PT99769B

PT99769B - Processo de produtos contendo fibra de celulose em forma de folha ou banda

Info

Publication number: PT99769B
Application number: PT99769A
Authority: PT
Inventors: Hans Erik Johansson; Kjell Johansson; Stefan Klofver
Original assignee: Eka Nobel Ab
Priority date: 1990-12-11
Filing date: 1991-12-11
Publication date: 1999-05-31
Also published as: AU654306B2; AU8887391A; NO178470B; BR9105303A; ES2051075T3; KR960015749B1; AR245801A1; DE69101427D1; NO914853D0; CA2057097C; ATE103024T1; SE9003954L; KR920012662A; EP0490425A1; FI915787A; PT99769A; FI915787A0; NO178470C; FI106733B; SE9003954D0

Description

MEMÓRIA DESCRITIVA presente invento refere-se a um processo para a produção de produtos contendo fibra de celulose, em forma de folha ou banda, especialmente papel, no qual são usadas partículas inorgânicas aniónicas e um polímero catiónico para melhorar a retenção e remoção de água. Mais particularmente o invento refere-se ao uso de partículas inorgânicas aniónicas em combinação com um polímero de hidrato de carbono catiónico que contém alumínio como um sistema de retenção e remoção de água, nesta produção.

É conhecida a utilização de combinações de polímeros de hidrato de carbono catiónicos, particularmente amido catiónico mas também goma de guar catiónica, e de partículas inorgânicas aniónicas, tais como bentonite e diferentes tipos de sóis de sílica, na produção de papel, com a finalidade de melhorar a retenção e/ou a remoção de água. Para os polímeros de hidrato de carbono catiónicos, o grau de substituição, GS, é frequentemente dado como uma medida da carga catiónica. 0 GS dá o número médio de posições por unidade de glicose possuindo grupos substituintes catiónicos. Gerãlmente, tem-se usado o amido catiónico comercial tendo uma cationicidade mais baixa. A Patente Europeia 41056 descreve a utilização de amido catiónico em combinação com sol de sílica e o pedido do PCT WO 86/00100 descreve o uso de amido catiónico ou de goma de guar catiónica em combinação com sol de sílica modificado com alumínio. Afirma-se, em ambos os documentos, que se obtêm os melhores resultados quando o amido catiónico tem um grau de substituição entre 0,01 e 0,05 e o documento mencionado em último lugar afirma um grau de substituição geral de 0,01 a 0,1. No pedido de Patente Europeia 234513 descreve-se a utilização de amido catiónico, sol de sílica e de um polímero aniónico de elevado peso molecular e afirma-se geralmente no documento, que o amido tem um grau de substituição de 0,01 a 0,20, enquanto que de acordo com os exemplos se usa um amido catiónico com um grau de substituição de 0,025. 0 pedido de Patente Europeia 335575 sugere o uso de um amido catiónico sem mais especificações, de

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Case 3127 um polímero sintético catiónico e de bentonite ou sílica coloidal em passos especiais do fabrico de papel. O pedido do PCT WO 89/12661 revela o uso de amido catiónico em combinação com argila coloidal do tipo smectite, particularmente hectorite e bentonite e quanto ao amido catiónico afirma-se que o grau de substituição deve ser superior a 0,03 e preferivelmente estar dentro da gama de 0,035 a 0,05.

De acordo com o presente invento, verificou-se que se obtêm resultados de retenção e remoção de água surpreendentemente bons na produção de produtos contendo fibra de celulose, em forma de folha ou banda, quando se usam partículas inorgânicas aniónicas em combinação com um polímero de hidrato de carbono catiónico, o qual é um amido catiónico contendo alumínio ou uma galactomanana catiónica contendo alumínio.

Assim, o presente invento refere-se a um processo para a produção de produtos contendo fibra de celulose em forma de folha ou banda, a partir de uma suspensão de celulose contendo fibras e adjuvantes opcionais, que compreende a formação e remoção de água de uma suspensão num arame, secando-a, em que se adicionam à suspensão partículas inorgânicas aniónicas e um polímero de hidrato de carbono catiónico, como melhor definido nas reivindicações.

polímero de hidrato de carbono catiónico usado de acordo com o presente invento é um amido catiónico ou uma galactomanana catiónica e tem um grau de substituição de pelo menos 0,02 e contém pelo menos 0,01 por cento em peso de alumínio. 0 polímero de hidrato de carbono catiónico pode ter um grau de substituição de até 1,0. O teor em alumínio é adequadamente de pelo menos 0,02 por cento em peso e a gama preferida é de 0,05 a 5 por cento em peso e especialmente de 0,1 a 1,5. O amido catiónico e as galactomananas catiónicas contendo alumínio são já conhecidas e está divulgado um processo para a sua preparação no pedido de Patente Europeia 303039 e no pedido de Patente Europeia 303040, respectivâmente. 0 facto do polímero de hidrato de carbono usado

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no processo do invento conter alumínio significa que o alumínio se liga às moléculas do polímero de hidrato de carbono. Não está completamente esclarecido como é que o alumínio se liga, mas uma teoria é a de que o alumínio na forma de iões aluminato se liga como complexo às moléculas. 0 amido base no amido cationizado pode ser qualquer amido como amido de batata, trigo, milho cevada, aveia, arroz e tapioca e misturas de diferentes tipos de amido. A galactomanana catiónica preferida é goma de guar catiónica e prefere-se especialmente que o polímero de hidrato de carbono catiónico seja amido catiónico, tendo os teores em alumínio e os graus de substituição adequados e preferidos, dados acima. De acordo com os processos divulgados no pedido de Patente Europeia 303039 e no pedido de Patente Europeia 303040, respectivamente, que são incorporados neste pedido como referência, o amido e a galactomanana, tal como goma de guar, são cationizados a seco com azoto contendo alquileno-epóxidos na presença de ácido silícico finamente dividido hidrofóbico e de uma substância alcalina que pode ser, entre outras, aluminato alcalino. Vantajosamente, usa-se no presente processo amido catiónico preparado usando aluminato alcalino como revelado no pedido de Patente Europeia 303039.

Uma concretização preferida do presente invento refere-se ao uso de amido catiónico ou galactomanana catiónica contendo alumínio, como acima, e tendo um elevado grau de substituição, de pelo menos 0,07. Os polímeros de hidrato de carbono de elevada cationicidade podem ter graus de substituição de até 1,0 e o grau de substituição está adequadamente na gama de 0,1 a 0,6. 0 amido catiónico tendo estes graus de substituição é particularmente preferido. Os resultados de retenção e remoção de água obtidos com amidos contendo alumínio altamente cationizados são substancialmente melhores do que os resultados obtidos com um amido catiónico possuindo um grau de substituição mais baixo, que não contém alumínio, usado em quantidades que contribuem para o correspondente número de cargas catiónicas, tal como quando se usa amido altamente cationizado contendo alumínio. Os resultados também são substancialmente melhores comparados com amido catiónico possuindo o mesmo grau de

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-5substituição mas não contendo alumínio.

polímero de hidrato de carbono catiónico é, como convencionalmente, adicionado à suspensão de fibra na forma de uma solução aquosa. As soluções aquosas de galactomanana catiónica, tal como goma de guar, são convencionalmente preparadas por dissolução em água fria. As soluções aquosas do amido catiónico usadas de acordo com o presente invento podem ser preparadas por cozimento convencional do amido quando este tem um grau de substituição mais baixo, até 0,07. Para o amido altamente cationizado, com graus de substituição de cerca de 0,12 e maiores, também se pode usar a dissolução em água fria, para a preparação da solução de amido. Prefere-se usar amido cozido uma vez que se verificou que este produz um efeito óptimo com uma dosagem mais baixa do que quando o amido foi dissolvido em água fria. O cozimento também é preferido nos aspectos técnicos e em relação ao manuseamento. De acordo com uma concretização particularmente preferida do invento, usam-se soluções de amido que foram preparadas de acordo com o processo descrito a seguir. De acordo com este processo, misturam-se partículas de amido cationizado com água fria e submete-se a forças de corte de modo que quaisquer aglomerados presentes sejam desintegrados e cada partícula separada seja molhada, após o gue se aquece a mistura até pelo menos 60 ^aC e preferivelmente a pelo menos 100 ^aC e se mantém na situação aquecida até que a viscosidade máxima tenha sido passada. É adequado submeter a mistura do amido cationizado e água fria a forças de corte num equipamento do tipo Gorator , no qual a mistura pode ser submetida a forças de corte comparativamente elevadas de modo que se realize a quebra dos aglomerados e molha em tempos muito curtos, de menos do que 5 minutos e preferivelmente em cerca de 1 minuto. A mistura é, em seguida, imediatamente aquecida, preferivelmente em cerca de 1 minuto. Também o tratamento pelo calor deve ser de duração muito curta e preferivelmente não durar mais do que 5 minutos e é adequadamente realizado numa caldeira de jacto sob pressão para evitar a ebulição. Este processo é particularmente preferido para o amido cationizado. Independentemente do processo de dissolução, as soluções aquosas

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-6de amido catiónico obtidas são normalmente diluídas até um teor em sólidos dentro da gama de cerca de 0,1 a cerca de 3 por cento em peso, antes de serem adicionadas à suspensão de fibras. As soluções de amido contendo alumínio podem ter um pH de 4 a 10, medido numa solução a 2%, e preferivelmente de 6 a 8.

As partículas inorgânicas aniónicas que são usadas são já conhecidas para uso no fabrico de papel. Como exemplos destas podem ser mencionadas as argilas coloidais incháveis tais como a bentonite e argilas do tipo da bentonite, p.e. montmorilonite, sulfato de titanilo e diferentes partículas à base de sílica. Preferem-se as partículas à base de sílica e de bentonite. As partículas inorgânicas aniónicas são adicionadas à suspensão contendo fibras de celulose na forma de dispersões aquosas.

As bentonites como as divulgadas no pedido de Patente Europeia 235893 são adequadas. As dispersões de bentonite são adequadamente preparadas por dispersão da bentonite em forma de pó em água, em consequência do que a bentonite incha e adquire uma elevada área de superfície, usualmente dentro da gama de 400 a 800 m²/g. A concentração de bentonite na dispersão adicionada à suspensão de fibras está usualmente dentro da gama de 1 a 10 por cento em peso.

As partículas à base de sílica, isto é partículas à base de SiO², que podem ser usadas no presente processo compreendem a sílica coloidal e a sílica coloidal modificada com alumínio ou silicato de alumínio e diferentes tipos de poli(ácido silícico). Estes são adicionados à suspensão de fibras de celulose na forma de suspensões coloidais, os chamados sóis. Dado que as partículas têm uma grande área de superfície em comparação com o volume das suas partículas em dispersões coloidais, não sedimentam por acção da gravidade. Os sóis à base de sílica adequados são como os descritos no anteriormente mencionado pedido de Patente Europeia 41056 e pedido do PCT WO 86/00100. A sílica coloidal nestes sóis tem preferivelmente uma área específica de 50 a 1000 m²/g e mais preferivelmente de cerca de 100 a 1000 m²/g. Os sóis deste tipo são usualmente usados

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comercialmente e com partículas tendo uma área específica de cerca de 400 a 600 m²/g e o tamanho de partícula médio está usualmente abaixo de 20 nm e mais frequentemente de cerca de 10 a cerca de 1 nm. Outro sol de sílica adequado é um sol possuindo um valor S dentro da gama de 8 a 45 por cento e que contém partículas de sílica possuindo uma área específica dentro da gama de 750 a 1000 m²/g e em que as partículas tem a superfície modificada com alumínio num grau de 2 a 25 por cento. Em contraste com os sóis comerciais acima descritos, estes sóis tem um valor S comparativamente mais baixo. 0 valor S é uma medida do grau de formação de agregados ou micro-gel e um valor S baixo indica uma quantidade de microgel maior e pode também ser olhada como uma medida do teor em SiO² na fase dispersa. Estes sóis são revelados no pedido do PCT WO 91/07350, que é aqui incorporado como referência. Estes sóis com valores S baixos podem ser preparados a partir de uma solução diluída de um vidro de água alcalino convencional, tendo adequadamente um teor em SiO² de cerca de 3 a cerca de 12 por cento em peso, que é acidificada a um pH de cerca de 1 a cerca de 4. O sol ácido obtido após acidificação é, em seguida, alcalinizado, preferivelmente por adição de vidro de água, adequadamente a um pH de pelo menos 8 e muito adequadamente dentro da gama de 8 a 11, e adequadamente a uma razão molar final de SiO² para M²O dentro da gama de cerca de 20:1 a cerca de 75:1. Na produção do sol, como divulgada, o grau de microgel pode ser influenciado de várias maneiras e pode ser controlado para um valor baixo desejado. 0 grau de microgel pode ser influenciado pelo teor em sal, por ajustamento da concentração na preparação do sol ácido e na alcalinização, uma vez que o grau de microgel é aqui influenciado quando se passa a estabilidade mínima do sol, a um pH de cerca de 5. Aumentando os tempos desta passagem, o grau de microgel pode assim ser controlado até ao valor desejado. É partieularmente adequado controlar o grau de microgel, ajustando o teor em seco, o teor em SiO², na alcalinização, e assim um teor em seco maior produz um valor S inferior. Após a alcalinização, inicia-se o crescimento da partícula e, assim, uma diminuição da área superficial específica e realiza-se assim um processo de crescimento tal que se obtém a área específica desejada e esta

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->£·' φ'7 ...v área é assim modificada pela modificação do alumínio de modo conhecido per se. Outro tipo de sol à base de sílica que pode ser usado tem uma razão molar comparativamente baixa de SiO²para M²0, em que M é um ião de metal alcalino e/ou ião amónio, dentro da gama de cerca de 6:1 a cerca de 12:1 e que contém partículas de sílica uma área específica dentro da gama de 700 a 1200 m²/g. Tais sois são divulgados no pedido PCT WO 91/07351 que de igual modo é incorporado aqui como referência. Os sóis à base de poli(ácido silícico) adequados, o que significa que o material de ácido silícico está presente na forma de partículas muito pequenas, da ordem de 1 nm, com uma área específica muito elevada, superior a 1000 m²/g e até cerca de 1700 m²/g e com um certo grau de formação de agregado ou de microgel, estão descritos no pedido de Patente Europeia 348366, no pedido de Patente Europeia 359552 e no pedido do PCT WO 89/06637.

Do ponto de vista dos aspectos práticos é adequado que os sóis à base de sílica adicionados à matéria prima para papel tenham uma concentração de 0,05 a 5,0 por cento em peso. Para os sóis à base de poli(ácido silícico) a concentração deve ser baixa de modo a evitar a gelificação e, adequadamente, não excede 2 por cento em peso.

A quantidade de partículas coloidais inorgânicas aniónicas, adicionada à suspensão de fibras, deverá ser de pelo menos 0,01 kg/ton, calculada como peso seco em fibras secas e adjuvantes opcionais. As quantidades adequadas estão dentro da gama de 0,1 a 5 kg/ton e preferivelmente dentro da gama de 0,1 a 3 kg/ton. 0 polímero de hidrato de carbono catiónico é habitualmente usado em quantidades de pelo menos 0,1 kg/ton, calculadas como peso seco em fibras secas e adjuvantes opcionais. São usadas quantidades adequadas de cerca de 0,5 a 50 kg/ton e preferivelmente de cerca de 1 a 20 kg/ton. Usualmente a razão ponderai de polímero de hidrato de carbono catiónico para material inorgânico deverá ser de pelo menos 0,01:1 e adequadamente de pelo menos 0,2:1. 0 limite superior para o polímero de hidrato de carbono catiónico é decidido principalmente por motivos económicos e podem ser usadas razões

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-9de até 100:1. É muito adequado adicionar o polímero de hidrato de carbono catiónico à suspensão de fibras antes das partículas inorgânicas aniónicas, embora possa ser usada a ordem de adição inversa.

presente invento refere-se à produção de produtos contendo fibra de celulose, em forma de folha ou banda, que aqui se destina principalmente a papel, incluindo cartão e papelão, e folhas de pasta. Na produção destes produtos é importante ter uma retenção de fibras finas e adjuvantes opcionais tão boa quanto possível e uma velocidade de remoção de água tão alta quanto possível, em ordem a ser capaz de aumentar a velocidade da máquina. 0 presente processo oferece tanto retenção aumentada còmo remoção de água aumentada. As folhas de pasta destinam-se à produção posterior de papel. A produção de folhas de pasta realiza-se partindo de uma suspensão contendo fibras de celulose, normalmente com teores secos de cerca de 1 a cerca de 6 por cento em peso, da qual se remove a água num arame e se seca. As folhas de pasta estão usualmente isentas de adjuvantes e usualmente não se adicionam produtos químicos, excepto subtâncias opcionais de melhoramento da retenção e remoção de água, na produção das folhas. 0 presente processo é particularmente adequado para a produção de papel. Na produção de papel são usualmente usados vários aditivos químicos diferentes na suspensão se fibras, chamada matéria prima para papel. A matéria prima para papel tem geralmente um teor seco dentro da gama de cerca de 0,1 a cerca de 6 por cento em peso e a suspensão contém frequentemente adjuvantes. As partículas inorgânicas aniónicas e os polímeros de hidrato de carbono catiónicos de acordo com o presente invento podem ser usados na produção de papel a partir de diferentes tipos de matéria prima para papel de fibras contendo celulose e os materiais para papel devem conter adequadamente pelo menos 50 por cento de tais fibras, com base no material seco. Os componentes podem, por exemplo, ser usados como aditivos dos materiais para papel de fibras da pasta química tal como pasta de sulfato ou de sulfito, pasta quimiotermomecânica (CTMP), pasta termomecânica, pasta mecânica refinada ou pasta de madeira moída, tanto de madeiras

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-10-«w duras como macias e também podem ser usados em matéria prima para papel à base de fibras recicladas. Os materiais para papel também podem conter adjuvantes minerais de tipos convencionais tais como, por exemplo, caulino, dióxido de titânio, gesso, giz e talco. Têm-se obtido resultados particularmente bons com a utilização de amido contendo alumínio possuindo um alto grau de substituição juntamente com partículas inorgânicas aniónicas em matéria prima para papel, que são usualmente considerados difíceis. São exemplos de tais materiais para papel os que contém pasta mecânica, tais como pasta de madeira moída, matéria prima para papel à base de fibras recicladas e matéria prima para papel que contém grandes quantidades de impurezas aniónicas tais como lenhina e compostos orgânicos dissolvidos e/ou grandes quantidades de electrólitos. A combinação de acordo com o invento com amido contendo alumínio, altamente cationizado, é particularmente adequado para materiais para papel contendo pelo menos 25 por cento em peso de pasta mecânica. A produção de papel de acordo com o invento pode ser realizada dentro de uma larga gama de pH, de cerca de 3,5 a cerca de 10. Também se têm obtido bons resultados na produção de papel a partir de materiais para papel com valores de pH inferiores, de cerca de 3,5 a cerca de 6, particularmente quando se usa alúmen, com o qual era anteriormente muito mais difícil obter boa retenção e remoção de água, em comparação com materiais para papel alcalinos.

Tanto na produção de folhas de pasta como na de papel podem ser usados agentes de retenção catiónicos adicionais, por exemplo poliacrilamidas catiónicas, polietileno-iminas, poli(cloreto de dialildimetilamónio) e poliamidoaminas.

Na produção de papel de acordo com o presente invento podem ser, evidentemente, usados outros aditivos químicos para papel que são usualmente usados, tais como agentes de hidrofobação, agentes de resistência a seco, agentes de resistência a húmido, etc. É particularmente adequado o uso de compostos de alumínio, como aditivos da matéria prima para papel, para aumentar adicionalmente os efeitos de retenção e remoção de água. Pode

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ser usado qualquer composto de alumínio conhecido per se na produção de papel, por exemplo alúmen, aluminatos, cloreto de alumínio, nitrato de alumínio, poli(compostos de alumínio) tais como poli(cloreto de alumínio), poli(sulfato de alumínio) e poli(compostos de alumínio) contendo tanto iões cloreto como sulfato.

O invento é adicionalmente ilustrado nos exemplos seguintes os quais, contudo, não se destinam a limitar o mesmo. As partes e percentagens referem-se a partes em peso e percentagem em peso, respectivamente, a menos que se afirme de outro modo.

Exemplo 1

Neste exemplo mediu-se a retenção de adjuvantes e de fibras finas. A matéria prima para papel era uma matéria prima para papel Standard com 70% de uma mistura 60/40 de pasta de sulfato de bétula branqueada e pasta de sulfato de pinheiro branqueada e com 30% de giz. Adicionou-se 0,3 g/1 de Na₂SO₄.10H₂O à matéria prima para papel que tinha um pH de 4,5. A concentração do matéria prima para papel era de 5,0 g/1 e o teor da fraçcão de finos era de 38,6%. Para medir a retenção usou-se um Britt Dynamic Drainage Jar” com chicana, e este é o processo convencional para para avaliar a retenção na indústria de papel. A velocidade de agitação foi regulada para 1000 r.p.m.

material inorgânico aniónico foi um sol de sílica modificado com alumínio do tipo divulgado no pedido PCT WO 86/00100. 0 sol era uma base estabilizada numa relação molar de SiO₂.Na₂O de cerca de 40. As partículas tinham uma área específica de 500 m²/g e de 9% de átomos de silício nos grupos de superfície tinham sido substituídos por átomos de alumínio. 0 sol foi adicionado à matéria prima para papel numa quantidade correspondendo a 2 kg de substância seca por tonelada de sistema de matéria prima para papel seca (fibras + adjuvantes). O amido catiónico usado era um que possuía um grau de substituição de 0,18 e que continha alumínio numa quantidade de 0,3 % em peso (amido A) e um que possuía o mesmo grau de substituição mas que

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-12não continha alumínio (amido B). Os dois amidos foram preparados de acordo com o processo revelado no pedido de Patente Europeia 303039, de acordo com o qual se procedeu à cationização na presença de aluminato, para o amido A, mas sem aluminato, para o amido B. Também se adicionaram separadamente à matéria prima para papel, em todos os testes, 10 kg de alúmen por tonelada de fibras e de adjuvante. A ordem de adição dos produtos químicos foi alúmen, amido catiónico, sol de sílica. Quando se adicionou apenas alúmen à matéria prima para papel a retenção foi de 10,8%. Os resultados são apresentados na tabela seguinte.

Teste n^s

Amido A kg/ton

Amido B kg/ton

Retenção

61,2

78,5

33,9

28,0

21,8

Como é evidente obteve-se um melhoramento substancial na retenção com o amido A contendo alumínio em comparação com o amido B que tinha o mesmo grau de substituição mas não continha alumínio.

Exemplo 2

Neste exemplo mediu-se a retenção de finos do mesmo modo do que no exemplo 1. A matéria prima para papel era uma matéria prima para papel de fibras recicladas [com a composição de 37% de OCC (cartão canelado velho), 55% de jornais e 6% misto] e tinha um pH de 7,8. O teor em fracção de finos era de 38,5%. O teor em ião cálcio na fase aquosa era de 150 ppm e o valor COD de 800 mg 0₂/l. Usou-se o mesmo sol de sílica do exemplo 1 e adicionou-se uma quantidade de 2 kg por tonelada de matéria prima para papel seca. Usaram-se dois amidos catiónicos: amido C, com um grau de substituição de 0,15 e um teor em alumínio de

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-130,3%, e amido D, um amido baixamente cationizado, convencional, que não contém alumínio, vendido sob a designação Raisamyl 142. Este amido tem um grau de substituição de 0,042, o que significa que o amido C tem cerca de 3,6 vezes mais cargas catiónicas do que o amido D.

Teste	Amido C	Amido D	Retenção
n²	kg/ton	kg/ton	%
1	8	-	84
2	10	-	86
3	-	8	71
4	-	10	71
5	-	25	61
6	—	30	60

Estes testes mostram que o amido utilizado de acordo com o presente invento produz um efeito melhor do que o amido anterior, usado convencionalmente. Mostram também que, mesmo que a quantidade deste último seja aumentada para dar aproximadamente o mesmo número de cargas adicionadas do que o amido altamente cationizado contendo alumínio, não se obtêm resultados melhorados.

_ Exemplo 3

Neste exemplo usou-se uma matéria prima para papel à base de fibras recicladas e avaliou-se a retenção de acordo com o processo dado anteriormente. 0 pH da pasta era 6, a condutividade era 2900 με/cm, o teor em ião Ca era de 290 ppm e o valor COD era de 1800 mg 0₂/l. 0 teor em fracção de finos era de 34,5%. Usaram-se 2 kg/ton do mesmo sol de sílica do exemplo 1 e o amido catiónico tinha um grau de substituição de 0,18 e um teor em alumínio de cerca de 0,3 por cento. Os testes foram feitos em ordem a avaliar quaisquer diferenças entre amido cozido e amido dissolvido em água fria. Nestes testes o amido cozido deu uma retenção óptima, 70%, a uma dosagem de 8 kg/ton, enquanto que a retenção óptima, 72%, não foi atingida pelo amido

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-14dissolvido em água fria senão a uma dosagem de 15 kg/ton.

Exemplo 4

Neste exemplo, o efeito de remoção de água foi avaliado por meio de um Canadian Strandard Freeness (CFS) Tester, gue é um processo convencional de caracterização da capacidade de remoção de água ou de drenagem, de acordo com SCAN-C 21:65. Todas as adições de produtos guímicos foram feitas a uma velocidade de mistura de 800 rpm num Britt Dynamic Drainage Jar com chicana, com saída fechada durante 45 segundos e o sistema de matéria prima para papel foi então transferido para o aparelho Canadian Standard Freeness Tester.

A matéria prima para papel era à base de uma mistura de pasta de 50% de CTMP, 30% de pasta de sulfato não brangueada e 20% de desperdício de uma fábrica de papel. A concentração era de 4 g/1 e o pH era 7,5. O valor CFS, guando não se adicionaram produtos guímicos, era de 390 ml.

Usaram-se diferentes materiais inorgânicos aniónicos nos testes: a) um sol de sílica aniónico do tipo revelado na Patente Europeia 41056, a seguir designado BMA-0. O sol era uma base estabilizada a uma razão molar SiO₂:Na₂O de cerca de 40 e as partículas tinham uma área específica de 500 m²/g. b) um sol de sílica aniónico com um valor S comparativamente mais baixo, cerca de 25, uma área específica de cerca de 900 m²/g e alumínio modificado num grau de 5%, a seguir designado BMA-590. c) um ácido polisílicico do tipo revelado no pedido de Patente Europeia 348366 com uma área específica de cerca de 1450 m²/g, a seguir designado PSA. d) bentonite. Os materiais inorgânicos foram adicionados, em todos os testes, em quantidades correspondendo a 1 kg/ton, calculada como peso seco com base na matéria prima para papel seca.

Os amidos catiónicos foram: A: um amido catiónico com um grau de substituição de 0,12, contendo 0,4 por cento em peso de alumínio, Β: o amido catiónico correspondente que não continha

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Case 3127 —15— alumínio, C: um amido baixamente cationizado, convencional, Raisamyl 142, com um grau de substituição de 0,042. Estes são designados na tabela seguinte por CS-A, CS-B, e CS-C, respectivamente.

Nalguns testes, como indicado na tabela seguinte, usou-se o amido catiónico em combinação com poliacrilamida catiónica (PAM) e nalguns testes adicionou-se o alúmen separadamente à matéria prima para papel numa quantidade de 1,5 kg/ton. 0 amido catiónico foi adicionado à matéria prima para papel antes do material inorgânico aniónico e, quando se adicionou alúmen, foi adicionado antes dos outros produtos químicos. Quando se usou PAM catiónico, este foi adicionado à matéria prima para papel depois do amido, mas antes do material inorgânico. A tabela 1 apresenta o resultado com amido CS-A de acordo com o invento e a

tabela 2 apresenta os resultados com amidos CS-B e CS-C.
Tabela 1
Teste Alúmen	CS-A	PAM	BMA-0	BMA-590 PSA	Bento-	CSF
ΝΩ kg/t	kg/t	kg/t	kg/t	kg/t kg/t	nite kg/t	ml

1	-	2	-	1,0	-	-	-	540
2	-	4	-	1,0	-	-	-	585
3	-	6	-	1,0	-	-	-	595
4	-	2	-	-	1,0	-	-	575
5	-	4	-	-	1,0	-	-	615
6	-	6	-	-	1,0	-	-	620
7	1,5	4	-	1,0	-	-	-	585
8	1,5	4	-	-	1,0	-	-	605
9	1,5	4	-	-	-	1,0	-	620
10	1,5	4	-	-	-	-	1,0	565
11	1,5	4	0,3	1,0	-	-	-	600
12	1,5	4	0,3	-	1,0	-	-	625
13	1,5	4	0,3	-	-	1,0	-	640
14	1,5	4	0,3	-	-	-	1,0	610

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Case 3127

Tabela 2

Teste	CS-B	CS-C	ΒΜΆ-0	CSF
N^s	kg/t	kg/t	kg/t	ml
15	2	-	1,0	500
16	4	-	1,0	540
17	6	-	1,0	550
18	-	5,7	1,0	490
19	-	11,4	1,0	570
20	-	17,1	1,0	570
Como é evidente a	partir	da comparação entre os testes 1, 2
e 3 e	os testes	15,	16 e 17	, pode obter-se um melhoramento

considerável do efeito de remoção de água quando o amido catiónico contém alumínio. Nos testes 18, 19 e 20 o amido baixamente cationizado C foi adicionado em quantidades que deram o número de cargas correspondente à adição de amido altamente cationizado A contendo alumínio nos testes 1, 2 e 3. Como é evidente os efeitos de remoção de água obtidos de acordo com o presente invento não podem ser obtidos aumentando a quantidade de um amido baixamente cationizado usado convencionalmente.

Exemplo 5

Neste exemplo avaliou-se o efeito de remoção de água do mesmo modo do que no exemplo 4. A matéria prima para papel era à base de 70% de uma mistura de 60/40 de pasta de sulfato de bétula branqueada e de pasta de sulfato de pinheiro branqueada e 30% de giz. 0 pH da matéria prima para papel era 7 e a concentração era de 4,85 g/1. Adicionou-se mais 1 g/1 de Na₂SO₄.10H₂0. Em todos os testes adicionou-se à matéria prima para papel primeiro o alúmen, numa quantidade de 1 kg/t, com base nas fibras secas e adjuvantes. A substância inorgânica aniónica usada foi um sol de sílica comercial descrito na Patente Europeia 41056 com uma área específica de cerca de 500 m²/g e uma base estabilizada a uma razão molar SiO₂:Na₂O de cerca de 40:1. 0 sol foi adicionado numa quantidade de 2 kg/t,

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Case 3127

-17calculada em seco com base nas fibras secas e adjuvantes. Fez-se uma comparação entre o amido catiónico tendo um grau de substituição de 0,042 contendo 0,15 e 0,3% de alumínio, respectivâmente, e um amido com o mesmo grau de substituição mas que não continha alumínio. Os resultados mostrados na tabela seguinte são em ml de CFS.

Dosagem contendo amido kg/ton	0% Al	0,15% Al	0,3% Al
6	440	490	505
9	480	540	595
12	500	550	605

Exemplo 6

Neste exemplo fez-se uma comparação da retenção quando se usou amido catiónico com um grau de substituição de 0,042 e um teor em alumínio de 0,3% e um amido catiónico com o mesmo grau de substituição mas não contendo alumínio. A matéria prima para papel correspondia à do exemplo 5, com a -única diferença de que se adicionaram apenas 0,3 g/1 de Na₂S0₄.10H20. O teor em fracção de finos era de 39,1%. Nestes testes não se fez adição separada de alúmen à matéria prima para papel. Usou-se o mesmo sol de sílica do exemplo 5, que foi adicionado numa quantidade de 2 kg/ton. A retenção foi medida como descrito no exemplo 1. Na tabela seguinte os resultados dados são % de retenção.

Dosagem contendo amido kg/ton	0% Al	0,3% Al
6	49,5	66,3
9	55,4	80,2
12	56,9	76,0

Exemplo 7

Neste exemplo mediu-se a retenção de finos do mesmo modo do

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Case 3127

-18que no exemplo 1. A matéria prima para papel era uma matéria prima para papel de fibras recicladas [com a composição de 40% de OCC (cartão canelado velho) e 60% de jornais] e tinha um pH de 8,1. A concentração da matéria prima para papel era de 5 g/1 e teor em fracção de finos era de 28,1%. 0 valor COD da matéria prima para papel era de 750 e a condutividade era 800 /zS/cm.

Usou-se um ácido silícico polimérico (PSA) do tipo revelado na EP 348366. O ácido silícico polimérico tinha sido preparado por permuta iónica de vidro de água e tinha uma área específica de cerca de 1250 m²/g. 0 poli(ácido silícico) foi adicionado numa quantidade de 1 kg/ton de matéria prima para papel seca e foi adicionado após o amido catiónico. 0 amido catiónico usado foi um tendo um grau de substituição de 0,15 e contendo alumínio numa quantidade de 0,3 % em peso (amido A) e um possuindo o mesmo grau de substituição mas não contendo alumínio (amido B). Quando se adicionou alúmen ou aluminato de sódio à matéria prima para papel, estes foram adicionados numa quantidade de 0,15 kg/ton calculada como AI2O3 e foram adicionados antes do amido catiónico. Os resultados são apresentados na tabela seguinte.

Alúmen Aluminato Amido A Amido B PSA % de kg/t kg/t kg/t kg/t kg/t retenção

0,15 - 9

0,15 9

0,15

72,5

75,0

74,0

1 46,9

1 57,6

1 60,0

Este exemplo mostra gue se obteve um efeito de retenção consideravelmente melhorado com uma combinação de ácido silícico polimérico e amido catiónico contendo alumínio em comparação com ácido silícico polimérico e amido catiónico que não continha alumínio e isto quando este último sistema era usado com adição separada de um composto de alumínio à matéria prima para papel.

Claims

REIVINDICACÕES

1 - Processo de produção de produtos contendo fibra de celulose em forma de folha ou banda, a partir de um suspensão de fibras contendo celulose e adjuvantes opcionais, que compreende a adição de partículas inorgânicas aniónicas e de um polímero de hidrato de carbono catiónico à suspensão, formação da suspensão num arame e secagem, caracterizado por serem adicionadas à suspensão partículas inorgânicas aniónicas e um polímero de hidrato de carbono catiónico gue é um amido catiónico ou uma galactomanana catiónica possuindo um grau de substituição de pelo menos 0,02 e contendo pelo menos 0,01 por cento em peso de alumínio.
2 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o polímero de hidrato de carbono catiónico ser amido catiónico.
3 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o polímero de hidrato de carbono catiónico ser goma de guar catiónica.
4 - Processo de acordo com a reivindicação 1 , 2 ou 3, caracterizado por o polímero de hidrato de carbono catiónico ter um grau de substituição de pelo menos 0,07.
5 - Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o polímero de hidrato de carbono catiónico ter um grau de substituição de 0,07 a 1,0.
6 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado por o polímero de hidrato de carbono catiónico conter de 0,05 a 5 por cento em peso de alumínio.
7- Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as partículas inorgânicas aniónicas serem partículas à base de sílica.

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Case 3127

-208 - Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por as partículas inorgânicas aniónicas serem sílica coloidal, sílica coloidal modificada com alumínio, silicato de alumínio coloidal ou ácido poli-silícico.
9 - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por as partículas inorgânicas aniónicas serem bentonite.
10 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado por o polímero de hidrato de carbono catiónico ser adicionado à suspensão numa quantidade de pelo menos 0,1 kg por tonelada, calculada em seco em fibras secas e adjuvantes opcionais.
11 - Processo de acordo com a reivindicação 1, 7, 8 ou 9, caracterizado por as partículas aniónicas serem adicionadas à suspensão numa quantidade de pelo menos 0,01 kg por tonelada, calculada em seco em fibras secas e adjuvantes opcionais.
12 - Processo de acordo com qualquer das reivindicações precedentes, caracterizado por os produtos produzidos em forma de folha ou banda serem papel.