PT1285130E

PT1285130E - Pasta para o fabrico de paperl e floculante compreendendo uma solução aquosa acídica de alumina

Info

Publication number: PT1285130E
Application number: PT01937524T
Authority: PT
Inventors: Mohan D Karve; Rosa M Covarrubias; Gerald M Dykstra; Saleem Mirza
Original assignee: Buckman Labor Inc
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2001-05-17
Publication date: 2007-10-01
Also published as: CA2409217A1; ATE373141T1; US20020033245A1; AU6324901A; EP1285130B1; CN1429299A; NZ522361A; CN100402747C; WO2001088265A3; ES2290138T3; EP1285130A2; BR0111359A; ZA200208520B; US6712933B2; DE60130451D1; JP2003533611A; CA2409217C; WO2001088265A2; AU2001263249B2; MXPA02011184A

Description

DESCRIÇÃO "PASTA PARA O FABRICO DE PAPEL E FLOCULANTE COMPREENDENDO UMA SOLUÇÃO AQUOSA ACÍDICA DE ALUMINA"

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a pastas para o fabrico de papel, a processos para o fabrico de papel empregando as pastas e aos produtos de papel e cartão produzidos a partir das pastas. Mais particularmente, a presente invenção refere-se ao tratamento da pasta para o fabrico de papel com, pelo menos, dois sistemas auxiliares de retenção contendo microparticulas.

As microparticulas e outros materiais sob a forma de partículas têm sido adicionados a pastas para o fabrico de papel como auxiliares de retenção. Por exemplo, a patente U.S. N° 4798653 de Rushmere, descreve uma matéria para o fabrico de papel incluindo fibras de celulose e uma combinação de dois componentes de uma poliacrilamida aniónica e uma solução aquosa coloidal catiónica de sílica.

Um problema com as soluções de microparticulas que têm sido empregues nas pastas para o fabrico de papel tem sido com a instabilidade. Por causa da instabilidade das soluções utilizadas relacionadas com as pastas de papel, as soluções são frequentemente produzidas no local para utilização imediata num processo de fabrico de papel. Existe uma necessidade de um auxiliar de retenção de solução de microparticulas estável para utilização nos processos de fabrico de papel que possam ser 1 realizados noutro local, que apresente um grande tempo de vida útil e que possa ser expedido para uma fábrica de fabrico de papel, para utilização imediata ou futura, num processo de fabrico de papel.

Existe também uma necessidade de uma pasta para o fabrico de papel que apresente ainda melhor retenção de finos e ainda uma melhor resistência a forças de cisalhamento durante o processo de fabrico de papel. Existe também uma necessidade de uma pasta para o fabrico de papel que produza um produto de papel ou cartão com caracteristicas de resistência melhoradas.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se à utilização de uma solução aquosa acidica de alumina e um aditivo em microparticulas de hectorite sintética como auxiliar de retenção para uma pasta ou matéria para o fabrico de papel. A solução aquosa acidica de alumina tem, de um modo preferido, um pH de cerca de 3 a cerca de 6. A solução contém partículas secundárias alongadas que são alongadas de cerca de 50 nm até cerca de 300 mm em apenas num plano e formadas por coagulação aresta a aresta de partículas primárias do tipo placa rectangular, possuindo um comprimento num dos lados de cerca de 10 nm a cerca de 30 nm, quando observadas através de um microscópio electrónico. A solução aquosa acidica de alumina é, de um modo preferido, muito estável, de um modo preferido possui uma longa vida útil e/ou pode, de um modo preferido, ser feita num local e expedida para uma fábrica de fabrico de papel para utilização futura. A pasta ou matéria pode também conter ou ser tratada com, pelo menos, um coagulante, pelo menos, um floculante, pelo menos, uma carga, 2 pelo menos, uma poliacrilamida, pelo menos, uma amido catiónico, e/ou outros aditivos convencionais para a pasta. A pasta ou matéria resultante toma então a forma de uma folha húmida de pasta ou matéria, possuindo propriedades de retenção melhoradas em comparação com uma folha húmida feita a partir de uma pasta tratada convencionalmente. Após a drenagem e secagem, o papel ou cartão resultante apresenta, de um modo preferido, excelente opacidade e/ou outras propriedades físicas desejáveis. A solução aquosa acídica de alumina utilizada nas pastas para o fabrico de papel da presente invenção pode ser também utilizada, de acordo com as formas de realização da presente invenção, para o tratamento de águas residuais e efluentes de corantes têxteis.

Deve entender-se que tanto a descrição geral precedente como a descrição detalhada seguinte servem apenas como exemplo e explicação e não pretendem proporcionar uma outra explicação da presente invenção, tal como reivindicado. Os desenhos em anexo, que são incorporados e que constituem parte deste pedido, ilustram vários exemplos de formas de realização da presente invenção e em conjunto com a descrição servem para explicar os princípios da presente invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Fig. 1 é um fluxograma mostrando um processo de fabrico de papel de acordo com uma forma de realização da presente invenção; 3 a Fig. 2 é um fluxograma mostrando um processo de fabrico de papel de acordo com outra forma de realização da presente invenção; e a Fig. 3 é um fluxograma mostrando um processo de fabrico de papel de acordo com outra forma de realização da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA PRESENTE INVENÇÃO A presente invenção refere-se à utilização de, pelo menos, uma solução aquosa acidica de alumina e um aditivo em microparticulas de hectorite sintética como auxiliar de retenção para uma pasta para o fabrico de papel. Os produtos de papel e de cartão feitos de acordo com o método exibem, de um modo preferido, excelente opacidade e/ou outras propriedades físicas desejáveis. As folhas de pasta a partir da qual os produtos de papel e cartão são feitos exibem, de um modo preferido, excelente drenagem e/ou excelente retenção dos finos da pasta. A solução aquosa acidica de alumina contém partículas secundárias alongadas que são, de um modo preferido, alongadas de cerca de 50 nm até cerca de 300 nm em apenas um plano e são, de um modo preferido, formadas por coagulação aresta a aresta de partículas primárias do tipo placa rectangular, possuindo de um modo preferido um comprimento num dos lados de cerca de 10 nm a cerca de 30 nm, quando observadas através de um microscópio electrónico.

Soluções aquosas acídicas estáveis de alumina preferidas deste tipo podem ser feitas, de um modo preferido, através de 4 vários processos. Um exemplo de um processo inclui os passos de: (A) adicionar uma base a uma solução aquosa de alumina contendo partículas coloidais fibrosas de um hidrato de alumínio amorfo, para produzir uma mistura reaccional possuindo um pH de cerca de 9 até cerca de 12, (B) sujeitar a mistura reaccional obtida em (A) a um tratamento hidrotérmico a uma temperatura de cerca de 110 °C a cerca de 250 °C, para produzir uma suspensão aquosa contendo um hidrato de alumina contendo uma estrutura de boemite, e (C) dessalinização da suspensão aquosa obtida no passo (B) por adição de água e de um ácido por ultrafiltraçâo para formar uma solução aquosa acídica de alumina possuindo um pH de cerca de 3 até cerca de 6.

Uma solução aquosa acídica estável de alumina é feita de partículas possuindo uma estrutura do hidrato de alumina boemite, em que a solução aquosa acídica estável de alumina contém partículas secundárias alongadas que são alongadas de cerca de 50 nm até cerca de 300 nm em apenas um plano e formadas por coagulação aresta a aresta de partículas primárias do tipo placa rectangular, possuindo um comprimento num lado de cerca de 10 nm a cerca de 30 nm, quando observadas através de um microscópio electrónico. O processo compreende os passos de: (a) adicionar uma base a uma solução aquosa de alumina contendo partículas coloidais fibrosas de um hidrato de alumínio amorfo, para produzir uma mistura reaccional possuindo um pH de cerca de 9 até cerca de 12, (b) sujeitar a mistura reaccional obtida no passo (a) a um tratamento hidrotérmico a uma temperatura de cerca de 110 °C a cerca de 250 °C para produzir uma suspensão aquosa contendo um hidrato de alumina tendo uma estrutura de boemite, e (c) contacto de uma resina de permuta catiónica ácida do tipo hidrogénio e uma resina de permuta aniónica de base forte do tipo hidroxilo com a suspensão aquosa obtida no passo 5 (b) para formar uma solução aquosa acídica de alumina possuindo um pH de cerca de 3 até cerca de 6.

De acordo com ainda outro exemplo do processo para produzir um hidrato de aluminato tendo uma estrutura de boemite e uma solução aquosa acídica estável de alumina contendo partículas secundárias alongadas que são alongadas de cerca de 50 nm até cerca de 300 nm em apenas um plano e são formadas por coagulação aresta a aresta de partículas primárias do tipo placa rectangular, possuindo um comprimento num lado de cerca de 10 nm a cerca de 30 nm, quando observadas através de um microscópio electrónico. O processo compreende os passos de: (A') adicionar uma base a uma solução aquosa de alumina contendo partículas coloidais fibrosas de um hidrato de alumínio amorfo, para produzir uma mistura reaccional possuindo um pH de cerca de 9 até cerca de 12, (B') dessalinizar a mistura reaccional obtida no passo (A' ) , por adição de água e filtração do bolo para formar uma mistura reaccional dessalinizada, possuindo um pH de cerca de 9 até cerca de 12, (C') sujeitar a mistura reaccional dessalinizada obtida no passo (B' ) a um tratamento hidrotérmico a uma temperatura de cerca de 110 °C a cerca de 250 °C para produzir uma suspensão aquosa contendo um hidrato de alumina tendo uma estrutura de boemite, e (D') adição de um ácido à suspensão aquosa obtida no passo (C') para formar uma solução aquosa acídica de alumina, possuindo um pH de cerca de 3 até cerca de 6.

De acordo com ainda outro exemplo de processo para a produção de uma solução aquosa acídica de alumina com elevada concentração e estável, o processo compreende a dispersão mecânica da solução aquosa acídica estável de alumina obtida 6 através de qualquer um dos exemplos de processos e concentração da solução.

Exemplos de soluções aquosas acídicas estáveis de alumina podem ser também utilizados como auxiliares de retenção, de acordo com a presente invenção e processos para a produção dos mesmos, são descritos, por exemplo, na patente U.S. N° 5989515 de Wantanabe et al. A solução aquosa acídica de alumina pode ser adicionada em qualquer quantidade suficiente para melhorar a retenção de finos quando a pasta ou a matéria é formada numa folha ou malha húmida. De um modo preferido, a solução aquosa acidica de alumina é adicionada numa quantidade de, pelo menos, cerca de 0,05 libras (22,68 g) por tonelada de matéria de papel, com base no peso de sólidos secos de ambos, a solução e a matéria ou pasta de papel e, de um modo mais preferido, numa quantidade de, pelo menos, 0,2 libras (90,72 g) por tonelada de matéria de papel. De um modo ainda mais preferido, a solução aquosa acidica de alumina é adicionada numa quantidade de cerca de 0,3 libras (136,08 g) por tonelada de matéria de papel, até cerca de 5,0 libras (2,27 kg) por tonelada de matéria de papel, com base no peso de sólidos secos de ambos, a solução e a matéria de papel. A solução aquosa acidica de alumina é adicionada numa quantidade de cerca de 0,01% em peso até cerca de 0,5% em peso, com base no peso de sólidos secos de ambos, a solução e a matéria de papel. Para os fins deste pedido de patente, os termos "pasta", "matéria" e "matéria de papel" são utilizados interpermutavelmente. O auxiliar de retenção da solução aquosa acidica de alumina de acordo com a presente invenção pode ser adicionado antes ou 7 depois de significativos passos de cisalhamento no processo de fabrico do papel. De um modo preferido, o auxiliar de retenção é adicionado após o tanque ou o tina da máquina, se o sistema de fabrico de papel incluir um tanque e/ou um tina da máquina. Boas propriedades de fabrico de papel podem ser conseguidas quando a solução aquosa acidica de alumina é adicionada após o último passo significativo de cisalhamento no processo de fabrico de papel. De um modo preferido, a solução aquosa acidica de alumina é adicionada após um coagulante polimérico ter sido adicionado à pasta e após, pelo menos, um passo de cisalhamento significativo no processo de fabrico de papel. A pasta ou matéria para o fabrico de papel pode ser de qualquer tipo convencional e, por exemplo, pode conter fibras de celulose num meio aquoso com uma concentração, de um modo preferido, de pelo menos cerca de 50% em peso com base no teor de sólidos secos totais da pasta ou da matéria para papel. A solução pode ser adicionada a muitos tipos diferentes de pasta, matéria para o fabrico de papel ou combinações de pastas ou matérias. Por exemplo, a pasta pode compreender pasta virgem e/ou reciclada, tal como pasta de sulfito virgem, resíduos de pasta, uma pasta kraft de folhosa, uma pasta kraft de resinosa, misturas de tais pastas e semelhantes. O auxiliar de retenção pode ser adicionado à pasta ou matéria antecipadamente ao depósito da pasta ou matéria na malha de fabrico de papel. Verificou-se que a pasta ou matéria contendo o auxiliar de retenção apresentava um bom escoamento da água durante a formação do papel sobre a malha. A pasta ou matéria apresenta também uma desejável elevada retenção das fibras finas e das cargas nos produtos de papel sob condições de alto cisalhamento impostas na pasta ou matéria.

Adicionalmente, ao auxiliar de retenção da solução aquosa acidica de alumina utilizado de acordo com a presente invenção, a pasta ou matéria para o fabrico de papel de acordo com a presente invenção contém como outra micropartícula uma microparticula de hectorite sintética aditiva. A outra microparticula aditiva pode ser uma hectorite natural ou sintética, bentonite, zeólito, solução aquosa não acidica de alumina, ou qualquer partícula aditiva convencional que são conhecidos pelos especialistas na matéria.

Exemplos de micropartículas aditivas de hectorite aditiva incluem a LAPONITE disponível na Laporte Industries e as micropartículas sintéticas descritas nas patentes U.S. N° 5571379 e 5015334. Uma micropartícula aditiva de hectorite sintética pode estar presente em qualquer quantidade eficaz, tal como de cerca de 0,1 libras (45,36 g) por tonelada de matéria de papel, com base no peso dos sólidos secos de ambos, o aditivo e a matéria de papel, até cerca de 2,0 libras (907,18 g) por tonelada de matéria de papel. De um modo preferido, se uma microparticula de hectorite sintética for incluída, esta é adicionada à pasta ou matéria numa quantidade de cerca de 0,3 libras (136,08 g) por tonelada de matéria de papel até cerca de 1,0 libras (453,59 g) por tonelada de matéria de papel, com base no peso de sólidos secos de ambas, as micropartículas e a matéria de papel.

Adicionalmente ao auxiliar de retenção da solução aquosa acidica de alumina utilizada de acordo com a presente invenção, as pastas ou as matérias para o fabrico de papel de acordo com a presente invenção podem ainda conter um sistema de retenção de coagulação/floculação. Exemplos de sistemas de 9 coagulação/floculação que podem ser utilizados, podem incluir, por exemplo, um coagulante inorgânico, tal como alúmen (sulfato de alumina), ou um amido catiónico, ou um polímero catiónico sintético de baixo peso molecular. De um modo preferido, o coagulante reduz a carga superficial negativa presente nas partículas na matéria de papel, particularmente, as cargas superficiais dos finos celulósicos e cargas minerais e, deste modo, consegue algum grau de aglomeração de tais partículas.

Após a adição de um coagulante e, de um modo preferido, após os vários passos de cisalhamento significativos do processo de refinação, de um modo preferido pode ser adicionado um floculante, e pode incluir, por exemplo, um polímero aniónico sintético ou outros tipos de floculantes convencionais. A pasta ou matéria de papel celulósica aquosa para o fabrico de papel pode ser tratada adicionando primeiro um polímero à pasta seguido de sujeição da pasta a elevadas condições de cisalhamento, seguidas da adição da solução aquosa acídica de alumina antes da formação da folha. Pode ser utilizado qualquer polímero convencional para o fabrico de papel. 0 polímero é, de um modo preferido, um polímero catiónico, um polímero não iónico ou um polímero anfotérico. Se o polímero for um polímero anfotérico, é, de um modo preferido, utilizado sob condiçõs catiónicas. 0 polímero pode ser, por exemplo, um polímero catiónico linear de alto peso molecular, um poli(óxido de etileno) ramificado, um polímero de poliamidoaminoglicol (PAAG), ou semelhantes. Exemplos de polímeros catiónicos lineares de alto peso molecular e processamento do passo de cisalhamento adequados para utilização numa tal forma de realização são descritos nas patentes U.S. N° 4753710 e 4913775. Pelo menos um outro polímero pode ser 10 utilizado adicionalmente a, pelo menos, um dos polímeros referidos acima, desde que o outro polímero não afecte substancialmente adversamente as propriedades desejadas conseguidas de acordo com a presente invenção.

As pastas ou matérias para o fabrico de papel da presente invenção podem conter uma composição polimérica catiónica. Se empregue, a composição polimérica catiónica é, de um modo preferido, adicionado numa quantidade eficaz para melhorar a drenagem ou a retenção da pasta em comparação com a mesma pasta mas não tendo presente o polímero catiónico. Em geral, o polímero catiónico é, de um modo preferido, adicionado numa quantidade de, pelo menos, 0,05 libras (22,68 g) por tonelada de matéria para papel, com base no peso de ambos os sólidos secos do polímero e a pasta e, de um modo preferido, numa quantidade de, pelo menos, cerca de 0,1 libras (45, 36 g) por tonelada de matéria para papel. De um modo preferido, o polímero catiónico é adicionado numa quantidade de cerca de 0,2 libras (90,72 g) por tonelada de matéria para papel até cerca de 2,5 libras (1,13 kg) por tonelada de matéria para papel, com base no pesos da matéria para papel.

Se for empregue um polímero catiónico ou um polímero enfolénico sob condições catiónicas, o polímero é, de um modo preferido, adicionado numa quantidade de cerca de 5 gramas até cerca de 500 gramas por tonelada de matéria de papel com base nos peso dos sólidos secos de ambos, o polímero e a matéria de papel. De um modo mais preferido, sob certas circunstâncias, o polímero é adicionado numa quantidade de cerca de 20 gramas até cerca de 200 gramas, e de um modo ainda mais preferido de cerca de 50 gramas até cerca de 100 gramas, por tonelada de matéria de 11 papel com base nos peso dos sólidos secos de ambos, o polímero e a matéria de papel

Qualquer polímero catiónico ou mistura destes pode ser utilizado e, de um modo preferido, polímeros catiónicos convencionais correntemente associados ao fabrico de papel podem ser utilizados nas pastas ou matérias da presente invenção. Exemplos de polímeros catiónicos incluem, mas não estão limitados a, amidos catiónicos e polímeros de poliacrilamida catiónicos, por exemplo, copolímeros de uma acrilamida com um monómero catiónico, em que o monómero catiónico pode estar numa forma neutralizada ou quaternizada. Polímeros catiónicos contendo azoto são preferidos. Exemplos de monómeros catiónicos que podem ser copolimerizados com acrilamida para formar polímeros catiónicos preferidos úteis de acordo com a presente invenção, incluem ésteres aminoalquílicos de ácido acrílico ou metacrílico, e dialilaminas quer numa forma neutralizada quer quaternizada. Exemplos de monómeros catiónicos e polímeros de poliacrilamida catiónica são descritos na patente U.S. N° 4894119 de Baron, Jr., et al.

Se for adicionado um polímero, este pode ser também uma poliacrilamida formada de comonómeros que incluem, por exemplo, metosulfato de metacrilato de l-trimetilamónio-2-hidroxipropilo. Outros exemplos de polímeros adequados incluem, mas não estão limitados a, homopolímeros de monómeros de dialilamina, homopolímeros de ésteres aminoalquílicos de ácidos acrílicos e poliaminas, tal como descrito na patente U.S. N° 4894119. Copolímeros, terpolímeros ou formas superiores de polímeros podem ser também utilizados. Além disso, para os fins da presente invenção, pode ser utilizada uma mistura de dois ou mais polímeros. 12

Quando é utilizado um polímero catiónico e contém uma poliacrilamida catiónica, as unidades de acrilamida não iónicas estão, de um modo preferido, presentes no copolímero e, de um modo preferido, presentes numa quantidade de, pelo menos, cerca de 30% mol e, geralmente, numa quantidade de não mais do que 95% mol. De cerca de 5% mol até cerca de 70% mol do polímero é, de um modo preferido, formado a partir de um comonómero catiónico. O auxiliar de retenção da solução aquosa acídica de alumina utilizado de acordo com a presente invenção pode ser utilizado em conjunção com uma poliacrilamida que pode ser adicionada antes, simultaneamente com, ou após adição do auxiliar de retenção da solução aquosa acídica de alumina. Se o auxiliar de retenção tiver uma carga catiónica, uma poliacrilamida aniónica pode, de um modo preferido, ser utilizada em conjunto com o auxiliar de retenção. Se o auxiliar de retenção tiver uma carga aniónica, pode ser utilizada, de um modo preferido uma poliacrilamida catiónica com o auxiliar de retenção. Poliacrilamidas catiónicas são descritas com mais detalhe acima. Para além da carga, a poliacrilamida pode ter um peso molecular em excesso de 100 000 e, de um modo preferido, entre cerca de 5 000 000 e 25 000 000. Poliacrilamidas aniónicas adequadas para utilização nas pastas e matéria de papel de acordo com a presente invenção incluem as que são descritas na patente U.S. N° 4798653. A combinação da solução aquosa acídica de alumina e de uma poliacrilamida proporciona um equilíbrio adequado entre a refinação, drenagem, retenção de finos, boa formação de papel, durabilidade e resistência ao rasgamento. 13

Um aditivo particular para utilização de acordo com os métodos da presente invenção é um amido catiónico. 0 amido catiónico pode ser adicionado à pasta ou matéria da presente invenção para formar uma pasta tratada de amido. 0 amido pode ser adicionado em um ou mais pontos ao longo do fluxo de pasta para o fabrico de papel no equipamento ou sistema de fabrico de papel da presente invenção. Por exemplo, o amido catiónico pode ser adicionado a uma pasta mais ou menos ao mesmo tempo em que a solução aquosa acidica de alumina é adicionada à pasta. De um modo preferido, se é empregue amido catiónico, este é adicionado a pasta ou combinado com a pasta antes de introduzir a solução aquosa acidica de alumina na pasta. 0 amido catiónico pode, alternativamente ou adicionalmente, ser adicionado à pasta após a pasta ser primeiramente tratada com um enzima, um coagulante ou ambos. Amidos catiónicos preferidos incluem, mas não estão limitados a, amidos de batata, amidos de milho e outros amidos de acabamento húmido ou suas combinações.

Quantidades convencionais de amido podem ser adicionadas à pasta. Um exemplo de uma quantidade de amido que pode ser utilizada de acordo com a presente invenção é de cerca de 5 até cerca de 25 libras por tonelada com base no peso de sólidos secos da pasta.

As pastas para o fabrico de papel da presente invenção podem também conter um enzima convencional para o tratamento da pasta de fabrico de papel que possui actividade celulitica. De um modo preferido, a composição do enzima apresenta também uma actividade hemicelulítica. Enzimas adequados e composições contendo enzima incluem os descritos na patente U.S. N° 5356800 de Jaquess, Pedido de Patente U.S. N° 09/031830 apresentada em 27 a Fevereiro de 1998 e Publicação Internacional N° WO 14 99/43780. Outros exemplos de enzimas para tratar pasta de fabrico de papel são ΕΝΖΥΜΕ™ 2523 e ΕΝΖΥΜΕ™ 2524, ambos disponibilizados pela Buckman Laboratories International Inc., Memphis, Tenessee. Uma composição de enzima celulítica preferida contém, de um modo preferido, de cerca de 5% em peso até cerca de 20% em peso de enzima. A composição de enzima preferida pode ainda conter polietilenoglicol, hexilenoglicol, polivinilpirrolidona, álcool tetra-hidrofurílico, glicerina, água e outros aditivos de composições de enzima convencionais, tais como, por exemplo, os descritos na patente U.S. N°. 5356800. O enzima pode ser adicionado a pasta em qualquer quantidade convencional, tal como numa quantidade de cerca de 0,001% em peso até cerca de 0,100% em peso de enzima com base no peso seco da pasta, por exemplo, de cerca de 0,005% em peso até cerca de 0,05% em peso.

Numa forma de realização preferida da presente invenção, uma composição de enzima está incluída na pasta ou matéria e contém, pelo menos, um oligómero de poliamida e, pelo menos, um enzima. A poliamida está presente numa quantidade eficaz para estabilizar o enzima. Exemplos de composições de enzima contendo oligómeros de poliamida e enzimas são descritos na Publicação do Pedido de Patente Internacional N° WO 99/43780.

Se estiver incluída uma composição de enzima, esta pode incluir uma combinação de dois ou mais enzimas diferentes. A composição de enzima pode incluir, por exemplo, uma combinação de uma lipase e uma celulose e, opcionalmente, pode incluir um agente de estabilização. O agente de estabilização pode ser um oligómero de poliamida como aqui descrito. 15

Pode ser adicionado um biocida à pasta de acordo com as utilizações convencionais de biocidas nos processos de fabrico de papel. Por exemplo, pode ser adicionado um biocida à pasta tratada num misturador após a pasta ter sido tratada com o enzima e polímero catiónico. Biocidas úteis nas pastas para o fabrico de papel de acordo com a presente invenção incluem biocidas bem conhecidos pelos especialistas na matéria, por exemplo, biocidas disponíveis na Buckman Laboratories International Inc., Memphis, Tenessee, tal como os biocidas BUSANT™.

As pastas ou matérias contendo a solução acídica aquosa de alumina da presente invenção podem ser adicionalmente tratadas com um ou mais outros componentes, incluindo polímeros tais como polímeros aniónicos e não iónicos, argilas, outras cargas, corantes, pigmentos, agentes antiespuma, microbiocidas, agentes de ajuste de pH, tais como alúmen e outros aditivos de processamento ou fabrico de papel. Estes aditivos podem ser adicionados antes, durante ou após a introdução da solução acídica aquosa de alumina. De um modo preferido a solução acídica aquosa de alumina é adicionada após a maior parte, se não todos, os outros aditivos e componentes terem sido adicionados à pasta. Deste modo, a solução acídica aquosa de alumina pode ser adicionada à pasta para o fabrico de papel após a adição de enzimas, coagulantes, floculantes, cargas, e outros aditivos para o fabrico de papel convencionais e não convencionais. A adição de uma solução acídica aquosa de alumina a uma pasta para o fabrico de papel de acordo com a presente invenção pode ser praticada na maior parte, se não em todas, as máquinas de fabrico de papel. 16

Um fluxograma de um sistema para o fabrico de papel para realizar o método da presente invenção é apresentado na

Figura 1. Deve ser entendido que o sistema mostrado é um exemplo da presente invenção e não pretende, de qualquer modo, restringir o âmbito da invenção. No sistema da Figura 1, um fornecimento opcional da composição de enzima e um fornecimento opcional da composição de polímero catiónica sintética pode, opcionalmente, separadamente ou simultaneamente, ser combinado nas desejadas concentrações respectivas com um fluxo de pasta para o fabrico de papel para formar uma pasta tratada. 0 fornecimento de pasta mostrado representa um fluxo de pasta, tal como por exemplo, fornecido a partir de um tanque ou silo de armazenamento da pasta. 0 fornecimento de pasta mostrado na Figura 1 pode ser uma conduta, um tanque de armazenamento, ou um tanque de mistura, ou outro recipiente, passagem ou zona de mistura para o fluxo de pasta. 0 fornecimento da composição de enzima pode ser, por exemplo, um tanque de armazenamento possuindo uma saída em comunicação com uma entrada de um tanque de pasta tratada. 0 fornecimento da composição de polímero catiónica sintética pode ser, por exemplo, um tanque de armazenamento possuindo uma saída em comunicação com uma entrada de um tanque de pasta tratada. A pasta, opcionalmente tratada com uma composição de enzima e/ou polímero catiónico, é passada do tanque de pasta tratada através de um refinador e então através de um misturador. Aditivos opcionais, por exemplo, amido, um biocida, agentes de ajuste de pH, e semelhantes, podem ser combinados com a pasta ou pasta tratada no misturador, tanque da máquina e/ou noutras localizações ao longo do fluxo de pasta através do sistema. Podem ser utilizadas válvulas e bombas convencionais utilizadas 17 em combinação com a introdução de aditivos convencionais. 0 refinador possui uma entrada em comunicação com uma saída do tanque de pasta tratada e uma saida em comunicação com uma entrada do misturador.

De acordo com a forma de realização da Figura 1, a pasta tratada no misturador é passada de uma saída do misturador através de uma comunicação para a entrada de um tanque da máquina. 0 misturador e o tanque da máquina podem ser de qualquer tipo convencional conhecido pelos especialistas na matéria. 0 tanque da máquina assegura um nível, ou seja, uma pressão constante na pasta ou matéria tratada ao longo da porção a jusante do sistema, particularmente na caixa frontal.

Do tanque da máquina, a pasta é passada para um silo de águas brancas e então para uma bomba de aletas. Da bomba de aletas, a pasta é bombeada para um crivo e a pasta filtrada é feita passar para a caixa frontal em que uma folha húmida de papel é feita sobre uma malha e drenada. No sistema da Figura 1, a pasta drenada que resulta do fabrico do papel na caixa frontal é recirculada para o silo de águas brancas. A manta de papel produzida na malha na caixa frontal é drenada para formar um produto de papel ou de cartão.

Numa forma de realização mostrada na Figura 2, o sistema inclui uma tina convencional. Uma solução aquosa acídica de alumina é adicionada à pasta tratada refinada entre o crivo e a caixa frontal. Uma solução aquosa acídica de alumina e um amido catiónico opcional adicionais, podem ser adicionados à tina ou noutro lugar no sistema embora não descrito na Figura 2. 0 sistema da Figura 2 possui um segundo refinador entre o tanque da máquina e a tina. Outros aditivos, incluindo amido, biocidas 18 e agentes de ajuste do pH, tais como alúmen, podem ser adicionados no misturador, no tanque da máquina na tina e/ou noutro sitio do sistema. Os agentes de ajuste do pH podem ser adicionados, quando necessário, em pontos múltiplos ao longo do fluxo de pasta ou de pasta tratada através do sistema.

Outra forma de realização da presente invenção é apresentada na Figura 3. A pasta é, opcionalmente, tratada num misturador com um polímero catiónico contendo azoto ou um amido catiónico. A pasta tratada é passada de um misturador para um tanque da máquina em que a composição de enzima é, opcionalmente, adicionada à pasta para formar uma pasta tratada com enzima. A pasta é então refinada e passada através de uma tina em que um polímero catiónico contendo azoto ou um amido catiónico podem ser opcionalmente adicionados à pasta. 0 polímero catiónico opcional ou amido adicionados à tina, se utilizada, pode ser o mesmo ou diferente que o primeiro polímero catiónico ou amido opcionalmente adicionado à pasta no misturador. Alternativamente, não é adicionado polímero catiónico ou amido à pasta na tina. Da tina, a pasta é então passada para um silo de águas brancas em que, na forma de realização mostrada, a solução aquosa acídica de alumina é adicionada à pasta. A pasta é então passada através de uma bomba de aletas para um crivo e, subsequentemente, para a caixa frontal. A matéria drenada que resulta da produção de uma folha na caixa frontal é recirculada para o silo de águas brancas.

Outros aditivos, incluindo biocidas, agentes de ajuste de pH, tais como alúmen e semelhantes, podem ser adicionados à pasta no misturador, no tanque da máquina, na tina da máquina e/ou noutro local do sistema. 19

De acordo com a forma de realização da presente invenção mostrada na Figura 3, se for adicionada uma composição de polímero catiónico contendo azoto no misturador, esta pode ser, por exemplo, um polímero catiónico contendo unidades de acrilamida e unidades de monómero catiónico. De acordo com uma forma de realização preferida da presente invenção mostrada na Figura 3, pelo menos, um do polímero catiónico opcional ou composições de amido é um amido que é adicionado à pasta. 0 equipamento da presente invenção pode também incluir dispositivos de medição para proporcionar uma concentração adequada da solução de alumina ou outros aditivos ao fluxo da pasta.

Um sistema de limpeza, por exemplo, um dispositivo de limpeza de força centrífuga pode ser disposto entre, por exemplo, a bomba de aletas e o crivo, de acordo com qualquer uma das formas de realização das Figuras 1-3 acima. 0 método, sistema e pasta da presente invenção proporcionam uma manta de papel que apresenta uma excelente drenagem e/ou retenção de finos. 0 papel e cartão resultante feito de acordo com o método da presente invenção, apresenta excelente opacidade e outras propriedades físicas desejadas. A solução aquosa acídica de alumina utilizada nas pastas para o fabrico de papel de acordo com a presente invenção pode ser também utilizada, de acordo com as formas de realização da invenção, para tratar correntes de águas residuais (ou outras correntes de água ou tanques de armazenamento) e correntes de corantes têxteis. A solução pode também ser adicionada a uma corrente de água ou a uma corrente de corante têxtil para tratar 20 a corrente de modo tal como descrito no que respeita à adição de micropartículas de alumina coloidal catiónicas fibrosas no documento WO 97/41063.

De acordo com a presente invenção, é proporcionado um método de floculação de um ou mais materiais sob a forma de partículas presente numa dispersão em que o método inclui o contacto da dispersão com uma quantidade de solução aquosa acidica de alumina suficiente para flocular, pelo menos, uma porção de materiais sob a forma de partículas. A dispersão pode ser uma corrente de água, uma corrente de águas residuais, uma corrente de corantes têxteis, uma corrente residual de corantes têxteis ou outras correntes ou outras misturas contendo partículas, suspensões, dispersões ou soluções. A utilização da solução aquosa acidica de alumina para tratar correntes é particularmente adequada para flocular materiais sob a forma de partículas presentes numa dispersão aquosa.

Lisboa, 14 de Setembro de 2007 21

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Método para o fabrico de papel ou cartão compreendendo: a) introdução de, pelo menos, uma solução aquosa acidica de alumina e um aditivo de microparticula de hectorite sintética a uma pasta para o fabrico de papel para formar uma pasta tratada; e b) formação da pasta tratada em papel ou cartão; em que a referida solução aquosa acidica de alumina contém partículas secundárias alongadas que são alongadas de cerca de 50 nm até cerca de 300 nm em apenas um plano e são formadas por coagulação aresta a aresta de partículas primárias do tipo placa rectangular, possuindo um comprimento num dos lados de cerca de 10 nm até cerca de 30 nm, quando observadas através de um microscópio electrónico, e em que a referida solução aquosa acidica de alumina é feita de partículas possuindo uma estrutura de hidrato de alumina boemite em que a referida solução aquosa acidica de alumina é adicionada em quantidades de cerca de 0,01% até cerca de 0,5% em peso com base no peso de sólidos secos de ambas a referida solução e a referida pasta.
2. Método da reivindicação 1, em que a referida solução possui um pH de cerca de 3 até cerca de 6.
3. Método da reivindicação 1, em que a referida solução aquosa acidica de alumina é adicionada à referida pasta numa quantidade de, pelo menos, cerca de 0,05 libras (22,68 g) 1 com base no peso de sólidos secos de ambas a solução e a pasta.
4. Método da reivindicação 1, em que a referida solução aquosa acidica de alumina é adicionada à referida pasta numa quantidade de cerca de 0,3 libras (136,08 g) por tonelada de matéria para papel até cerca de 5,0 libras (2,27 kg) por tonelada de matéria para papel com base no peso de sólidos secos de ambas a solução e a pasta.
5. Método da reivindicação 1, compreendendo ainda a introdução de, pelo menos, uma poliacrilamida aniónica à pasta.
6. Método da reivindicação 1, compreendendo ainda a combinação de, pelo menos, um amido catiónico com a referida pasta para o fabrico de papel antes da introdução da referida, pelo menos, uma solução aquosa acidica de alumina à referida pasta.
7. Método da reivindicação 1, em que a referida pasta compreende uma pasta de sulfito.
8. Método da reivindicação 1, compreendendo ainda a introdução de, pelo menos, uma composição de polímero à pasta ou pasta tratada.
9. Método da reivindicação 8, em que a referida, pelo menos, uma composição de polímero catiónica compreende um polímero de poliacrilamida catiónica.
10. Método da reivindicação 8, em que a referida, pelo menos, uma composição de polímero catiónica é um polímero 2 catiónico solúvel em água contendo unidades acrilamida e unidades monoméricas catiónicas.
11. Método da reivindicação 1, compreendendo ainda a adição de um polímero catiónico de elevado peso molecular à referida pasta para o fabrico de papel, seguida de sujeição da suspensão a elevadas condições de cisalhamento, antes da adição à referida solução aquosa acídica de alumina.
12. Método da reivindicação 1, compreendendo ainda, pelo menos, um enzima celulítico à referida pasta ou pasta tratada.
13. Método da reivindicação 1, compreendendo ainda, pelo menos, um enzima celulítico à referida pasta antes de introduzir a referida solução aquosa acídica de alumina na referida pasta.
14. Método da reivindicação 1, em que o referido aditivo de micropartícula de hectorite sintético é introduzido numa quantidade de cerca de 0,1 libras (45,36 g) até cerca de 2,0 libras (907,18 g) por tonelada de pasta, com base no peso de sólidos secos de ambos o referido aditivo e a referida pasta.
15. Papel ou cartão feito a partir de uma manta de papel drenada, compreendendo a referida manta de papel fibras ceulósicas e um aditivo de micropartícula de hectorite sintético, e de cerca de 0,01% até cerca de 0,5% em peso de uma solução aquosa acídica de alumina com base no peso de sólidos secos de ambas a referida solução e a referida manta de papel, em que a referida solução aquosa acídica de alumina contém partículas secundárias alongadas que são 3 alongadas de cerca de 50 nm até cerca de 300 nm em apenas um plano e são formadas por coagulação aresta a aresta de partículas primárias do tipo placa rectangular, possuindo um comprimento num dos lados de cerca de 10 nm até cerca de 30 nm, quando observadas através de um microscópio electrónico, e em que a referida solução aquosa acídica de alumina é feita de partículas possuindo uma estrutura de hidrato de alumina boemite.
16. Papel ou cartão da reivindicação 15, em que a referida solução possui um pH de cerca de 3 até cerca de 6.
17. Papel ou cartão da reivindicação 15, em que o referido aditivo em micropartículas de hectorite sintético está presente numa quantidade de cerca de 0,1 libras (45,36 g) até cerca de 2,0 libras (907,18 g) por tonelada de manta de papel, com base no peso de sólidos secos de ambos o referido aditivo e a referida manta de papel.
18. Papel ou cartão de acordo com a reivindicação 15, em que a referida manta de papel é drenada e seca. Lisboa, 14 de Setembro de 2007 4