PT1287202E

PT1287202E - Utilização de composições de anidrido alcenil-succínico para a engomagem de papel

Info

Publication number: PT1287202E
Application number: PT01937743T
Authority: PT
Inventors: Jian Jian Zhang; Shiow-Meei Lai
Original assignee: Hercules Inc
Priority date: 2000-05-30
Filing date: 2001-05-25
Publication date: 2011-11-17
Also published as: CN1432088A; RU2260644C2; US6348132B1; CA2407636C; CN1242118C; PL359128A1; BR0111183A; AR028650A1; TWI293095B; BR0111183B1; ES2368991T3; EP1287202B1; ATE524609T1; KR20030017983A; AU2001263448A1; EP1287202A2; ZA200300032B; CA2407636A1; WO2001092637A2; MXPA02011277A

Description

DESCRIÇÃO

UTILIZAÇÃO DE COMPOSIÇÕES DE ANIDRIDO ALCENIL-SUCCÍNICO PARA A ENGOMAGEM DE PAPEL

Campo da invenção A presente invenção tem por objecto novas composições de anidrido alcenil-succínico e as suas utilizações. Mais particularmente, a presente invenção tem por objecto novas composições de anidrido alcenil-succínico e a sua utilização, por exemplo, como agentes de engomagem do papel.

Antecedentes da invenção

Os compostos de anidrido alcenil-succínico (AAS) são utilizados largamente na indústria do fabrico do papel como aditivos para engomagem para melhorar as propriedades do papel, incluindo papel de alta qualidade, papelão canelado reciclado e painéis de gesso. Os compostos de AAS têm grupos funcionais reactivos que se crê que se ligam covalentemente a fibras de celulose e caudas hidrofóbicas que estão orientadas para fora da fibra. A natureza e a orientação destas caudas hidrofóbicas fazem com que a fibra vá repelir a água.

Os agentes comerciais de engomagem ou de repelência de água e gordura, à base de compostos de AAS, são normalmente preparados a partir de anidrido maleico e uma ou mais olefinas apropriadas, geralmente olefinas Ci4 a C22 · Os compostos de AAS preparados a partir de anidrido maleico e olefinas internas Ci6, olefinas internas Cis e misturas de olefinas internas Ci6 e Cie estão entre os compostos de AAS mais amplamente utilizados. 1

Embora os agentes de engomagem de AAS sejam comercialmente um sucesso, muito frequentemente sofrem de várias desvantagens incluindo, por exemplo, o grau de engomagem conferido dentro de uma vasta gama de niveis de adição. De acordo com isto, são necessários novos e/ou melhores alternativas aos agentes de engomagem do papel da técnica anterior, que tenham um melhor desempenho, especialmente um desempenho fora da máquina do papel, com um equilíbrio de custo favorável. A presente invenção tem por objecto estas, assim como, outras finalidades importantes.

Sumário da invenção

De acordo com isto, a presente invenção tem por objecto, em parte, novos agentes de engomagem do papel.

Especificamente, numa modalidade, providenciam-se processos para a engomagem do papel compreendendo a incorporação, no papel, de uma composição de engomagem que compreenda compostos de anidrido alcenil-succínico (AAS) , em que os compostos de AAS se obtêm por meio da reacção de anidrido maleico e uma mistura de olefinas, em que a mistura de olefinas compreende: de 3 % a 10 % de uma olefina com 14 átomos de carbono; de 20 % a 30 % de uma olefina com 15 átomos de carbono; de 20 % a 30 % de uma olefina com 16 átomos de carbono; de 20 % a 30 % de uma olefina com 17 átomos de carbono; de 10 % a 25 % de uma olefina com 18 átomos de carbono; e de 0 % a 15 % de uma olefina com 19 ou mais átomos de carbono.

Outro aspecto da presente invenção está relacionado com os processos para a engomagem do papel compreendendo a 2 incorporação, no papel, de uma composição de engomagem, compreendendo compostos de anidrido alcenil-succinico (AAS) , em que os compostos de AAS se obtêm por reacção de anidro maleico e uma mistura de olefinas com pelo menos 14 átomos de carbono, em que a mistura de olefinas compreende uma distribuição de ligação dupla de: de 0 % a 15 % de olefinas Ci; de 20 % a 40 % de olefinas C2; de 0 % a 25 % de olefinas C3; de 0 % a 25 % de olefinas C4; de 0 % a 25 % de olefinas C5; e de 20 0, Ό a 50 % de uma mistura de olefinas Cõ e superiores.

Ainda outro aspecto da presente invenção está relacionado com a preparação do papel engomado compreendendo: (a) a preparação de uma pasta de papel aquosa que inclui uma composição de engomagem do papel contendo compostos de anidrido alcenil-succinico (AAS), em que os compostos de AAS se obtêm por reacção do anidrido maleico e uma mistura de olefinas, em que a mistura de olefinas compreende: de 3 % a 10% de uma olefina com cerca de 14 átomos de carbono; de 20 Q. 0 a 30 % de uma olefina com cerca de 15 átomos de carbono; de 20 O. O a 30 % de uma olefina com cerca de 16 átomos de carbono; de 20 O. O a 30 % de uma olefina com cerca de 17 átomos de carbono; 3 de 10 % a 25 % de uma olefina com cerca de 18 átomos de carbono; e de 0 % a 15 % de uma olefina com cerca de 19 ou mais átomos de carbono; e (b) a laminagem e a secagem da pasta de papel da etapa (a), para se obter o papel.

Ainda um outro aspecto da presente invenção consiste em processos para preparar o papel engomado compreendendo: (a) preparar uma pasta de papel aquosa que inclui uma composição de engomagem de papel contendo compostos de anidrido alcenil-succínico (AAS), em que os compostos de AAS se obtêm por reacção de anidrido maleico e uma mistura de olefinas com pelo menos 14 átomos de carbono, em que a mistura de olefinas compreende uma distribuição de ligação dupla de: de 0 % a 15 % de olefinas Ci; de 20 % a 40 % de olefinas C2; de 0 % a 25 % de olefinas C3; de 0 % a 25 % de olefinas C4; de 0 % a 25 % de olefinas C5; e de 20 % a 50 % de uma mistura de olefinas Ce e superiores. (b) a laminagem e a secagem da pasta de papel da etapa (a), para se obter o papel.

Um outro aspecto da presente invenção tem por objecto composições de engomagem do papel compreendendo compostos de anidrido alcenil-succínico (AAS), obtidos por reacção do 4 anidrido maleico e uma mistura de olefinas, em que a mistura de olefinas compreende: de 3 % a 10% de uma olefina com 14 átomos de carbono; de 20 % a 30 % de uma olefina com 15 átomos de carbono; de 20 % a 30 % de uma olefina com 16 átomos de carbono; de 20 % a 30 % de uma olefina com 17 átomos de carbono; de 10 % a 25 % de uma olefina com 18 átomos de carbono; e de 0 % a 15 % de uma olefina com 19 ou mais átomos de carbono.

Ainda noutro aspecto, a presente invenção tem por objecto composições de engomagem do papel compreendendo compostos de anidrido alcenil-succinico (AAS), obtidos por reacção do anidrido maleico e uma mistura de olefinas com pelo menos 14 átomos de carbono, em que a mistura de olefinas compreende uma distribuição de ligação dupla de: de 0 % a 15 % de olefinas Ci; de 20 % a 40 % de olefinas C2; de 0 % a 25 % de olefinas C3; de 0 % a 25 % de olefinas C4; de 0 % a 25 % de olefinas C5; e de 20 o o a 50 % de uma mistura de olefinas Cõ e superiores.

Ainda noutro aspecto, a presente invenção tem por objecto processos para preparar composições de engomagem do papel compreendendo compostos de anidrido alcenil-succinico (AAS), em que o processo compreende o contacto de anidrido maleico com uma mistura de olefinas, em que a mistura de olefinas compreende: 5 de 3 % a 10% de uma olefina com 14 átomos de carbono; de 20 % a 30 % de uma olefina com 15 átomos de carbono; de 20 % a 30 % de uma olefina com 16 átomos de carbono; de 20 % a 30 % de uma olefina com 17 átomos de carbono; de 10 % a 25 % de uma olefina com 18 átomos de carbono; e de 0 % a 15 % de uma olefina com 19 ou mais átomos de carbono.

Um outro aspecto da presente invenção, diz respeito a processos de preparação de composições de engomagem do papel compreendendo compostos de anidrido alcenil-succinico (AAS) , em que o processo compreende o contacto de anidrido maleico e uma mistura de olefinas com pelo menos 14 átomos de carbono, em que a mistura de olefinas compreende uma distribuição de ligação dupla de: de 0 % a 15 % de olefinas Ci; de 20 % a 40 % de olefinas C2; de 0 % a 25 % de olefinas C3; de 0 % a 25 % de olefinas C4; de 0 % a 25 % de olefinas C5; e de 20 0, Ό a 50 % de uma mistura de olefinas C6 e superiores.

Estes e outros aspectos da presente invenção tornar-se-ão evidentes a partir da descrição detalhada que se segue.

Breve Descrição dos Desenhos

As figuras 1 2 são representações gráficas dos processos de ensaio das composições de engomagem de papel de acordo com as modalidades da presente invenção e as composições de engomagem de papel da técnica anterior. 6

Descrição Detalhada da Invenção A presente invenção tem por objecto, em parte, novas composições de anidrido alcenil-succinico e a sua utilização como agentes de engomagem de papel. Falando de uma forma genérica, a engomagem de papel com composições da presente invenção envolve, geralmente, a incorporação das composições da presente invenção no papel. 0 termo "incorporação", tal como se utiliza aqui, significa que as composições da presente invenção podem ser incorporadas no próprio papel (isto é, as composições servem como agentes de engomagem internos) ou podem ser aplicadas à superfície do papel (isto é, as composições servem como agentes de engomagem da superfície). Em modalidades preferidas, as composições da presente invenção podem ser utilizadas como agentes internos de engomagem.

As composições de engomagem da presente invenção compreendem, preferencialmente, compostos de anidrido alcenil-succinico (AAS) . Os compostos de AAS e os processos para a sua preparação estão descritos, por exemplo, em C. E. Farley e R. B. Wasser, "The Sizing of Paper, segunda edição", editado por W. F. Reynolds, Tappi Press, 1989, páginas 51-62. Os compostos de AAS são compostos por cadeias de hidrocarboneto insaturadas, contendo grupos pendentes de anidrido succínico. Os compostos de AAS líquidos, que são geralmente os preferidos nos processos e composições da presente invenção, podem derivar de anidrido maleico e olefinas apropriadas. Falando de um modo genérico, os compostos de AAS podem ser preparados pelo contacto de uma olefina, preferencialmente um excesso de uma olefina interna, com anidrido maleico, a uma temperatura e durante o tempo suficiente para providenciar o composto de AAS conforme indicado no esquema de reacção que se segue. 7

V Olefina Interna

Ρ \ Anidrido ftloenii-suooinioo (AAS)

Anidrido

Maleico

Se a olefina que se utiliza na preparação dos compostos de AAS não for uma olefina interna, como no caso, por exemplo, de α-olefinas, pode ser preferível isomerizar primeiro as olefinas para se obter olefinas internas.

As olefinas que podem ser utilizadas na preparação dos compostos de AAS da presente invenção podem ser lineares ou ramificadas. As olefinas contêm pelo menos 14 átomos de carbono. Mais preferencialmente, o comprimento da cadeia de carbono das olefinas utilizadas na preparação dos compostos de AAS da presente invenção pode variar de 14 átomos de carbono a 22 átomos de carbono e todas combinações e sub-combinações destes intervalos. Ainda mais preferencialmente, os compostos de AAS utilizados nos processos e nas composições da presente invenção podem ser preparados a partir de olefinas contendo de 16 a 19 átomos de carbono, sendo ainda as mais preferidas, as olefinas que contêm de 16 a 18 átomos de carbono. Os compostos de AAS que podem ser utilizados nos processos e nas combinações da presente invenção podem ser preparados, por exemplo, por combinação de anidrido maleico e misturas de duas ou mais olefinas, tais como, misturas de duas ou mais olefinas Cu, C15, Ci6, C17, Ci8, C19, C20, C21 e C22 ou por preparação, de forma separada, de compostos de AAS a partir de anidrido maleico e, por exemplo, olefinas C14, C15, Ci6, C17, Cie, C19, C20/ C21, e/ou C22 e misturas dos compostos de AAS preparados separadamente. As estruturas típicas dos compostos de AAS estão descritas, por exemplo, na patente norte-americana N°. 4.040.900. 8

Olefinas iniciais representativas que se podem fazer reagir com anidrido maleico para preparar os compostos de AAS para serem utilizados na presente invenção incluem, por exemplo, tetradeceno, pentadeceno, hexadeceno, heptadeceno, octadeceno, eicodeceno, eicoseno, heneicoseno, docoseno, 2-n-hexil-l-octeno, 2-n-octil-l-dodeceno, 2-n-octil-l-deceno, 2-n-dodecil-l-octeno, 2-n-octil-l-octeno, 2-n-octil-l-noneno, 2-n-hexil-l-deceno e 2-n-heptil-l-octeno. Entre estas olefinas as preferidas são tetradeceno, pentadeceno, hexadeceno, heptadeceno, octadeceno, eicodeceno, eicoseno, heneicoseno e docoseno. Outras olefinas que seriam apropriadas para serem utilizadas na preparação dos compostos de AAS para serem utilizadas na presente invenção, para além das exemplificadas antes serão evidentes para qualquer especialista na matéria desde que esteja habilitado com os ensinamentos do presente pedido de invenção.

De acordo com a presente invenção verificou-se, surpreendentemente e inesperadamente, que certos compostos de AAS, especialmente misturas de compostos de AAS derivados de algumas misturas de olefinas, possuem, com vantagem, propriedades e caracteristicas melhoradas. Especificamente, verificou-se que os compostos de AAS derivados de anidrido maleico e misturas de olefinas, tal como se descreveu aqui em detalhe, podem ser utilizados como agentes de engomagem de papel altamente eficazes. Assim, os compostos de AAS podem ser preparados a partir de uma mistura de olefinas ou, tal como se fez notar antes, os compostos de AAS podem ser preparados individualmente e depois misturados para providenciar a mistura desejada de compostos de AAS. As olefinas particulares que podem ser seleccionadas para serem utilizadas na preparação dos compostos de AAS da presente invenção podem variar consoante uma variedade de factores incluindo, por exemplo, o papel em particular que se pretende 9 engomar, os componentes da pasta de papel e similares. Falando de uma forma geral, as olefinas particulares escolhidas podem ser seleccionadas com base em critérios, tais como, por exemplo, o comprimento das olefinas (isto é, o número de átomos de carbono na olefina) e/ou a localização da ligação dupla nas olefinas (isto é, a distribuição da ligação dupla).

Tal como se utiliza aqui, o termo "%" refere-se à % em peso, a menos que seja indicado de outra forma. Além disso, a % total de olefinas nas misturas da presente invenção não pode exceder 100 %. Numa modalidade, a mistura de olefinas utilizada na preparação dos compostos de AAS compreende de 3 % a 10 % de uma olefina com 14 átomos de carbono, de 20 % a 30 % de uma olefina com 15 átomos de carbono, de 20 % a 30 % de uma olefina com 16 átomos de carbono, de 20 % a 30 % de uma olefina com 17 átomos de carbono, de 10 % a 25 % de uma olefina com 18 átomos de carbono e de 0 % a 15 % de uma olefina com 19 ou mais átomos de carbono. Preferencialmente, a mistura de olefinas utilizada na preparação dos compostos de AAS pode compreender de 3 % a 7 % de uma olefina com 14 átomos de carbono, de 20 % a 27 % de uma olefina com 15 átomos de carbono, de 20 % a 27 % de uma olefina com 16 átomos de carbono, de 20 % a 26 % de uma olefina com 17 átomos de carbono, de 13 % a 20 % de uma olefina com 18 átomos de carbono e de 4 % a 10 % de uma olefina com 19 ou mais átomos de carbono.

Noutra modalidade, a mistura de olefinas a partir da qual se podem preparar os compostos de AAS que se utilizam nos processos e nas composições da presente invenção pode ser preparada compreendendo uma distribuição de ligação dupla de 0 % a 15 % (e todas as combinações e sub-combinações neste intervalo) de olefinas Ci, de 20 % a 40 % (e todas as 10 combinações e sub-combinações neste intervalo) de olefinas C2, de 0 % a 25 % (e todas as combinações e sub-combinações neste intervalo) de olefinas C3, de 0 % a 25 % (e todas as combinações e sub-combinações neste intervalo) de olefinas C4, de 0 % a 25 % (e todas as combinações e sub-combinações neste intervalo) de olefinas C5 e de 20 % a 50 % (e todas as combinações e sub-combinações neste intervalo) de uma mistura de olefinas C6 e superiores. Preferencialmente, a mistura de olefinas utilizada na preparação dos compostos de AAS pode compreender uma distribuição de ligação dupla de 0 % a 3 % de olefinas Ci, de 25 % a 35 % de olefinas c2, de 10 % a 15 % de olefinas c3, de 10 % a 15 % de olefinas c4, de 10 % a 15 % de olefinas C5 e de 30 % a 44 % de uma mistura de olefinas Ce e superiores. Mais preferencialmente, a mistura de olefinas utilizada na preparação dos compostos de AAS pode compreender uma distribuição de ligação dupla de 0 % a 2 % de olefinas Ci, de 30 % a 35 % de olefinas C2, de 12 % a 15% de olefinas c3, de 13 % a 14 % de olefinas C4, de 10 % a 12 % de olefinas C5 e de 30 % a 35 % de uma mistura de olefinas Cõ e superiores.

As olefinas que se podem utilizar nas misturas de olefinas na preparação dos compostos de AAS para serem utilizados na presente invenção podem ser preparadas utilizando processos padrão de síntese orgânica, que serão evidentes para um especialista na matéria, desde que munidos dos ensinamentos do presente pedido de patente de invenção. Além disso, existe disponível no mercado uma grande variedade de olefinas apropriadas, quer individualmente ou sob a forma de misturas. Exemplos de misturas de olefinas que podem ser apropriadas para serem utilizadas na preparação das composições de engomagem da presente invenção incluem, por exemplo, NEODENE® alfa e olefinas internas, disponíveis comercialmente na Shell Chemical Co. Misturas de olefinas 11 disponíveis no mercado e que são particularmente apropriadas são as componentes de cadeia longa (em % em peso) e de distribuição da posição da ligação dupla (em % em peso) indicadas nos quadros 1 e 2, respectivamente.

Quadro 1. Composição de Olefinas de Cadeia Longa

Cl4 Cis o Cl7 o co C19 e superior Média de PM Média 4, 69 24,78 24,99 22, 65 16, 51 6, 38 230,12 Máxima 6, 23 26, 97 26, 97 25, 39 19, 84 9, 52 231,34 Mínima 3,41 22,88 23, 18 20, 66 13, 06 4, 64 228,76

Quadro 2. Distribuição Posicionai da Ligação Dupla

Amostra Olefina Ci Olefina c2 Olefina c3 Olefina c4 Olefina c5 Olefina C6 e superior 1 1,44 27,34 13, 97 12,87 14,28 30, 1 2 1,43 28,79 14,79 12, 62 11,73 30, 63 3 1,19 26, 34 14,21 12, 60 11,78 33, 89 4 1,31 25, 76 14,58 13, 33 12,2 37, 06 5 1,21 26, 04 14,54 12, 96 11,2 34, 05 6 1,33 26, 56 14,45 13, 13 10, 06 34,27 Um produto particularmente apropriado, o NEODENE®, para ser utilizado nos processos e nas composições da presente invenção é o NEODENE® 1518.

Também em modalidades preferidas, os compostos de AAS que podem ser utilizados nos processos nos processos e nas composições da presente invenção podem ser preparados misturando duas ou mais misturas de compostos de AAS com diferentes distribuições das ligações duplas. Por exemplo, misturando 7 0 % em peso de compostos de AAS derivados de anidrido maleico e 1 % de Ci, 18 % de C2, 8 % de C3 e 73 % de C4 e olefinas superiores e 30 % em peso de compostos de AAS derivados de anidrido maleico e de 12 % de Ci, 65 % de C2, 7 12 % de C3 e 16 % de C4 e olefinas superiores, resulta numa mistura de compostos de AAS que têm distribuições da ligação dupla, dentro do âmbito da presente invenção, conforme aqui descrito.

As composições de engomagem da presente invenção desejavelmente podem conferir engomagem ao papel, particularmente uma resistência vantajosa a líquidos ácidos, tais como tintas ácidas, ácido cítrico, ácido láctico, etc., quando comparadas com o papel engomado com agentes de engomagem da técnica anterior. Para além das propriedades já mencionadas, as composições de engomagem da presente invenção podem ser utilizadas isoladamente ou, se desejado, em combinação com outros materiais, tais como, por exemplo, alúmen, assim como pigmentos, cargas e outros ingredientes que podem ser normalmente adicionados ao papel. As composições de engomagem da presente invenção também podem ser utilizadas em conjunto com outros agentes de engomagem, de modo obter-se efeitos de engomagem aditivos. Uma vantagem das composições de engomagem da presente invenção é que elas não diminuem a resistência do papel e quando utilizadas com certos aditivos podem, de facto, contribuir para uma resistência global das folhas acabadas. Pode ser necessária apenas uma secagem ligeira ou condições de cura para desenvolver completamente o valor da engomagem.

Como será evidente para um técnico desta matéria, desde que munidos dos ensinamentos do presente pedido de patente de invenção, a utilização das composições de engomagem da presente invenção no fabrico de papel podem ser submetidas a um certo número de variações nas técnicas, cada uma das quais pode ainda ser modificada à luz de necessidades específicas do utilizador final. Falando de uma forma genérica, pode ser desejável conseguir uma dispersão uniforme da composição de 13 engomagem através da pasta de fibras sob a forma, por exemplo, de goticulas minúsculas que podem contactar intimamente com a superfície da célula. Pode obter-se uma dispersão uniforme, por exemplo, adicionando a composição de engomagem à pasta com uma agitação vigorosa ou adicionando uma emulsão completamente dispersa formada previamente. Podem adicionar-se agentes de dispersão química à pasta de fibras se for desejado.

Pode ser vantajoso utilizar, em conjunto com as composições de engomagem da presente invenção, um material que é por natureza catiónico ou que é capaz de se ionizar ou dissociar de tal maneira que produza um ou mais catiões ou outras partes carregadas positivamente. Esses agentes catiónicos têm demonstrado ser úteis como meios para ajudar à retenção das composições de engomagem da presente invenção, assim como fazer com que elas estejam em grande proximidade das fibras da pasta de papel. Entre os materiais que podem ser utilizados como agentes catiónicos nos processos de engomagem estão, por exemplo, alúmen, cloreto de alumínio, aminas gordas de cadeia longa, aluminato de sódio, poliacrilamida substituída, sulfato crómico, cola animal, resinas catiónicas termoestáveis e polímeros de poliamida. Os agentes catiónicos particularmente apropriados incluem, por exemplo, derivados catiónicos de amido, incluindo derivados de amido de aminas primárias, secundárias, terciárias ou quaternárias e outros derivados de amido catiónicos substituídos no azoto, assim como derivados catiónicos de amido e sulfónio e fosfónio. Podem ser preparados a partir de todos os tipos de amido incluindo milho, tapioca, batata, milho ceroso, trigo e arroz. Além disso, podem estar sob a sua forma original de grânulos ou podem ser convertidos em produtos pré-gelatinizados, solúveis em água fria e/ou utilizados na forma líquida. 14

Os agentes catiónicos assinalados podem adicionar-se ao concentrado, isto é, à pasta de papel, quer antes, quer durante ou depois da adição do agente de engomagem. Para se conseguir uma distribuição máxima, pode ser preferível adicionar o agente catiónico a seguir ou em combinação com as composições de engomagem. A adição à pasta de papel das composições de engomagem e/ou do agente catiónico pode ter lugar em qualquer momento do processo de fabrico do papel antes da última conversão da pasta de papel húmida numa rede ou folha seca. Assim, por exemplo, as composições de engomagem podem ser adicionadas à pasta enquanto esta última está no contentor, no batedor, no "hydropulper" e/ou na tina de concentrado.

Para se obter uma engomagem vantajosa, pode ser desejável dispersar uniformemente os agentes de engomagem pela pasta de fibra sob a forma de partículas tão pequenas quanto possível, preferencialmente, menores do que 2 mícron. Isto pode conseguir-se, por exemplo, emulsionando as composições de engomagem antes da adição à pasta utilizando meios mecânicos, tais como, por exemplo, agitadores de alta velocidade, homogeneizadores mecânicos e/ou através da adição de um agente de emulsionante apropriado. Os agentes emulsionantes apropriados incluem, por exemplo, agentes catiónicos, tal como os descritos antes, assim como agentes emulsionantes não catiónicos incluindo, por exemplo, hidrocolóides como amidos vulgares, derivados não catiónicos de amido, dextrinas, carboximetil-celulose, goma-arábica, gelatina e álcool polivinílico, assim como, tensioactivos. Exemplos de tensioactivos apropriados incluem, por exemplo, trioleato de polioxietileno e sorbitano, hexaoleato de polioxietileno e sorbitol, laurato de polioxietileno e sorbitol e oleato-laurato de polioxietileno e sorbitol. Quando se utilizam estes emulsionantes não catiónicos, pode 15 ser desejável adicionar separadamente um agente catiónico à pasta de papel depois da adição do agente de engomagem emulsionado. Na preparação destas emulsões com utilização de um emulsionante, este último pode ser primeiro disperso em água e a composição de engomagem pode então ser introduzida em conjunto com uma vigorosa agitação. Alternativamente, podem ser utilizadas as técnicas de emulsão descritas, por exemplo, na patente norte-americana N°. 4.040.900, cujas descrições se incorporam aqui como referência, integralmente.

Em certas circunstâncias, podem obter-se ainda melhorias na resistência à água por parte do papel preparado com as composições de engomagem da presente invenção, por exemplo, por meio da cura das redes, folhas ou produtos moldados resultantes. Este processo de cura pode envolver o aquecimento do papel até a uma certa temperatura e durante o tempo apropriado para se obter o desejado aumento da resistência à água. Falando de uma forma geral, o papel pode ser aquecido até temperaturas entre cerca de 80 °C e cerca de 150 °C, durante um período de aproximadamente 1 até cerca de 60 minutos. Contudo, deve ter-se em conta que essa cura posterior pode não ser necessária para uma operação, com sucesso, da presente invenção.

As composições de engomagem da presente invenção podem, obviamente, ser utilizadas com sucesso para a engomagem de papel preparado a partir de todos os tipos quer de combinações celulósicas, quer de combinações celulósicas com fibras não celulósicas. As fibras celulósicas que podem ser utilizadas incluem, por exemplo, sulfato lixiviado e não lixiviado (kraft) , sulfito lixiviado e não lixiviado, soda lixiviada e não lixiviada, sulfito neutro, resíduos florestais semi-químicos, resíduos florestais e qualquer combinação destas fibras. Estas designações referem-se a 16 fibras de pasta de madeira, que tenham sido preparadas por qualquer um dos vários processos que são normalmente utilizados na indústria da pasta e do papel. Além disso, pode utilizar fibras sintéticas de viscose rayon ou do tipo de celulose regenerada.

Podem adicionar-se todos os tipos de pigmentos e cargas ao papel que vai ser engomado utilizando os processos e as composições da presente invenção. Esses materiais incluem, por exemplo, argila, talco, dióxido de titânio, carbonato de cálcio, sulfato de cálcio e terra de diatomáceas. Também se pode incluir nos presentes processos e composições outros aditivos incluindo, por exemplo, alúmen, assim como outros agentes de engomagem. A quantidade da composição de engomagem da presente invenção que pode ser utilizada para engomar o papel pode variar consoante, por exemplo, a composição particular de engomagem utilizada, a pasta particular envolvida, as condições especificas de operação, a utilização final do papel prevista e similares. Falando de uma forma genérica, podem utilizar-se quantidades mais pequenas das composições de engomagem inicialmente e, se necessário, vai-se aumentando até se obter o efeito de engomagem desejado nestas circunstâncias. As concentrações desejáveis das composições de engomagem que podem ser utilizadas nos processos e nas composições da presente invenção, com base no peso anidro da pasta na folha ou na rede acabada, podem variar entre cerca de 0,5 e cerca de 20 libras por tonelada (lbs/T) e todas as combinações e sub-combinações destes intervalos. Numa forma preferida, as composições de engomagem da presente invenção podem ser utilizadas numa concentração entre cerca de 0,8 e cerca de 10 lbs/T, sendo a mais preferida, uma concentração entre cerca de 1 e cerca de 5 lbs/T. Em modalidades ainda 17 mais preferidas, as composições de engomagem do papel podem ser utilizadas numa concentração entre cerca de 1 e cerca de 2 lbs/T.

Se se utilizar também um agente catiónico nos processos e nas composições da presente invenção, a concentração de agente catiónico pode variar consoante, por exemplo, a composição de engomagem particular utilizada, o agente catiónico particular utilizado, a pasta particular envolvida, as condições especificas da operação, o uso final do papel considerado e similares. Falando de forma geral, pode usar-se inicialmente pequenas quantidades do agente catiónico e, se necessário, vai-se aumentando até se atingir o efeito desejado nestas circunstâncias. As concentrações desejáveis de agente catiónico que podem ser utilizadas nos processos e nas composições da presente invenção, baseiam-se no peso anidro na pasta na folha ou na rede acabada e podem variar entre cerca de 0,5 a cerca de 2,0 partes e todas as combinações e sub-combinações destes intervalos, por 1,0 parte de composição de engomagem é normalmente adequada.

As composições de engomagem da presente invenção também podem ser utilizadas para conferir repelência à água dos produtos celulósicos. Estas composições que repelem a água podem ser aplicadas ao vestuário em emulsões aquosas semelhantes às utilizadas para a engomagem do papel. A emulsão pode ser pulverizada sobre o produto têxtil ou o produto pode ser mergulhado numa emulsão de forma a distribuir o material de forma homogénea em todo o produto têxtil. O produto têxtil impregnado pode então ser retirado da solução e seco ao ar. Depois da secagem ao ar o tecido pode ser aquecido, preferencialmente até a uma temperatura e durante um tempo que faça atingir a cura desejada do agente impregnado dentro do tecido. Falando de uma forma geral, o 18

tecido pode ser aquecido até a uma temperatura em excesso de 100 °C, preferencialmente, até a uma temperatura de cerca de 125 °C, durante um período entre cerca de 15 e cerca de 20 minutos. Para temperaturas inferiores, são necessários tempos mais longos para efectuar o processo de cura. Para ser prático sob o ponto de vista comercial, o tempo de cura deve ser tão curto quanto possível e, preferencialmente, inferior a cerca de uma hora. Para temperaturas mais elevadas, pode fazer-se a cura por aquecimento em períodos de tempo mais curtos. O limite superior da temperatura à qual se pode realizar o processo de cura por aquecimento pode ser geralmente limitado pelas temperaturas às quais o produto têxtil começa a ficar castanho ou se torna descorado. A concentração das composições da presente invenção que pode ser utilizada como um repelente de água pode variar consoante, por exemplo, a composição particular utilizada, o produto têxtil particular utilizado, a utilização final do produto têxtil desejado e similares. Falando de uma forma genérica, podem utilizar-se quantidades mais pequenas das composições da presente invenção no início e, se desejado, vão-se aumentando até se obter o efeito de repelência da água nas presentes circunstâncias. As concentrações das composições desejáveis que podem ser utilizadas para se conseguir a repelência da água, com base no peso do produto têxtil, podem variar entre cerca de 0,7 a cerca de 2,5 % e podem ter todas as combinações e sub-combinações dos intervalos mencionados. A presente invenção é ainda descrita através dos exemplos que se seguem. Todos os exemplos são exemplos actuais. Estes exemplos têm fins apenas ilustrativos e não foram construídos como limitativos das reivindicações em anexo. 19

Exemplo 1

Este exemplo inclui uma descrição de uma comparação de misturas de olefinas que se podem utilizar na preparação de compostos de AAS para serem utilizados nos processos e composições da presente invenção e compostos de AAS utilizados na técnica anterior. Especificamente, no quadro 3 que se segue, mostra-se uma comparação, com medições em % em peso, dos componentes de Ci, C2, C3, C4, C5 e C6 e superiores nas misturas de olefinas que podem ser utilizadas na preparação dos compostos de AAS utilizados na presente invenção (exemplos IA e 1B) e misturas de olefinas que podem ser utilizadas para preparar compostos de AAS utilizados na técnica anterior (PA 1 e PA 2). As olefinas dos exemplos IA e 1B são olefinas internas de NEODENE, obtidas na Shell Chemical Co. Obteve-se PA 1 da BP Amoco Chemicals e PA 2 é um produto GULFTENE™, disponível comercialmente na Chevron Chemicals Co.

Quadro 3. Distribuição Posicionai da Ligação Dupla

Amostra Ci c2 c3 c4 c5 C6 e superior Exemplo IA 1,86 31,27 14,95 13, 15 13, 93 24, 91 Exemplo 1B 1,31 26, 73 14,70 13, 10 9, 42 34, 83 PA 1 1,26 10, 61 7,74 12,23 10, 36 57, 80 PA 2 0, 54 11,47 9, 00 12,77 12,19 54, 03

Exemplo 2

Este exemplo inclui uma descrição de uma comparação da distribuição da ligação dupla nos compostos de AAS para serem utilizados nos processos e nas composições dentro do âmbito da presente invenção e compostos de AAS utilizados na técnica anterior. Especificamente, no quadro 4 que se segue, mostra-se uma comparação, com medições em % em peso dos componentes 20 de Ci, C2, C3/ C4 e superiores nos compostos de AAS utilizados na presente invenção (exemplo 2A) e nos compostos de AA.S utilizados na técnica anterior (PA 3, PA 4 e PA 5). 0 exemplo 2A foi obtido a partir de anidrido maleico e da mistura de olefinas do exemplo IA. PA 3 derivou do anidrido maleico e das olefinas internas Ci6 obtiveram-se da Dixie Chemical Inc. PA 4 e PA 5 derivaram de anidrido maleico e das olefinas internas Ci6 e C18, respectivamente, obtidas da Bercen Inc.

Quadro 4. Distribuição Posicionai da Ligação Dupla

Amostra Ci c2 c3 C4 e superior Exemplo 2A 3 30 13 54 PA 3 1 18 8 73 PA 4 12 65 7 16 PA 5 9 67 7 16

Exemplo 3

Este exemplo inclui uma descrição dos processos de análise das composições de engomagem de papel dentro do âmbito da presente invenção e das composições de engomagem de papel da técnica anterior.

As composições de engomagem do exemplo 2A, PA 3 e PA 4, foram analisadas quanto à eficiência da engomagem do papel em papelão canelado reciclado e papel de alta qualidade, para vários niveis de adição. Os dados da avaliação estão indicados nas figuras 1 e 2. Os dados indicam que o exemplo 2A, que é uma composição de engomagem dentro do âmbito da presente invenção, ultrapassou o desempenho de PA 3 e PA 4, que são composições de engomagem da técnica anterior, para têxteis de pequena dimensão. 0 exemplo 2A ultrapassou em desempenho tanto PA 3 como PA 4 para todos os niveis de adição (ver figuras 1 e 2) e foi significativamente melhor 21 que PA 3 para níveis de adição elevados no estudo do papel de alta qualidade (ver figura 2).

Lisboa, 2 de Novembro de 2011. 22

Claims

REIVINDICAÇÕES 1. Composição de engomagem de papel, caracterizada pelo facto de compreender compostos de anidrido alcenil-succínico (AAS) obtidos pela reacção de anidrido maleico e uma mistura de olefinas, de acordo com a seguinte reacção:

em que a referida mistura de olefinas compreende: de 3 % a 10% de uma olefina com 14 átomos de carbono; de 20 % a 30 % de uma olefina com 15 átomos de carbono; de 2 0 % a 30 % de uma olefina com 16 átomos de carbono; de 2 0 % a 30 % de uma olefina com 17 átomos de carbono; de 10 % a 25 % de uma olefina com 18 átomos de carbono; e de 0 % a 15 % de uma olefina com 19 ou mais átomos de carbono, em que o termo "%" refere-se a % em peso.
2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de a referida mistura de olefinas compreender: de 3 % a 7 % de uma olefina com 14 átomos de carbono; de 20 % a 27 % de uma olefina com 15 átomos de carbono; 1 de 20 % a 27 % de uma olefina com 16 átomos de carbono; de 20 % a 26 % de uma olefina com 17 átomos de carbono; de 13 % a 20 % de uma olefina com 18 átomos de carbono; e de 4 % a 10 % de uma olefina com 19 ou mais átomos de carbono, em que o termo "% " refere- se a % em peso.
3. Composição de engomagem de papel, caracterizada pelo facto de compreender compostos de anidrido de alcenil-succínico (AAS) obtidos pela reacção de anidrido maleico com uma mistura de olefinas com pelo menos 14 átomos de carbono, de acordo com a seguinte reacção:

em que a referida mistura de olefinas compreende uma distribuição de ligação dupla de: de 0 % a 15 % de olefinas Ci; de 20 % a 40 % de olefinas C2; de 0 % a 25 % de olefinas C3; de 0 % a 25 % de olefinas c4; de 0 % a 25 % de olefinas C5; e de 20 0, Ό a 50 % de uma mistura de olefinas Ce e superiores, em que o termo "%" refere-se a % em peso. y 2
4. Composição, de caracterizada pelo facto acordo reivindicação 3, de a referida mistura de com a olefinas compreender uma distribuição de ligação dupla de: de 0 % a 3 % de ; olefinas Ci; de 25 % a 35 O, Ό de olefinas C2; de 10 % a 15 O, Ό de olefinas C3; de 10 % a 15 O, Ό de olefinas C4; de 10 % a 15 Q, Ό de olefinas C5; e de 30 % a 44 9. 0 de uma mistura de olefinas C6 e superiores, em que 0 termo \\ 0, n 0 refere-se a % em peso.
5. Composição, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo facto de a referida mistura de olefinas compreender uma distribuição de ligação dupla de: de 0 % a 2 % de olefinas Ci; de 30 % a 35 % de olefinas C2; de 12 % a 15% de olefinas C3; de 13 % a 14 % de olefinas C4; de 10 % a 12 % de olefinas C5; e de 30 % a 35 % de uma mistura de olefinas Cõ e superiores, em que o termo "%" refere-se a % em peso.
6. Processo para a engomagem de papel caracterizado pelo facto de compreender a incorporação no papel de uma composição de engomagem, tal como definida em uma qualquer das reivindicações 1 a 5. 3
7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo facto de a referida composição de engomagem ser incorporada internamente no papel.
8. Papel engomado, preparado de acordo com o processo da reivindicação 6.
9. Processo para a preparação de papel engomado, caracterizado pelo facto de compreender: (a) providenciar uma pasta de papel aquosa que inclui uma composição de engomagem de papel, tal como definido em uma qualquer das reivindicações 1 a 5 (b) laminagem e secagem da referida pasta de papel da etapa (a) para se obter o papel.
10. Papel, caracterizado pelo facto de se preparar de acordo com o processo da reivindicação 9.
11. Processo para a preparação de uma composição de engomagem de papel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de o processo compreender a reacção de anidrido maleico com uma mistura de olefinas, tal como definida na reivindicação 1, de acordo com a seguinte reacção:
12. Processo para a preparação de uma composição de engomagem de papel, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto de o processo compreender a 4 reacção de anidrido maleico com uma mistura de olefinas, tal como definida na reivindicação 3, de acordo com a seguinte reacção: p O + .0 % ζ o Lisboa, 2 de Novembro de 2011. 5