo de cargas minerais, potencialmente precipitáveis.

Em geral, as águas presentes num processo de fabrico de papel, tal como na composição de fabrico que é uma suspensão aquosa de fibras celulósicas, incluem um grande número de iões em equilíbrio iónico. Os mais frequentes são os seguintes: H+, OH-, HCO3- (iões hidrogenocarbonato) , CO32- (iões carbonato), (nSi02)02- (iões silicato) , Na+ (ião sódio), Ca2+ (ião cálcio), Mg2+ (ião magnésio).

Estas águas incluem igualmente dióxido de carbono proveniente quer do dióxido de carbono atmosférico, quer das águas do lençol subterrâneo, quer ainda do lençol freático que sejam utilizadas na suspensão, quer também de 12 uma neutralizaçao química que seja conduzida com dióxido de carbono industrial ou recuperado.

As águas contêm portanto habitualmente dissolvidos carbonatos (C032-) , hidrogenocarbonatos (HC03~) , e dióxido de carbono, consoante o valor do seu pH.

As águas recuperadas ou recicladas nos processos de fabrico do papel contêm iões inorgânicos. No caso particular das águas provenientes de um processo de destintagem, os iões sódio atingem quantidades mais importantes e assumem a forma de hidrogenocarbonatos quando as neutralizações inerentes ao processo de destintagem forem efectuadas a partir de dióxido de carbono. Neste caso, a razão molar entre os iões sódio e outros iões de metais alcalino-terrosos é amiúde superior a dois. 0 ião sódio participa por esta razão de um modo muito activo nos equilíbrios iónicos.

De um modo geral, a suspensão aquosa de fibras celulósicas proveniente de um fabrico papeleiro inclui: • entre 20 e 1000 ppm (partes por milhão) de iões sódio, • entre 5 e 200 ppm de iões cálcio, e entre 5 e 200 ppm de iões magnésio. 13

Os catiões estão em equilíbrio principalmente graças à presença de iões hidrogenocarbonato. Esta presença é medida pelo título alcalimétrico completo (ou TAC) . Este título está compreendido entre 2 e 30°F. As águas provenientes de um processo de destintagem de papéis velhos caracterizam-se por valores de TAC relativamente elevados, por causa da presença de uma quantidade importante de iões sódio em equilíbrio com os iões hidrogenocarbonato. Listam-se em seguida exemplos de composição de suspensão aquosa de fibras celulósicas que se podem utilizar na invenção.

Uma suspensão aquosa de fibras obtida a partir de pasta virgem e de águas provenientes do lençol subterrâneo tem a composição seguinte: • 20 a 100 ppm ou mais de iões sódio • 8 a 20 ppm ou mais de iões magnésio • 20 a 80 ppm ou mais de iões cálcio • 100 a 400 ppm ou mais de dióxido de carbono sob a forma de dióxido de carbono dissolvido, iões carbonato e iões hidrogenocarbonato.

Uma suspensão aquosa de fibras obtida a partir das águas provenientes de um processo de destintagem, com a composição seguinte : 150 a 250 ppm ou mais de iões sódio 14 • 20 a 80 ppm ou mais de iões cálcio • 8 a 20 ppm ou mais de iões magnésio • 200 a 800 ppm ou mais de dióxido de carbono sob a forma de dióxido de carbono dissolvido, iões carbonato e iões hidrogenocarbonato. A invenção propõe a utilização dos equilíbrios iónicos da suspensão aquosa à base de fibras celulósicas para fixar cargas minerais sobre as fibras por insolubilização ou precipitação.

Ela tem como objectivo mais em particular a utilização das propriedades dos iões hidrogenocarbonato dos metais alcalinos e/ou alcalino-terrosos que, em presença de um hidróxido de cálcio (o único reagente), reagem para formar um precipitado de carbonato de cálcio que se vai fixar sobre as fibras e as fibrilhas de celulose.

Mais precisamente, a invenção consiste na utilização dos iões hidrogenocarbonato em equilíbrio com os iões sódio, e em menor grau com os iões cálcio e magnésio, como fontes de iões carbonato (CO32-) , para precipitar um complexo à base essencialmente de carbonato de cálcio, por adição de hidróxido de cálcio. 15

Entre outras, as reacções seguintes ocorrem após a adição de hidróxido de cálcio, em contacto com as fibras celulósicas: a) 2NaHC03+Ca (OH) 2+f ibras-->Na2C03+2H20+CaC03-f ibras b) Na2C03+Ca (OH) 2--->2Na0H+CaC03

Podem igualmente ocorrer as reacções secundárias seguintes: c) Ca (HCO3) 2+Ca (OH) 2 + f ibras--->2H20+2CaC03-f ibras d) Mg (HC03) 2 + 2Ca (OH) 2 >Mg (OH) 2+2H20+2CaC03

Podem igualmente precipitar outros compostos sob a forma de silicatos ou de carbonatos metálicos, de acordo com a composição das águas utilizadas, que se vão fixar sobre as fibras. 0 hidróxido de cálcio é adicionado sob forma solúvel ou de preferência sob a forma de leite (leite de cal) muito concentrado. 0 leite inclui partículas de hidróxido de cálcio com um diâmetro médio inferior a 6 pm. 0 volume de hidróxido de cálcio adicionado sob a forma de leite pode ser muito pequeno, a uma razão que pode ir até 1 para 1000. Esta concentração facilita a integração deste passo em linha, no processo de fabrico do papel, e tem sobretudo um efeito benéfico sobre a forma como se 16 repartem os cristais no conjunto das fibras. Com efeito, graças à reacção quase instantânea deste pequeno volume com a suspensão das fibras, existe uma forte basicidade temporária concentrada em contacto com as fibras, que favorece a ligação química do precipitado às fibras.

Uma vez terminada a reacção de precipitação, o pH da suspensão aquosa de fibras é em geral modificado bem como as condições iónicas adequadas para a formação da folha, è portanto eventualmente necessário ajustar o valor do pH neutralizando-o e estabilizando-o.

Para este efeito, adiciona-se um ácido tal como o dióxido de carbono para levar o pH até ao valor pretendido, isto não tem qualquer influência digna de nota sobre os precipitados.

Esta adição de dióxido de carbono permite por outro lado regenerar os hidrogenocarbonatos alcalinos. A suspensão volta deste modo a encontrar-se em equilíbrio iónico.

Na indústria, podem injectar-se gases contendo dióxido de carbono recuperado dos gases de combustão da caldeira por exemplo, eventualmente enriquecidos em dióxido de carbono puro. Com efeito, em meio alcalino, o dióxido de carbono diluído reage instantaneamente.

Ocorrem as reacções seguintes: 17 e) Na2C03+H20+C02--->2NaHC03 f) 2Na0H+C02--->Na2C03+H20 E quando o gás adicionado está em excesso, ocorrem as reacções seguintes: g) Mg (OH) 2 + 2C02 >Mg(HC03)2 h) Ca (OH) 2+2C02--->Ca(HC03)2 0 conjunto destas reacções permite portanto estabilizar o pH a valores pretendidos.

Este ajustamento do pH pode ocorrer na suspensão aquosa de fibras na qual as cargas minerais são fixadas sobre as fibras, antes da formação da folha.

No entanto no fabrico industrial, este ajustamento ocorre de preferência depois da formação da folha, nas águas brancas ou nas águas efluentes recuperadas de um passo de formação da folha. Essas águas de esgoto contêm fibras finas e cargas minerais.

Injecta-se então o gás contendo dióxido de carbono no silo das águas efluentes. Recuperam-se em seguida as fibras sendo cerca de 5 % e as águas regeneradas do ponto de vista iónico contendo de novo iões hidrogenocarbonato são recicladas à taxa de cerca de 95 % à composição de fabrico de partida. 18

Deve apontar-se o facto de os iões sódio, reciclados com as águas provenientes de um fabrico papeleiro, terem uma função essencial. Eles fornecem em primeiro lugar os iões hidrogenocarbonato para a precipitação instantânea do carbonato de cálcio (reacção a)), e em seguida captam de modo instantâneo os iões hidrogenocarbonato provenientes do dióxido de carbono injectado (reacção e)) para estabilizar o pH e regenerar os equilíbrios iónicos.

Por intermédio do processo de acordo com a invenção, podem fixar-se muitos minerais em contacto com as fibras e participar num melhoramento da reciclagem das águas provenientes dos processos de fabrico do papel.

Os passos relativos ao processo de fixação das cargas minerais sobre as fibras são portanto integrados no processo " in situ" de fabrico de uma folha de papel sem modificação do equipamento nem das instalações suplementares.

Por esta razão, este processo é muito vantajoso e permite fixar cargas minerais directamente sobre as fibras no decurso do processo de fabrico de uma folha de papel.

Os exemplos que se seguem resultam de ensaios em laboratório e ilustram um passo de fixação de uma carga mineral sobre as fibras papeleiras, a partir de suspensões aquosas de diferentes origens e o fabrico de pequenas folhas de papel. 19

Exemplo 1

Prepara-se uma suspensão aquosa de fibras celulósicas a partir de fibras virgens colocadas em suspensão numa água do lençol freático.

Num reactor de 100 litros, introduzem-se 100 litros da suspensão aquosa de fibras com a seguinte composição química: (ppm = partes por milhão) • Fibras: 2300 ppm • Hidrogenocarbonato: 210 ppm • Cálcio: 60 ppm • Sódio: 25 ppm • Magnésio: 8 ppm • Dióxido de carbono dissolvido: 5 ppm O pH é de cerca de 8.

Em seguida, sob uma agitação média, adicionam-se 100 gramas de um leite de cal concentrado a 20 %, ou seja 20 g de Ca(HO)2 ou 10,8 g de cálcio. As partículas de hidróxido de cálcio têm um diâmetro médio inferior a 6 mícron. Em menos de 60 segundos, o pH estabiliza-se a cerca de 10,7. 20

Depois da precipitação, a suspensão aquosa (sem levar em conta uma diluição muito pouco importante) apresenta a composição seguinte: • Fibras: 2300 ppm • Carbonatos de cálcio: 305 ppm (fixados sobre fibras e fibrilhas de celulose) • Hidrogenocarbonatos/carbonatos: 25 ppm • Cálcio: 45 ppm • Sódio: 25 ppm • Magnésio: 5 ppm • Dióxido de carbono dissolvido: vestígios

Retira-se uma amostra para se fabricar uma folha de papel de acordo com o método clássico (Formette Franck). A partir desta suspensão, podem fabricar-se folhas ricas em carbonato de cálcio fixado. Observa-se uma taxa de retenção próxima de 90 %, a partir de uma gramagem de 25 g/m2, isto sem se adicionar nenhum agente de retenção. Para gramagens superiores a 80 g/m2, a taxa de retenção aproxima-se dos 100 %. A folha contém cerca de 11,7 % de carbonato de cálcio. 21

Pode-se alterar o pH para valores menores injectando na suspensão um gás contendo 10 % de dióxido de carbono ou mais, neutralizando a soda, o hidróxido de magnésio e o hidróxido de cálcio solúvel.

Após injecção do dióxido de carbono para se obter um valor de pH próximo de 8, a suspensão aquosa tem a composição seguinte: • Fibras: 2300 ppm • Carbonatos de cálcio: 325 ppm (fixado sobre fibras e fibrilhas de celulose) • Hidrogenocarbonatos/carbonatos: 120 ppm • Cálcio: 40 ppm • Sódio: 25 ppm • Magnésio: 8 ppm • Dióxido de carbono dissolvido: 30 ppm

De modo igual ao precedente, podem fabricar-se folhas contendo um pouco mais de cargas, cerca de 12,5 %, uma vez que o cálcio neutralizado se depositou sobre as fibras. Uma injecção suplementar de dióxido de carbono permite voltar a encontrar as qualidades iniciais da água, em especial a composição em cálcio e em hidrogenocarbonato. 22

Exemplo 2:

Prepara-se uma suspensão aquosa de fibras celulósicas a partir de uma suspensão de fibras provenientes de um processo de reciclagem ou de destintagem de papéis usados.

Num reactor de 100 litros, introduzem-se 100 litros da suspensão que tem a composição seguinte: (ppm = partes por milhão): • Fibras: 2300 ppm • Hidrogenocarbonato: 450 ppm • Cálcio: 60 ppm • Sódio: 160 ppm • Magnésio: 8 ppm • Dióxido de carbono dissolvido: 20 ppm O pH é de cerca de 8.

Em seguida, sob uma agitação média, adicionam-se 100 gramas de um leite de cal concentrado a 20 %, ou seja 20 g de Ca(HO)2 ou 10,8 g de cálcio. As partículas de hidróxido de cálcio têm um diâmetro médio inferior a 6 micron. 23

Em menos de 60 segundos, o pH estabiliza-se a cerca de 9,8.

Depois da precipitação, a suspensão aquosa (sem levar em conta uma diluição muito pouco importante) apresenta a composição seguinte: • Fibras: 2300 ppm • Carbonatos de cálcio: 370 ppm (fixados sobre fibras e fibrilhas de celulose) • Hidrogenocarbonatos/carbonatos: 250 ppm • Cálcio: 20 ppm • Sódio: 160 ppm • Magnésio: 5 ppm • Dióxido de carbono dissolvido: vestígios a taxa de retenção aproxima-se dos

Retira-se uma amostra para se fabricar uma folha de papel de acordo com o método clássico (Formette Franck) . A partir desta suspensão, podem fabricar-se folhas ricas em carbonato de cálcio fixado. Observa-se uma taxa de retenção próxima de 90 %, a partir de uma gramagem de 25 g/m2, isto sem se adicionar nenhum agente de retenção. Para gramagens superiores a 80 g/m2, 24 100 %. A folha contém cerca de 13,5 % de carbonato de cálcio.

Pode-se alterar o pH para valores menores injectando na suspensão um gás contendo 10 % de dióxido de carbono ou mais, neutralizando os elementos alcalinos.

Exemplo 3:

Prepara-se uma suspensão aquosa de fibras celulósicas a partir de uma composição de fabrico contendo hidrogenocarbonato de sódio.

Num reactor de 100 litros, introduzem-se 100 litros da suspensão que tem a composição seguinte: (ppm = partes por milhão): • Fibras: 2800 ppm • Hidrogenocarbonato: 950 ppm • Cálcio: 65 ppm • Sódio: 300 ppm • Dióxido de carbono dissolvido: 5 ppm O pH é de cerca de 8,4. 25

Em seguida, sob uma agitação média, adicionam-se 100 gramas de um leite de cal concentrado a 20 %, ou seja 20 g de Ca(HO)2 ou 10,8 g de cálcio. 0 pH estabiliza-se rapidamente a cerca de 8,8.

Depois da precipitação, a suspensão aquosa (sem levar em conta uma diluição muito pouco importante) apresenta a composição seguinte: • Fibras: 2300 ppm • Carbonatos de cálcio: 420 ppm (fixados sobre fibras e fibrilhas de celulose) • Hidrogenocarbonatos/carbonatos: 700 ppm • Cálcio: 3 ppm • Sódio: 300 ppm • Dióxido de carbono dissolvido: vestígios

Retira-se uma amostra para se fabricar uma folha de papel de acordo com o método clássico (Formette Franck) . A partir desta suspensão, podem fabricar-se folhas ricas em carbonato de cálcio fixado. Observa-se uma taxa de retenção próxima de 90 %, a partir de uma gramagem de 25 g/m2, isto sem se adicionar nenhum agente de retenção. Para gramagens 26 superiores a 80 g/m2, a taxa de retenção aproxima-se dos 100 %. A folha contém cerca de 15 % de carbonato de cálcio.

Caso se pretenda obter um valor de pH inferior a 8, injecta-se na suspensão ar contendo até 10 % de dióxido de carbono. O dióxido de carbono volta essencialmente a formar hidrogenocarbonato de sódio.

Lisboa, 16 de Fevereiro de 2009

Claims (10)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Processo de fabrico de uma folha de papel, caracterizado por consistir em: a) se preparar ou fornecer uma composição de fabrico com base em água e uma pasta de fibras papeleiras, química branqueada ou não branqueada, de uma pasta mecânica ou termomecânica, ou de misturas destas, incluindo em equilíbrio iónico pelo menos iões de metais alcalinos e/ou alcalino-terrosos e iões de hidrogenocarbonatos, carbonatos ou silicatos; b) se adicionar à composição de fabrico referida um hidróxido de uma carga mineral para fixar a carga mineral referida sobre as fibras papeleiras; c) se formar uma folha de papel húmida numa máquina de bárico de papel, a partir das fibras papeleiras que desta forma se carregaram em suspensão, e secar a folha referida; d) se recuperarem os efluentes do passo c) e injectar nelas um gás incluindo dióxido de carbono para neutralizar e estabilizar o pH das água referidas; e 2 e) se reciclarem as águas que desta forma se trataram à composição de fabrico do passo a).

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a composição de fabrico incluir em equilíbrio iónico iões sódio e iões hidrogenocarbonato.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou a 2, caracterizado por a composição de fabrico ser obtida a partir de uma pasta proveniente de um processo de destintagem de papéis de recuperação.

4. Processo de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizado por o referido hidróxido da carga mineral ser um hidróxido de cálcio.

5. Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o hidróxido de cálcio ser adicionado sob a forma de leite concentrado ou sob forma solúvel.

6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por o leite referido incluir partículas de hidróxido de cálcio com um diâmetro inferior a 6 pm.

7. Processo de acordo com a reivindicação 2 em conjunto com uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado por a composição de fabrico incluir também hidrogenocarbonatos de cálcio e/ou de magnésio.

8. Processo de acordo com uma das 3 reivindicações 4 a 7, caracterizado por o titulo alcalimétrico completo da suspensão aquosa estar compreendido entre 2 e 30°F.

9. Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por a composição de fabrico incluir entre 20 e 1.000 ppm de iões sódio (Na+) .

10. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a composição de fabrico incluir entre 5 e 200 ppm de iões cálcio (Ca2+) e/ou entre 5 e 200 ppm de iões magnésio (Mg2+) . Lisboa, 16 de Fevereiro de 2009