PT2078110E - Processo melhorado para fabricação de produtos de papel e cartão - Google Patents
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- D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
- D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
- D21H21/16—Sizing or water-repelling agents
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
- D21H23/02—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by the manner in which substances are added
- D21H23/22—Addition to the formed paper
- D21H23/52—Addition to the formed paper by contacting paper with a device carrying the material
- D21H23/56—Rolls
Description
DESCRIÇÃO
PROCESSO MELHORADO PARA FABRICAÇÃO DE PRODUTOS DE PAPEL E
CARTÃO
CAMPO DA INVENÇÃO
Esta invenção refere-se a um método aperfeiçoado para a fabricação de produtos papel e cartão e produtos de papel e cartão fabricado pelo processo. Mais particularmente, esta invenção refere-se a um método para fabricação de produtos tendo papel e cartão.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 0 brilho e a brancura do papel ou cartão podem ser melhorados, entre outros modos, tratando a superfície de uma teia de papel ou de cartão com um branqueador óptico ou agente branqueador de brilho óptico (OBA). 0 OBA funciona através da absorção de luz UV e sua re-emissão em comprimentos de onda da luz visível, medida num intervalo especificado reflexivo. A US 2006/060814 AI e WO 01/81678 A revelam uma composição de amido cozido com um branqueador óptico que é aplicado a uma teia de papel usando uma prensa. A EP 1619304 A revela um processo em que o amido e o branqueador óptico são misturados juntos, e subsequentemente aplicados à teia formada e finalmente cozidos na superfície do papel. 1
RESUMO DA INVENÇÃO
Um aspecto da presente invenção refere-se a um método de fabricação de papel e produtos de cartão tal como definido na reivindicação 1. 0 processo desta invenção e do papel seco ou substrato de cartão formado pelo processo da presente invenção exibem uma ou mais propriedades benéficas. Por exemplo, o papel seco ou de substrato cartão formado pelo processo da presente invenção exibem maior brilho em relação ao papel seco ou substrato de cartão formado por processos convencionais em que é adicionado um branqueador óptico liquido ao amido cozido para formar a composição a ser prensada.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A plena compreensão da invenção pode ser adquirida a partir da seguinte descrição das modalidades preferidas quando lida em conjunto com os desenhos que a acompanham em que: A FIG. 1 é um gráfico de Brilho Direccional Tappi versus : O captador de branqueador óptico em gramas com base no Exemplo 1 r A FIG. 2 é um gráfico de branqueamento CIE versus o captador de branqueador óptico em gramas com base no
Exemplo 1; 2 A FIG. 3 é um gráfico de Brilho Direccional Tappi versus o captador branqueador óptico em gramas com base no Exemplo 2; e A FIG. 4 é um gráfico de branqueamento CIE versus o captador branqueador óptico em gramas com base no Exemplo 2 .
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
Enquanto esta invenção é susceptível de modalidades de muitas formas diferentes, o que é mostrado e descrito nos desenhos, figuras e exemplos e aqui descrito em detalhe das modalidades preferidas da invenção com o entendimento de que a presente divulgação deve ser considerada como uma exemplificação dos princípios da invenção e não se destina a limitar o aspecto amplo da invenção às modalidades ilustradas.
Nos processos desta invenção, uma composição compreendendo um dimensionamento de amido cozido e branqueador óptico em pó é aplicada a pelo menos uma superfície de um substrato de papel ou papelão. A viscosidade da composição de dimensionamento pode variar muito. Por exemplo, a
viscosidade pode ser mais baixa que cerca de 0,02 NS/m2 e tão alta como cerca de 0,35 NS/m2 ou superior. A viscosidade é, de preferência, de cerca de 0,1 NS/m2 a cerca de 0,3 NS/m2, mais preferivelmente de cerca de 0,15 NS/m2 a cerca de 0,25 NS/m2 e mais é de preferência de cerca de 0,175 NS/m2 a cerca de 0,225 NS/m2. 3 A percentagem de sólidos na composição de dimensionamento pode variar muito. Por exemplo, a percentagem de sólidos pode ser mais baixa que cerca de 4% e tão alta como cerca de 22% ou mais com base no peso total da composição de dimensionamento. A percentagem de sólidos é, de preferência, de cerca de 8% a cerca de 21%, mais preferencialmente cerca de 10% a cerca de 19% e mais de preferência cerca de 13% a cerca de 18%. O amido pode ser de qualquer tipo, incluindo mas não limitado a oxidado, etilado, catiónicos e pérola, e é preferencialmente utilizado em solução aquosa. Ilustrativos de amidos úteis para a prática desta modalidade preferida da invenção são carboidratos de ocorrência natural sintetizados no milho, tapioca, batata e outras plantas por polimerização de unidades de dextrose. Todos os amidos e tais formas modificadas do mesmo, tais como acetatos de amido, ésteres de amido, éteres de amido, fosfato de amido, xantates amido, amidos aniónicos, amidos catiónicos e similares que podem ser obtidos pela reacção do amido com um produto químico ou reagente enzimático adequado podem ser usados na prática desta invenção.
Amidos úteis podem ser preparados por meio de técnicas conhecidas ou obtidos de fontes comerciais. Por exemplo, os amidos adequados incluem PG-280 de Penford Products, SLS-280 de St. Lawrence Starch, amido catiónico CatoSize 270 da National Starch e hidroxipropil n° 02382 de Poly Sciences, Inc. 4
Amidos preferidos para uso na prática desta invenção são amidos modificados. Mais amidos preferidos são os amidos catiónicos modificados ou não-iónicos, como CatoSize 270 e KoFilm 280 (todos da National Starch) e amidos quimicamente modificados, tais como amidos etilados PG-280 e amidos AP Pearl. Mais amidos preferidos para uso na prática desta invenção são amidos catiónicos e amidos quimicamente modificados. A quantidade de amido na composição de dimensionamento pode variar amplamente e pode ser usada qualquer quantidade. Por exemplo, a quantidade de amido pode ser tão elevada como cerca de 100% ou superior e tão baixa quanto cerca de 50% ou superior com base no peso total da composição. A quantidade de amido é de preferência cerca de 60% a cerca de 90%, mais preferencialmente cerca de 65% a cerca de 85% e mais preferivelmente cerca de 70% a cerca de 80%, com base no peso total da composição.
Agentes de luzimento ópticos em pó ("OBAs") utilizados na prática do processo desta invenção podem variar bastante e qualquer OBA convencional utilizado ou que pode ser usado para iluminar pasta mecânica ou Kraft pode ser utilizado na condução do processo desta invenção. Os branqueadores ópticos são compostos corantes fluorescentes que absorvem a luz na região ultravioleta invisível do espectro e reemitem-na na porção visível do espectro, especialmente no azul para comprimentos de onda azul violeta. Isto proporciona brilho adicional e pode compensar o elenco de amarelo natural de um substrato tal como papel. Branqueadores ópticos usados na presente invenção podem 5 variar amplamente e qualquer branqueador óptico adequado pode ser usado. Uma visão geral de tais branqueadores pode ser encontrada, por exemplo, na Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sexta Edição, 2000 Edição Electrónica, OPTICAL BRIGHTENERS - Chemistry of Technical Products, que ficam incorporados por referência, na sua totalidade. Outros branqueadores ópticos úteis são descritos nas Patentes 5902454; 6723846; 6890454; 5482514; 6893473; 6723846; 6890454; 6426382; 4169810 e 5902454 e referências citadas. Ainda outros branqueadores ópticos úteis são descritos nos Pedidos de Patente US 2004/014910 e 2003/0013628; e WO 96/00221 e referências citadas. Ilustrativos de branqueadores ópticos úteis são ácido 4,4'-bis- (triazinilamino)-estilbeno-2,2'-dissulfónico, ácido 4,4'-bis-(triazol-2-il)-estilbeno-2,2'-dissulfónico, 4,4'dibenzofuranil-bifenilo, 4,4'-(difenil)-estilbeno, 4,4'-distiril-bifenilo, 4-fenil-4'-benzoxazolil-estilbeno, estilbeno-naftotriazoles, 4-estiril-estilbeno, derivados bis-(benzoxazol-2-il), bis-(benzimidazol-2-il) derivados, cumarinas, pirazolinas, naftalimidas, triazinil-pirenos, 2-estiril-benzoxazole ou -naftaoxazoles, benzimidazole-benzofuranos ou oxanilidas.
Agentes branqueadores ópticos comercialmente disponíveis são baseados em químicas de estilbeno, cumarina e pirazolina e estes são preferidos para uso na prática desta invenção. Branqueadores ópticos mais preferidos para uso na prática desta invenção são branqueadores ópticos normalmente usados na indústria de papel baseados em química de estilbeno, tais como 1,3,5-triazinil derivados de ácido 4,4'- diaminostilbeno-2,2'-dissulfónico e seus sais, que podem levar grupos sulfo adicionais, como por exemplo nas posições 2, 4 e/ou 6. Mais preferidos são os 6 derivados de estilbenos comercialmente disponíveis como por exemplo os comercialmente disponíveis em Ciba Geigy sob a marca "Tinopal", da Clariant sob o nome comercial "Leucophor" da Lanxess sob o nome comercial "Blankophor", da 3 V sob o nome comercial "Optiblanc" como os agentes de branqueamento óptico baseados em dissulfonato, tetrasulfonato e hexasulfonato de estilbeno. Destes os mais preferidos agentes de branqueamento óptico comercialmente disponíveis, são os baseados em hexa sulfonato e tetra sulfonato de estilbeno são mais preferidas e os agentes de branqueamento óptico comercialmente disponíveis baseados em hexa sulfonato de estilbeno. A quantidade de branqueador óptico utilizado na prática do processo desta invenção pode variar muito e qualquer quantidade suficiente para fornecer o grau de brilho desejado pode ser usado. Em geral, menor a quantidade de branqueador óptico empregue menor o brilho TAPPI do produto de celulose final. Por outro lado, quanto maior a quantidade de branqueador óptico utilizado maior aumento no brilho da polpa, excepto que, embora não desejemos estar ligado a qualquer teoria, se acredita que em algum ponto a adição de mais branqueador óptico não terá impacto mais apreciável sobre o brilho da polpa e pode até resultar numa diminuição no brilho da polpa. A quantidade de branqueador óptico utilizado é geralmente pelo menos cerca de 0,5% em peso com base em toneladas de papel produzido. De preferência a quantidade de branqueador óptico é de cerca de 0,5 a cerca de 2% em peso, mais preferencialmente de cerca de 0,75 a cerca de 1,75% em peso e mais preferivelmente de cerca de 1 a cerca de 1,5% em peso com base no acima mencionado. 7 A quantidade de OBA em pó na composição de dimensionamento pode variar amplamente e qualquer valor pode ser usado. Por exemplo, a quantidade de OBA pode ser tão alta quanto 50% com base no peso total da composição. A quantidade de OBA é, de preferência tão elevado como cerca de 25% com base no peso total da composição. Mais de preferência, a quantidade de OBA na solução aquosa é de cerca de 2 a cerca de 10%. Mais de preferência, a quantidade de OBA na solução aquosa é de cerca de 5 a cerca de 10%. Foi determinado que a concentração de 2% do OBA é óptima para fins visuais. Estudos posteriores que alterem as propriedades ópticas usaram concentrações mais elevadas dos produtos químicos aplicados. Isto pode ser dependente ou independente da velocidade da máquina. O peso de aplicação OBA é de pelo menos cerca de 0,7% em peso. Mais preferencialmente, a aplicação de OBA em peso é, pelo menos, cerca de 0,9% em peso. Mais de preferência, o peso base de OBA é de pelo menos cerca de 1,1% em peso. A OBA é predominantemente em ou perto de uma superfície do substrato de papel ou cartão. Por exemplo, a quantidade de OBA na superfície do substrato de papel ou cartão pode ser superior a 90%. A composição de dimensionamento pode incluir outros ingredientes opcionais, além do amido e do branqueador óptico em pó. Tais componentes opcionais incluem dispersantes, corantes fluorescentes, tensioactivos, agentes de deformação, conservantes, pigmentos, ligantes, agentes de controlo do pH, agentes de revestimento de libertação, e assim por diante. 8 A composição de dimensionamento pode ser formada por processos convencionais de formação de uma composição de dimensionamento, adicionando branqueador óptico em pó a uma composição de dimensionamento amido compreendendo água e amido cozido. Estes métodos são bem conhecidos na técnica. Ver, por exemplo "Handbook for Pulp & Paper Technologists", GA Smook 1982 TAPPI e as referências citadas nele e que não serão descritas em detalhe. A composição de dimensionamento também pode formar uma composição de dimensionamento compreendendo água, amido cru e branqueador óptico em pó e cozinhar a composição para hidratar o amido para formar a composição que compreende amido cozido e branqueador óptico em pó. Este método é preferível porque a facilidade de aplicação, facilidade de preparação e uniformidade de distribuição OBA, (isso é para descrever os benefícios do OBA em pó vs líquido ou é para os benefícios da adição do OBA em pó ao amido suspenso. Benefícios de usar OBA em pó vs líquido; frete reduzido, maior estabilidade, maior branqueamento potencial e brancura, menores requisitos de área de armazenamento).
Neste método preferido podem ser usadas técnicas de cozinha convencional do amido. A hidratação completa de uma molécula de amido e dispersão do pó branqueador óptico na composição de dimensionamento requer quatro coisas: água, temperatura, tempo e agitação. A quantidade de água necessária depende do tipo de amido e de como ele foi modificado. Por exemplo, um amido pode exigir ser cozinhado em 6% de sólidos, enquanto um amido de revestimento altamente modificado pode cozinhar em 400 % de 9 sólidos. Os sólidos para cozinhar são muito críticos para o desempenho do amido: Se o nível de sólidos é muito alto, o desempenho do amido ir-se-á degradar. 0 cisalhamento também é importante para explodir completamente e dispersar os grânulos de amido e brangueador óptico em pó. Na cozinha atmosférica, é necessário manter um alto cisalhamento em todo o processo de cozimento. A maioria dos amidos começa a gelificar entre 60 e 71,11°C. Amido altamente modificado começa a gelificar em temperaturas tão baixas quanto 46,1°C. Alguns amidos cruzados requerem temperaturas elevadas de panela de jato, por exemplo, até 90,6°C ou superior. Amido cozido em pressão atmosférica pode exigir de 20 a 30 m de tempo de cozimento, enquanto o cozimento é instantâneo em jacto ou processos de confecção térmicos/químicos.
Conversão enzimática. 0 processo de conversão enzimática consiste em fazer-se suspensão de água e amido no total de sólidos desejados e ajustar o pH para o valor recomendado. A pasta é agitada e aquecida a uma taxa de elevação de temperatura programada até cerca de 76,7°C. Depois de atingida, geralmente em cerca de 30 min, a temperatura é aumentada o mais rapidamente possível a um ritmo programado para cerca de 90,6°C. Esta temperatura é geralmente suficiente para "matar" a enzima em cerca de 15-30 min. 0 material é então arrefecido até à temperatura desejada.
Os métodos mais comuns de cozinhar são atmosféricos ou em lote, enzima, a jacto, e químicos/térmicos. Em ambos os métodos de lotes e de enzima contínua, é preferível um controlo rigoroso de vários factores-chave. Estes incluem 10 a taxa de aumento da temperatura, período seguro e viscosidade. Estes factores exigem uma regulamentação estrita, a fim de desenvolver resultados uniformes reprodutíveis.
Conversão térmica e cozinhar a jacto. Cozinhar a jacto é o método preferido para hidratar amido e fogões contínuos estão disponíveis há anos. Alta temperatura, pressão e condições de alto cisalhamento são aplicadas através do uso de "excesso" de vapor. Este método fornece viscosidade consideravelmente mais baixa para um dado amido em relação à cozinha atmosférica. A goma de amido produzida pelo cozimento a jacto oferece as seguintes vantagens: (1) uma redução nos recursos humanos, (2) processo de cozimento automático (3), viscosidade uniforme, e (4) completa hidratação das moléculas de amido.
Os substratos de papel e cartão utilizados na prática desta invenção podem variar muito. Tais substratos de papel e cartão e métodos e aparelhos para a sua fabricação são bem conhecidos na técnica. Ver, por exemplo "Handbook for Pulp & Paper Technologies", 2 Edição, GA Smook, Angus Wilde Publications (1992) e referências citadas. Por exemplo, a teia de papel ou cartão pode ser feita a partir de fibras de celulose derivada de árvores de madeira dura, árvores de madeira macia, ou alternativamente, é preparada uma combinação de árvores madeira dura e de madeira macia para uso no fabrico de papel fornecido por quaisquer operações conhecidas de digestão, refinação e branqueamento adequadas, como por exemplo, processos mecânicos, termomecânicos, químicos e semi-químicos, celulósicos e 11 outros bem conhecidos de polpação. Em certas modalidades, pelo menos uma parte das fibras de celulose podem ser fornecidas a partir de plantas lenhosas não herbáceas, incluindo mas não limitado a, kenaf, cânhamo, juta, linho, sisal, ou abaca embora restrições legais e outras considerações possam surgir à utilização de fontes de fibra de cânhamo e outras tornando-as impraticáveis ou impossíveis. Uma fibra de celulose branqueada ou crua pode ser utilizada no processo desta invenção. Fibras de celulose reciclada também são adequados para uso. Na modalidade preferida, as fibras de celulose na teia de papel ou relacionados incluem de cerca de 0% a cerca de 100% em peso seco com base em fibras de madeira macia e de cerca de 100% a cerca de 0% em peso seco com base em fibras de madeira dura.
Nas modalidades preferidas da invenção, além de fibras de celulose o papel ou cartão também podem incluir vários ingredientes opcionais conhecidos para uso em fabricação de papel incluindo branqueadores ópticos, como os descritos acima; partículas dispersas de resina sintética expandidas ou expansíveis tendo um centro de hidrocarboneto líquido geralmente esférico; amido; enchimentos minerais; sais inorgânicos como o cloreto de sódio; agentes internos de dimensionamento; corantes; auxiliares de retenção; resinas secas de reforço; polímeros de reforço e assim por diante. A densidade, gramagem, espessura da teia de papel ou cartão desta invenção pode variar amplamente. Por exemplo, quaisquer gramaqens convencionais, densidades e espessuras 12 podem ser empregues, dependendo do produto à base de papel formada a partir da teia. 0 brilho Tappi do substrato de papel ou cartão pode variar muito. 0 desejado, por exemplo, para o brilho Tappi do substrato de papel ou cartão pode ser tão baixo quanto 75 e tão alto quanto 96. 0 brilho Tappi do substrato de papel ou cartão é preferencialmente igual ou maior que 90, mais de preferência igual ou maior que cerca de 95, e mais preferencialmente igual ou maior que cerca de 92. Nas modalidades de escolha, o brilho Tappi do substrato de papel ou cartão é de cerca de 90 a cerca de 94. A brancura CIE do substrato de papel ou cartão pode variar muito. A brancura CIE é, de preferência, pelo menos, cerca de 85, mais de preferência pelo menos cerca de 130 e mais preferivelmente de cerca de 100 a cerca de 125. A brancura CIE é, de preferência pelo menos cerca de 110, mais preferivelmente pelo menos cerca de 120. Surpreendentemente, descobriu-se que nas modalidades preferidas da invenção a diferença de brilho do papel ou cartão feitos pelo processo desta invenção, em comparação à aplicação convencional do branqueador óptico de liquido é maior quanto maior o brilho de Tappi do substrato. Por esta razão, o brilho maior do substrato é o preferido. O brilho TAPPI desejado do substrato de papel ou cartão pode ser obtido através de métodos convencionais como por exemplo, branqueamento extra e/ou pela adição de branqueador óptico ao substrato. Métodos e aparelhos para o tratamento de uma teia de papel ou cartão com uma composição de dimensionamento são bem 13 conhecidos na arte do papel e papelão. Ver, por exemplo "Handbook for Pulp & Paper Technologies", 2a Edição, GA Smook, Angus Wilde Publications (1992) e referências citadas. Qualquer método de tratamento convencional e aparelhos podem ser usados. Consequentemente, esses métodos e aparelhos não serão aqui descritos em grande detalhe. A titulo de exemplo, a composição de dimensionamento pode ser aplicada a partir de uma prensa que pode ser qualquer tipo de equipamento de revestimento ou pulverização, mas mais comummente é argila, porta rolo ou do tipo de lâmina métrica ou prensa de dimensionamento. A teia de papel ou cartão é seca após o tratamento com a composição de dimensionamento. Métodos e aparelhos para a secagem das teias de papel ou cartão tratados com uma composição de dimensionamento são bem conhecidas na técnica do papel e cartão. Ver, por exemplo GA Smook acima referenciado e referências citadas. Qualquer método convencional de secagem e aparelhos podem ser usados. Consequentemente, esses métodos e aparelhos não serão aqui descritos em qualquer grande detalhe. Depois da secagem, o papel pode ser submetido a uma ou mais etapas de pós-secagem, como por exemplo as descritas em GA Smook acima referenciado e referências citadas. Por exemplo, a teia de papel ou cartão pode ser revestida e/ou calandrada para alcançar a calibragem final desejada como discutido acima para melhorar a suavidade e outras propriedades da teia. A calandragem pode ser feita por calandragem aço-aço a pressões de aperto suficientes para fornecer a calibragem desejada. Será apreciado que a calibragem final do papel será em grande parte determinada pela selecção da pressão de aperto. 14
Nas modalidades preferidas, o papel e cartão exibem um tecto maior de brilho Tappi, em comparação com o papel e o cartão em que branqueador óptico liquido é adicionado ao amido cozido ou é cozido com o amido e a composição de dimensionamento rsultante é aplicada ao substrato com a prensa. 0 aumento no tecto de brilho é, de preferência
menos cerca de 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7 9-/ 0 , 8%, 9%, 10%, 1 9- 1 Ό >9- 1 *3 9- 1/19- 1 R9-- Ό , -L JO/ 14ΰ/ -L Jo/ 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22 o, O r 24%, 25%, 26%, 27 %, 28%, 29% e 30% maior do que O 1, 12! 23%, tecto de brilho do papel e cartão em que o branqueador óptico liquido é adicionado ao amido cozido ou é cozido com o amido e a composição de dimensionamento resultante é aplicada ao substrato com a prensa, incluindo todos e quaisquer intervalos e sub-intervalos. 0 aumento do tecto de brilho é mais preferivelmente pelo menos cerca de 5% a cerca de 10% maior e mais preferivelmente pelo menos cerca de 5% a cerca de 10% maior do que o tecto de brilho do papel e cartão em que branqueador óptico líquido é adicionado ao amido cozido ou é cozido com amido e a composição de dimensionamento resultante é aplicada ao substrato com a prensa.
Nas modalidades preferidas, o papel e cartão exibem um tecto de maior brancura CIE em comparação com o papel e o cartão em que o branqueador óptico líquido é adicionado ao amido cozido ou é cozido com o amido e a composição de dimensionamento resultante é aplicada ao substrato com a prensa. 0 aumento do tecto de brancura CIE é, de preferência pelo menos cerca de 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29% e 30% maior do que o tecto de brancura CIE do papel e cartão em que branqueador óptico liquido é adicionado ao amido cozido ou 15 é cozido com o amido e a composição de dimensionamento resultante é aplicada ao substrato com a prensa, incluindo todos e quaisquer intervalos e sub-intervalos. 0 aumento no tecto de brilho é mais de preferência pelo menos cerca de 5% a cerca de 10% maior e mais preferivelmente pelo menos cerca de 5% a cerca de 10% maior do que o tecto de brancura CIE do papel e cartão em que branqueador óptico liquido é adicionado ao amido cozido ou é cozido com amido e a composição de dimensionamento resultante é aplicada ao substrato com a prensa.
As diferenças do tecto de brilho aumentam com o aumento do brilho TAPPI do substrato. É preferível que o brilho TAPPI inicial do substrato antes do tratamento no processo desta invenção, seja, pelo menos cerca de 90, mais preferivelmente pelo menos cerca de 92 e mais preferivelmente de cerca de 93. Nas modalidades de escolha, o brilho TAPPI inicial do substrato antes do tratamento no processo desta invenção, é, pelo menos, de cerca de 94, 95 ou 96.
As diferenças no tecto de brancura CIE aumentam com o aumento do brilho TAPPI do substrato. É preferível que a brancura CIE inicial do substrato antes do tratamento no processo desta invenção seja pelo menos cerca de 85, mais preferivelmente pelo menos cerca de 130 e mais preferivelmente de cerca de 100 a cerca de 125. A brancura CIE é, de preferência, pelo menos cerca de 110, mais preferivelmente pelo menos cerca de 120. 16 0 papel e cartão fabricados de acordo com esta invenção podem ser usados para fins convencionais. Por exemplo, o papel é útil como papel para publicações, embalagens e afins.
Os seguintes exemplos específicos são destinados a ilustrar a invenção em detalhe e não se destinam a ser interpretados como uma limitação.
Exemplo 1 (A) Preparação de composições de dimensionamento com adição de branqueador òptico pré-cozido ("OBA")
Uma série de aplicações de amido de superfície foram preparados utilizando o seguinte procedimento. 0 amido foi preparado numa panela de laboratório de jacto. Uma certa quantidade de OBA foi adicionada a um tanque de suspensão de amido com uma certa quantidade de amido etilado seco. Foi adicionada água para fazer uma pasta «18% de sólidos totais (com base no peso total da composição) e a suspensão foi cozida a 148,3°C na panela de jacto. 0 amido foi diluído para os sólidos de amido desejado para esta aplicação de 13 a 16%, dependendo da tolerância do sistema ao tratamento de dimensionamento da viscosidade, e o aumento desejado. As composições de solução de amido e as especificações são definidas na Tabela 1 a seguir. 17
Tabela 1
Composições de dimensionamento com OBA - Adição de pré- cozido
Composição de dimensionamento Forma de OBA Tipo de OBA Amido etilado (g) OBA em pó (g) Volume total (L) Sólidos OBA/Total de sólidos (%) iC— 1 — 1963 — 10 - 1 Em pó Hexa2 1963 30, 91 10 1,55 2 Em pó Hexa 1963 61,81 10 3, 05 3 Em pó Hexa 2944 150, 1 12 4,85 4 Em pó Tetra3 1963 30, 91 10 1,55 5 Em pó Tetra 1963 61,81 10 3, 05 6 Em pó Tetra 1963 120, 1 12 4, 85 1"C"indica que a composição é uma composição de comparação. 2"Hexa"é hexa estilbeno sulfonato obtido de Daikaffil Chemical sob o nome comercial Dikaphor BSU. 3"Tetra" é tetra sulfonato estilbeno obtido de Aakash sob o nome comercial SI 220. (B) Preparação de composições de dimensionamento com adição de branqueador óptico pós-cozimento
Uma série de aplicações de amido de superfície foi preparada utilizando o procedimento a seguir. O amido foi preparado ligando 3532 g de etilado em 18L de água e cozinhando a polpa a 148,3°C numa panela de jacto. 0 amido foi diluído para os sólidos de amido desejado para esta aplicação de 13 a 16%, dependendo da tolerância do sistema de dimensionamento à viscosidade, e o aumento desejado. O 18 liquido OBA/composições de solução de amido foram preparadas pela adição de Hexa OBA liquido disponível comercialmente ao amido cozido. A composição de amido e especificações estão definidas na Tabela 2 a seguir.
Tabela 2
Composições de dimensionamento - Adição pós-cozimento
Composição de amido Tipo de OBA Amido etilado (g) OBA líquido (g, como recebido) OBA líquido (g em seco*) Volume total (L) Sólidos OBA/Total de sólidos (%) C-2 Hexa 2643,5 304, 6 59, 7 17,957q 2,21 C-3 Hexa 2557,5 533, 4 104, 6 16,886 3, 92 0 1 Hexa 2436,3 772, 9 151, 6 16, 462 5, 83 C-5 Hexa 2349,3 974, 6 191.1 15.342 7,47 * g de OBA seco foi calculado dividindo-se como recebido 5, 1 baseado em HPLC e análise de NMR de conteúdo de OBA relativo dos produtos em pó e líquido. (C) Preparação de papel tratado em laboratório 19 2. Tratamento de dimensionamento
Para aplicar a formulação de amido de superfície, um rolo de 30,48 cm de substrato de papel foi alimentado continuamente entre dois rolos, e a formulação de amido foi bombeada para o reservatório de aperto (poça), o papel está a ser alimentado através do reservatório de aperto a uma velocidade prefixada. Através do controlo da formulação de sólidos, a pressão de aperto, e a velocidade de dimensionamento, é alcançada um peso total de captação de 3,8 a 4,5 g/m2.
Os substratos de dimensionamento tratados e as suas especificações estão definidos na Tabela 3 a seguir.
Tabela 3
Substratos de dimensionamento tratados
Composição de dimensionamento Forma de OBA Tipo de OBA Cobertura total (gsm) Amido (gsm) (%)OBA (gsm) C-l - - 6, 54 6, 54 — 1 Pó Hexa 6, 44 6, 34 0,10 2 PÓ Hexa 6, 05 5, 86 0,18 3 Pó Hexa 6, 68 6, 35 0,32 4 Pó Hexa 6,29 6,20 0,10 5 Pó Hexa 5, 95 5, 77 0,18 6 Pó Hexa 5, 97 5, 68 0,29 C-2 Líquido Hexa 6, 50 6,36 0,14 C-3 Líquido Hexa 6, 39 6, 14 0,25 C-4 Líquido Hexa 6, 99 6, 59 0,41 C-5 Líquido Hexa 6, 85 6, 34 0,51 20 0 Brilho Direccional Tappi foi medido usando o método Tappi Teste T-452. A brancura CIE foi medida usando ISO-11475. Os resultados dessas avaliações são mostrados na Tabela 4 a seguir.
Tabela 4
Brilho Direccional Tappi e Brancura CIE
Composição de amido Brilho direccional TAPPI Brancura CIE D65 c-i 77,7 68, 94 1 81, 4 101,68 2 82, 8 112,80 3 83, 4 117,90 4 81, 9 104,21 5 82, 8 111,63 6 82,7 112,43 C-2 81, 6 104,30 m 1 o 82,5 111,78 0 1 83, 1 116,96 0 1 Cn 83,2 119,68
Exemplo 2 (D) Preparação de composições de dimensionamento com adição de OBAs pré-cozidas
Uma série de aplicações de amido de superfície foram preparadas utilizando o seguinte procedimento. 0 amido foi preparado numa panela de lote. Uma certa quantidade de pó OBA foi adicionado a um tanque de suspensão de amido com uma certa quantidade de amido oxidado seco. Foi adicionada água para fazer uma pasta de ~ 16% de sólidos totais e a 21 suspensão foi cozida a 93,3°C por 20 minutos. 0 amido foi diluído para os sólidos de amido desejado para esta aplicação, de 14 para 14,5%, dependendo da tolerância do sistema ao tratamento de dimensionamento de viscosidade e o aumento desejado.
As composições de amido solução e as especificações são definidas na Tabela 5 a seguir.
Tabela 5
Composições de dimensionamento com adição de OBA em pó pré-cozido
Composição de dimensionamento Tipo de OBA Amido oxidado (g) OBA em pó (g) Volume total (L) Sólidos OBA/Total de sólidos (%) 7 Hexa 3178 122,4 19,1 3, 71 8 Hexa 3178 203, 7 19, 6 6, 02 9 Hexa 3178 285, 1 20, 0 8,23 (E) Preparação de composições de dimensionamento com adição de OBAs pós-cozimento
Uma série de aplicações de amido de superfície foram preparadas utilizando o seguinte procedimento. O amido foi preparado numa panela a jacto. Uma certa quantidade de líquido OBA foi adicionado a um tanque de suspensão de amido com uma certa quantidade de amido oxidado seco. Foi adicionada água para fazer uma pasta de ~ 18% de sólidos totais e a suspensão foi cozida a 132,2°C numa panela a 22 jacto. 0 amido foi diluido para os sólidos de amido desejado para esta aplicação, de aproximadamente 14,5%. 0 OBA líquido/composições de solução de amido foram preparadas pela adição de Hexa OBA liquido disponível comercialmente ao amido cozido A composição de amido e as especificações são mostradas na Tabela 6.
Tabela 6
Composições de dimensionamento - Adição pós-cozimento
Composição de dimensionamento Tipo de OBA Amido oxidado (g) OBA líquido, (g, como recebido) OBA líquido (g em seco*) Volume total (L) Sólidos OBA/Total de sólidos (%) W3 1 o Hexa 3178 317, 8 62,31 21, 4 1,89 0 1 Hexa 3178 953, 4 186,94 22, 9 5, 32 0 1 00 Hexa 3178 1589 311,57 24,3 8,34 * g de OBA seco foi calculado dividindo-se como recebido 5, 1 baseado em HPLC e análise de NMR de conteúdo de OBA relativo dos produtos em pó e líquido. (F) Preparação de papel de dimensionamento piloto tratado 1. Preparação do substrato 0 substrato utilizado nesta experiência foi feito numa máquina de papel a partir de um composto consistindo em aproximadamente de 80% de fibras de madeira macia e 20% de 23 fibras de madeira dura com enchimento de 20% de carbonato de cálcio em condições alcalinas. O peso base do substrato de papel foi de cerca de 116 g/m 2 e o Brilho direccional Tappi e a brancura CIE foram 94,6 e 115,80, respectivamente. 2. Tratamento de dimensionamento
Para aplicar a formulação de amido de superfície, um rolo de 35, 56 cm de substrato de papel foi alimentado continuamente entre dois rolos, e a formulação de amido foi aplicada como uma película nos rolos de aplicação, sendo o papel está a ser alimentado através dos rolos a uma velocidade prefixada. Através do controlo da formulação de sólidos, a pressão de aperto, e a velocidade de dimensionamento, é alcançada um peso total de captação de 2,3 a 3,4 g/m2.
Os substratos de dimensionamento tratados e as suas especificações estão definidos na Tabela 7 a seguir. 24
Tabela 7
Substratos de dimensionamento tratados
Composição de amido Forma de OBA Tipo de OBA Cobertura total por lado (gsm) Amido por lado (gsm) OBA por lado (gsm) 7 Fó Hexa 3,2 3, 08 0, 12 8 Pó Hexa 3,3 3, 10 0,20 9 Pó Hexa 3,1 2,84 0,26 C-6 Liquido Hexa 3,4 3,34 0, 06 C-7 Liquido Hexa 2,3 2,18 0, 12 C-8 Liquido Hexa 3,4 3, 12 0,28 0 Brilho Direccional Tappi foi medido usando o método Tappi Teste T-452. A brancura CIE foi medida usando ISO-11475. Os resultados dessas avaliações são mostrados na Tabela 8 a seguir.
Tabela 8
Brilho direccional Tappi e brancura CIE
Composição de amido Brilho direccional TAPPI Brancura CIE D65 7 97,4 141,74 8 97,9 144,69 9 98,2 146,41 1 o 96, 3 134,51 0 1 <1 97,2 140,47 O 1 co 97, 6 143,16 25
Claims (6)
- REIVINDICAÇÕES 1. Processo de fabricação de papel e produtos de cartão compreendendo: formar uma composição compreendendo água, amido cru e branqueador óptico em pó; sendo o branqueador óptico em pó um agente branqueador baseado em hexa sulfonato estilbeno ou em tetra sulfonato; cozinhar a composição para formar uma composição que compreende amido cozido e um branqueador óptico em pó; aplicar a composição cozida a pelo menos uma superfície de um substrato de papel ou cartão na prensa de dimensionamento num processo de produção de papel ou cartão para formar um substrato de papel ou cartão; e secar o substrato de papel ou cartão para formar um substrato de papel ou cartão seco.
- 2. Processo da reivindicação 1 em que a composição de dimensionamento cozida compreende uma percentagem de sólidos de cerca de 8% a cerca de 21% com base no peso total da composição.
- 3. Processo da reivindicação 1 em que o amido cru é seleccionado a partir do grupo que consiste em amido etilado, amido oxidado e uma combinação deles, ou o amido cru é na quantidade de cerca de 60% a cerca de 90% com base no peso total da composição. 1
- 4. Processo da reivindicação 1 em que o branqueador óptico pó é numa quantidade de cerca de 2% a cerca de 10% com base no peso total da composição.
- 5. Processo da reivindicação 1 em que a etapa de cozinhar a composição é feita a uma temperatura iqual ou superior a cerca de 46,1°C, ou a etapa de cozinhar a composição é feita a uma temperatura superior a ou de cerca de 148,3°C ou a etapa de cozinhar a composição é realizada na presença de uma enzima, ou a etapa de cozinhar a composição é realizada num processo em lote, ou a etapa de cozinhar a composição é feita por um processo de cozinhar a jacto.
- 6. Processo da reivindicação 1 em que o cozimento da composição é a uma temperatura até e inclusive 148,3°C para formar uma composição de dimensionamento cozida que compreende o amido cozido e um branqueador óptico em pó. 2
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