PT90935B

PT90935B - Processo para a colagem de papel e produtos similares

Info

Publication number: PT90935B
Application number: PT90935A
Authority: PT
Inventors: Francesco Malatesta
Original assignee: Exxon Chemical Patents Inc
Priority date: 1988-06-21
Filing date: 1989-06-21
Publication date: 1994-11-30
Also published as: US5114538A; TR25641A; NO892553D0; YU127189A; PT90935A; IT1220715B; NO178668B; JP2989194B2; EP0348127A3; FI893019A; FI98542B; JPH0261196A; NO178668C; NO892553L; EP0348127A2; DK307089D0; IT8841627A0; DK307089A; FI98542C; CA1335861C

Description

na Itália), para PROCESSO PARA A COLAGEM DE PAPEL E PRODUTOS SIMILARES.

Descrição

A presente invenção refere-se a um processo para encolamento de papel ou produtos análogos, tais como cartão, cartolina, etc., baseados em fibras celulósicas ou sintéticas.

O papel, cartão, cartolina e outros produtos análogos são produzidos por dispersão das fibras celulósicas ou sintéticas em grandes quantidades de água e passando a dispersão para j uma máquina de fazer papel onde a água é removida para se formarί uma folha contínua de papel.

De acordo com a natureza das fibras, o tipo de papel ou cartão a ser produzido, etc., o produto é tratado com vários ;

produtos químicos que se podem introduzir na dispersão aquosa !

i das fibras. Um tratamento vulgar específico para a maioria dos j processos para fabricar papel é o encolamento. I encolamento do papel é bem conhecido, dois materi- ’ ais típicos para encolamento são os dímeros de alquil-cetona e j os anidridos succínicos de alquenilo. Estes produtos são geral-! mente utilizados em forma de emulsão conforme descrito em, por exemplo, Publicações de Patentes Japonesas nõ.62-231099; 61- ί -146898; 61-160495, 52-25102, 60-20905. Embora a presente in- ί venção se refira ao encolamento em geral é especialmente relativa ao encolamento com anidridos succínicos de alquenilo.

í □ ORIGINAL í

ANA ·

A patente britânica 1492104 descreve a utilização de éteres arilalquílicos ou de poli-oxi-alquileno alquilo, ou os correspondentes derivados mono- e di-ésteres para produzir emulsões de anidridos ácidos com fraco recurso a esforços de corte. Utiliza-se estas emulsões para dispersar de imediato os anidridos no material de celulose para produzir papel encolado. A emulsão de encolamento pode ser produzida in-situ, dentro do material de celulose, ou antes da introdução no material de celulose. As emulsões são, de preferência, preparadas em presença de estabilizadores catiónicos como as gomas catiónicas, resinas de acrilato de poliamino-etilo, resinas de poliamida possuindo grupos amino, reagidos ou não com epicloro-hidrina, etc.

A função principal destes estabilizadores catiónicos é de carregar positivamente as partículas da emulsão favorecendo a sua absorção por atracçSo electrostática na superfície de carga negativa das fibras celulósicas.

A utilização de emulsionantes contendo azoto e/ou oxigénio para produzir emulsões de emulsões de anidridos ácidos cíclicos, em presença de estabilizadores catiónicos, com fraco recurso a esforços de corte, é geralmente realizada utilizando uma concentração de 2,0 a 10,0% de emulsionante baseado no anidrido. Simultaneamente, utiliza-se 1 a 5 partes de estabilizadores catiónicos para uma parte de anidrido.

As emulsões obtidas são quimicamente instáveis na água. Como consequência, as partículas da emulsão com diâmetros sub-micra são rapidamente hidrolisados. Pelo contrário, as partículas de emulsões de diâmetro acima de 3-4 micra, com proporções superfície-massa demasiado baixas perdem atracção electrostática suficiente para serem rapidamente depositadas na celulose e assim permanecer suspensas na água do processo utilizada no fabrico do papel.

Como consequência, são continuamente recicladas com a água do processo e eventualmente hidrolisadas o que não só desperdiça os compostos de encolamento como causa de problemas no funcionamento das máquinas de papel. A tecnologia de encolamento baseada em emulsão produz posteriormente papel encolado

de modo fraco devido a fenómenos de re-humedecimento, causados pelo emulsionante, rendimentos de encolamento baixos e forma- j ção de espuma.

O re-humedecimento resulta da presença de emulsionante residual no anidrido ácido cíclico absorvido na superfície da fibra celulósica. Os grupos polares do emulsionante, espalhados sobre a superfície da partícula de anidrido, atraem a água para a superfície favorecendo assim a hidrólise de anidrido mais do que a sua reacção com os grupos hidróxi na celulose.

Além disso, a presença do emulsionante residual no papel acabado cria afinidade de água não desejável no papel e a consequente diminuição da caracteristica hidrofobica do papel produzido por encolamento. Estas dificuldades não são eliminadas por redução da concentração do emulsionante para valores abaixo de 1,0% baseados no anidrido e por utilização de misturadores de alta velocidade em presença de 1 para 5 partes de um estabilizador catiónico para uma parte de anidrido. Mesmo utilizando misturadores tipo turbina (rotações compreendidas ; entre 10000 e 20000 RPM) é difícil controlar a distribuição do diâmetro das partículas nas duas variações nos sub-micra e 3 a 4 micra. 0 peso molecular do anidrido e a estrutura da sua cadeia alquenilo possuem pouca influência no comportamento referido.

As técnicas de emulsão de elevada velocidade baseadas em bombas de turbina com gotas de pressão de entrada-saída tão ! elevadas como 8 a 10kg/cm² são necessárias para obter distri- [ buições dos diâmetros das partículas da emulsão para melhor re- [ i

sultado do encolamento. Contudo, as emulsões produzidas por ! alta velocidade são caracterizadas por fraca estabilidade e têm tendência a sair rápidamente da fase.

I

A produção de papel, com a utilização de emulsões de anidridos ácidos cíclicos para encolamento, requer algumas práticas adicionais que não estão geralmente disponíveis na indústria de papel e prudência extraordinária. Também os custos operacionais são elevados e a formação de espuma pode causar problemas.

Α espuma, com a sua ampla interface ar-líquido, favorece a evaporação dos líquidos de reciclagem com a formação de depósitos gordos no papel e no tanque de reciclagem de água. Estes podem provocar problemas de funcionamento das máquinas de papel. Assim, pode ser necessário operações de limpeza mais frequentes que tendem a interromper o processo e a aumentar os i custos da produção. Mais um ponto negativo no custo é repre- j sentado pelo uso de estabilizadores catiónicos da emulsão.

I

Inúmeros problemas encontrados pela indústria de papel quando se utilizam emulsões de anidridos ácidos cíclicos no encolamento de papel estão descritos em:

1987 Sizing Short Course, April 8-10 1987, Atlanta, Ga., TAPPI Press 1987.

1985 Alkaline Papermaking, April 17-19, 1985, Denver, CO., !

TAPPI Press 1985, ISSN 0738-1190. · i

Assim, embora se realize o encolamento de papel por ι utilização de produtos sintéticos reactivos emulsionados, as desvantagens são o desperdício do composto de encolamento deviI do à hidrólise, papel encolado de modo insuficiente devido a fenómenos de re-humedecimento, baixos rendimentos de encolamento, formação de espuma, formação de depósitos gordos no tanque de reciclagem de água e problemas de funcionamento das máquinas í de papel.

Além disto, os processos de produção de papel basea- j i dos no encolamento com produtos emulsionados é menos económico devido a: ;

- a necessidade de emulsionantes e de estabilizadores da emul- ¹são.

- uma maior utilização de compostos de encolamento para compensar os rendimentos de colagem mais baixos, que resultam da hidrólise da cola, e a menor característica do papel hidrofóbica resultante.

- a necessidade de operações de limpeza mais frequentes que conduzem a um número crescente de interrupções do processo.

- a necessidade de bombas de turbinas de alta velocidade.

á objectivo principal da presente invenção reduzir ou eliminar os problemas de custo e técnicos associados ao en- ί colamento de papel com compostos de encolamento emulsionados especialmente os baseados em anidridos ácidos cíclicos.

Um objectivo da presente invenção é desenvolver um método para pôr em contacto os compostos de encolamento e o ma- j terial de celulose que predetermina de modo seguro e com repro- j dutibilidade o tempo de contacto e o diâmetro das partículas dos compostos de encolamento como função de outros parâmetros j i

do processo relevantes (por exemplo, tipo de celulose, gradação J do material de papel, tipo de cargas minerais, temperatura da secção de secagem, etc.). í

Um outro objectivo é desenvolver um método para pôr em contacto o composto de encolamento sintético com o material de celulose que reduz a hidrólise do composto de encolamento durante o seu período de permanência na água do processo.

É desejável que o método para pôr em contacto o composto de encolamento sintético com o material celulósico seja adaptável de imediato a plantas existentes que produzam papel, cartolina, etc. j ί

Estes e outros objectivos, que se tornarão evidentes > mais tarde, obtêm-se, na produção de papel, cartão, cartolina, etc., com um processo de encolamento compreendido pelos seguin- j tes passos: !

- produção de uma lama de água de material celulósico. !

- formação de catiões na referida lama. j i

- dispersão da cola sintética, pura ou em solução com compostos j não-activos como gases ou solventes, em forma de gotículas finas dentro do material celulósico antes, durante ou depois da formação da folha de papel quer a referida folha de papel esteja ou não seca ou molhada.

- secagem da folha de papel.

A lama submetida à formação de catiões é geralmente tratada com cargas minerais antes da mistura com a cola.

Outros benefícios da utilização do processo da pre- j sente invenção tornar-se-ão aparentes na descrição detalhada j de alguns procedimentos necessários à sua realização. Tais í procedimentos são descritos para explicar a presente invenção e não significam uma limitação respectiva.

De acordo com o procedimento preferido para realizar j a presente invenção, o composto de encolamento sintético reac- ! tivo é disperso de modo contínuo em forma de gotículas finas i para dentro do terminal de humedecimento da máquina de papel, de preferência em locais em que a lama de águas de material celulósico está sob turbulência elevada para obter um contacto j completo e rápido do composto de encolamento com o material de papel. Se for necessário a turbulência pode ser controlada por colocação de chicanas e agitadores no fluxo da lama.

A dispersão do composto de encolamento obtem-se de modo conveniente com um pulverizador de 360°, inerso no material de papel, que produz gotículas de dimensões predeterminadas e uma distribuição predeterminada dos diâmetros das partículas. O tipo de pulverizador e o ângulo de pulverização podem variar dependendo do tipo de máquina de papel e do local, dentro da máquina de papel, onde deve ser colocado para melhor resultado. o número de pulverizadores utilizados pode ser es- | colhido de acordo com o tipo de máquina de papel e do tipo de papel ou produto de papel a ser fabricado.

O composto de encolamento sintético reactivo pode ser i proporcionado ao pulverizador com um sistema de tubagem pressu- ! rizado. A pressão de pulverização pode ser gerada com micro- I -bombas de medição. Em alternativa, o composto pode ser propor-[ cionado aos pulverizadores a partir de tanques de armazenagem ; que sao pressurizados com um gas seco inerte, e o composto pode i ser medido com micro-válvulas calibradas. Os tanques de armazenagem, o sistema de tubagem, os pulverizadores, as válvulas ! e as micro—bombas de medição podem ser controladas por termostato com água a temperaturas escolhidas para evitar problemas

I de medição, a baixa velocidade predominantes de tratamento, devido a variações de temperatura da unidade de medição.

_ΒΑθΟΒ1θ'^ΝΜ-

I O controlo por termostato seria de particular interes! ! I se para obter determinados valores de viscosidade do composto j de encolamento para produzir gotículas com diâmetros predeterí minados quando saiem do pulverizador. 0 controlo de viscosida- ί de podia tornar-se uma característica específica se for utilizado o composto de encolamento reactivo, sólido ou altamente viscoso à temperatura ambiente.. Por exemplo, podia ser este ί o caso com anidridos cíclicos substituídos com palmitilo (ou mais pesado) ou grupos lineares preferíveis a ramificados ou com a utilização de dímeros de çeteno alquilo.

A pressurização~do produto de encolamento no tanque _% ¹ de armazenagem pode ser alcançado, a temperatura ambiente ou [ próximo dela, com gases secos como ar, azoto, argon, metano, i propano, butano, hidratos de carbono de cloroflúor, protóxido de azoto, dióxido de carbono. Alguns dos gases referidos são solúveis nos compostos de encolamento reactivos à temperatura de armazenagem.

A absorção das gotículas do composto de encolamento nas fibras celulósicas é auxiliada pelo tratamento de formação cie catiões a que foram submetidas as fibras quer em linha ou nos tubos de preparação do material de papel. Esta formação de catiões é uma técnica padrão na produção de papel para favorecer a retenção das resinas de resistência ao humedecimento, ί de cargas minerais, etc, que de outro modo perder-se-ia em grande parte. A formação de catiões é geralmente realizada com ami-! nas gordas de cadeia longa, polímeros sintéticos contendo aminas, amidos catiónicos modificados, resinas de poliamida-aminas e outros produtos formadores de catiões. Tipicamente utiliza- j -se 0,02 a 3,50% em peso de agente de formação de catiões basea-ΐ

I do no peso da fibra seca. ί

O tempo de contacto com a água do processo do composto de encolamento sintético reactivo em forma de gotículas dis- , persas é muito pequeno, dependendo da turbulência do terminal de humedecimento da máquina e do tratamento de formação de caI tiões da fibra celulósica. Estes factores podem variar como se quiser até que sejam atingidas elevadas proporções de deposição de gotículas de cola nas fibras.

BAD ORIGINAL h

Al

A acção combinada do tempo de contacto extremamente baixo com a água do processo e a hidrofobicidade natural do com posto de encolamento impede a sua degradação hidrolítica e o desperdício resultante. Além disso, ao baixar o diâmetro das gotículas para valores muito baixos, as interacções com as fibras celulósicas e a absorção do composto de encolamento podem ser melhoradas aumentando_;assim'o rendimento do encolamento para um nível para além do que pode ser conseguido com a actual tecnologia de emulsão.

Num outro procedimento para implementar a presente invenção, as soluções de certos gases, com o metano, propano, fcutano, hidratos de carbono de cloroflúor, dióxido de carbono, etc., nò composto de encolamento sintético são pulverizadas em forma de finas gotículas directamente para dentro do terminal de humedecimento da máquina de papel ou para a folha de papel formada antes da secção de secagem da máquina, ou na prensa de cola.

Os pulverizadores, ou qualquer dispositivo similar, ligados com um sistema de tubos pressurizadas ao tanque de armazenamento que contém a solução do composto de encolamento, podem ser utilizados para dispensar as soluções do composto de encolamento para dentro da lama de águas celulósicas. O gás evapora-se do sistema, ou é dissolvido pela água do processo, favorecendo a dispersão das gotículas sem afectar de qualquer outro modo o processo de produção de papel.

Uma outra função importante do gás dissolvido é a de proteger a superfície das gotículas da acção hidrolítica da água, e produzir no local uma superfície fresca sobre as gotí— cuias durante a evaporação do gás ou a sua solução na água do processo. Quando a produção das gotas ocorre em ar, de acordo com um dos métodos preferidos, o gás dissolvido no composto de encolamento evapora directamente para a atmosfera.

Utiliza-se uma variedade de composições de compostos de encolamento a gás. Pode-se determinar experimentalmente uma composição de preferência porque pode depender do tipo de papel produzido numa determinada máquina e dos parâmetros do

BAD OR'G*NAL

processo. Em geral, a concentração de gás dissolvido pode encontrar-se na variação entre 20 e 50% do composto de encolamen to embora por razoes económicas seja preferível que as concentrações de gás sejam mantidas na variação entre 1 e 19% se o factor custo for importante. As soluções de gás e do composto de encolamento também se podem obter por mistura prévia de tipos de gás com baixa e elevada solubilidade no composto de encolamento, como azoto e dióxido de carbono, azoto e metano.

Num outro procedimento, dissolve-se primeiramente o composto de encolamento sintético reactivo em solvente inerte, solúvel na água, aprótico, anídrico. A solução, é pulverizada com um ou mais pulverizadores, em forma de gotículas finas directamente na lama de águas celulósicas no terminal de humedecimento da água de papel. Neste caso, o solvente inerte é dis splvido pela água do processo protegendo assim as gotículas do composto de encolamento reactivo da acção hidrolítica da água e dando origem localmente a uma superfície fresca em presença de celulose.

A presença de gases inertes dissolvidos no solvente aprótico como anteriormente especificado (por exemplo, dióxido de carbono) é também reivindicada para este tipo de procedimen to.

Exemplos de compostos apróticos úteis compreendem cetonas, ésteres, éteres, hidratos de carbono aromáticos e ali fáticos (por exemplo, acetona, metiletil cetona, acetonil acetona, acetato de metilo, di-acetato de etileno-glicol, dioxano etc.). Pode ter-se em consideração uma variação de concentrações de solventes nas soluções com o composto de encolamento. Determinar-se-á a composição preferida por experiência nos parâmetros do processo. As considerações de custo indicarão que as concentrações de solvente compreendidas entre 1 e 19% podem ser preferidas a concentrações compreendidas na variação entre 20 e 50% ou mais elevadas, também para evitar a acumulação dos solventes no sistema de reciclagem da água.

Num outro procedimento preferido para realizar a pre sente invenção dissolve-se o composto de encolamento reactivo

BAD ORIGINAL

I

nura composto anidrico, prótico, solúvel na água, imediatamente antes de ser pulverizado e transformado em çotículas finas. ;

As concentrações preferidas ao solvente anidrico pró- ί

I tico com o composto de encolamento reactivo sao como anteriormente descritas no caso dos solventes apróticos. Classes des- ! ses solventes compreendem alcoóis, éter-alcóois, ésteralcoóis (p. ex. álcool de metilo, álcool etílico, 2-butoxi-etanol, mono-; -acetato de etileno glicol, 2-(2 butoxi-etanol), etc. '

Subsequente à adição do composto de encolamento com o material de papel no terminal de humedecimento da máquina de pa-j pel, na concentração entre 0,005 e 2,0)0 de peso em fibras secas,! seca-se a folha de papel por aquecimento a temperaturas compreendidas entre 90 e 120°C favorecendo assim a reacção entre o composto de encolamento reactivo e os grupos hidroxilo da celulose. Isto pode realizar-se pelos cilindros aquecidos que também proporcionam a pressão necessária para impregnar a superfície e espessura da folha de papel com o composto de encolamento reactivo.

De acordo com um procedimento alternativo para realizar a presente invenção, pulveriza-se o composto de encolamento sintético na folha de papel formada com um ou mais pulverizadores possuindo pequenos ângulos de pulverização. Podem pulverizar-se na direcção de um lado da folha de papel, ou no lado Oc-osto ou em ambos os lados simultaneamente.

Com esta técnica, a pulverização pode ser estendida à superfície total da folha de papel ou pode ser limitada a algumas partes da superfície, quer quando ainda molhada ou na prensa de cola, ou nas duas posições.

Quando se pulveriza na prensa de cola, os últimos cilindros de secagem utilizados para secar o papel devem exercer pressão suficiente e alcançar uma temperatura suficientemente elevada para assegurar quer a impregnação pelo composto de encolamento da espessura do papel molhado quer a reacção com os grupos hidroxilo da celulose.

Quando se aplica o composto de encolamento na prensa de cola, a sua concentração deve alcançar valores acima de 2%

BÂ7

de peso em fibras secas. São possíveis concentrações mais elevadas com consequências no custo.

No caso do tratamento da prensa de cola, os cilindros aquecidos devem estar a níveis de pressão e temperatura suficientemente elevados para favorecer a reacção entre o composto de encolamento e os grupos hidroxilo da celulose.

Será necessário um certo período de tempo para atingir a referida reacção quando a concentração do composto de encolamento se encontra nas variações mais elevadas.

Os compostos de encolamento reactivos sintéticos preferidos são anidridos ácidos cíclicos de fórmula geral em que R^ é um grupo hidrofóbico orgânico. De maior cia são os anidridos ácidos cíclicos líquidos em que grupo alquenilo ^cq^-C15 de cadeia ramificada.

preferênR^ é um

Exemplos típicos de celulose que podem ser tratados com os compostos de encolamento são os derivados de madeiras duras e macias, branqueadas ou não-branqueadas, semi-químicas, madeira raspada e molhada e respectivas combinações. Também se pode utilizar seda sintética ou fibras celulósicas regeneradas bem como pasta de papel e cartolina.

A presente invenção pode ser aplicada a qualquer material de encolamento cujos exemplos incluem halogenetos de acilo anidridos ácidos cíclicos, dímeros de alquil ceteno, isocianatos, cloretos de alquilamino, derivados de ureia, cloretos de ácido carbónico, amidas de ácido clorofosfórico e cloro-sulfónico tais como os descritos no Sizing Short Course Reference de 1987 anteriormente referido. Quando os materiais são sólidos pode ser necessário aplicá-los como soluções.

BAD OHIGINAL

Os exemplos que se seguem ilustram a presente invenção

Preparou-se lama de água celulósica para produzir toalhetes de papel, utilizando os seguintes passos.

A) Empasta-se celulose de sulfato branqueada 34-36°SR (60% de madeira dura, 40% de madeira macia) em água da torneira a 21,3 gramas por litro. Tratou-se 470 g da lama com 0,5% em peso de amido de batata submetida a formação de catiões e com 0,25% de sulfato de alumínio hidratado, em agitação a 300 RPM durante 5 minutos e depois deixado sem agitação durante 10 minutos.

Ε) A solução de cola é preparada por cozedura de 50 gr de amido em 300 ml de água e posteriormente diluída com água fria até 930 g seguida por diluição para 0,1% de sólidos.

C) Após 10 minutos parada, diluem-se as 470 g de lama celulósica tratada para 4 litros para 0,25% de concentração de celulose, sendo o pH ajustado para 6.80; sob agitação com um agitador de lâmina a 1000 RPM, trata-se os 4 litros de lama com quantidades variáveis dos compostos de encolamento sob pesquisa; quando termina a adição do composto de colagem, diminui-se a agitação para 300 RPM e adiciona-se 0,000 - 0,0400% de poli-acrilamida catiónica. Continua-se a agitação por outros 5 minutos e para-se.

D) Fazem-se toalhetes de papel numa máquina toalhetes de papel Frank para obter toalhetes de papel de gramagem de cerca de 100 g/cm²; secam-se os toalhetes de papel num forno a 105°C durante 60 minutos. As determinações 60 “COBB fazem-se após acondicionamento dos toalhetes de papel durante 12 horas a 22°C e 50% RH.

E) Todas as concentrações nos exemplos referem-se a peso em celulose seca.

F) Testaram-se como compostos de colagem os seguintes anidridos cíclicos; composto A - anidrido succínico substituído com uma cadeia mono-olefínica C·^, Composto B - anidrido succínico substituído com uma cadeia mono-olefínica C.,-,

6AD ORIGINAL

Exemplo 1

Preparou-se uma solução de 25 partes em peso de acetona seca e 75 partes do composto de encolamento A, fechou-se num frasco e armazenou-se numa caixa seca cheia de azoto.

Tratou-se e submeteu-se ã formação catiões a celulose de sulfato branqueada anteriormente descrita tal como se descreveu antes nos passos A e B. Mediram-se 0,04 ml da solução de acetona do composto de encolamento A com uma microseringa e injectaram-se em forma de pulverização subdividida em finas gotículas no vórtice originado nas 470 gramas de lama celulósica diluída para 4 litros de água conforme se descreveu no passo C. Após a injecção, diminuiu-se a agitação para 300 RPM e adicionaram-se 0,0375 partes de poliacrilamida catiónica em 100 partes de celulose seca como solução aquosa. Parou-se a agitação após 5 minutos. O composto de encolamento foi baseado em 0,3% em peso de celulose seca. Prepararam-se os toalhetes de papel, secaram-se e acondicionaram-se conforme anteriormente descrito. Os valores de 60 COBB são F(elt) 20 (textura) e W(ir 19 (espessura) e os toalhetes de papel possuíam uma gramagem de 100 indicando um excelente encolamento.

As gotículas finas do composto de encolamento A, directamente produzidas com a micro-seringa na lama celulósica em turbulência, são posteriormente reduzidas em diâmetro pela dissolução de acetona em água do excesso. Posteriormente, tal dissolução produz uma superfície fresca nas gotículas do composto de encolamento em presença da superfície da fibra com formação de catiões da celulose favorecendo a deposição por atracção electrostática e eliminando práticamente todo o contacto com a fase aquosa e a consequente hidrólise do produto.

Exemplo 2

Preparou-se uma solução do composto de encolamento - acetona seca com 50—50 em peso, fechou-se num frasco e armazenou-se numa caixa cheia de azoto. Tratou-se e submeteu-se a formação de catiões a celulose de sulfato branqueada da composição e quantidade anteriormente indicadas conforme descrito antes

BAD ORIGINAL

nos passos A e B. Introduziram-se 0,06 ml da solução de acetona na lama celulósica como se descreveu no Exemplo 1. O composto de encolamento A adicionado corresponde a 0,3% em peso em celulose seca. Os toalhetes de papel, secos e acondicionados conforme anteriormente especificado, possuíam um valor de 60 COBB de F 17 W 17 indicando um excelente encolamento. A gramagem era de 93.

Este exemplo indica que duplicando o conteúdo da acetona da solução o composto reactivo de encolamento sintético não possui efeitos negativos no encolamento. Confirmou-se que a acetona é inerte e que a sua função pode ser limitada apenas a originar gotículas mais pequenas não-hidrolisadas com uma superfície de contacto maior, como resultado da sua dissolução na água do processo.

Exemplo 3

Repetiu—se o exemplo 2 nas mesmas condiçêos excepto de que em vez da adição da solução de acetona do composto de encolamento A, adicionaram-se apenas 0,03 ml de acetona pura.

A adição é efectuada de acordo com a técnica anteriormente indicada. Os toalhetes de papel produzidos conforme se descreveu estavam completamente não-coladas como indicado pela tentativa falhada de medir COBB60, não possuindo o papel característica hidrofóbica.

Este exemplo confirma que a acetona não possui actividade de encolamento e não interfere com o processo de encolamento baseado em anidridos ácidos céclicos.

Exemplo 4

Repetiu-se o Exemplo 2 substituindo a solução de encolamento com 50% de uma solução do composto de encolamento B em acetona seca. Todas as outras condições e metodologia foram idênticas. Também neste caso o composto de encolamento corresponde a 3% de peso em celulose seca. Os toalhetes de papel preparados e nas condições previamente indicadas possuíam um valor 60 COBB de F 17 W 18 indicando um excelente encolamento. A

BAD

OíVtGlNM-

gramagem era de 100.

Este exemplo indica que o encolamento não é afectado pelo comprimento da cadeia mono-olefínica, presente no anidrido ácido cíclico, quando se utiliza o tratamento da presente invenção.

Exemplo 5

Tratou-se e submeteu-se à formação de catiões a celulose de sulfato branqueada, de composição e quantidade descritas anteriormente. Após diluição de três quantidades separadas da celulose tratada, como se descreveu no passo C), mediram-se quantidades variáveis do composto de encolamento A com uma micro-seringa e injectaram-se no vórtice de um agitador (a 1000 RPM) imerso na lama celulósica. Segue-se a adição de 0,0375% de peso em celulose seca de poliaciilamida catiónica, (como solução aquosa) após redução da velocidade de rotação do agitador para 300 RPM. Após 5 minutos de agitação parou-se. Prepararam-se e secaram-se os toalhetes de papel conforme se indicou anteriormente. Obtiveram-se os seguintes resultados:

% de Composto A de encolamento era termos de fibras secas	60COEB	Gramagem g/m^
F	W
0.3	20	20	94
0.2	19	20	103
0.1	22	23	105
Os resultados indicam que a	adição	do composto de en

colamento A puro como uma fina dispersão de pequenas gotículas directamente para dentro da lama celulósica em agitação produz papel altamente encolado a baixos preços de tratamento.

Exemplo 6

Repetiu-se o Exemplo 5 com o composto de encolamento E sob as mesmas condições de experiência com os seguintes resultados .

CrtíGlNAL

% de Composto B de encolamento em termos de fibras secas	60COBB	Grarnagem g/m²
F	W
0.3	IS	17	96
0.2	18	20	59
0.1	21	22	103

o que confirma os do Exemplo 5, em que não se efeito negativo no encolamento do papel se se primento da cadeia mono-olefínica do composto observa nenhum aumentar o comde encolamento.

Exemplo 7

Este Exemplo indica a influência da formação de catiões da celulose com amido de batata submetido à formação de catiões e sulfato de alumínio hidratado antes da adição do composto de encolamento.

Formação de catiões de celulose % em peso de sulfato de Al % em peso de Amido % em peso após tratamento com poliacrilamida

60COBB

F W

0.00

0.25

0.00

0.50

0.00 sem encolamento

0.00 22 19

O resultado indica que é necessária a pre-formação de catiões de celulose para obter um bom encolamento.

Exemplo 8

Repetiu-se o Exemplo 5 utilizando 2% do composto de encolamento B e quantidades variáveis de amido submetido a formação de catiões para pre-formar catiões, sendo inalteráveis todas as outras concentrações.

Tratamento da celulose

% em	peso do amido	subme-	60¹	COBB
tido	à formação de	catiões	F	W
	0.50		19	20
	0.30		27	28
	0.10		27	26

BAD

ORIGINAL resultado indica que são possíveis consideráveis economias na produção de papel por colagem com composto B puro. Este objectivo é alcançado por redução da quantidade de amido na pré-formação de catiões da celulose e por eliminação do amido como estabilizador da emulsão.

Exemplo 9

Neste Exemplo todos os pesos se referem a celulose seca. Tratou-se 1,5 tonelada de celulose de sulfato branqueada (60% de madeira dura, 40% de madeira macia) de gradação 31 graus SR, na concentração de 21,6 gramas/litro em água do processo de média dureza, com 0,5% de amido de batata submetido a formação de catiões (Roquette Fr. HICAT 180 brand) e com 0,25% de sulfato de alumínio hidratado (alum).

Alimenta-se, com material de papel pre-tratado, uma máquina de papel SICMA, adaptada com uma rede Fourdrinier de 0,56 metros de largura e uma série de 22 cilindros de secagem aquecidos a vapor, trabalhando a 40 metros por minuto e produzindo cerca de 100 kg de papel por hora. A máquina funcionou para produzir papel de gramagem cerca de 80-85 gramas/metro quadrado.

Colocou-se na linha de produção 25% de carbonato de cálcio (Craie Micronic O brand) empastado em água, dentro do material de papel, antes da sua diluição com água leitosa a mon tante da bomba do hélice antes da cuba principal da máquina.

O pH do material de papel encontra-se na variação 7,2-7,6 antes da adição do carbonato de cálcio.

Utiliza-se uma micro-bomba de precisão Millipore-Waters Mod. 510, ligada a um pulverizador, em aço inoxidável, de 150 micra com tubagem capilar em aço inoxidável, para medir, à temperatura ambiente, anidrido succínico de alquenilo puro (ASA) possuindo uma cadeia lateral de alquenilo ramificada.

A pressão da bombagem está compreendida entre 3G-50 kg/cm.

O pulverizador está localizado dentro do tubo do material de papel diluído que entra na bomba de hélice. Como resultado da turbulência no material de papel dentro da bomba de bad original

hélice a pulverização do anidrido cíclico que sai do pulverizador é rapidamente dispersa e homogeneizada com o material de papel.

Introduzem-se 0,25 e 0,2% de ASA no material de papel em 2 experiências sucessivas em que a única variável é a concentração de ASA, mantendo-se inalteráveis os outros parâmetros de funcionamento da máquina.

Adiciona-se 0,038% de poli-acrilamida (Zschimmer â Schwartz F04550BPM brand) o material de papel tratado com ASA como um floculante, imediatamente antes de entrar na cuba principal.

Seca-se a folha de papel na secção de secagem da máquina, cujos cilindros aquecidos a vapor estão programados para atingir temperaturas compreendidas entre 50-110 graus Celsius, antes de ser enrolada.

Observaram-se os seguintes parâmetros da máquina de papel numa operação de 14 horas durante as quais se produziu cerca de 1,3 toneladas de papel comercialmente encolado utilizan do a técnica de encolamento da presente invenção por pulverização de anidrido ácido cíclico puro com um pulverizador directamente para dentro do material de papel.

peso de ASA	0.25	0.2
Cone, do material de papel na cuba principal g/1	3.56	3.67
% de todos os sólidos na retenção do primeiro passo92.70	92.40
% de CaCO^ na retenção do primeiro passo	75.70	76.90
% de cinzas a 425 graus Celsius	16.40	15.50
Potential Zeta da água leitosa em mV	+8	+6
Máquina ?elt Cobb 60	23	24
Máquina de gramagem g/m²	30	83

Após acondicionamento durante 24 horas a 22 graus Celsius e 50% de humidade relativa, o papel é testado apresentando o seguinte resultado.

bad ORlG^tNAL

Papel encolado com ASA a 0,2%
Gramagem g/m²		84.7
Inverso da densidade cm	³/g	1.29
índice de ruptura		2.05
% de Elrepho leitoso	w	93.3
	F	83.2
íiacieza Bekk sec.	W	41.0
	F	42.0
Cobb 60 g/m²	W	21.3
	F	21.7

O resultado indica que a adição ASA puro, directamente dentro do material com características comerciais normais.

por pulverização de de papel produz papel

Exemplo 10

Repetiu-se o Exemplo 9 em todos os seus detalhos excepto que se utilizam montantes equivalentes de um anidrido ácido cíclico (Roquette Fr. Fibran 71 brand), possuindo uma cadeia lateral de alquenilo C^-C^g. Também neste Exemplo o anidrido ácido cíclico é pulverizado puro com um pulverizador no material de papel contra corrente da bomba de hélice.

Observaram-se os seguintes parâmetros da máquina de papel numa operação de fabrico de papel de 13 horas durante a qual se produziram cerca de 1,2 toneladas de papel encalado comercialmente .

% em peso de FIBRAN		0.25	0.2
Cone, do material de papel na cuba principal	9/1	3.52	3.48
% de todos os sólidos na retenção do primeiro	passo	92.40	91.00
% de CaCOg na retenção do primeiro passo		75.50	69.30
% de Cinzas a 425 graus Celsius		14.20	14.80
Potencial Zeta da água leitosa em mV		-6	-3
Máquina Felt Cobb 60		20	22
Máquina de gramagem G/m²		83	83

_ is _ bad original

Após acondicionamento durante 24 horas a 22 graus Celsius e 50% de humidade relativa, o papel é testado proporcionando o seguinte resultado.

Papel encolado com FxBRAN 71 a 0,2b%

Gramagem g/m²		83.5
Inverso da densidade	cm³/g	1.30
índice de ruptura		2.49
% de Elrepho leitoso	W	83.4
	F	83.3
Macieza “Bekk sec.	W	38.0
	F	42.0
Cobb 60 g/m²	W	20.2
	F	21.0

O resultado indica que a adição por pulverização de anidridos ácidos cíclicos puros directamente no material de papel produz papel com caracteristicas comerciais normais independentes do comprimento da cadeia lateral de alquenilo ligada aos referidos anidridos ácidos cíclicos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

- lô Processo para o encolamento de papel e produtos similares caracterizado por:

- se tratar lama de águas celulósicas com compostos formadores de catiões;

- se dispersar um produto de encolamento, ou puro ou em solução, na forma de gotículas na referida lama de água celulósicas, antes, durante e depois da formação da folha de papel, quer a referida folha de papel esteja seca ou não;

- se secar a folha de papel.

uAD OFUGIN^aL
2θ

Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por se tratar também a lama de águas celulósicas com cargas minerais.

- 33 Processo de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por as cargas minerais serem constituídas por carbonato de cálcio, caulino e análogos, numa concentração preferencial compreendida entre 10 e 50% em fibras secas que são adicionadas continuaniente ou nas cubas de preparação do material celulósico.

- 4â Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a formações de catiões do material celulósico se efectuar com compostos seleccionados entre o grupo constituído por aminas gordas de cadeia longa, polímeros sintéticos contendo aminas, amidas modificadas catiónicos, resinas poliamida-amina, celulose modificada com grupos amino, e sulfato de alumínio hidratado.

- 5a Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a dispersão do produto de encolamento em gotículas ser obtido com um pulverizador ou pulverizadores, directamente na lama de água celulósica.

— 6â —

Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por se controlar o diâmetro da gotícula com o pulverizador ou pulverizadores.

BAD ORIGINAL

7ê

Processo de acorde com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por a dispersão do produto de encolamento em gotículas ser aspergido com um ou mais pulverizadores numa ou em ambas as superfícies da folha de papel seca ou não.

- 8â Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por se manter os pulverizadores de aspersão, os tanques para armazenar o composto de encolamento, as bombas de regulação e o sistema de canalização a uma temperatura compreendida entre 5 e 100°C.

- 9§ Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o diâmetro das gotículas estar compreendido entre 0,1 e 10 micra.

- 10ê Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por os produtos de encolamento serem anidridos ácidos cíclicos de fórmula geral

R_q - C - C = O , \ o

/ — c - c = o em que R é um grupo hidrofóbico orgânico, radicais alquenilo, alquilo aciclicos usualmente de cadeia linear ou ramificada ou

BAD original >- «ΙΙμΊΒΓ^ΑΚΤΒ.Ι radicais cicloalquilo substituídos por grupos alquenilo, alquilo ou radicais aralquilo substituídos por grupos alquenilo, ali quilo possuindo entre 5 e 80 átomos de carbono.

ί

- 112 Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por se adicionar o produto de encolamento reactivo à referida lama celulósica em concentrações de preferência compreendidas entre G,GG5 e 2, C;í em peso de fibras secas.

- 122 Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por se adicionar o composto de encolamento à lama celulósica como uma solução num líquido não activo.

- 13£ Processo de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por a concentração dos referidos componentes não activos estar de preferência compreendida entre 1 e 5G>> em peso oa solução.

- 14 s Processo de acordo com as reivindicações 12 ou 13, caracterizado por as referidas substâncias líquidas não activas se evaporarem ou serem dissolvidas pela água de processo quando termina o tratamento da lama celulósica; e por tais substâncias serem: cetonas, esteres, ereres cíclicos e lineares, álcoois e análogos.

- 152 Processo de acordo com qualquer das reivindicações

BAD ORIGINau anteriores, caracterizado por o produto de encolamento ser misturado com gases não activos.

- 16ã Processo de acordo com a reivindicação 14, caracterizado por as substâncias gasosas não activas se evaporarem ou serem dissolvidas pela água de processo guando termina o tratamento da lama celulósica.

- 17ã Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por também se adicionarem floculantes ao material de papel.

- 18S Processo de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por os referidos íloculantes serem de preferência pcli-acrilamidas utilizadas numa concentração compreendida entre 0,00 e 0,5% em peso.

- 19ã Processo de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por se aquecer, a pressões compreendidas entre 1 e 15 kg/cm² aproximadamente a temperaturas de preferência compreendidas entre 35 e 120°C, a folha de papel após tratamento com o composto reactivo de encolamento referido.

- 20S Processo de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por a celulose ser celulose de madeira macia ou de madeira rija, branqueada ou não, celulose semi-química, de madeira raspada e molhada e suas combinações, fibras celulósicas sintéticas e naturais, papel de desperdício e cartão com uma gradação de preferência compreendida entre 20 e 60° SR.

A reeuerente reivindica a prioridade do pedido italiano apresentado em 21 de Junho de 1S88, sob o ne.41627A-88.