MXPA01002135A - Fabricacion de papel - Google Patents

Abstract

Un procedimiento para producir papel en una máquina de producción de papel, que comprende proporcionar una suspensión de materia prima, delgada, celulósica, flocular la suspensión al agregar una solución acuosa de un auxiliar de retención polimérico seleccionado de polímeros naturales y sintéticos y de esta manera formar una suspensión floculada, cizallar la suspensión floculada, reflocular la suspensión cizallada al agregar una suspensión de refloculación acuosa, descargar la suspensión refloculada a través de un alambre para formar una hoja y secar la hoja caracterizado porque el almidón cocido en forma substancialmente completa se agrega a la suspensión después del cizallado y antes de la descarga.

Description

FABRICACIÓN DE PAPEL Esta invención se refiere a la producción de papel que está reforzado con almidón. Diversos procesos para producir papel, y para producir papel reforzado con almidón, se describen por ejemplo en O95/33096, que aquí se incorpora por referencia. Procesos que actualmente son de interés particular en producción de papel comprenden el proporcionar una suspensión de material delgado celulósico, flocular esta suspensión, cizallar la suspensión floculada, reflocular la suspensión cizallada, al agregar una composición de refloculación acuosa, drenar la suspensión a través de un alambre para formar una hoja húmeda y secar la hoja. La floculasión en general se provoca por el uso de un auxiliar de retención polimérico natural o sintético y la refloculación generalmente se provoca por el uso de una suspensión acuosa de bentonita u otro material en micropartículas aniónico. Se conoce el incluir almidón en la hoja final a fin de mejorar la resistencia. Un tratamiento convencional comprende aplicar una solución de almidón cocido en forma sustancialmente completa a la hoja antes de secado final. También se conoce el aplicar almidón parsial o totalmente sin cocer en esta posición y cocerlo durante el secado. También se conoce el incluir almidón sustancialmente no cocido en la suspensión acuosa antes de drenado, por ejemplo como un resultado de agregarse con el auxiliar de retención polimérico y con la composición de refloculación acuosa. El almidón sustancialmente no cocinado puede haber sido ligeramente cosido a fin de facilitar su cocción final, pero la mayoría o toda la cocción se conduce durante la etapa de secado, de esta manera convirtiendo el almidón sustancialmente no cocido en almidón sustancialmente cocido en forma completa en la hoja final. En la invención, almidón cocido en forma sustancialmente completa se agrega a la suspensión después de que la suspensión se ha floculado, y de preferencia después de que la suspensión floculada se ha cizallado. De preferencia, la composición de refloculación acuosa comprende el almidón parcialmente cocido, la composición de refloculación acuosa de preferencia comprende una dispersión acuosa de material en micropartículas aniónico. El almidón cocido en forma sustancialmente completa y luego el almidón cosido y el material en microparticulas aniónico pueden mezclarse para formar la dispersión final que contiene ambos. Por ejemplo, el almidón puede cocerse y luego mezclarse con una dispersión acuosa del material en microparticulas. De preferencia, sin embargo la composición de refloculación se elabora al mezclar sustancialmente almidón no cocido con una dispersión acuosa del material de micropartículas y cocer el almidón en esa dispersión. De ser necesario o conveniente, la dispersión resultante luego puede ser diluida con agua. Parece ser que el cocer el almidón en la presencia del material en micropartículas genera una estructura particularmente conveniente con la composición de re loculación. Materiales en partículas aniónicos preferido son arcillas, turgentes tales como sílice, ácido silícico coloidal y sílices coloidales, polisilicato y microgeles de ácido polisílico y versiones modificadas de aluminio de éstos y micropartículas orgánicas, por ejemplo como se describe en O95/33096. Otra composición de refloculación que puede emplearse es una solución acuosa de un polímero que generalmente es contraiónico al auxiliar de retención polimérico que se utiliza para provocar la floculación inicial de la suspensión de material celulósico delgada, y en particular puede ser un material como se describe en WO98/29604. El almidón puede ser cocido completamente antes de drenado, y de preferencia antes de adición a la suspensión del material delgado celulósico acuosa, por lo cual se pretende que signifique que los granulos de almidón deban haber reventado y haberse gelatinizado en forma sustancialmente completa. Naturalmente es usual y necesario el mantener el almidón bajo algún grado de agitación bajo la cocción, como es convencional. De preferencia, almidón no cocido en forma sustancial se incluye en la suspensión que se descarga y de esta manera no es necesario recurrir a cocer el almidón durante el secado de la hoja. Los almidones que pueden emplearse pueden ser cualquiera de los almidones convencionales tales como almidones catiónicos, aniónicos o anfotéricos y pueden derivarse por ejemplo de maíz, trigo, papa o tapioca o puede ser almidón recuperado . En otra modalidad de la invención, la composición de refloculación acuosa puede contener, como su componente esencial, almidón simplemente cocido que es suficientemente contraiónico a los fióculos celulósicos cizallados para que actúe como una composisión de refloculación. En la práctica, el almidón cocido que cumple mejor con este requerimiento usualmente es un almidón cocido anfotérico. De acuerdo con esto, la invención también proporciona un proceso de producción de papel novedoso en donde la refloculasión de la suspensión cizallada, se logra simplemente al agregar un anfotérico cocido u otro almidón conveniente sin el material de micropartículas aniónico usual. Estos procesos dan propiedades satisfactorias de retención y drenado a pesar de la ausencia del material en micropartículas . Todos los procesos de la invención dan mejorada resistencia, por ejemplo como se indica por la resistencia de reventado. La cantidad de almidón que se va a agregar se elegirá considerando el grado de resistencia que se requiere y considerando los otros componentes en la suspensión. En general, es al menos 0.5 y usualmente cuando menos 1% en peso y puede ser tanto como 10 o 15%, con base en el peso seco del material delgado celulósico. El auxiliar de retención polimérico que se utiliza puede ser almidón catióniso pero en general es un polímero sintético. El polímero sintético puede comprender una combinasión de polímeros de bajo y alto peso molecular, como se conoce, pero en general el auxiliar de retención polimérico final que se agrega es un polímero sintético que tiene viscosidad intrínseca de al menos 4 dl/g. El polímero sintético puede ser no-iónico, aniónico, o catiónico, pero usualmente es catióniso. De preferencia, el auxiliar de retención es un polímero catiónico sintético de viscosidad intrínseca, de al menos 4 dl/g. Típicamente, los polímeros catiónicos pueden ser copolímeros de asrilamida por ejemplo con cloruro de dialildimetil amonio o polímeros de dialquilamino alquil (met) -acrilato o -acrilamida) (usualmente como sal de amonio cuaternario o de adición de ácido) . Materiales convenientes se describen por ejemplo en WO95/33096 y en los documentos a los cuales se refiere. Finalmente, deberá hacerse referencia a aquellos documentos para una descripsión de etapas de proceso y materiales celulósisos convenientes. El proceso puede emplearse para generar cualquier peso de papel, incluyendo el cartoncillo y de manera tal que puedan ser de bajo o alto peso. La invención es de valor particular en materiales de peso relativamente bajo, ya que es en estos materiales que puede ser difícil el lograr adecuada cossión del almidón sin cocer durante la etapa de secado. De esta manera, por ejemplo la invención es de valor particular en la producción de hojas de menos de 150 gramos por metro cuadrado, pero también puede aplicarse a hojas o cartones de peso superior. Puede incorporarse agente quelante en la composición de refloculación y/o en la fase acuosa en donde se va a coser el almidón, si el agua es dura. Los siguientes ejemplos ilustran la invención: E emplo 1 110 gramos por metro cuadrado de hoja de prueba se prepara al flocular material delgado celulósico con polímero catiónico soluble en agua de superior peso molecular derivado de acrilamida y monómero catiónico en forma convencional seguido por cizallado, seguido por la adición de una composición de refloculasión acuosa.

La resistencia a reventado (en KPA) depende de la composición de refloculación. En una serie de experimentos, la composición de refloculación consiste de una dispersión acuosa de bentonita sola o con almidón de papa aniónico. La resistencia a reventado cuando se utiliza la bentonita sola fue 299 KPA. La resistencia a reventado cuando se cocina el almidón de papa aniónico en la dispersión de bentonita fue 352 y la resistencia a reventado cuando el almidón aniónico se cocina y agrega después de ser cizallado pero antes de la bentonita fue de 322. Ei emplo 2 El ejemplo 1 se repite y se varía la composición de refloculasión. Cuando se agrega la bentonita sola la resistensia a reventado fue 169. La resistencia a reventado cuando se incluye almidón aniónico pre-cocido en la dispersión de bentonita fue 281. La resistencia a reventado cuando el almidón aniónico se cocina en la bentonita fue 350. La resistencia a reventado cuando el almidón aniónico fue pre-cocinado y agrega después del cizallado pero en la ausencia de bentonita durante el proceso fue de 308. Cuando se incluye almidón anfotérico y cocina en la bentonita, la resistencia a reventado fue 271. Cuando se cocina almidón anfotérico y agrega después de la etapa de cizallado pero sin la adición de bentonita en ese momento o subsecuentemente se obtiene buena retención y la resistencia a reventado fue 379. En esta serie de experimentos, la cantidad de almidón fue 7% con base en fibras . Ei emplo 3 Se lleva a cabo prueba de drenado libre en materias primas de papel con grado de empaque derivado a partir de desperdicio utilizando un copolímero de acrilamida con dimetilamino etil acrilato, sal de amonio cuaternario cloruro de metilo de viscosidad intrínseca que excede 12 dl/g como el auxiliar de retención y ya sea bentonita o almidón cocido como la composición de refloculación. Para cada dosis, el drenado libre se mide en segundos para 100 ml, 200 ml y 300 ml de drenado respectivamente e ilustra en la Tabla 1. Tabla 1 Como puede verse, las pruebas que utilizan almidón cocido en lugar de bentonita dieron más rápido drenado libre . Eiemplo 4 Pruebas de retención dinámica Britt se llevaron a cabo en materias primas de papel con grado de empacado que se deriva de deshechos utilizando un copolímero de acrilamida con dimetil aminoetil acrilato, sal de amonio cuaternario, cloruro de metilo de viscosidad intrínseca que excede 12 dl/g como el auxiliar de retención y ya sea bentonita o almidón cocido como la composición de refloculación. El contenido de sólidos en el agua drenada y la retención se midieron por cada prueba e ilustran en la Tabla 2. Tabla 2 Como puede verse de los resultados, la prueba con almidón cocido muestra mejorada retención. Eiemplo 5 El ejemplo 3 se repite excepto porque se utiliza material papel periódico derivado de 70% de deshecho desprendido de tinta y 30% de pulpa mecánica. Los siguientes resultados se muestran en la Tabla 3.

Tabla 3 La prueba utilizando almidón cocido mostró mejorados tiempos de drenado. Eiemplo 6 Se repite el Ejemplo 4 excepto porque se utiliza un material de periódico derivado de 70% de deshecho separado de tinta y 30% de pulpa mecánica. Los resultados se ilustran en la Tabla 4. Tabla 4 Superior retención se logra utilizando almidón cocido en lugar de bentonita. Ejemplo 7 Se repite el proceso del Ejemplo 1 utilizando un mil café a 0.7% y empleando 750 gramos por tonelada de un copolímero de acrilamida con dimetilaminoetil acrilato, sal metilcloruro amonio cuaternario de viscosidad intrínseca que excede 12 dl/g como el auxiliar de retención. Cinco series de experimentos se realizaron utilizando como la única composición refloculante un almidón cocido aniónico, tres tipos de almidón cocido anfotérico y un almidón de papa cocido sin modificar a diversas dosis. La resistencia a reventado de las hojas de papel formadas se midió y los resultados son ilustrados en la Tabla 5.

Tabla 5 Como comparación, se repitió el procedimiento utilizando bentonita en lugar del almidón cocido . Las resistencia a reventado se ilustra en la Tabla 6. Tabla 6 Como puede verse en la resistencia a reventado del papel se mejoró enormemente cuando se utiliza almidón cocido como la composición refloculante.

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES 1. Un procedimiento para producir papel en una máquina de producción de papel que . comprende el proporcionar una suspensión de material delgado celulósico, flocular la suspensión al agregar una solución acuosa de un auxiliar de retención polimérico seleccionado de polímeros naturales y sintéticos y de esta manera formar una suspensión floculada, cizallar la suspensión floculada, reflocular la suspensión cizallada al agregar una suspensión de refloculación acuosa, descargar la suspensión refloculada a través de un alambre para formar una hoja y secar la hoja, caracterizado porque el almidón cocido en forma substancialmente completa se agrega a la suspensión después del cizallado y antes de la descarga.
2. 2. Un procedimiento de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el almidón cocido en forma substancialmente completa se agrega en la composición de refloculación acuosa.
3. 3. Un procedimiento de conformidad con cualquier reivindicación precedente, caracterizado porque la composición de refloculación acuosa comprende una dispersión acuosa de un material en micropartículas aniónico.
4. 4. Un procedimiento de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque la composición de refloculación acuosa comprende una dispersión acuosa de una arcilla turgente, sílice coloidal, ácido polisilícico o microgel de polisilicato o silicatos modificados con aluminio .
5. 5. Un procedimiento de conformidad con la reivindicasión 3 o la reivindicación 4, caracterizado porque comprende la etapa de producir la composición refloculada al mezclar almidón substancialmente sin cocer con una dispersión acuosa del material en micropartículas y coser el almidón en esa dispersión.
6. 6. Un procedimiento de conformidad con la reivindicasión 2, sarasterizado porque el almidón es anfotérico.
7. 7. Un procedimiento de conformidad con la reivindicasión 6, caracterizado porque la composición de refloculación acuosa está substancialmente libre de material en micropartículas aniónico o auxiliar de retención polimérico sintético.
8. 8. Un procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el auxiliar de retención se elige de almidón catiónico y polímero sintético.
9. 9. Un procedimiento de conformidad con cualquiera de las reivindicasiones 1 a 8, caracterizado porque el auxiliar de retención es un polímero catiónico sintético con viscosidad intrínseca de al menos 4 dl/g.