PT1831459E - Método para a produção de papel, papelão e cartão - Google Patents

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DESCRIÇÃO "MÉTODO PARA A PRODUÇÃO DE PAPEL, PAPELÃO E CARTÃO" A invenção refere-se a um método para a produção de papel, papelão e cartão por meio da introdução de um sistema de microparticulas de um auxiliar de retenção polimérico com uma massa molar Mw de pelo menos 2 milhões e de uma componente inorgânica de partículas finas, a uma pasta de papel com uma densidade de material de no máximo 2 0 g/L e desidratação da pasta de papel, em que a pasta de papel é submetida a pelo menos uma fase de cisalhamento, antes ou depois da introdução do auxiliar de retenção catiónico. A utilização de combinações de polímeros não iónicos ou aniónicos e da bentonita, como auxiliares de retenção na produção de papel, é conhecida, por exemplo, da US-A- 3,052,595 e da EP-A-0 017 353.

Da EP-A-0 223 223 é conhecido um método para a produção de papel e cartão por meio da desidratação de uma pasta de papel, em que à pasta de papel com uma concentração de celulose de entre 2,5 e 5% em peso é primeiramente acrescentada bentonita, depois a pasta de papel é diluída, acrescentando-se um polímero altamente catiónico com uma densidade de carga de pelo menos 4 meq/g e finalmente é acrescentado um polímero de elevado peso molecular, à base de acrilamida e a pasta obtida é desidratada após a mistura.

De acordo com o método conhecido da EP-A-0 235 8 93 para a produção de papel, doseia-se para uma suspensão aquosa de material fibroso, primeiramente um polímero sintético catiónico essencialmente linear, com uma massa molar de mais de 500.000, numa quantidade de mais de 0,03 % em peso, relativamente à pasta de papel seca, submete-se então a mistura à ação de um campo de cisalhamento, onde a seguir os flocos obtidos são divididos em micro flocos, que transportam uma carga catiónica, doseia-se então bentonita e desidrata-se a pasta assim obtida sem mais ação de forças de cisalhamento. A EP-A-0 335 575 descreve um método para a produção de papel, em que se doseia primeiramente um polimero catiónico auxiliar de fixação para uma pasta e seguidamente se doseia o polimero catiónico solúvel na água e a pasta assim obtida é submetida a seguir a uma fase de cisalhamento e seguidamente, com a introdução de bentonita, forma flocos.

Na EP-A-0 885 328 é descrito um método para a produção de papel, em que numa suspensão aquosa de material fibroso é primeiramente doseado um polimero catiónico, a mistura é depois submetida à ação de um campo de cisalhamento, seguidamente é introduzida uma dispersão de bentonita e a pasta assim obtida é desidratada.

Da EP-A 0 711 371 é conhecido um outro método para a produção de papel. Neste método é introduzido um polimero sintético, catiónico, de elevado peso molecular, numa suspensão espessa de material celuloso. Após a diluição do material grosso floculado, antes da desidratação, é adicionado um coagulante, constituído por um coagulante inorgânico e/ou um segundo polímero, solúvel na água, de peso molecular nulo e altamente catiónico.

Na EP-A-0 910 701 é descrito um método para a produção de papel e cartão, em que à pasta de papel são adicionados, sucessivamente, polímero catiónico de peso molecular nulo ou de peso molecular reduzido, à base de polietilamina ou polivinilamina e seguidamente, um polímero catiónico de elevado peso molecular como seja poliacrilamida, polivinilamina ou amido catiónico. Depois dessa pasta ser submetida a pelo menos uma fase de cisalhamento, é floculada por meio da introdução de bentonita e a pasta de papel é desidratada.

Da EP-A-0 608 986 é conhecido, na produção de papel, o dosear um auxiliar de retenção catiónico no material grosso. Um outro método para a produção de papel e cartão é conhecido da US-A-5,393,381, da WO-A-99/66130 e da WO-A-99/63159, em que também é usado um sistema de micropartícuias de um polímero catiónico e bentonita. Como polímero catiónico é usado um polímero catiónico hidrossolúvel, poliacrilamida ramificada.

Na WO-A-01/34910 é descrito um método para a produção de papel, no qual para a suspensão da pasta de papel é doseado um polissacarídeo ou um polímero sintético de elevado peso molecular. Seguidamente é necessário efetuar-se um cisalhamento mecânico da pasta de papel. A refloculação dá-se por meio da introdução de um componente inorgânico, como seja sílica, bentonita ou argila e um polímero hidrossolúvel.

Da US-A-6,103,065 é conhecido um método para o aperfeiçoamento da retenção e da desidratação de pastas de papel, em que se introduz numa pasta de papel, após o último cisalhamento, um polímero catiónico com uma massa molar de 100.000 a 2 milhões e uma densidade de carga de mais do que 4,0 meq/g e simultaneamente ou depois se introduz um polímero com uma massa molar de pelo menos 2 milhões e uma densidade de carga de pelo menos 4,0 meq/g, e depois disso doseia-se bentonita. Neste método não é necessário submeter a pasta de papel a um cisalhamento após a introdução dos polímeros. Depois da introdução dos polímeros e da bentonita, a pasta pode ser desidratada, sem mais nenhuma ação de forças de cisalhamento, com formação da folha.

Da DE-A-102 36 252 é conhecido um método para a produção de papel, papelão e cartão por meio do cisalhamento de uma pasta de papel, introdução de um sistema de micropartícuias de um polímero catiónico e de um componente inorgânico de partículas finas na pasta de papel, após a última fase de cisalhamento, antes da caixa de chegada, desidratação da pasta de papel e formação de folha e secagem da folha, em que como polímero catiónico do sistema de micropartículas são introduzidos poliacrilamida, unidades de vinilamina contendo polímeros e/ou cloreto de polidialildimetilamónio com uma massa molar média M„ de pelo menos 500.000 Dalton cada e uma densidade de carga de cada um num máximo de 4,0 meq/g. A US 6719881 descreve um sistema de micropartículas, para utilização como auxiliar de retenção e de desidratação na produção de produtos de papel alcalinos e ácidos, o qual contém um polímero auxiliar de floculação, um coloide ácido e um coagulante ou auxiliar de floculação com um peso molecular médio. O coloide ácido compreende uma solução aquosa do polímero ou copolímero hidrossolúvel de aldeído de melamina, de preferência formaldeído de melamina e é proporcionado numa mistura da ordem de 0,005% em peso a 0,5% em peso, relativamente ao peso em seco das matérias sólidas no material fornecido. A EP 1039026 revela a produção de papel por meio da preparação de uma suspensão de material espesso de celulose, floculação do material espesso por meio da introdução de um polímero com um peso molecular relativamente elevado e uma densidade de carga catiónica relativamente reduzida, diluição da matéria espessa floculada a fim de obter matéria diluida e depois desidratação, a fim de obter uma folha de papel. Habitualmente o coagulante é introduzido antes da desidratação do material diluido e os melhores resultados são obtidos por meio da adição do coagulante seguida de material coloidal aniónico, como a bentonita.

Nos métodos de produção de papel conhecidos, nos quais se usa um sistema de microparticulas como auxiliar de retenção, são necessárias maiores quantidades de polimero e de bentonita. Cada um dos métodos, que necessariamente exigem a utilização de polimeros catiónicos com uma densidade de carga de mais de 4,0, produzem papéis com tendência para amarelar. Os métodos com microparticulas, até aqui conhecidos para a produção de papel, têm, além disso a desvantagem de não preencherem as exigências, hoje em dia colocadas, à formação e à retenção dos materiais de enchimento ou dos materiais finos. A presente invenção tem por objeto fundamental disponibilizar mais um método para a produção de papel, papelão e cartão com a utilização de um sistema de microparticulas., em que, comparado com os métodos conhecidos, possui uma melhor retenção e obtém papel, que apresenta uma melhor formação. O objeto da invenção ré atingido com um método para a produção de papel, papelão e cartão por meio da introdução de um sistema de microparticulas de um auxiliar de retenção polimérico com uma massa molar Mw de pelo menos 2 milhões e um componente inorgânico de partículas finas, numa pasta de papel, com uma densidade de pasta superior a 20g/L e desidratação da pasta de papel, em que a pasta de papel, antes ou depois da introdução do auxiliar de retenção, é submetida a uma fase de cisalhamento, quando se introduz o auxiliar de retenção em pelo menos dois locais da pasta de papel e o componente inorgânico de particulas finas é doseado em dois pontos de dosagem, antes ou depois da introdução do auxiliar de retenção, ou entre dois locais de dosagem para o auxiliar de retenção, em que se usam como componente inorgânico de particulas finas do sistema de microparticulas, pelo menos um de entre bentonita, silica coloidal, silicato, carbonato de cálcio ou suas misturas.

Segundo o método de acordo com a invenção, podem ser produzidos todos os tipos de papel, por exemplo cartão, cartão de dobrar para caixas, papel de revestimento de uma ou de múltiplas camadas, cartão ondulado, papel de imprensa, o chamado papel de média densidade para escrita e impressão de documentos, papéis naturais para rotogravura e papéis leves de revestimento. Para se produzirem tais papéis pode.se, por exemplo partir de aparas de madeira, material termomecânico (TMP), material quimico termomecânico (CTMP), material triturado (PGW), material de madeira como sejam sulfito e sulfato de celulose. As celuloses tanto podem ser de fibras curtas como também de fibras longas. É, no entanto, igualmente possivel, usar fibras vindas de papel reciclado, sós ou em mistura com outras fibras, para a produção de papel, papelão e cartão. De preferência resultam do método de acordo com a invenção, produtos de papel muito brancos, produzidos a partir de qualidades muito finas de madeira.

Os papéis podem, eventualmente compreender até 40% em peso, no máximo 5 a 35% em peso de material de enchimento. Materiais de enchimento adequados são, por exemplo, óxido de titânio, giz, talco, caulino, cetim branco, sulfato de cálcio, sulfato de bário, argila ou óxido de alumínio naturais ou precipitados. A produção dos produtos de papel dá-se continuamente. Geralmente parte-se de um material espesso, o qual tem uma densidade material, por exemplo na casa dos 3 a 6% em peso. 0 material espesso é diluído para uma densidade do material de no máximo 20 g/L e é tratado de acordo com a invenção para cada um dos produtos de papel desejados. A densidade atinge, por exemplo, 3 a 15 g/L, de preferência 5 a 12 g/L e situa-se, na maior parte das vezes na casa dos 6 a 10 g/L. O sistema de micropartícuias é constituído, de acordo com a invenção, por um auxiliar de retenção polimérico com uma massa molar Mw de pelo menos 2 milhões e um componente aniónico de partículas finas. O auxiliar de retenção carregado pode ser catiónico, aniónico, anfotérico ou não iónico. Como polímeros podem considerar-se auxiliares de retenção sintéticos como, por exemplo, pelo menos um polímero do grupo das poliacrilamidas não iónicas, das polimetracrilamidas não iónicas, das poliacrilamidas catiónicas, das polimetracrilamidas catiónicas, das poliacrilamidas aniónicas, das polimetracrilamidas aniónicas, das poli (N-vinilformamidas), das unidades de vinilamina contendo polímeros e cloreto de poli polidialildimetilamónio. A massa molar média Mw do auxiliar de retenção polimérico atinge, em cada, pelo menos 2 milhões de Dalton, de preferência pelo menos 3 milhões e situa-se, a maior parte das vezes, na casa dos, por exemplo, 3,5 milhões a 15 milhões. A densidade de carga dos polímeros considerados atinge por exemplo, no máximo, 4,0 meq/g. São particularmente preferidas poliacrilamidas catiónicas com uma massa molar média Mw de pelo menos 5 milhões de Dalton e uma densidade de carga de 0,1 a 3,5 meq/g e polivinilaminas, que podem obter-se por hidrólise de unidades de vinilformamida contendo polímeros e que têm uma massa molar média de pelo menos 2 milhões de Dalton. As polivinilaminas são, de preferência, produzidas por meio de hidrólise de homopolímeros de N-vinilformamidas, em que o grau de hidrólise atinge por exemplo até 100%, a maior parte das vezes 70 a 95%. Também copolimerizados de N-vinilformamida com outros monómeros etilénicos insaturados como acetato de vinilo, propionato de vinilo, éster metílico de ácido acrílico, éster acrílico de ácido metacrílico, acrilamida, acrilonitrilo e/ou metacrilonitrilo, podem ser hidrolisados para unidades de vinilamina contendo polímeros e utilizados de acordo com a invenção. De acordo com a invenção podem-se, por exemplo, utilizar todas as polivinilaminas com uma massa molar Mw de pelo menos 2 milhões, que se podem obter por meio de hidrólise de unidades de vinilformamida contendo polímeros, em que o grau de hidrólise das unidades de vinilf ormamida atinja entre 0,5 e 100 mol%. A produção de homo e copolimerizados de N-vinilformamida é conhecida. Ela está, por exemplo, descrita em termos de execução na US 6,132,558, coluna 2, linha 36 a coluna 5 linha 25. As formas de realização aí reveladas são incorporadas, sob referência ao teor da apresentação, na presente comunicação. As poliacrilamidas catiónicas são, por exemplo, copolimerizados que, por meio de copolimerização da acrilamida e pelo menos um Di-Cl-a C2-alquilamino-C2-a C4-alquil (meta) acrilato ou uma acrilamida básica sob a forma das bases livres, dos sais com ácidos orgânicos ou inorgânicos ou dos compostos que se podem obter com alquilo halogenetos quaternizados.

Exemplos de tais compostos são metacrilato de dimetilaminoetilo, metacrilato de dietilaminoetilo, acrilato de dimetilaminopropilo, acrilato de dietilaminoetilo, metacrilato de dimetilaminoetilo, acrilato de dimetilaminoetilo, metacrilato de dimetilaminopropilo, acrilato de dimetilaminopropilo, metacrilato de dietilaminopropilo, acrilato de dietilaminopropilo e/ou acrilamida de dimetilaminoetilo, metacrilamida de metilaminoetilo, acrilamida de dimetilaminopropilo, metacrilamida de dimetilaminopropilo e/ou cloreto de dialildimetilamónio. Os chamados comonómeros podem também ser copolimerizados com metacrilamida para polimetacrilamidas que contém, por exemplo, 5 a 40 Mol% de pelo menos um monómero catiónico, como o acrilato de dimetilaminoetilo ou o cloreto de dialildimetilamónio numa forma polimerizada. Polimetacrilamidas catiónicas podem também ser usadas como auxiliares de retenção poliméricos dos sistemas de microparticulas.

Outros exemplos de poliacrilamidas catiónicas e de polimerizados contendo unidades de vinilamina podem ser obtidos nos locais da literatura referida no estado da técnica, como sejam as EP-A-0 910 701 e US-A-6, 103, 065. Podem usar-se poliamidas, tanto lineares como também ramificadas. Tais polímeros são produtos vulgares no mercado.

Outros auxiliares de retenção poliméricos adequados dos sistemas de microparticulas são as poli (N-vinilformamidas). Eles são produzidos, por exemplo, por meio de polimerização de N-vinilformamida para homopolimerizados ou por meio de copolimerização de N-vinilformamida juntamente com pelo menos um outro monómero etilénico insaturado. As unidades de vinilformamida desses polímeros - em contraste com a produção de unidades de vinilamina contendo polimerizados - não são hidrolisados. Os copolimerizados podem ser catiónicos, aniónicos ou anfotéricos. Os polímeros catiónicos obtêm-se, por exemplo, por meio da copolimerização de N-vinilformamida com pelo menos um dos referidos monómeros básicos da copolimerização da acrilamida. Os polímeros aniónicos de N-vinilformamida podem ser obtidos por copolimerização de N-vinilformamida em presença de pelo menos um monómero ácido mono etilénico insaturado. Tais comonómeros são, por exemplo ácidos carbónicos C3 a C5, ácido sulfónico de acrilamida-2-metilpropano, ácido sulfónico de estirol ou acrilato de sulfopropil. Os monómeros ácidos podem também ser completamente utilizados com bases metálicas alcalinas, bases metálicas terrosas e/ou bases amónio em forma neutralizada com a copolimerização com N-vinilformamida. Os referidos copolimerizados contêm unidades de monómeros aniónicos ou catiónicos, polimerizados por exemplo em quantidades de 0,5 a 50, de preferência 5 a 40 mol%. Copolimerizados de N-vinilformamida podem, além disso, ser anfotéricos, quando contenham unidades de monómeros aniónicos e catiónicos mono etilénicos insaturados polimerizados.

Outros auxiliares de retenção adequados são poliacrilamidas não iónicas e polimetacrilamidas não iónicas, que se podem obter por meio de polimerização da acrilamida e/ou da metacrilamida, bem como poliacrilamidas aniónicas e polimetacrilamidas aniónicas. As poli(meta)acrilamidas aniónicas podem ser obtidas, por exemplo através da polimerização de acrilamida ou de metacrilamida com pelo menos um monómero aniónico. Como monómeros aniónicos são por exemplo considerados os ácidos carbónicos C3 a C5, como sejam ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido crotónico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido vinil-acético ou etacrílico, bem como ácido vinil fosfónico, ácido estirol sulfónico, ácido acrilamida-2metilpropanosulfónico, acrilato de sulfopropil ou metacrilato de sulfopropil, bem como monómeros que apresentem sais de metal alcalino, sais de metal alcalino terroso e sais de amónio dos grupos de ácidos. Os copolimerizados contendo, por exemplo 1 a 50 mol%, de preferência 5 a 40 mol% de pelo menos um monómero aniónico sob forma polimerizada. Além disso podem ser utilizados copolímeros anfotéricos de acrilamida e metacrilamida como auxiliares poliméricos de retenção dos sistemas de microparticulas. Tais copolimerizados podem obter-se por meio da copolimerização de acrilamida ou metacrilamida em presença de pelo menos um monómero aniónico e pelo menos um monómero catiónico etilénicos insaturados.

Outros auxiliares de retenção de polímeros catiónicos, adequados para o sistema de microparticulas, são os cloretos de polidialildimetilamónio (poliDADMAC) com uma massa molar média de pelo menos 1 milhão de Dalton. Polímeros desse tipo são produtos de mercado.

Os auxiliares de retenção poliméricos do sistema de microparticulas são introduzidos na pasta de papel numa quantidade de 0,005 a 0,5 % em peso, de preferência numa quantidade de 0,01 a 0,25% em peso, relativamente à pasta de papel seca.

Como componente orgânico do sistema de microparticulas são considerados, por exemplo, bentonita, sílica coloidal, silicatos e/ou carbonato de cálcio. Por sílica coloidal devem ser entendidos produtos à base de silicatos, por exemplo microgel de sílica, sol de sílica, poli silicatos, silicatos de alumínio, silicatos de boro, poli silicatos de boro, argila ou zeólita. O carbonato de cálcio pode, por exemplo, ser utilizado como componente inorgânico do sistema de microparticulas, sob a forma de giz, carbonato de cálcio mordo ou carbonato de cálcio precipitado. Por bentonita entende-se a generalidade dos silicatos estratificados, os quais podem inchar na água. Trata-se aqui particularmente do mineral de argila montemorilonita, bem como minerais de argila semelhantes, como nontronita, hectorita, saponita, sauconita, beidelita, alevardita, illita, haloisite, atapulgita e sepiolita. Esses silicatos estratificados são, de preferência, ativados antes da sua utilização, isto são levados a uma forma dilatável na água, em que se tratam os silicatos estratificados com uma base aquosa, como soluções aquosas de hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, soda, potassa, amoniaco ou aminas. De preferência usa-se bentonita como componente inorgânico do sistema de microparticulas, na forma tratada com hidróxido de sódio ou outras bentonitas desse tipo, que já foram obtidas na forma de sódio, a chamada bentonita Wyoming. 0 diâmetro das plaquetas da bentonita dispersa na água, na forma tratada com hidróxido de sódio tem, por exemplo, um máximo de 1 a 2 mm, situando-se a espessura das plaquetas em cerca de 1 nm. Para cada tipo e ativação, a bentonita tem uma superfície específica de entre 60 e 800 m2/g. Bentonitas típicas são descritas, por exemplo, na EP-B-0235893. No processo de produção de papel a bentonita é introduzida na suspensão de celulose, tipicamente sob a forma de uma pasta aquosa de bentonita. Essa pasta aquosa de bentonita pode, por exemplo, conter até 10% em peso de bentonita. Normalmente as pastas aquosas contêm cerca de 3 a 5% em peso de bentonita.

Como sílicas coloidais podem ser usados produtos do grupo das partículas à base de silício, micro géis de sílica, sóis de sílica, silicatos de alumínio, silicatos de boro, silicatos de poli boro ou zeólitas. Estas têm uma superfície específica de 50 a 1.500 m2/g e uma divisão média de tamanhos de partícula de 1-250 nm, normalmente na casa dos 5-100 nm. A produção de tais componentes está descrita, por exemplo, nas EP-A-0 041 056, EP-A-0 185 068 e US-A- 5,176,891. A argila ou também o caulino, são silicatos de alumínio hidratado com uma estrutura em forma de plaquetas. Os cristais têm uma estrutura estratificada e um rácio de aspeto (proporção do diâmetro para a espessura) de até 30:1. O tamanho das partículas situa-se, por exemplo, em pelo menos 50% menores que 2 mm.

Como carbonatos são utilizados, de preferência, carbonato de cálcio natural (carbonato de cálcio moído, GCC) ou carbonato de cálcio precipitado (carbonato de cálcio precipitado PCC). O GCC é produzido, por exemplo, por meio de um processo de trituração e estratificação com introdução de meios auxiliares de moagem. Possui um tamanho de partículas de 40 - 95% menores que 2 mm, situando-se a superfície específica na casa dos 6-13 m2/g. O PCC é produzido, por exemplo, por meio da introdução de dióxido de carbono numa solução aquosa de hidróxido de cálcio. A distribuição do tamanho de partículas situa-se na casa dos 0,03 - 0,6 mm. A superfície específica pode ser fortemente influenciada pela escolha das condições de precipitação. Situa-se na casa dos 6 a 13 m2/g.

Os componentes inorgânicos do sistema de micropartícuias são introduzidos na pasta de papel numa quantidade de 0,01 a 2,0% em peso, de preferência numa quantidade de 0,1 a 1,0% em peso, relativamente à pasta de papel seca.

Com o método de acordo com a invenção, a pasta aquosa de fibras, que eventualmente contém um material de enchimento, é submetida a pelo menos uma fase de cisalhamento. Para isso passa por pelo menos uma fase de lavagem, mistura e/ou bombagem. 0 cisalhamento da pasta (material diluido) pode, por exemplo, ser executado num despolpador, numa peneira, ou num refinador. 0 auxiliar de retenção é, de acordo com a invenção, doseado para o material diluido em pelo menos dois locais e o componente de particulas finas, antes ou depois da introdução do auxiliar de retenção ou entre dois pontos de doseamento do auxiliar de retenção. 0 método pode, por exemplo, ser executado de tal modo, que o auxiliar de retenção, após a última fase de cisalhamento, seja fornecido em pelo menos dois locais, situados um atrás do outro e depois ser doseado o componente inorgânico de particulas finas. Numa outra forma de realização do método de acordo com a invenção, fornece-se o auxiliar de retenção, após a última fase de cisalhamento, em pelo menos dois pontos, que têm a mesma distância da fase de cisalhamento e depois disso é doseado o componente inorgânico de particulas finas. Pode, no entanto, executar de tal modo o método, que o auxiliar de retenção seja introduzido em pelo menos dois pontos antes da última fase de cisalhamento, que se situam num plano perpendicular à corrente da pasta de papel ou atrás um do outro e dosear-se o componente inorgânico de particulas finas após a última fase de cisalhamento. Além disso, pode-se dosear, imediatamente antes da última fase de cisalhamento, o componente inorgânico de particulas finas e depois pelo menos um auxiliar de retenção ou uma quantidade parcial do auxiliar de retenção total a ser utilizado e depois da última fase de cisalhamento, fornecer-se o mesmo ou outro auxiliar de retenção, ou o resto do auxiliar de retenção.

No entanto pode-se dosear imediatamente, pelo menos um auxiliar de retenção, submeter o sistema a um cisalhamento, depois introduzir pelo menos um auxiliar de retenção (pode ser idêntico ao primeiro auxiliar de retenção ou, de preferência, diferente) e depois disso, fornecer pelo menos um componente inorgânico de particulas finas.

No método de acordo com a invenção pode-se, por exemplo, proceder de tal modo, que podem dosear-se, imediatamente antes da última fase de cisalhamento, 25 a 75% em peso da totalidade do auxiliar de retenção e depois a parte restante do auxiliar de retenção e finalmente fornecer o componente inorgânico de particulas finas, ou dosear-se, imediatamente antes da última fase de cisalhamento, o componente inorgânico de particulas finas e 25 a 75% em peso do auxiliar de retenção e depois da última fase de cisalhamento, a parte restante do auxiliar de retenção.

Numa outra forma de realização do método de acordo com a invenção, doseia-se imediatamente antes da última fase de cisalhamento, de cada um dos, componente inorgânico de particulas finas e depois auxiliar de retenção, em pelo menos dois locais de um plano perpendicular à corrente da pasta de papel ou colocados um atrás do outro. A velocidade de fluxo da corrente da pasta de papel atinge, na maior parte das máquinas de produção de papel, por exemplo pelo menos 2 M/seg. e situa-se, na maior parte delas, na casa dos 3 a 7 M/seg. A dosagem do auxiliar de retenção pode ser efetuada, por exemplo, com ajuda de um ou mais bocais de saida do material, para a corrente de pasta de papel. Consegue-se com isso uma rápida dispersão do auxiliar de retenção na pasta de papel. A distância entre os pontos médios dos locais de dosagem do auxiliar de retenção atinge, em fornecimento sucessivos de auxiliar de retenção, por exemplo pelo menos 20 cm. A distância entre o ponto médio de um local de dosagem para o auxiliar de retenção e o ponto médio de um local de dosagem para o componente inorgânico de particulas finas, atinge também, por exemplo, pelo menos 20 cm. Os pontos de fornecimento para o auxiliar de retenção podem, no entanto, situar-se também num plano perpendicular à corrente da pasta de papel. De preferência, a distância atinge, entre o ponto médio dos locais de dosagem do auxiliar de retenção de pelo menos 50 cm e a distância entre o ponto médio de um local de dosagem para o auxiliar de retenção e o ponto médio de um local de dosagem para o componente inorgânico de partículas finas de pelo menos 50 cm. A distância entre o ponto médio dos locais de doseamento do auxiliar de retenção situa-se, na maior parte dos casos, por exemplo na casa dos 50 cm a 15 M, em que a distância entre o ponto médio de um local de dosagem para o auxiliar de retenção e o ponto médio de um local de dosagem para o componente inorgânico de partículas finas, atinge por exemplo 50 cm. A disposição dos locais de fornecimento é, de preferência, de tal tipo, que a distância entre os pontos médios dos locais de dosagem do auxiliar de retenção atinge de 50 cm a 10 M e a distância entre o ponto médio de um local de doseamento para o auxiliar de retenção e o ponto médio de um local de doseamento para o componente de partículas finas 50 cm a 5 M.

Se, por exemplo, estiverem disponíveis dois locais de doseamento para o auxiliar de retenção, pode-se dosear em ambos os locais de dosagem o mesmo auxiliar de retenção, por exemplo uma poliacrilamida catiónica ou uma polivinilamina, ou introduzir dois auxiliares de retenção diferentes, por exemplo uma poliacrilamida catiónica e cloreto de dialildimetilamónio ou uma polivinilamina ou uma polivinilamina e uma poli(N-vinilformamida) ou uma polivinilamina e uma poliacrilamida catiónica. Os auxiliares de retenção podem também ser doseados em 3 a 5 locais instalados uns após outros na corrente da pasta de papel. É também possível dosear o componente inorgânico de partículas finas do sistema de auxiliares de retenção em pelo menos dois locais, situados uns atrás dos outros, na corrente da pasta de papel.

Além do sistema de micropartículas podem-se juntar à pasta de papel os químicos de processamento geralmente usados na produção de papel, nas quantidades normais, por exemplo fixadores, auxiliares de secagem e meios resistentes à hidratação, agentes de dimensionamento, biocidas e/ou corantes. A pasta de papel é, em cada caso, desidratada num crivo com constituição de folha. As folhas assim produzidas são submetidas a secagem. A desidratação e a secagem das folhas pertencem ao processo de produção do papel e na técnica, são executadas em contínuo.

Segundo o método de acordo com a invenção, obtém-se papel com uma formação surpreendentemente boa e observa-se, relativamente aos métodos de micropartículas conhecidos, uma retenção melhorada de materiais de enchimento e de partículas finas.

As percentagens nos exemplos significam percentagens de peso, desde que do conjunto não se depreenda outra coisa. A retenção à primeira passagem (FPR) foi determinada por meio da determinação do teor de matérias sólidas na água da crivagem, em relação ao teor de matérias sólidas na corrente do material. A indicação dá-se em percentagem. A retenção de cinzas da primeira passagem (FPAR) foi determinada analogamente à FPR, mas no entanto foi apenas considerado o teor de cinzas. A formação foi medida com um sensor de formação TECHPAP 2D Lab. da firma Tecpap. 0 valor da perda dimensional, valor FX, é fornecido na Tabela. Quanto mais baixo é esse valor, melhor é a formação do papel testado.

Para o sistema de microparticulas foram utilizados os seguintes auxiliares de retenção:

Polymin®215: Copolimerizado de acrilamida linear, catiónica, com uma massa molar média Mw de 8 milhões, uma densidade de carga de 1,7 meq/g e um teor de matéria sólida de 46%.

Polymin®PR 8186: Copolimerizado de acrilamida linear, catiónica, com uma massa molar média Mw de 7 milhões, uma densidade carga de 1,7 meq/g e um teor de matéria sólida de 46%.

Como componente inorgânico do sistema de microparticulas foi usado Mikroflocc® XFB. 0 Mikroflocc® XFB é uma bentonita em pó, que foi ativada por meio do tratamento com hidróxido de sódio É geralmente transferida antecipadamente numa suspensão de 3-5% em peso.

Exemplos

Os exemplos e exemplos comparativos que se seguem, foram executados numa máquina de investigação de papel com um formador GAP. A partir de uma celulose isenta de madeira e branqueada foi primeiramente produzida uma pasta com uma densidade de material de 8 g/L e 20% de carbonato de cálcio como material de enchimento que, em cada um dos exemplos e dos exemplos comparativos foi trabalhada para um papel de escrita e impressão sem madeira, com um peso superficial de 80 g/m2. A máquina de papel apresentava a seguinte disposição de unidades de mistura e de cisalhamento: tina de mistura, tina de diluição, ventilador, crivo (peneira) e caixa de entrada. Foi produzida uma tonelada de papel por hora por cada um deles. A introdução (quantidade e local de dosagem) de auxiliar de retenção e componente inorgânico de partículas finas foi, conforme mostrado nos exemplos e nos exemplos comparativos, variável. Os resultados aí obtidos para cada um são fornecidos na tabela.

Exemplo 1 650 g/t de Polymin 215 (a indicação "650 g/t" significa que por tonelada de papel produzida, foram introduzidos 650 g de Polymin®215) foram introduzidos em 2 quantidades de dosagem de 350 g/t e 300 g/t, com uma distância entre os locais de dosagem de 300 cm, antes da crivagem, e depois foram introduzidos 2.500 g/t de Microfloc® XFB, depois da crivagem da pasta de papel acima descrita.

Exemplo comparativo 1 O exemplo 1 foi repetido, com a única exceção de o auxiliar de retenção (650 g/t Polymin 215) ser doseado num único local, que estava situado 400 cm antes do crivo.

Exemplo 2 450 g/t Polymin 215, foram continuamente introduzidos, na pasta de papel, em duas quantidades de dosagem para 250 g/t e 200 g/t, com uma distância entre locais de dosagem de 200 cm, cada um deles após crivagem e depois 2.500 g/t de Microfloc XFB, também após crivagem.

Exemplo comparativo 2 0 exemplo 2 foi repetido com a única exceção de o auxiliar de retenção (450 g/t Polymin 215) ser doseado para um único local.

Exemplo 3

Por tonelada do papel seco produzido, foram continuamente introduzidos na corrente da pasta de papel 500 g de poliacrilamida em 2 quantidades de dose, cada uma delas após a crivagem, com uma distância entre os locais de dosagem de 2 m, em que foram doseados, primeiramente 250 g de Polymin®215, depois 250 g, Polymin®PR8186 e seguidamente 2.500 g Microfloc® XFB (também após crivagem).

Exemplo 4

Por tonelada do papel seco produzido foram introduzidas continuamente para a corrente de pasta de papel 500 g de Polymin®215 em 2 quantidades de dosagem, em que foram doseados primeiramente 250 g de Polymin®215 antes da crivagem e seguidamente 2.500 g de Microfloc XFB (também após crivagem). A distância do primeiro local de dosagem para o auxiliar de retenção ficava 4 M antes do crivo, a distância do segundo local de dosagem para o crivo atingia 2 M, a distância entre o os locais de dosagem para o Microfloc® XFB e o crivo atingia 5 M.

TABELA

Lisboa, 25 de maio de 2016

Claims (19)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Método para a produção de papel, papelão e cartão por meio da introdução num sistema de micropartícuias, de pelo menos um auxiliar de retenção polimérico catiónico com uma massa molar M„ de pelo menos 2 milhões e de um componente inorgânico de partículas finas, numa pasta de papel, com uma densidade de material de no máximo 20 g/L e desidratação da pasta de papel, em que a pasta de papel, antes ou depois da introdução do auxiliar de retenção polimérico catiónico, é submetida a pelo menos uma fase de cisalhamento, caracterizado por o auxiliar de retenção polimérico catiónico ser doseado em pelo menos dois locais da pasta de papel e o componente inorgânico ser doseado, antes ou depois, da introdução do auxiliar de retenção, em que como componente inorgânico de partículas finas do sistema de micropartículas, se introduz pelo menos um de entre bentonita, sílica coloidal, silicato, carbonato de cálcio ou suas misturas.
2. 2. Método de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por o auxiliar de retenção, após a última fase de cisalhamento, ser fornecido em pelo menos dois locais, situados um atrás do outro e depois ser doseado o componente inorgânico de partículas finas.
3. 3. Método de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por o auxiliar de retenção, após a última fase de cisalhamento, ser fornecido em pelo menos dois locais, que estão situados à mesma distância da fase de cisalhamento e depois ser doseado o componente inorgânico de partículas finas.
4. 4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por, o auxiliar de retenção ser introduzido, antes da última fase de cisalhamento, em pelo menos dois locais, que se situam num plano perpendicular à corrente da pasta de papel ou atrás um do outro e se dosear o componente inorgânico de partículas finas após a última fase de cisalhamento.
5. 5. Método de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por se introduzirem 25 a 75% da totalidade do auxiliar de retenção antes da última fase de cisalhamento e a parte restante do auxiliar de retenção ser depois disso doseada e seguidamente ser introduzido o componente inorgânico de partículas finas.
6. 6. Método de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por, antes da última fase de cisalhamento, serem primeiramente doseados 25 a 75% em peso de componente inorgânico de partículas finas e depois da última fase de cisalhamento a parte restante do auxiliar de retenção.
7. 7. Método de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado por se dosear imediatamente antes da última fase de cisalhamento, o componente inorgânico de partículas finas e o auxiliar de retenção, em pelo menos dois locais de um plano perpendicular à corrente da pasta de papel ou, que estão colocados um atrás do outro.
8. 8. Método de acordo com uma das Reivindicações 1 a 7, caracterizado por a distância entre os pontos médios de doseamento do auxiliar de retenção atingir pelo menos 20 cm e por a distância entre os pontos médios de um local de doseamento de auxiliar de retenção e o ponto médio de um local de doseamento do componente orgânico de partículas finas atingir 20 cm.
9. 9. Método de acordo com uma das Reivindicações 1 a 8, caracterizado por a distância entre os pontos médios de doseamento do auxiliar de retenção atingir pelo menos 50 cm e por a distância entre os pontos médios de um local de doseamento de auxiliar de retenção e o ponto médio de um local de doseamento do componente orgânico de partículas finas atingir 50 cm.
10. 10. Método de acordo com uma das Reivindicações 1 a 9, caracterizado por a distância entre o ponto médio dos locais de doseamento do auxiliar de retenção estarem 50 cm a 15 M afastados e por a distância entre o ponto médio de um local de doseamento para o auxiliar de retenção e o ponto médio de um local de doseamento para o componente inorgânico de partículas finas, atingir pelo menos 50 cm.
11. 11. Método de acordo com uma das Reivindicações 1 a 10, caracterizado por a distância entre o ponto médio dos locais de dosagem do auxiliar de retenção atingir 50 cm a 10 M e a distância entre o ponto médio de um local de doseamento para o auxiliar de retenção e o ponto médio de um local de doseamento para o componente de partículas finas atingir 50 cm a 5 M.
12. 12. Método de acordo com uma das Reivindicações 1 a 11, caracterizado por, como auxiliar de retenção ser usado pelo menos um polímero do grupo das poliacrilamidas não iónicas, das poliacrilamidas catiónicas, das poliacrilamidas aniónicas, das poli(N-vinilformamidas, das unidades de vinilaminas contendo polímeros e do cloreto de dialildimetilamónio.
13. 13. Método de acordo com uma das Reivindicações 1 a 12, caracterizado por como auxiliar de retenção ser usado pelo menos um polímero catiónico com uma densidade de carga de, no máximo 4 meq/g.
14. 14. Método de acordo com uma das Reivindicações 1 a 13, caracterizado por, como auxiliar de retenção ser usado pelo menos um polimero com uma massa polar M„ de pelo menos 3 milhões.
15. 15. Método de acordo com uma das Reivindicações 1 a 14, caracterizado por, como auxiliar de retenção, ser usada pelo menos uma polivinilamina, a qual se pode obter por hidrólise de unidades de vinilformamida, que contêm polimeros, em que o grau de hidrólise das unidades de vinilformamida atinge 5 a 100 mol %.
16. 16. Método de acordo com uma das Reivindicações 1 a 15, caracterizado por o auxiliar de retenção ser introduzido numa quantidade de 0,005 a 0,5% em peso relativamente à pasta de papel seca.
17. 17. Método de acordo com uma das Reivindicações 1 a 16, caracterizado por o auxiliar de retenção ser introduzido numa quantidade de 0,01 a 0,25% em peso, relativamente à pasta de papel seca.
18. 18. Método de acordo com uma das Reivindicações 1 a 17, caracterizado por se usar o componente inorgânico de partículas finas do sistema de micropartícuias, numa quantidade de 0,01 a 2,0, de preferência 0,1 a 1,0% em peso, relativamente à pasta de papel seca e por ele ser doseado em pelo menos dois locais, situados uns atrás do outro na corrente da pasta de papel.
19. 19. Método de acordo com uma das Reivindicações 1 a 18, caracterizado por o auxiliar de retenção ser doseado em 3 a 5 locais, situados uns atrás dos outros, na corrente de pasta de papel. Lisboa, 25 de maio de 2016