PT90923B - Processo de preparacao de uma composicao para colagem a base de amidos de tipo amilopectina e de agentes de colagem reactivos a celulose - Google Patents
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Description
MEMQRIA DESCRITIVA presente invento refere-se a uma nova composição que é útil, como uma composição de colagem, relativamente à manufactu ra de papel, cartão e produtos semelhantes. 0 invento refere-se também a um processo para a preparação desta composição de colagem bem como à sua utilização, viz. num processo de preparação de papel ou cartão encolados. Finalmente, o invento refere-se ao pa. pel ou cartão com cola preparado por este processo.
Mais especificamente, o invento refere-se a uma compos!. ção sob a forma de uma emulsão aquosa, compreendendo um agente pa. ra colagem hidrofóbico reactivo com celulose e um polímero catiónico compreendendo uma goma. São já conhecidas, per se, emulsBes aquosas deste tipo, mas o presente invento refers-se a uma composição para colagem, melhorada, na qual muitas das desvantagens das composições para colagem previamente conhecidas são eliminadas ou muito reduzidas, como será abaixo descrito. Os principais factos novos da composição reivindicada residem no uso de uma nova goma catiónica possuindo uma combinação específica de características químicas.
Antecedentes do invento
Para a preparação de certos tipos de papel, há uma necessidade de neutralizar ou inibir as propriedades naturais de absorção de líquidos, do papel. Exemplos de tais tipos de papel são papel de escrever e papel de impressão. Outros exemplos são cartão ou papelão destinado a pacotes para sumo ou leite. Outro exemplo ainda é papel fotobase.
Os tipos de papel, tais como os acima mencionados, requerem propriedades repelentes de líquido. Há muitos processos diferentes, disponíveis, para conseguir a capacidade de repelir líquidos (i.e. hidrofobicidade cu encolagem). Um destes consiste em adicionar, durante o processo de manufactura do papel, uma emul são de um material hidrofóbico. Podem-se utilizar diversos materiais hidrofóbicos diferentes. Entre os mais eficazes estão os chamados agentes para colagem hidrofóbicos reactivos com celulose.
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REF: 01-7304
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-3Pensa-se que quando se usa este tipo de agente, a encolagem é obtida através de uma reacção entre o material hidrofóbico e os grupos hidroxilo da celulose. Exemplos de agentes para oolagem hidrofóbicos típicos são os dímeros de alquilceteno, anidridos succínicos de alcenilo e isocianatos gordos.
Como os agentes de colagem hidrofóbicos são insolúveis na água, são usados no processo de manufactura de papel sob a fo_r ma de uma emulsão. Como emulsionantes podem-se usar surfactantes, mas de uma maneira geral os surfactantes dão emulsões possuindo uma fraca eficácia, visto que apresentam uma fraca afinidade para a fibra de celulose, o que por sua vez significa que uma grande parte do agente de colagem hidrofóbico será perdido aquando da de. sidratação do papel. Verificou-se que os polímeros catiónicos são agentes emulsionantes comparativamente melhores. Exemplos de poli meros catiónicos usados com esta finalidade, estão descritos na Patente U.S* l\|S. 3 130 118 que descreve o uso de uma goma catióni ca como um agente emulsionante, e a Patente U.S. NS. 4 240 935 que frisa as vantagens de se usarem resinas, como agentes emulsi_o nantes, compreendendo o produto reaccional de epicloro-hidrina e de uma aminopoliamida preparada a partir do ácido adípico e da di etilenotriamina.
Em composições de colagem hidrofóbicas, o polímero catiónico preenche, de forma desejável, muitas funções. Em primeiro lugar, deve estabilizar as emulsões. Em segundo lugar, deve aumentar a retenção do agente hidrofóbico ou de colagem, quer is_o lado quer em combinação com um agente de retenção adicionado sep_a radamente ao papel. Além disso, a escolha do emulsionante pode influenciar o grau de calagem de forma a permitir a manufactura de um papel mais hidrofóbico. A Patente U.S. NS. 4 382 129 descreve um polímero catiónico possuindo esta propriedade. Além dis so, verificou-se que certos polímeros catiónicos podem aumentar o grau de colagem, que se desenvolve com o tempo, com os agentes de colagem reactivos à celulose. A Patente U.S. NS. 4 317 756 descreve polímeros possuindo um tal efeito.
Para cada um deste efeitos diferentes é muito difícil ou incerto prever como um dado polímero catiónico actuará ou tra69 430
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-4balhará, e, de uma maneira geral, isto é compietamente impossível, visto que não está definido ou provado como ê que a escolha do p_o limero catiónico afecta a eficácia total da combinação do agente para colagem hidrofóbico reactivo com celulose e do polímero catiónico. Embora os agentes para colagem hidrofóbicos reactivos com celulose estejam disponíveis no mercado há mais de 20 anos e de durante esses anos, os produtos terem melhorado consideravelmente, podem-se ainda conseguir melhoramentos nesta arte. Comparativamente têm de se usar grandes quantidades de agentes para c_o lagem reactivos comcelulose, para obter a repelência ao líquido d_e sejada, com as composiçães para colagem hidrofóbicas da arte ante, rior. Uma redução na quantidade de agente para colagem a ser usa do para obter o grau necessário para colagem, significaria uma grande poupança nos custos materiais. Em adição, os agentes para colagem hidrofóbicos reactivos com celulose não dão uma colagem imediata. Uma tal acção pode ser acelerada pelo uso de uma combi. nação de certos tipos de polímeros catiónicos, como previamente descrito, mas infelizmente estes polímeros fortemente catiónicos têm a desvantagem de diminuir consideravelmente a eficácia dos agentes de brilho óptico, usados para melhorar a brancura do papel, resultando num aumento de consumo de agentes de brilho óptico. Isto estabelece limites à velocidade da máquina, para certos tipos de papel com elevada brancura, como se deve ter obtido um grau mínimo para colagem quando o papel passa a prensa de colagem ou uma unidade de revestimento em linha, visto que caso contrário o papel será muito fraco e romper-se-á com facilidade. Para certos tipos de papel seria desejável atingir um grau para colagem mais elevado do que é tecnicamente possível obter actualmente. Is. to aplica-se por exemplo a papelão para leite e sumo e a papéis fotobase,
Descrição generalizada do invento
De acordo com o presente invento, verificou-se que um certo tipo de goma catiónica, em combinação com um agente para cc lagem hidrofóbico reactivo com celulose, produz efeitos que melho ram consideravelmente, ou eliminam, muitas das deficiências da arte anterior. Verificou-se tambám que os efeitos negativos sobre
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-5abrilhantadores ópticos resultantes de uso de muitos dos agentes para colagem da arte anterior, são consideravelmente reduzidos p£ las composições para colagem deste invento em comparação com agejn tes para colagem hidrofóbicos reactivos com celulose convencionais, com ou sem qualquer adição de polímero catiónico.
Assim, um principal objecto do invento constitui no for. necimento de uma composição nova e melhorada que pode ser usada para encolagem de papel, cartão ou produtos semelhantes.
Outro objecto do invento consiste no fornecimento de uma nova composição para colagem que é mais eficiente que as composições da arte anterior pelo facto de serem necessárias quantidades reduzidas de agente para colagem para obter um grau de encolagem semelhante ao das composições previamente conhecidas.
Ainda um outro objecto do invento consiste no fornecime_n to de uma nova composição para colagem, sendo a acção de encolagem mais rápida que a das composições da arte anterior.
Um outro objecto do invento é o fornecimento de uma nova composição para colagem que pode ser usada para obter graus de eri colagem mais elevados que até à data.
Ainda um outro objecto do invento é o fornecimento de uma nova composição para colagem para a qual os efeitos negativos sobre o consumo de abrilhantador óptico foi reduzido em comparação com as composições para colagem da arte anterior.
Um outro objecto do invento é o fornecimento de uma nova composição para colagem que dará uma dispersão possuindo uma estabilidade excepcional.
Ainda um outro objecto do invento é o fornecimento de uma nova composição para colagem que pode ser usada para obter me lhores características de impressão e de cópia do papel, i.e. uma melhor adesão de pigmento aquando da fotocopiação.
Outro objecto do invento é o fornecimento de um novo processo para a preparação de uma composição para colagem como acima descrita.
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-6Ainda outro objecto do invento é o fornecimento de um processo melhorado de preparação de papel ou cartão encolado que utiliza as novas composiçães para colagem de acordo com o invento.
Ainda outro objecto do invento é o fornecimento de papel de colagem ou cartão de colagem possuindo propriedades melhoradas devido ao uso da nova composição para colagem aqui descrita.
De acordo com o invento, estes e outros objectos são conseguidos pelo fornecimento de uma composição para colagem sob a forma de uma emulsão aquosa compreendendo um agente para colagem hidrofóbico reactivo com celulose e um polímero catiónico com preendendo uma goma, sendo os factos caracteris ticos novos da com posição que a goma possui uma combinação de (A) uma estrutura de elevado peso molecular, altamente ramificada, como indicado por um conteúdo em amilopectina de pelo menos 85$ e (θ) um grau de ca tionização ou grau de substituição (D.S.) de 0,045 a 0,4.
Assim, o tipo de goma catiónica que mostrou dar ao papel as propriedades excepcionais é uma goma que é essencialmente do chamado tipo amilopectina e tem um certo grau crítico de catiçi nização. Como é do conhecimento dos entendidos na arte, a maior parte das gomas contêm dois tipos de polímero da glicose, amilose e amilopectina. A amilose ô um polímero da glucose de baixo peso molecular, linear, possuindo um grau médio de polimerização de ce_r ca de 800 para o amido de milho, por exemplo, e de cerca de 3000 para o amido de batata e tapioca. A amilopectina, pelo contrário, é uma fracção de goma ramificada de elevado peso molecular, possui_n do um grau médio de polimerização de cerca de 500 a 3000 vezes mais que o grau de polimerização da amilose.
Como resultado da sua estrutura ramificada e elevado grau de polimerização, as gomas do chamado tipo amilopectina, i.e. aquelas possuindo um teor em amilopectina (teor em amilose + teor em amilopectina = 100$) de pelo menos 85$ em peso, têm inerentemente elevado peso molecular, possuindo números de pesos-molecula. res médios da ordem dos 200 000 000 a 400 000 000. Por exemplo, amido de milho e trigo, possuindo teor em amilopectina de cerca
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-7de 72%, têm um peso molecular médio (grau de polimerização x 162) de cerca de 500 000. Pelo contrário, amido de milho ceroso possuindo um teor em amilopectina de cerca de 99-100%, tem um peso molecular médio de cerca de 320 000 000,
As gomas que possuem um elevado grau de goma tipo amilo se, i.e. gomas lineares de baixo peso molecular, não produzem as vantagens das gomas usadas neste invento, independentemente do grau de cationização. Nem as gomas que consistem essencialmente de gomas do tipo amilopectina mas que têm um baixo grau de cationização dão efeitos semelhantes, A quantidade de amilopectina e amilose presente numa goma é determinada pela sua origem. Assim, a titulo de exemplo, o amido da batata contém, naturalmente, apro. ximadamente 79% de amilopectina, enquanto que o amido de milho contém, naturalmente aproximadamente 72% de amilopectina e o amido de trigo contém, naturalmente, aproximadamente 72% de amilopectina. 0 conteúdo em amilopectina pode ser aumentado fraccionando a goma. De preferência, pode-se usar uma goma possuindo na turalmente um elevado teor em amilopectina, tal como amido de miz lho ceroso tendo 99 a 100% de amilopectina. E também possível misturar amidos de origens diferentes para obter uma razão de ami, lose para amilopectina abrangida pelo objecto do invento.
Em relação ao limite superior de amilopectina presente na goma, este limite pode atingir 100%, embora possa ser difícil, na prática, atingir tão elevado teor em amilopectina. Contudo, como foi acima mencionado, o denominado amido de milho ceroso contende cerca de 99% de amilopectina mostrou ser especial mente adequada de acordo com o invento. De uma maneira geral o teor em amilopectina na goma deve ser tão elevado quanto possível, pelo menos 85%, mais preferivelmente cerca de 90-100%, e mais prefe rivelmente cerca de 95-100%, p.e,, aproximadamente 99%, como se encontra no amido de milho ceroso, grau de cationização da goma pode ser caracterizado por meio do grau de substituição (valor D.S.), o que é uma forma convencional de caracterizar uma goma.
As gomas cationizadas, como aqui usadas, podem ser re69 430
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-8- <' · presentadas esquematicamente pela fórmula
R (função catiónica)^ na qual R é a unidade monossacárida da goma, e n representa o valor D.S.. Uma unidade sacárida tem três grupas hidroxilo, de fo_r ma que o valor teórico D.S. mais elevado para uma goma catiónica é 3, Assim, teoricamente, o valor D.S. pode ser qualquer valor entre 0 e 3 para uma goma catiónica. Contudo, como foi acima meri cionado, de acordo com o presente invento, verificou-se que em combinação com um agente para colagem reactivo com celulose, a qo ma que mostrou dar resultados excepcionais é uma goma possuindo um valor D.S. dentro da gama de cerca de 0,045-0,40. De uma maneira geral um grau preferido de substituição está dentro da gama de cerca de 0,05 a 0,20, mais preferivelmente de cerca de 0,6 a 2,0, e mais preferivelmente, de cerca de 0,05 a 0,1, p.e. 0,07.
A razão ou proporções entre o agente para colagem reacti vo com celulose e a goma catiónica aqui usada é obviamente determinada pelo entendido na arte para cada caso, enquanto se tem em consideração as propriedades que são necessárias ou desejadas para a situação particular. Uma razão preferida de agente para col_a gem reactivo com celulose: goma catiónica para a maior parte dos agentes para colagem está, contudo, dentro da gama de cerca de 1:0,02 a 1:2, sendo especialmente preferida uma gama de cerca de 1:0,05 a 1:0,5. Com os anidridos dicarboxílicos cíclicos, tal co mo anidrido alquilo succínico, podem-se usar razões de cerca de 1:0,01 a 1:5.
A escolha do agente para colagem hidrofóbico, reactivo com celulose, é feita de entre os agentes de colagem previamente conhecidos do tipo de acordo com os ensinamentos da arte anterior, p.e., revelado na Patente U.S, NS, 3 130 118, por exemple, a tota lidade dos quais está aqui incorporada por referência e baseado na sua totalidade.
Agentes para colagem especialmente vantajosos para uso em combinação com a nova gama de acordo com o invento, são seleccionados do grupo constituído por:
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-9a) anidridos ácidos da fórmula:
R
na qual R2 e R^ são iguais ou diferentes, e cada um representa ra dicais hidrocarboneto contendo 7-30 átomos de carbono;
b) anidridos dicarboxí1icos cíclicos da fórmula
na qual R^ contém 2 ou 3 átomos de carbono e R^ é um radical hidrocarboneto possuindo 7-30 átomos de carbono;
c) dímero ceteno da fórmula:
(r6ch = c=o)2 na qual R é um radical hidrocarboneto poqquindo 6-30 átomos de □ carbono, de preferência alquilo possuindo 6-22 átomos de carbono; e
d) isocianatos da fórmula:
Ry~N=C=O na qual R? ê um radical hidrocarboneto possuindo 7-30 átomos de carbono.
Uma concretização preferida dos anidridos ácidos referi da na secção a) é um anidrido de estearilo, enquanto que um exemplo específico de um anidrido dicarboxílico cíclico adequado da secção b) é o anidrido isooctadecenilo succínico. Quanto aos di69 430
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22405/P0R/KL/Lg meros ceteno da secção c), são também úteis radicais ciclo alqui. lo e arilo, como os ditos radicais hidrocarboneto, embora seja preferido como indicado, um radical saturado tal como mn radical alquilo.
Dos quatro grupos acima mencionados a)-d), dos agentes reactivos à celulose, são preferidos os anidridos dicarboxílicos cíclicos da secção b) e os dímeros ceteno da secção c), sendo especialmente preferidos os dímeros ceteno.
Os radicais hidrocarboneto R2> R-j, R^ e R? são, de preferência, radicais saturados de cadeia linear, que podem, contudo conter insaturação e substituintes cíclicos ou aromáticos. R^ é, de preferência, um radical alquilo, saturado, de cadeia linear ou ramificado. Além disso, R2> R-j» Rg e R? devem, de preferência, ter 14-22 átomos de carbono e R^ deve, de preferência, ter 14-30 átomos de carbono. Os grupos hidrocarboneto R2, R-j, R^, R5, Rg e R^ em cada uma das fórmulas acima, podem também ser substituídos, p.e,, por halogénio, por exemplo cloro, quando se pretende um efe_i to especial.
As composições para colagem de acordo com o invento podem conter, opcionalmente, ingredientes convencionais adicionais, conhecidos como sendo úteis em composições para colagem deste tipo. Exemplos de aditivos comuns incluem agentes dispersantes e agentes de retenção adicionais. Além disso, podem também ser adi. cionados, se desejado, qualquer uma das resinas sintéticas conhecidas por aumentar a velocidade de encolagem ou por melhorar as formulações de colagem.
Na concretização preferida, as emulsões deste invento contêm, de preferência, um agente dispersante aniónico. Estão descritos na Patente U.S, N2. 3 223 544 agentes aniónicos adequados, a qual descreve o uso de muitos agentes dispersantes usuais e vantajosos, cuja descrição está aqui incorporada por referência. Agentes dispersantes aniónicos preferidos incluem polímeros, contendo linhosulfonatos, polinaftaleno sulfonatos e estireno sulfonato.
A quantidade de agente dispersante aniénico usado é uma
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-11função da pureza do agente para colagem, tipo de goma especifica e grau de cationicidade e agente dispersante especifico usado.
Com alguns agentes para colagem, tal como dímeros alquilo ceteno impuros, pode não ser necessário qualquer agente dispersante anió nico. De uma maneira geral, o agente dispersante aniénico será usado numa quantidade até 0,15/u em peso.
De acordo com outro aspecto do invento, proporciona-se um processo para preparar a nova composição para calagem, sendo o dito processo caracterizado por se dissolver a dita goma de eleva, do peso molecular, altamente ramificada, em água, se necessário pela adição de calor e pela incorporação nela de um agente dispejr sante; por se ajustar a temperatura da solução resultante para uma temperatura acima do ponto de fusão do agente para colagem reactivo com celulose e adicionando depois o agente para colagem à solução para formar uma emulsão grossa; por se submeter a dita emulsão grossa a forças de corte para reduzir o tamanho das parti cuias da emulsão; e, se necessário, por se arrefecerem as emulsões assim obtidas.
Em relação com a dissolução da goma catiénica em água, deve-se adicionar que o limite superior da concentração da goma é na prática ditado pela capacidade de manuseamento da solução da goma, visto que elevadas concentrações de goma dão elevadas visco sidades.
As emulsões grossas obtidas podem ser submetidas a forças de corte por meio de um dispersante, um homogenizador ou seme lhante, de acordo com princípios conhecidos. Se esta operação for efectuada a uma temperatura superior à temperatura ambiente, p.e. quando da emulsão de agentes para colagem sólidos reactivos com celulose tais como dímeros ceteno possuindo cadeias alquilo saturadas, a emulsão é depois arrefecida para a temperatura ambiente. Opcionalmente, o pH é ajustado e/ou adiciona-se um biocida ou uma resina sintética, como é habitual na arte, operações estas que podem ser efectuadas em qualquer fase do processo.
Ainda de acordo com outro aspecto do invento, proporcio na-se um processo para preparar papel ou cartão para colagem em
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-12que um agente para colagem é adicionado durante a manufactura do papel ou do cartão, sendo a adição efectuada quer ao papel antes de ser desidratado quer à prensa de encolagem através da qual o papel ou cartão e passado. 0 processo do invento é caracterizado por se usar como agente para colagem qualquer uma das composições para colagem come aqui descritas, e é particularmente vantajoso para uso com stocks de papel com a adição de abrilhantadores ópti cos tal como ácidos estilbeno dissulfónicos.
novo agente para colagem de acordo com o invento é adicionado, de preferência ao stock de papel antes do dito stock ser desidratado. 0 ponto exacto de adição da composição para colagem não é critico, mas de acordo com uma concretização vantajosa do invento, a composição para colagem é adicionada menos de 5 minutos antes do stock de papel ser desidratado.
A quantidade de composição para colagem necessária varia de caso para caso, dependendo do tipo de polpa utilizada e do grau final de hidrofobicidade desejado, mas de uma maneira geral, a quantidade, calculada como o conteúdo total de sólidos, é de cerca de 0,4 kg por tonelada de papel ou cartão a cerca de 4 kg por tonelada de papel ou cartão.
Em adição às vantagens do invento que foram acima descri tas ou que serão descritas nos Exemplos, verificou-se também que de entre as gomas possuindo os graus de substituição de acordo com □ objecto do invento, aquelas possuindo uma maior proporção ou uma proporção tão elevada quanto possível de amilopectina, darão dispersões mais estáveis.
invento será agora ainda descrito pelos seguintes Exemplos não limitativos, nos quais as percentagens ou quantidades são em peso, excepto quando indicado em contrário.
Exemplo 1
Prepara-se uma emulsão para colagem baseada em dímero de alquilceteno pela adição de 125 partes de goma catiónica a 2500 partes de água, seguido por aquecimento da mistura formada por um período suficiente para obter uma solução de goma clara,
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-13altamente viscosa. A esta mistura adicionaram-se 20 partes de um agente de dispersão aniónico (polímero contendo sulfonato de estireno) e 500 partes de dímera de alquilceteno preparado a partir de uma mistura de ácido esteárico (60;ύ), ácido palmítico (35)/) e ácido miristico (5%), i.e., R^ é um radical hidrocarboneto linear saturado contendo 12-16 átomos de carbono com a seguinte dis. tribuição: 16 átomos de carbono (60%); 14 átomos de carbono (35%); 12 átomos de carbono (5%). A mistura é então agitada até que todo o dimero de alquilceteno esteja fundido. A emulsão gros. sa obtida é então passada através de um homogenizador de elevada pressão a uma pressão de 200 bar e é arrefecida para a temperatura ambiente e diluída para uma concentração final de dimero de ceteno de 10%. A emulsão para colagem assim formada é um liquido lei. toso de baixa viscosidade.
Avaliaram-se quatro tipos diferentes de gomas como ageri tes de emulsão/agentes de fixação na manufactura dos agentes para colagem acima descritos. 0s efeitos de encolagem das dispersães obtidas foram testados adicionando as dispersões a uma suspensão de polpa diluída (contendo 100% de polpa de sulfato de bétula branqueada) a qual foi então usada numa formadora de placas de la boratério para a manufactura de folhas de papel possuindo uma gramagern de 65 g/m . Após comprimir as folhas de papel durante 5 minutos a 3 bar e secagem durante 10 minutos a 90SC, a encolagem assim obtida foi avaliada por medições num denominado testador de penetração de tinta, no qual o grau de hidrofobicidade é caracterizado pelo tempo decorrente da redução da capacidade de reflexão da face anterior de uma folha de papel após contacto da face posterior do papel com tinta. Um papel fracamente encolado perde, deste modo, muito rapidamente a sua capacidade de reflectir enquaji to que a face anterior de um papel bem encolado mantém a sua capa, cidade de reflectir por um período de tempo mais longo. Ds resul tados das avaliações estão apresentados no quadro seguinte:
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Aquapel 225 (Hercules), contendo 10% de cera AKD, estabilizado com goma catiónica.
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-15Exemplo 2
Numa máquina de papel de luxo usou-se um agente de cola gem comercial de acordo com o Exemplo 1 D. 0 grau de hidrofobicX dade do papel resultante, expresso como COBB^g, variou dentro da gama de 22-26 g/m2. 0 agente para colagem comercial foi então substituído por um agente para colagem de acordo com o Exemplo 1 C, que foi doseado à mesma concentração que o produto previamente usado. □ resultado da substituição foi a redução gradual do valor de COBB n o qual estabilizou após uma hora a cerca de 15 g/ /m2.
Exemplo comparativo 1
Numa máquina de papel de luxo doseou-se um agente para colagem neutro comercial à base de AKD de acordo com o Exemplo 1 D, a uma concentração de 850 g de dímero de alquilo ceteno por tonela da de papel produzido. 0 grau de encolagem, expresso como COBB^g, foi medido a cerca de 25 g/m2. A dosagem foi então reduzida para 750 g de dímero de alquilo ceteno por tonelada de papel produzido.
A hidrofobicidade do papel foi então gradualmente reduzida e atin giu finalmente um nível que é inaceitável sob um ponto de vista de qualidade (COBBgg >30 g/m^).
Exemplo 3
Doseou-se numa máquina de papel de luxo um agente para colagem de acordo com o Exemplo 1 C, a uma concentração de 850 g de dímero de alquilo ceteno por tonelada de papel produzido. 0 grau de encolagem, expresso em COBB^g, variou dentro da gama de 20-25 g/m . A dosagem do agente para colagem foi reduzida para 640 g de dímero de alquilo ceteno por tonelada de papel produzido sem qualquer redução do grau de encolagem. A medição dos valores COBB variou dentro da gama de 20-25 g/m .
Exemplo comparativo 2
Doseou-se numa máquina de papel de luxo um agente para colagem de acordo com o Exemplo 1 A, a uma concentração de 850 g de dímero de alquilo ceteno por tonelada de papel produzido. 0
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-162 grau de encolagem, expresso em COBB^q, Foi de cerca de 25 g/m . A adesão do toner, i.e. a capacidade do papel em aderir à tinta to f p >
ner nas máquinas fotocopiadoras Xerox' , mostrou ser inferior à adesão obtida para papel para colagem com um agente para colagem de acordo com o Exemplo 1 C.
Exemplo 4
Doseou-se um agente para colagem comercial baseado em AKD, de acordo com o Exemplo 1 D, numa máquina de papel de luxo a uma concentração correspondendo a B50 g de dímero de alquilo cete no por tonelada de papel produzido. A adesão do toner do papel, i.e. a capacidade do papel em aderir à tinta toner, foi medida e registada.
agente para colagem comercial foi então substituído por uma emulsão para colagem de acordo com o Exemplo 1 C, a qual foi doseada a uma concentração correspondendo a 640 g do dímero de alquilo ceteno por tonelada de papel produzido. A adesão do toner foi novamente medida e registada e verificou-se que era superior à adesão obtida para o agente para colagem comercial.
Assim, este exemplo mostra que a nova emulsão para colja gem, de acordo com o invento, pode ser utilizada para obter melhores características de impressão e de cópia do papel, i.e, uma adesão melhorada da tinta toner na fotocopiação.
Exemplo 5
Doseou-se um agente para colagem comercial baseado em AKD, de acordo com o Exemplo 1 D, numa máquina de papel de luxo a uma concentração correspondendo a 850 g de dímero de alquilo cete no por tonelada de papel produzido. Mediu-se continuamente o con sumo de abrilhantador óptico necessário (de autofixação aniónico) para obter um grau específico de brancura. 0 agente comercial pja ra colagem foi então substituído por uma emulsão para colagem de acordo com o Exemplo 1 C e o dito agente para colagem foi doseado a uma concentração correspondendo a 640 g de dímero ceteno por to nelada de papel produzido. Verificou-se que havia uma redução de
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-1720% no consumo de abrilhantador óptico sem qualquer perda de bra_n cura do papel, detectável. 0 grau de encolagem, expresso em COBB , o U estava ainda estável e variava dentro da gama de 20-25 g/m .
Exemplo 6
Preparou-se uma emulsão para colagem à base de anidrido de ácido de alcenilo, pela adição de anidrido alcenilsucclnico (ISA) a 10%, em peso, a uma solução a 2,2,□ , em peso, de um amido catiónico, de acordo com o invento, o F 2610. A mistura foi homogeneizada à temperatura ambiente de modo a reduzir o tamanho das parti, cuias e formar, assim, a emulsão final a qual era apropriada para emprego como agente de colagem de papel. Para fins de comparação, preparou-se uma emulsão de ASA semelhante pela adição de uma solu ção de ASA a 10,□ , em peso, a uma solução a 2,2,j, em peso, de um amido catiónico convencional (Hebo 26C), seguida por homogeneização, tal como descrito anteriormente.
Obtiveram-se folhas manufacturadas de fibras de sulfonato branqueadas, usando um dispositivo formador de folhas a uma taxa de adição de 10 kg/t de emulsões de agente para colagem ^SA anteriormente descritas. As folhas foras, prensadas até um teor de secagem de 40,3 e em seguida secas num forno a 90°C durante 10 minutos. 0 grau de hidrofobação (encolagem) foi então avaliado usando o método 00Β3^^.
Obtiveram-se os seguintes resultados:
Tipo de amido Grau de sizing (ΟΟΒΒ^θ)
110 g/m^ g/m^
Hebo 260 F 2610
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Claims (9)
- REIVINDICAÇÕES1 - Processo de preparação de uma composição para colagem sob a forma de uma emulsão aquosa compreendendo um agente para colagem hidrofóbico reactivo com celulose e um polímero catiónico compreendendo uma goma, em que a goma possui uma combinação de (A) uma estrutura ramificada de elevado peso molecular como i_n dicado por um teor de amilopectina de pelo menos 85%, e (B) um grau de cationização ou grau de substituição (D.S.) de 0,045 a 0,40, caracterizado por se dissolver a dita goma ramificada, de elevado peso molecular, em água, se necessário pela adição de calor e por se incorporar nela um agente dispersante, se ajustar a temperatura da solução obtida para uma temperatura acima do ponto de fusão do agente de colagem reactivo com a celulose e se adicionar depois o dito agente de colagem à solução de forma a for. mar uma emulsão grosseira e submeter a dita emulsão grosseira a forças de corte de forma a reduzir o tamanho das partículas da emulsão; e, se necessário, se arrefecer a emulsão assim obtida.
- 2 - Processo,de acordo com a reivindicação 1, caracterí zado pelo facto da dita proporção de amilopectina ser de 90 a 100%) e mais preferivelmente de 95 a 100%.
- 3 - Processo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo facto da dita proporção de amilopectina estar na gama de 98,0 a 100%.
- 4 - Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo facto da goma ser amido de milho ceroso.
- 5 - Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicai çSes anteriores, caracterizado pelo facto do grau de substituição estar dentro da gama de 0,05 a 0,20, de preferência de 0,05 a 0,10, tal como de 0,06 a 0,20, p.e. de 0,06 a 0,10.
- 6 - Processo, de acordo com qualquer uma das reivindica^ ções anteriores, caracterizado pelo facto da razão de agente de colagem reactivo com a celul os e: goma catiónica estar dentro da qa ma de 1:0,02 a 1:2, de preferência dentro da gama de 1:0,05 a 1:0,5.69 430REF: 01-730422405/P0R/KL/Lg-197 - Processo, de acordo com qualquer uma das reivindica çoes anteriores, caracterizado pelo facto do agente para colagem hidrofóbico reactivo com a celulose ser seleccionado a partir do grupo consistindo em:a) anidridos ácidos da fórmula:R na qual R2 e Rsão iguais ou diferentes e cada um representa ra dicais hidrocarboneto contendo 7-30 átomos de carbono;b) anidridos dicarboxilicos cíclicos da fórmula:IICII ona qual R^ contém 2 ou 3 átomos de carbono e R^ é um radical hidro carboneto possuindo 7-30 átomos de carbono;c) dímeros de ceteno da fórmula:(r6ch = c=o)2 na qual R^ é um radical hidrocarboneto possuindo 6-30 átomos de carbono, de preferência alquilo possuindo 6-22 átomos de carbono; ed) isocianatos da fórmulaR?-N=C=O na qual R? é um radical hidrocarboneto possuindo 7-30 átomos de carbono.69 430REF: 01-730422405/P0R/KL/Lg-208 - Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicja ções anteriores, caracterizado pelo Facto do agente para colagem hidrofóbico reactivo com a celulose ser um dimero de ceteno da fórmula:(r6ch = c=o)2 na qual R^ é um radical hidrocarboneto possuindo 6-30 átomos de carbono, de preferência alquilo possuindo 6-22 átomos de carbono.
- 9 - Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicja ções anteriores, caracterizado pelo facto da composição conter ainda um agente dispersante e/ou uma resina sintética adicional.
- 10 - Processo para a preparação de papel ou cartão encolado no qual o agente de colagem é adicionado durante a manufactura do dito papel ou cartão, quer à massa antes de a desidratar, quer à prensa de cola através da qual o papel ou cartão são passados, caracterizado pelo facto de se usar como agente de colagem a composição de colagem como reivindicada em qualquer uma das reivindicações 1-9, sendo a dita composição de colagem usada, de preferência numa quantidade de cerca de 0,4 kg de sólidos totais por tonelada de papel ou cartão a cerca de 4 kg de sólidos totais por tonelada de papel ou cartão.
- 11 - Processo de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo facto de se adicionar a dita composição de colagem à massa menos de 5 minutos antes de a desidratar.
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