BRPI0621286A2 - processo para produzir papel opticamente abrilhantado - Google Patents
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Abstract
PROCESSO PARA PRODUZIR PAPEL OPTICAMENTE ABRILHANTADO. A presente invenção refere-se a um processo para a produção de papel opticamente abrilhantado por tratamento da suspensão de polpa com uma composição de carga opticamente abrilhantada que compreende fibras plásticas opticamente abrilhantadas, preferivelmente fibras de poliéster, que leva a uma surpreendente alta fixação à luz do papel resultante.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSO PARA PRODUZIR PAPEL OPTICAMENTE ABRILHANTADO".
A presente invenção refere-se a um processo para a produção de papel opticamente abrilhantado por tratamento da suspensão de polpa com uma composição de carga opticamente abrilhantada.
Alto grau de brilho é uma propriedade desejável de papel e arti- gos de papelão. A matéria-prima mais importante na indústria de fabricação de papel é a polpa, que absorve naturalmente a luz azul e, portanto, é de cor amarelada e confere uma aparência fosca ao papel. Abrilhantadores ópticos são usados na indústria de fabricação de papel para compensar a absorção de luz azul por absorção da luz UV com um comprimento de onda máximo de 350-380 nm e convertê-la em luz azul visível com um comprimento de onda máximo de 440 nm.
Abrilhantadores ópticos do tipo de triazinilaminoestilbeno têm sido usados quase que exclusivamente para abrilhantar papel por aplicação à polpa ou à superfície do papel. Contudo, é bem-conhecido que a fixação à luz de abrilhantadores desse tipo não é melhor que de fraca à moderada, ou de 1 a aproximadamente 3 no "Escala de Lã Azul". (Vide "Optische Aufheller - neuere Erkenntnisse zu Eigenschaften und Verhalten im Papier" por F. Müller, D. Loewe e B. Hunke em Wochenblatt für Papierfabrikation 1991, 6, páginas 191-203.). Há, portanto, uma necessidade de proteger papéis opti- camente abrilhantados do amarelecimento pela luz.
De modo a proporcionar papéis opticamente abrilhantados de alta fixação à luz, é geralmente reconhecido que abrilhantadores diferentes daqueles do tipo de triazinilaminoestilbeno devem ser usados; em particular, abrilhantadores usados tipicamente para o abrilhantamento óptico de têxteis, tais como aqueles dos tipos benzoxazol, naftalimida, triazolilcoumarina, ou triazinilpireno. Tais abrilhantadores são, contudo, tipicamente muito mais caros, e só podem ser aplicados com dificuldade seja à polpa seja à superfí- cie do papel.
EP-A-801 700 supera alguns desses problemas ao descrever o uso de pó de poliacrilonitrila opticamente abrilhantado para preparar tiras de revestimento branco para papel. Abrilhantadores ópticos preferidos são a- queles tipicamente usados para proporcionar uma alta fixação à luz em têx- teis, por exemplo, tipo triazolilcoumarina ou benzoxazol. Papéis preparados usando tais tiras de revestimento mostram efeitos excelentes de abrilhanta- mento com alta fixação à luz. Contudo, não há sugestão de que essa abor- dagem poderia ser usada para preparar papéis opticamente abrilhantados por uma aplicação em polpa mais econômica.
Portanto, o uso econômico de abrilhantadores de têxteis para preparar papéis opticamente abrilhantados é um problema difícil para o qual não foi ainda encontrada uma solução satisfatória.
Surpreendentemente, foi agora verificado que por tratamento de uma suspensão de polpa com uma composição de carga compreendendo fibras plásticas opticamente abrilhantadas, finamente divididas, um papel opticamente abrilhantado de alta fixação à luz é obtido de um modo econô- mico.
Portanto, um objetivo da presente invenção refere-se a um pro- cesso para abrilhantamento óptico de papel, em que uma composição de carga compreendendo fibras plásticas opticamente abrilhantadas é adicio- nada à suspensão de polpa.
As ditas fibras podem ser feitas de poliéster, polietileno, polipro- pileno ou poliamida. Mais preferivelmente, as fibras são feitas de poliéster.
As fibras têm uma finura entre 1 e 10 dtex e são cortadas em um comprimento de entre 0,1 e 1 mm, preferivelmente elas têm uma finura entre 1 e 2 dtex e um comprimento entre 0,2 e 0,6 mm.
A preparação de fibras de poliéster é bem-conhecida e está des- crita, por exemplo, no "Handbook of Fiber Chemistry" por Menachem Lewin, publicado em 1998 por Mareei Dekker, página 18.
A produção de poliéster opticamente abrilhantado é igualmente bem conhecida e está descrita, por exemplo, em GB 835.898 e EP-A-1 379 5885.
Para o propósito da presente invenção, as fibras são preferivel- mente opticamente abrilhantadas com compostos de fórmulas (1) a (4) <formula>formula see original document page 4</formula>
em que na fórmula (1) R1 a R8 são, independentemente um do outro, hidro- gênio, C1-C20-alquila ou grupos da fórmula -COOR9, onde R9 é hidrogênio, C1-C20-alquila ou fenila, ou R1 a R8 são um grupo da fórmula -SO2R10. onde R10 é hidrogênio, C1-C10-alquila ou C1-C10-hgiroxialquila, e A é estilbeno, naf- taleno, fenileno, tiofenileno ou bifenileno, ou misturas dos ditos compostos.
Abrilhantadores ópticos mais preferidos são compostos de fór- mula (1), onde R1 a R8 são, independentemente um do outro, hidrogênio ou C1-C4-alquila, e A é estilbeno, naftaleno, fenileno, tiofenileno ou bifenileno.
Os abrilhantadores ópticos mais preferidos são os compostos de fórmula (1), em que R1-R8 são, independentemente um do outro, hidrogênio ou metila, e A é estilbeno.
A fibra plástica opticamente abrilhantada contém entre 10 e 500 ppm de abrilhantador óptico, preferivelmente entre 20 e 250 ppm.
A polpa pode ser qualquer polpa convencional para produzir pa- pel, por exemplo, polpa de madeira triturada na pedra, polpa termomecânica, polpa quimiotermomecânica, polpa semiquímica, polpa de sulfito ou polpa kraft, ou uma mistura destas.
Em geral, a suspensão de polpa é tratada com 2 a 60%, preferi- velmente de 10 a 40% em peso, com base no peso da polpa secada, da presente composição de carga.
A composição de carga pode ser adicionada à suspensão de polpa tanto na forma secada como, preferivelmente, na forma de uma dis- persão aquosa. Pode ser útil adicionar um agente dispersante, particular- mente agentes dispersantes adequados que são do tipo descrito em EP-A- 964 015. Finalmente, o papel é conformado sobre uma tela de arame de uma máquina de papel convencional, prensado e secado.
A presente invenção proporciona um papel opticamente abri- lhantado produzido de acordo com o presente processo, e que compreende 2 a 60%, preferivelmente, 10 a 40% em peso, com base no peso da polpa seca, da composição de carga da presente invenção.
O papel opticamente abrilhantado pode conter também outros aditivos comumente empregados na indústria de fabricação de papel, exem- plos de tais aditivos incluem agentes de cola (por exemplo, colofônia, amido, dímero de alquil ceteno, anidrido alquenil succínico), resinas resistentes à umidade (por exemplo, resinas de poliaminoamida-epicloroidrina), auxiliares de retenção e drenagem (por exemplo, poli(cloreto de alumínio), poli(cloreto de dialildimetilamônio), e pigmentos matizadores.
O seguinte exemplo serve ainda para ilustrar a invenção. Todas as partes e todas as percentagens estão em peso, a menos que indicado ao contrário. EXEMPLO
Cinco partes de fibras de poliéster de 1,7 dtex de finura, feitas por métodos conhecidos, contendo 0,014% de uma mistura de abrilhantado- res ópticos de estrutura 5a-c em uma razão aproximada de 30:50:20, e cor- tadas em 0,5 mm, são agitadas com 0,025 partes de agente dispersante (Cartaspers® PSM1 comercialmente disponível da Clariant) e 1.000 partes de água, por 5 minutos, para formar uma dispersão a 0,5% de fibras abri- lhantadas opticamente.
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χ partes da dispersão a 0,5% das fibras opticamente abrilhanta- das são então adicionadas a (1.000-x) partes de uma suspensão aquosa a 0,5% de uma mistura 50:50 de polpas madeira de bétula e de espruce bati- das até um grau (soltura) Schopper-Riegler de 35°. Uma folha de papel é feita então arrastando-se a suspensão dispersa através de uma tela de ara- me. Depois de ser prensada e secada, o papel opticamente abrilhantado contém entre 5% (x = 50) e 30% (x = 300) de fibras de poliéster opticamente abrilhantadas, eqüivalendo a um teor de abrilhantador óptico de entre 7 ppm e 42 ppm.
Cada folha de papel é medida para uma brilho R457 em um es- pectrofotômetro Minolta 3270D, calibrado.
Experimentos de envelhecimento acelerado são conduzidos por exposição dos papéis em um aparelho Xenotest. Medições de brilho R457 são feitas em intervalos de 70, 140 e 280 horas. Os resultados são mostra- dos em formas tabulares (Tabela 1) e gráficas (Figura 1). Tabela 1
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(Brilho R457; Tempo de exposição em horas)
Figura 1: Efeito da exposição à luz por 280 horas em Brilho R457 de papéis contendo 5-30% de fibras de poliéster opticamente abrilhantadas.
Está claro dos resultados que a presente invenção proporciona um papel opticamente abrilhantado de alta fixação à luz, com a vantagem adicional que uma concentração surpreendentemente baixa de concentração (7-42 ppm) de abrilhantador óptico é requerida para obter um alto grau de brilho.
EXEMPLOS COMPARATIVOS
exemplo Comparativo 1: Fibras de Poliéster Abrilhantadas
Uma folha de papel é feita como no exemplo, contendo 25% (x = 250) de fibras de poliéster opticamente abrilhantadas. exemplo Comparativo 2: Polpa Não-Abrilhantada
Uma folha de papel é feita como no exemplo, mas sem adição de fibras de poliéster opticamente abrilhantadas. exemplo Comparativo 3: Fibras de Poliéster Não-Abrilhantadas
Uma folha de papel é feita como no exemplo, mas contendo 25% (x = 250) fibras de poliéster não-abrilhantadas no lugar das fibras de poliéster opticamente abrilhantadas.
exemplo Comparativo 4: Fibras de Poliéster Não- Abrilhantadas e Abrilhan- tador Óptico (5a-c)
Uma folha de papel é feita como no exemplo, mas contendo 25% (x = 250) de fibras de poliéster não abrilhantadas e - adicionadas sepa- radamente a 1.000 partes de suspensão aquosa a o,5% de fibras - 0,000175 parte de uma mistura de abrilhantadores ópticos de estruturas (5a- c) em uma razão aproximada de 30:50:20, todas no lugar de fibras de poliés- ter opticamente abrilhantadas.
exemplo Comparativo 5: Fibras de Poliéster Não-Abrilhantadas e Abrilhanta- dor Óptico (6)
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Uma folha de papel é feita como no exemplo, mas contendo 25% (x = 250) de fibras de poliéster não abrilhantadas e - adicionadas sepa- radamente a 1.000 partes de uma suspensão aquosa a 0,5% de fibras - 0,004 partes de um abrilhantador óptico de estrutura (6), todas no lugar das fibras de poliéster opticamente abrilhantadas.
Experimentos de envelhecimento acelerado são conduzidos co- mo no exemplo. Os resultados são mostrados abaixo em forma tabulares (tabela 2) e gráficas (figura 2).
Tabela 2
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(Brilho R457; tempo de exposição em horas; exemplo Comparativo 1)
Figura 2: Efeito da exposição à luz por 280 horas em Brilho R457 de papéis.
Os exemplos Comparativos demonstram a vantagem da inven- ção em proporcionar um papel branco com excelente fixação à luz.
Está claro que a adição de fibras de poliéster opticamente abri- lhantadas (exemplo Comparativo 1) proporciona um papel muito mais branco do que proporciona a adição de fibras de poliéster não abrilhantadas (exem- plo Comparativo 3). Está igualmente claro que o abrilhantador óptico deve ser incorporado na fibra de poliéster, em vez de ser adicionado separada- mente (exemplo 4). Ao passo que a adição separada de um abrilhantador óptico (6) do tipo de triazinilaminoestilbeno proporciona um papel particular- mente branco, cuja fixação à luz é fraca (exemplo Comparativo 5).
Claims (14)
1. Processo para abrilhantamento óptico de papel, em que uma composição de carga compreendendo fibras plásticas opticamente abrilhan- tadas é adicionada à suspensão de polpa.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, em que as fibras são feitas de poliéster, polietileno, polipropileno ou poliamida.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 2, em que as fibras são feitas de poliéster.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, em que as fibras têm uma finura entre T e 10 dtex e são cortadas em um comprimento de en- tre 0,1 e 1 mm.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, em que a fibras têm uma finura entre 1 e 2 dtex e são cortadas em um comprimento entre 0,2 e 0,6 mm.
6. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que as fibras são opticamente abrilhantadas com compos- tos de fórmulas (1) a (4) <formula>formula see oR1ginal document page 11</formula> e em que na fórmula (1) R1 a R8 são, independentemente um do outro, hidrogênio, C1- C20-alquila ou grupos da fórmula -COORg, R9 é hidrogênio, C1C2o-alquila ou fenila, ou R1 a R8 são um grupo da fórmula -SO2R1o. onde R10 é hidrogê- nio, C1-C10-alquila ou C1-C10-hidroxialquila, e A é estilbeno, naftaleno, fenileno, tiofenileno ou bifenileno, ou misturas dos ditos compostos.
7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, em que a fibras são opticamente abR1lhantadas com um composto de fórmula (1), em que R1 a R8 são, independentemente um do outro, hidrogênio ou C1C4-alquila, e A é estilbeno, naftaleno, fenileno, tiofenileno ou bifenileno.
8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, em que RrR6 são, independentemente um do ouro, hidrogênio ou metila, e A é estilbeno.
9. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 8, em que as fibras plásticas opticamente abR1lhantadas contêm entre 10 e -500 ppm de abR1lhantador óptico.
10. Processo, de acordo com a reivindicação 9, em que as fibras plásticas opticamente abrilhantadas contêm entre 20 e 250 ppm de abrilhan- tador óptico.
11. Processo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que 2 a 60% em peso, com base no peso da polpa seca, da composição de carga opticamente abrilhantada, são adicionados à sus- pensão de polpa.
12. Processo, de acordo com a reivindicação 11, em que 10 a -40% em peso, com base no peso da polpa seca, da composição de carga opticamente abrilhantada são adicionados à suspensão de polpa.
13. Processo, de acordo com a reivindicação 11 ou 12, em que a composição de carga opticamente abrilhantada é adicionada à suspensão de polpa na forma de uma dispersão aquosa.
14. Papel opticamente abrilhantado produzido por um processo como definido em qualquer uma das reivindicações precedentes.
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