PT2904146T

PT2904146T - Processo para produzir uma emulsão estável de anidrido alcenilsuccínico (asa) numa solução aquosa de material amiláceo catiónico, obtenção da emulsão e sua utilização

Info

Publication number: PT2904146T
Application number: PT137828000T
Authority: PT
Inventors: Leroy Nicolas; Duthoit Gilles
Original assignee: Roquette Freres
Priority date: 2012-10-04
Filing date: 2013-10-04
Publication date: 2017-10-03
Also published as: FR2996555A1; FR2996555B1; ES2641534T3; EP2904146A1; WO2014053788A1; EP2904146B1

Description

DESCRIÇÃO

"PROCESSO PARA PRODUZIR UMA EMULSÃO ESTÁVEL DE ANIDRIDO ALCENILSUCCÍNICO (ASA) NUMA SOLUÇÃO AQUOSA DE MATERIAL AMILÁCEO CATIÓNICO, OBTENÇÃO DA EMULSÃO E SUA UTILIZAÇÃO" A presente invenção refere-se a um processo para a produção de uma emulsão de anidrido alcenilsuccínico (ASA) numa solução aquosa de material amiláceo catiónico, entendendo-se que a fase oleosa é constituída pelo ASA, representando a solução amilácea um papel de suporte da referida emulsão. Por solução aquosa de material amiláceo catiónico entende-se uma composição contendo, pelo menos, um amido catiónico, em solução aquosa. 0 processo aqui descrito não utiliza circuito de recirculação ao nivel da unidade de emulsificação, e executa uma diluição da emulsão após a sua fabricação, obtendo-se um produto com uma granulometria, simultaneamente muito fina, monodispersa e estável ao longo do tempo. Fornece-se assim um processo eficaz, simples de utilizar, em particular, numa linha de produção de papel, para produzir uma emulsão que pode ser armazenada durante as paragens da máquina de papel, para proceder a operações de limpeza ou de manutenção.

No sector do papel e do cartão, as operações ditas de colagem visam conferir propriedades melhoradas a estes suportes, especialmente em matéria de hidrofobização, resistência à penetração de espécies hidrófilas, tais como água e tintas aquosas. A este respeito, utilizam-se composições denominadas de "colagem" que contêm substâncias hidrófobas.

Um dos compostos habitualmente utilizados em composições de colagem é o anidrido alcenilsuccinico ou "ASA" (sigla do acrónimo anglo-saxónico alkenyl succinic anhydrid). Esta substância química que não é miscível em água deve ser emulsionada para ser utilizada vantajosamente sob a forma de um produto líquido, permitindo assim um bom contacto entre o ASA e as fibras de celulose. A emulsão em questão é uma emulsão de ASA numa solução aquosa de material amiláceo catiónico; de acordo com este pedido de patente, este material, pode também ser designado simplesmente como emulsão.

Para conseguir esta emulsificação, recorre-se à utilização concomitante de soluções aquosas de materiais amiláceos catiónicos de diferentes naturezas, podendo o material amiláceo ser opcionalmente modificado; a função de tais composições é a de evitar a coalescência das partículas de ASA por ionização positiva da superfície das partículas, e de aproximar as partículas de ASA, das fibras, através de um mecanismo iónico. Em termos gerais, utiliza-se uma taxa de peso de matéria catiónica amilácea seca/ASA entre 0,2 e 4. Estas emulsões são descritas, por exemplo, em US 4,606,773 A, WO 2006/096216 AI e DE 3105903 AI.

Para além da capacidade de conferir ao produto final propriedades melhoradas, a emulsão de ASA na solução aquosa de material amiláceo catiónico deve apresentar algumas características. Deve apresentar, especificamente, partículas muito finas e um estreito espectro de distribuição destes tamanhos (produto "monodisperso"). Como se discute em WO 97/35068 Al, estes parâmetros condicionam a eficácia da composição de colagem em função das propriedades hidrofóbicas que ela deve conferir. A este respeito, sabe-se bem que a presença de partículas "grossas" é uma fonte de incrustações, em particular nos vários materiais em que a composição de colagem transita, mas também da secagem da máquina de papel pelo arrastamento destas partículas grossas pelo vapor (o que, por vezes, pode provocar incêndios). Por outro lado, partículas demasiado "finas" da referida composição, atravessarão a esteira de fibras, sendo levadas na água do processo, durante a drenagem. É, pois, necessário dispor de uma composição de colagem sob a forma de uma emulsão que apresente o máximo de partículas com um diâmetro ótimo, que o especialista estima entre 1 ym e 1,5 ym. 0 Requerente desenvolveu recentemente um processo de fabrico de uma emulsão de ASA numa composição de material amiláceo catiónico, levando a uma estreita distribuição do tamanho das partículas, centrada num intervalo entre 1 ym e 1,5 ym, e isto, sem elevação da temperatura da emulsão, fenómeno que acelera a hidrólise de ASA. Demonstrou-se que as emulsões resultantes conferem efetivamente excelentes propriedades hidrofóbicas no papel a que são aplicadas. Este processo está descrito em WO 2013/186491 AI. A chave deste processo reside na formação de uma emulsão de uma mistura de ASA/solução aquosa de material amiláceo catiónico numa única passagem (isto é, sem circuito de recirculação, como na técnica anterior), ajustando o teor em matéria seca da solução aquosa inicial de material amiláceo catiónico, entre cerca de 7% e 12% do seu peso total.

No entanto, verifica-se que as emulsões assim produzidas não exibem uma distribuição granulométrica estável do tamanho das partículas. Verificou-se que o diâmetro médio das referidas partículas evoluía rapidamente ao longo do tempo, por vezes, para valores superiores a 4 μΜ, desviando-se assim substancialmente do valor ótimo desejado pelo fabricante de papel como se definiu acima, para obter uma colagem eficaz da folha de papel. Contudo, não é incomum que a máquina de papel pare durante vários minutos ou horas, para limpeza ou manutenção. Assim, é vital que a distribuição granulométrica das partículas da emulsão não varie.

Com muito trabalho efetuado neste campo, o Requerente conseguiu melhorar o processo que é objeto do pedido de patente acima mencionado, destinado a superar o desvio granulométrico anteriormente observado. Em particular, verificou-se que o passo de diluição da emulsão melhorava significativamente e de um modo muito vantajoso, a estabilidade da granulometria da referida emulsão, mais concretamente, o diâmetro médio das partículas praticamente não evolui ao longo do tempo, por períodos que podem chegar a 4 horas.

Assim, um primeiro objeto da presente invenção consiste no processo de fabrico de uma emulsão de ASA numa solução aquosa de material amiláceo catiónico, que compreende os seguintes passos: a) produzir uma solução aquosa de material amiláceo catiónico com um teor em matéria seca compreendido entre 7% e 12% do seu peso total, b) misturar o ASA e a solução aquosa de material amiláceo catiónico obtida no passo a), de modo a obter uma taxa de material amiláceo catiónico seco/ASA em peso seco, inferior a 1, c) produzir uma emulsão, numa unidade de emulsificação, numa só passagem, a partir da mistura resultante do passo b), e sem circuito de recirculação, d) diluir a emulsão obtida na etapa c) a uma taxa compreendida entre 1,5 e 3,5, relativamente ao teor de material amiláceo catiónico seco, em relação à água. 0 passo d) é aqui o passo crucial do processo da presente invenção. A diluição da emulsão é efetuada adicionando-lhe água, através de meios bem conhecidos dos especialistas. 0 fator de diluição situa-se entre 1,5 e 3,5; por diluição entende-se a diluição do material amiláceo catiónico em relação à água contida na referida emulsão. Como se demonstra através dos exemplos que suportam o presente pedido de patente, a granulometria da emulsão é menos estável ao longo do tempo, quando se aplica um fator de diluição que não esteja compreendido entre 1,5 e 3,5. Finalmente, os exemplos demonstram também que a diluição da solução inicial de material amiláceo catiónico não constitui uma resposta satisfatória, levando a emulsões que apresentam um diâmetro médio é demasiado grande (da ordem dos 2 pm).

Diluindo assim a emulsão, obtêm-se um produto com caracteristicas estáveis ao longo do tempo, nomeadamente durante períodos até 4 horas. Os especialistas adaptarão o fator de diluição, nomeadamente, em função do teor em matéria seca da solução aquosa inicial de material amiláceo catiónico, procurando dilui-la, de modo a obter um teor em matéria seca compreendido entre 4% e 6%, em peso, de material amiláceo catiónico.

Deve referir-se que o especialista reconhece que, quando a referida emulsão está a ser utilizada (ou seja introduzida na máquina do papel), ela deve ser submetida a uma diluição final, de modo a alcançar um teor de material amiláceo catiónico seco de cerca de 1% em peso, sendo a este teor que o amido se encontra presente no processo de fabrico da folha de papel. 0 passo a) , da produção da solução aquosa de material amiláceo catiónico consiste no fornecimento de uma solução aquosa de material amiláceo catiónico, como a que está disponível comercialmente, ou então na sua diluição com água, para obter o desejado teor em matéria seca.

Para todos os efeitos práticos, especifica-se que a expressão material amiláceo catiónico designa um material amiláceo obtido por qualquer dos processos conhecidos de cationização em meio aquoso, num meio de solvente ou em fase seca, desde que este processo permita que um ou vários grupo(s) azotado(s) de natureza eletropositiva, se liguem ao referido material amiláceo. Pode referir-se, nomeadamente, o documento WO 2005/014709 AI. Como exemplos de soluções aquosas de materiais amiláceos catiónicos que podem ser utilizados de acordo com a presente invenção, podem mencionar-se os produtos comercializados sob a marca VECTOR® SC e IC (ROQUETTE®) Raisabond® 15 (CHEMIGATE) Licocat® P (SUEDSTAERKE®) Lyckeby® LP 2145 e LP 1140 (LYCKEBY®) Redisize® 205 e Redibond® 4000 (NATIONAL STARCH®) e Raifix® 25035 e 01035 (CIBA RAISIO®). O passo b) consiste em, a partir de meios de mistura convencionais, permitindo, nomeadamente, regular as concentrações volúmicas dos componentes, fazer a mistura da solução aquosa de material amiláceo catiónico obtida no passo a), com o ASA. A taxa de material amiláceo catiónico/ASA em peso seco está de preferência compreendida entre 0,2 e 0,6, e mais preferivelmente entre 0,3 e 0,5. A referida mistura e o ASA são levados para um misturador, idealmente um misturador estático, mas podendo também consistir num misturador dinâmico ou um misturador denominado "venturi" de acordo com a expressão bem conhecida do especialista. O passo c) consiste em, numa só passagem, fazer circular a mistura que foi obtida no passo b), numa unidade de emulsificação. Esta unidade refere-se a todos os dispositivos bem conhecidos dos especialistas, incluindo, nomeadamente, meios mecânicos, cuja finalidade é a de micronizar e de dispersar de forma homogenia, o liquido que se procura emulsionar. Tais dispositivos incluem os materiais descritos em Process Pilot DR 2000/4 (IKA®) ou Ytron Z (YTRON®). A unidade onde se produz a solução aquosa de material amiláceo catiónico (a'), o misturador (b'), a unidade de emulsificação (o') e os dispositivos de diluição (d') são equipamentos convencionais, convenientemente interligados por tubos, permitindo a circulação dos vários fluidos. Os aparelhos, tal como definidos na presente invenção, devem ser entendidos como dispositivos capazes de efetuar o processo de acordo com a invenção a uma escala industrial. O fabrico da emulsão consome, pelo menos, 5 litros de ASA por hora, de um modo preferido, pelo menos, 10 litros de ASA por hora. O processo de acordo com a presente invenção carateriza-se também pelo facto de o ASA ser de preferência um produto de origem sintética; trata-se de óleos modificados resultantes de cisões em C16-C18. Entre os ASA disponiveis comercialmente e utilizáveis na presente invenção pode mencionar-se o produto Chemsize® A 180 (CHEMEC®).

Este processo carateriza-se também pelo facto da solução aquosa de material amiláceo catiónico apresentar uma taxa de azoto fixado inferior a 3,5%, de preferência entre 0,3% e 3,5%, mais preferencialmente entre 0,7% e 2% de azoto em peso seco em relação ao peso total de material amiláceo catiónico.

Este material amiláceo catiónico pode opcionalmente ser modificado através de uma operação selecionada a partir de hidrólise, transformações fisicas e químicas, mecânicas, termomecânicas ou térmicas. Uma operação de hidrólise, visando a redução direta do peso molecular e, na maioria dos casos, a redução da viscosidade, pode ser efetuada por vários meios, tais como, por meios químicos, geralmente através da ação de um ácido, uma base ou de um agente oxidante, ou por ação enzimática, habitualmente através da amílase. As modificações químicas comuns são de natureza vária, como a oxidação, em particular pelo hipoclorito, a esterificação, como a acetilação, a eterificação, por exemplo, por cationização, por carboximetilação ou por hidroxipropilação. Os tratamentos físicos podem efetuar-se através de meios termomecânicos, como a extrusão ou a pré-gelatinização, ou por meios térmicos, como aqueles que os especialistas conhecem sob a designação de Hot Moisture Treatment (HMT) ou de Annealing.

Outro objeto da presente invenção consiste num dispositivo que compreende: a') uma unidade de armazenamento de uma solução aquosa de material amiláceo catiónico, b') uma unidade de mistura de ASA e da solução aquosa do material amiláceo catiónico, ligada através da unidade a'), c') uma unidade de emulsificação da mistura de ASA e da solução aquosa de material amiláceo catiónico, ligada à unidade b') e sem circuito de recirculação, d') uma unidade de diluição da emulsão, ligada à unidade C) .

Este dispositivo é particularmente apropriado para a realização do processo de acordo com a invenção. A presente invenção, refere-se, pois, em particular, a um processo de fabrico de uma emulsão de ASA numa solução aquosa de material amiláceo catiónico, tal como se descreveu anteriormente, processo realizado num dispositivo que consiste em: - uma unidade de armazenamento a') de uma solução aquosa de material amiláceo catiónico, para efetuar o passo a) , - uma unidade de mistura b) de ASA e de uma solução aquosa de material amiláceo catiónico, ligada à unidade a' ) , para a execução do passo b), - uma unidade de emulsificação c') da mistura de ASA e da solução aquosa de material amiláceo catiónico, ligada à unidade b') e sem circuito de recirculação para a execução do passo c), - uma unidade de diluição) da emulsão, ligada à unidade c'), para a execução do passo d).

As várias unidades foram descritas anteriormente. Elas são interligadas através de tubos e de bombas que asseguram a circulação de produtos dentro dos tubos. 0 especialista adaptará o referido dispositivo para que possa operar numa fábrica de produção de papel.

Um outro objeto da presente invenção consiste numa emulsão de ASA numa solução aquosa de material amiláceo catiónico possuindo: - uma taxa de material amiláceo catiónico/ASA em peso seco, inferior a 1, de preferência entre 0,2 e 0,6, e mais preferivelmente entre 0,3 e 0,5, - uma distribuição de tamanhos de partícula tal, que pelo menos 80% em volume das referidas partículas têm um diâmetro inferior a 2 ym, e um diâmetro médio entre 1 ym e 1,5 ym, determinado por granulometria a laser através de um dispositivo comercializado pela empresa Malvern® sob a designação de Mastersizer® 2000 - um teor em matéria seca de material amiláceo catiónico entre 4% e 6%, relativamente à água contida na referida emulsão.

Esta emulsão carateriza-se também pelo facto de o ASA que contém ser de preferência um produto de origem sintética.

Caracteriza-se também pelo facto de o material amiláceo catiónico que ela compreende, apresentar uma taxa de azoto fixo inferior a 3,5%, de preferência entre 0,3% e 3,5%, mais preferencialmente entre 0,7% e 2% em peso seco de azoto, relativamente ao peso total de material amiláceo catiónico. 0 referido material amiláceo catiónico pode opcionalmente ser modificado através de uma operação selecionada a partir de hidrólise, transformações químicas e físicas, mecânicas, termomecânicas ou térmicas, como indicado acima.

Um outro objetivo da presente invenção consiste numa composição de colagem que contenha a emulsão de ASA numa solução aquosa de material amiláceo como se descreveu acima.

Um objetivo final da presente invenção consiste na utilização da referida emulsão numa operação de colagem de uma folha de papel ou de papelão.

Os seguintes exemplos permitem compreender melhor a natureza da presente invenção, não limitando o seu âmbito.

EXEMPLOS

Em todos os exemplos, a granulometria das emulsões é analisada utilizando um granulómetro a laser comercializado pela empresa Malvern® sob a designação de Mastersizer® 2000, com os seguintes parâmetros: - 800 mL de água desmineralizada - Agitação 1900 rotações/min - Medida de fundo: 10s - 3 medições consecutivas por amostra (tempo entre as medições: Os) - Duração de cada medição: 10 s - Obscurecimento de laser: entre 8% e 13% - índice de refração: 1,5 - Dispersante (água) índice de refração: 1,33 - Absorção: 0,01 - Modelo da forma das partículas = esférico

No presente pedido de patente, referimo-nos a uma distribuição "estreita" de tamanhos de partícula, quando pelo menos 80% em volume das referidas partículas apresentam um diâmetro inferior a 2 ym, e quando o diâmetro médio está compreendido entre 1 ym e 1,5 ym.

Exemplo 1

Este exemplo destina-se a ilustrar a preparação da emulsão de ASA numa solução aquosa de material amiláceo catiónico, no contexto de um dispositivo da invenção desprovido de um circuito de recirculação na unidade de emulsificação e com um dispositivo de acordo com a técnica anterior. Tem também por objetivo ilustrar a influência do teor em sólidos da solução aquosa inicial de material amiláceo catiónico, na granulometria da emulsão produzida.

Utiliza-se uma solução aquosa de material amiláceo catiónico comercializado pela empresa ROQUETTE® sob a designação de VECTOR®SCA 2015. Utiliza-se também ASA constituído pelo produto Chemsize®A180 comercializado pela empresa CHEMEC®. Este produto contém 0,5% em peso de dioctilsulfossuccinato de sódio como um surfactante (também denominado "DOSS"). O abastecimento de água faz-se a partir de uma rede de distribuição existente. As transferências e as dosagens de ASA e da solução aquosa de material amiláceo catiónico para esta plataforma de emulsificação fazem-se a partir do seu recipiente móvel ou do respetivo tanque de armazenamento, através de tubos e de bombas de deslocamento positivo, cujas velocidades de rotação são aos valores de débito desejados e à desejada taxa de material amiláceo catiónico (seco)/ASA. A solução aquosa de material amiláceo catiónico é diluída em linha. 0 débito de água de diluição é regulado pelo débito da solução aquosa de material amiláceo catiónico comercial, em função da matéria seca desejada. Um misturador estático permite homogeneizar esta solução aquosa diluída. 0 ASA é então introduzido em linha, na solução aquosa diluída e homogénea de material amiláceo catiónico.

Esta mistura "solução aquosa de material amiláceo catiónico/ASA" é então transportada para o emulsionador através de um tubo. Este sistema de emulsão contínuo e de passagem única possui numa série de três rotores/estatores consecutivos, cada rotor e cada estator é composto de 3 fileiras de coroas dentadas concêntricas. Este processo funciona com uma velocidade variável; a velocidade de rotação depende do débito hidráulico, da natureza dos constituintes e das suas proporções, da pressão na câmara de emulsão, bem como da desejada finura da emulsão. A saída do emulsionador está munida de um sensor de temperatura, de um sensor de pressão, de uma válvula capaz de manter o processo a uma pressão de 3 bar, e de um medidor de fluxo.

Neste exemplo, fez-se variar a matéria seca da solução aquosa de material amiláceo catiónico, entre 3% e 20%, a taxa de material amiláceo catiónico seco/ASA entre 0,3 e 0,5, o débito de saída do emulsionador de 80 a 140 kg/h, a velocidade periférica do rotor do emulsionador fixou-se em 40 m/s.

Mediu-se a temperatura T°C da emulsão à saída da unidade de emulsificação em todos os ensaios, e realizou-se uma análise granulométrica de acordo com o protocolo já descrito, de modo a determinar o diâmetro médio e o parâmetro %<2 ym. Em todos os ensaios, exceto no ensaio n° 6, recuperou-se emulsão à saída da unidade de emulsificação, e no ensaio n° 6, fez-se recircular a emulsão na referida unidade, pelo menos, mais uma vez.

Os resultados são apresentados na Tabela 1, com as seguintes abreviaturas: Débito (kg/h) taxa de saída do emulsionador MA/ASA: proporção em peso seco de material amiláceo

catiónico /ASA ES MA (%): extrato seco do material amiláceo catiónico da solução inicial T° (°C) : temperatura da emulsão final à saída do emulsionador % <2 ym: % em volume de partículas com um diâmetro inferior a 2 ym d médio (ym): diâmetro das partículas

Tabela 1

Os ensaios n°s. 1 a 4 demonstram que, a duas dadas taxas MA/ASA e para um extrato seco de material amiláceo catiónico muito fraco (3% e 5%) , obtém-se um diâmetro médio muito grande (nomeadamente, muito maior do que 2 ym nos ensaios 3 e 4) e/ou um valor de %< 2 ym um muito baixo. Assim, não há uma quantidade ótima de partículas com um diâmetro de entre 1 ym e 1,5 ym, o que significa que se geram partículas maiores que podem provocar problemas de incrustação.

De igual modo, os ensaios n° 6 e 7, realizados com um extrato seco de elevado teor em material amiláceo, não fornecem a granulometria desejada. Além disso, eles resultam em elevadas temperaturas de emulsão, as quais podem levar a fenómenos negativos de hidrólise de ASA.

Em última análise, apenas os ensaios n°s 5, 8, 9 e 10 conduziram a um produto final caracterizado por um diâmetro médio de partícula compreendido entre 1 ym e 1,5 ym, com um indice % <2 ym superior a 80%, e com um baixo aumento de temperatura. Obtém-se assim uma emulsão potencialmente muito eficaz enquanto agente de colagem, devido à sua granulometria, e vantajosamente livre de quaisquer efeitos adversos de hidrólise.

Exemplo 2

Neste exemplo, utilizaram-se as condições ótimas de acordo com o exemplo 1 ou seja, a utilização de uma solução aquosa de material amiláceo catiónico com um teor em matéria seca igual a 8%, em combinação com ASA, para obter uma taxa de material amiláceo catiónico/ASA em peso seco, igual a 0,3. Fabricaram-se emulsões sob as condições anteriormente utilizadas. Avaliamos aqui a evolução do diâmetro médio da emulsão ao longo do tempo, estando a emulsão diluida ou não. Avalia-se o carácter hidrofóbico de um papel fabricado com uma emulsão diluida ou não, depois de diferentes tempos de armazenagem.

Começamos por fabricar uma emulsão de ASA numa solução aquosa de material amiláceo catiónico, a partir de VECTOR® SCA 2015 (cujo teor em matéria seca é de 8%) e de Chemsize® A180 (com uma taxa de material amiláceo catiónico/ASA em peso seco, igual a 0,3). A emulsão é produzida em condições idênticas às descritas no exemplo 1. 0 débito de saida do emulsificador é de 120 kg/h, a velocidade periférica do rotor do emulsificador é fixada a 40 m/s.

Uma parte da emulsão produzida é armazenada e este produto é referido como "emulsão 1". A outra parte é diluida por um fator 2 em relação ao teor de material amiláceo catiónico relativamente à água, e este produto é referido como "emulsão 2" .

Cada emulsão é armazenada à temperatura ambiente. A vários tempos, de acordo com o processo já indicado, determina-se o valor do diâmetro médio de cada uma das emulsões 1 e 2. A vários tempos, recolhe-se também uma porção de cada emulsão (diluida ou não diluida) , a fim de fabricar folhas de papel de laboratório, e de medir o grau de hidrofobicidade (Cobb60).

Especificamente, estas folhas de papel de laboratório, também denominadas folhas de papel artesanal, são fabricadas a partir de um dispositivo FRET (folhas de retenção) comercializado pela empresa TECHPAP. Estas folhas de laboratório apresentam caracteristicas semelhantes às do papel industrial cliente, particularmente no que diz respeito à floculação e à retenção. 0 processo de fabrico da folha experimental utiliza uma polpa que é uma suspensão de fibras virgens (50% resinosas, 50% decíduas), com um nível de refinação de 35° Schopper (°SR). Adicionou-se 35% (peso seco em relação ao peso total da massa) de carbonato de cálcio natural comercializado pela empresa OMYA® sob a designação de Omyalite® 50. Carregou-se a suspensão fibrosa numa concentração de 2,5 g/L. Adicionou-se depois 0,3% (equivalente seco/papel) de uma cola de HICAT® 5163AM (ROQUETTE®). Finalmente adicionou-se 0,35% (em relação ao papel) da emulsão ASA. Fabricou-se assim uma folha artesanal com uma gramagem de 70 g/m2.

Após o fabrico da folha experimental, esta é colocada entre duas folhas mata-borrão e o conjunto é passado duas vezes numa prensa de rolos de prensagem da marca TECHPAP. A folha é então separada das folhas mata-borrão, sendo colocado num secador da marca TECHPAP, durante 5 minutos a 100°C. Efetua-se então a maturação das folhas, colocando-as durante 30 minutos numa estufa a 110°C, para permitir que o agente de colagem confira ao papel as suas caracteristicas hidrofóbicas. As folhas foram colocadas em seguida, pelo menos, 24 horas num ambiente condicionado a 23°C (+/-1°C) e 50% de humidade relativa (+/-2%) (normas ISO 187:1990 e Tappi T402 SP-08).

Efetua-se então uma medição de Cobb 60 (normas ISO 535:1991 e Tappi T441 om-04) relativa à hidrofobicidade do papel, quanto menor for a quantidade de água absorvida, mais hidrofóbico é o papel. A Tabela 2 resume os valores de diâmetro médio (ym) obtidos para as emulsões 1 e 2, em diferentes tempos de armazenagem e os valores de Cobb60 (g/m2) medidos nas folhas preparadas com essas emulsões 2.

Tabela 2

Esta tabela mostra que sem o efeito de diluição (emulsão 1), se observa um desvio do diâmetro médio da emulsão, e, portanto, uma perda do grau de hidrofobicidade da folha de papel, que se torna muito evidente depois de 1 hora armazenamento.

Assim, de uma forma muito vantajosa, o produto diluído (emulsão 2) apresenta ainda um diâmetro bastante estável após 3 horas (o mesmo se aplica ao valor correspondente de Cobb60); o diâmetro médio começa a evoluir após 4 horas, bem como o grau de hidrof obicidade da folha de papel. Após 5 horas, ainda se observam estes desenvolvimentos, mas são bem inferiores aos observados para o produto não diluído, para além de 1 hora.

Lisboa, 21 de setembro de 2017

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Processo para o fabrico de uma emulsão de ASA (anidrido alcenilsuccínico) numa solução aquosa de material de amido catiónico, compreendendo os seguintes passos: a) produzir uma solução aquosa de material amiláceo catiónico com um teor em matéria seca compreendido entre 7% e 12% do seu peso total, b) misturar o ASA e solução aquosa de amiláceo catiónico obtida no passo a), de modo a obter uma taxa de material amiláceo catiónico seco/ASA em peso seco, inferior a 1, preferencialmente entre 0,2 e 0,6, e mais preferencialmente entre 0,3 e 0,5, c) produzir uma emulsão, numa unidade de emulsificação, numa só passagem, a partir da mistura resultante do passo b), e sem circuito de recirculação, d) diluir a emulsão obtida na etapa c) a uma taxa compreendida entre 1,5 e 3,5, relativamente ao teor de material amiláceo catiónico seco, em relação à água.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a solução aquosa de material amiláceo catiónico apresentar um teor de azoto fixo inferior a 3,5%, preferencialmente entre 0,3% e 3,5%, mais preferencialmente entre 0,7% e 2% em peso seco de azoto em relação ao peso seco total do material amiláceo catiónico.
3. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado por o ASA ser um produto de origem sintética.
4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por o material amiláceo catiónico ser modificado através de uma operação escolhida de entre hidrólise, transformações fisicas e quimicas, mecânicas, termomecânicas ou térmicas.
5. Dispositivo que compreende: a') uma unidade para armazenar uma solução aquosa de material amiláceo catiónico, a) b') uma unidade de mistura de ASA e de solução aquosa de material amiláceo catiónico, ligada à unidade a') c') uma unidade para emulsionar a mistura de ASA e da solução aquosa de material amiláceo catiónico, ligada a uma unidade b' ) e desprovida de circuito de recirculação, b) d') uma unidade de diluição da emulsão, ligada a uma unidade c').
6. Emulsão de ASA numa solução aquosa de material amiláceo catiónico, apresentando: - uma taxa de material amiláceo catiónico/ASA em peso seco, inferior a 1, de preferência entre 0,2 e 0,6, e mais preferivelmente entre 0,3 e 0,5, - uma distribuição de tamanhos de partícula tal, que pelo menos 80% em volume das referidas partículas têm um diâmetro inferior a 2 ym, e um diâmetro médio entre 1 ym e 1,5 ym, determinado por granulometria a laser através de um dispositivo comercializado pela empresa Malvern® sob a designação de Mastersizer® 2000 - um teor em matéria seca de material amiláceo catiónico entre 4% e 6%, relativamente à água contida na referida emulsão.
7. Emulsão de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por o ASA nela contido ser um produto preferencialmente de origem sintética.
8. Emulsão de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 ou 7, caracterizada por o material amiláceo catiónico incluido na mesma, apresentar um teor de azoto inferior a 3,5%, preferencialmente entre 0,3% e 3,5%, mais preferencialmente entre 0,7% e 2% em peso seco, de azoto, em relação ao peso total do material amiláceo catiónico.
9. Emulsão de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 8, caracterizada por o material amiláceo catiónico ser modificado através de uma operação escolhida a partir de hidrólise, de transformações químicas e físicas, mecânicas, termomecânicas ou térmicas.
10. Composição de colagem contendo uma emulsão de ASA numa solução aquosa de material amiláceo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9.
11. Utilização de uma emulsão de acordo com qualquer uma das reivindicações 6 a 9 ou de uma composição de acordo com a reivindicação 10, numa operação de colagem de uma folha de papel ou de cartão. Lisboa, 21 de setembro de 2017