BRPI0716321B1 - processo para fabricação de produtos de papel e papelão - Google Patents

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Wilson Chris
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Description

"PROCESSO PARA FABRICAÇÃO DE PRODUTOS DE PAPEL E PAPELÃO" Campo da invenção [0001] A presente invenção refere-se a um método melhorado para fabricar produtos de papel e papelão e produtos de papel e papelão fabricados através do processo. Mais especialmente, a presente invenção refere-se a um método para fabricar produtos de papel e papelão.
Histórico da invenção [0002] A alvura e brancura de papel ou papelão podem ser melhoradas, entre outras formas, tratando-se a superfície de uma folha de papel ou papelão com um branqueador óptico ou agente branqueador óptico (OBA). O OBA funciona absorvendo luz UV e reemitindo-a em comprimentos de onda de luz visível, medidos numa faixa refletiva especificada.
Sumário da invenção [0003] Um aspecto da presente invenção refere-se a um método para fabricar produtos de papel e papelão compreendendo: - formar uma composição compreendendo água, amido não cozido e branqueador óptico em pó; - cozinhar a composição para formar uma composição cozida compreendendo amido cozido ou hidratado e branqueador óptico em pó; - aplicar a composição cozida a pelo menos uma superfície de um substrato de papel ou papelão na prensa de colagem num processo de fabricação de papel ou papelão para formar um substrato de papel ou papelão colado; e - secar o substrato de papel ou papelão colado para formar um substrato de papel ou papelão colado e secado.
[0004] Outro aspecto da presente invenção refere-se a um método de fabricação de produtos de papel e papelão colados compreendendo: - formar uma composição colante compreendendo água, amido cozido e branqueador óptico em pó; - aplicar a composição colante a pelo menos uma superfície de um substrato de papel ou papelão na prensa de colagem num processo de fabricação de papel ou papelão para formar um substrato de papel ou papelão colado; e - secar o substrato de papel ou papelão colado para formar um substrato de papel ou papelão colado e secado.
[0005] Outro aspecto da presente invenção refere-se a um substrato de papel ou papelão colado e secado formado através do processo da presente invenção. O processo da presente invenção e o substrato de papel ou papelão colado e secado formado pelo processo da presente invenção exibem uma ou mais propriedades benéficas. Por exemplo, o substrato de papel ou papelão colado e secado formado pelo processo da presente invenção exibe tetos de alvura mais altos se comparados com o substrato de papel ou papelão colado secado formado através de processos convencionais no qual um branqueador óptico liquido é adicionado ao amido cozido para formar a composição em prensa de colagem.
[0006] Outro aspecto da presente invenção refere-se ainda à composição cozida compreendendo amido cozido e branqueador óptico em pó.
Breve descrição dos desenhos [0007] Pode-se obter total entendimento da invenção com base na descrição das concretizações preferidas quando lidas em conjunto com os desenhos anexos onde: [0008] A Figura 1 é um gráfico de Alvura Direcional Tappi versus "pickup" de branqueador óptico em gramas com base no Exemplo 1;
[0009] A Figura 2 é um gráfico de Brancura CIE versus "pickup" de branqueador óptico em gramas com base no Exemplo i;
[0010] A Figura 3 é um gráfico de Alvura Direcional Tappi versus "pickup" de branqueador óptico em gramas com base no Exemplo 2; e [0011] A Figura 4 é um gráfico de Brancura CIE versus "pickup" de branqueador óptico em gramas com base no Exemplo 2 .
Descrição detalhada da invenção [0012] Embora a presente invenção seja suscetível de concretização em muitas formas diferentes, é mostrado e descrito no desenho, figuras e exemplos e serão aqui descritas em detalhes concretizações preferidas da invenção, que a presente descrição deve ser considerada como representativa dos princípios da invenção, não pretendendo restringir seu amplo aspecto em relação às concretizações ilustradas.
[0013] Nos processos da presente invenção, a composição colante compreendendo um amido cozido e branqueador óptico em pó é aplicada a pelo menos uma superfície de um substrato de papel ou papelão. A viscosidade da composição colante pode variar amplamente. Por exemplo, a viscosidade pode ser tão baixa quanto cerca de 20 cps e tão alta quanto cerca de 350 cps ou mais. A viscosidade é preferivelmente de cerca de 100 cps a cerca de 300 cps, mais preferivelmente de cerca de 150 cps a cerca de 250 cps e o mais preferivelmente de cerca de 175 cps a cerca de 225 cps.
[0014] O percentual de sólidos na composição colante pode variar amplamente. Por exemplo, o percentual de sólidos pode ser tão baixo quanto cerca de 4% e tão alto quanto 22% ou mais com base no peso total da composição colante. O percentual de sólidos é preferivelmente de cerca de 8% a cerca de 21%, mais preferivelmente de cerca de 10% a cerca de 19%, e o mais preferivelmente de cerca de 13% a cerca de 18%.
[0015] O amido pode ser de qualquer tipo, inclusive, porém não restrito a amido oxidado, etilado, catiônico ou perolizado, sendo preferivelmente utilizado em solução aquosa. Amidos úteis ilustrativos para a prática da presente concretização preferida da invenção são os carboidratos de ocorrência natural sintetizados em milho, tapioca, batata e outros veqetais através de polimerização de unidades de dextrose. Todos esses amidos e suas formas modificadas tais como acetatos de amido, ésteres de amido, éteres de amido, fosfatos de amido, xantatos de amido, amidos aniônicos, amidos catiônicos e similares que podem ser derivados reaqindo-se o amido com um reaqente químico ou enzimático adequado, podem ser utilizados na prática da presente invenção.
[0016] Amidos úteis podem ser preparados através de técnicas conhecidas ou obtidos de fontes comerciais. Por exemplo, os amidos apropriados incluem PG-280 da Penford Products, SLS-280 da St.Lawrence Starch, o amido catiônico CatoSize 270 da National Starch e o hidroxipropila No. 02382 da Poly Sciences, Inc.
[0017] Amidos preferidos para uso na prática da presente invenção são amidos modificados. Amidos mais preferidos são amidos catiônicos modificados ou não-iônicos tais como CatoSize 270 e KoFilm 280 (todos da National Starch) e amidos quimicamente modificados tais como os amidos etilados PG-280 e os amidos perolizados AP Pearl. Amidos mais preferidos para uso na prática da presente invenção são amidos catiônicos e amidos quimicamente modificados.
[0018] A quantidade de amido na composição de prensa de colaqem pode variar amplamente e qualquer quantidade pode ser utilizada. Por exemplo, a quantidade de amido pode ser tão alta quanto cerca de 100% ou mais, e tão baixa quanto 50% ou mais com base no peso total da composição. A quantidade de amido é preferivelmente de cerca de 60% a cerca de 90%, mais preferivelmente de cerca de 65% a cerca de 85% e o mais preferivelmente de cerca de 70% a cerca de 80%, com base no peso total da composição.
[0019] Aqentes branqueadores ópticos em pó ("OBAs") utilizados na prática do processo da presente invenção podem variar amplamente e qualquer OBA convencional utilizado ou que possa ser utilizado para branquear polpa mecânica ou Kraft pode ser utilizado na condução do processo da presente invenção. Branqueadores ópticos são compostos fluorescentes tipo piqmento, substâncias que absorvem luz na reqião ultravioleta invisível do espectro, reemitindo-a na porção visível do espectro, especialmente nos comprimentos de onda de azul para azul violeta. Isso provê alvura adicional e pode compensar o tom amarelo claro de um substrato tal como papel. Os branqueadores ópticos utilizados na presente invenção podem variar amplamente e qualquer branqueador óptico apropriado pode ser usado. Uma visão qeral de tais branqueadores pode ser encontrada, por exemplo, em Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Sixth Edition, 2000 Electronic Release, OPTICAL BRIGHTENERS - Chemistry of Technical Products aqui incorporado, em sua totalidade, por referência. Outros branqueadores ópticos úteis são descritos nas patentes americanas Nos. 5.902.454; 6.723.846; 6.890.454; 5.482.514; 6.893.473; 6.723.846; 6.890.454; 6.426.382; 4.169.810; e 5.902.454 e referências ali citadas que são aqui incorporados por referência. Outros branqueadores ópticos úteis são descritos nas Publicações de Pedido de Patente Americana Nos. US 2004/014910 e US 2003/0013628; e WO 96/00221 e referências ali citadas são todas aqui incorporadas por referência. Exemplos ilustrativos de branqueadores ópticos úteis são ácidos 4,4'-bis-(triazinilamino)-estilbeno-2,2'-dissulfônicos, ácidos 4,4'-bis-(triazol-2-il)-estilbeno-2,2'-dissulfônicos, 4,4'-dibenzofuranil-bifenilas, 4,4'-(difenil)-estilbenos, 4,4'-diestiril-bifenilas, 4-fenil-4 '-benzoxazolil-estilbenos, estilbenil-naftotriazóis, 4-estiril-estilbenos, derivados de bis-(benzoxazol-2-ila) , derivados de bis-(benzimidazol-2-ila) , cumarinas, pirazolinas, naftalimidas, triazinil-pirenos, 2-estiril-benzoxazol ou naftoxazóis, benzimidazol-benzofuranos ou oxanilidas.
[0020] A maioria dos aqentes branqueadores ópticos disponíveis no mercado baseiam-se em químicas de estilbeno, cumarina e pirazolina e são preferidos para uso na prática da presente invenção. Branqueadores ópticos mais preferidos para uso na prática da presente invenção são os branqueadores ópticos tipicamente utilizados na indústria papeleira baseados em química de estilbeno tais como derivados 1,3,5-triazinil de ácido 4,4'-diaminoestilbeno-2,2'-dissulfônico e seus sais, que podem carreqar qrupos sulfo adicionais, como por exemplo nas posições 2,4 e/ou 6. Os mais preferidos são os derivados de estilbeno disponíveis no mercado como por exemplo os comercializados pela Ciba Geigy sob a marca "Tinopal", da Clariant sob a marca "Leucophor", da Lanxess sob a marca "Blankophor", da 3V sob a marca "Optiblanc", tais como os agentes branqueadores ópticos baseados em estilbeno dissulfonato, tetrassulfonato e hexassulfonato. Destes agentes branqueadores ópticos comerciais mais preferidos, os agentes branqueadores branqueadores ópticos baseados em estilbeno hexassulfonato e tetrassulfonato são mais preferidos e o agente brangueador óptico baseado em estilbeno hexassulfonato disponível no mercado é o mais preferido.
[0021] A guantidade de brangueador óptico utilizada na prática do processo da presente invenção pode variar amplamente e gualguer guantidade suficiente para prover o grau desejado de alvura pode ser utilizado. Em geral, guanto menor a guantidade de brangueador óptico empregado, menor o aumento na alvura TAPPI do produto final de polpa.
[0022] Ao contrário, guanto maior a guantidade de brangueador óptico utilizada, maior o aumento na alvura da polpa, exceto gue, embora sem vincular-se a nenhuma teoria, acredite-se gue em algum ponto a adição de mais brangueador óptico não terá nenhum impacto adicional apreciável sobre a alvura da polpa, podendo até mesmo resultar em redução na alvura da polpa. A guantidade de brangueador óptico utilizada é geralmente de cerca de pelo menos 0,5 % em peso com base em toneladas de papel produzido. Preferivelmente, a guantidade de brangueador óptico é de cerca de 0,5 a cerca de 2% em peso, mais preferivelmente de cerca de 0,75 a cerca de 1,75% em peso e o mais preferivelmente de cerca de 1 a cerca de 1,5% em peso na base anteriormente mencionada.
[0023] A quantidade de OBA em pó na composição em prensa de colagem pode variar amplamente e qualquer quantidade pode ser utilizada. Por exemplo, a quantidade de OBA pode ser tão alta quanto cerca de 50% com base no peso total da composição. A quantidade de OBA é preferivelmente tão alta quanto cerca de 25% com base no peso total da composição. Mais preferivelmente, a quantidade de OBA na solução aquosa é de cerca de 2 a cerca de 10%. O mais preferivelmente, a quantidade de OBA na solução aquosa é de cerca de 5 a cerca de 10%. Determinou-se que 2% de concentração de OBA é ótimo para fins visuais. Testes posteriores para modificar as propriedades ópticas utilizaram concentrações mais altas do agente químico aplicado. Isso pode ser dependente ou não dependente da velocidade da máquina. O peso de aplicação de OBA é de cerca de pelo menos 0,7% em peso. Mais preferivelmente, o peso de aplicação de OBA é de cerca de pelo menos 0,9% em peso. O mais preferivelmente, o peso base de OBA é de cerca de pelo menos 1,1% em peso. O OBA encontra-se predominantemente na ou próximo à superfície do substrato de papel ou papelão. Por exemplo, a quantidade de OBA na superfície do substrato de papel ou papelão pode ser maior que 90%.
[0024] A composição colante pode incluir outros ingredientes opcionais além do amido e do branqueador óptico em pó. Tais componentes opcionais incluem dispersantes, corantes fluorescentes, surfactantes, agentes deformantes, preservativos, pigmentos, ligantes, agentes de controle de pH, agentes de liberação de revestimento, e similares.
[0025] A composição colante pode ser formada através de processos convencionais de formar uma composição colante adicionando-se branqueador óptico em pó a uma composição colante de amido compreendendo água e amido cozido. Esses métodos são bem conhecidos no estado da técnica. Vide, por exemplo, "Handbook for Pulp and Paper Technologists" G.A.Smook 1982 TAPPI e as referências ali citadas que não serão descritas em detalhes.
[0026] A composição colante pode também formar a composição colante compreendendo água, amido não cozido e branqueador óptico em pó e cozimento da composição para hidratar o amido para formar a composição cozida compreendendo amido cozido e branqueador óptico em pó.Esse método é preferido devido à facilidade de aplicação, facilidade de preparação e uniformidade de distribuição de OBA (seja para descrever os benefícios de OBA em pó versus OBA líquido ou para citar os benefícios de adicionar OBA em pó a amido em pasta. Benefícios do uso de OBA em pó vs. OBA líquido: frete reduzido, maior estabilidade, alvura e brancura potenciais mais elevadas, menos requisitos quanto à área de armazenamento).
[0027] Neste método preferido, podem ser usadas as técnicas de cozimento de amido convencionais. A hidratação completa de uma molécula de amido e dispersão do branqueador óptico em pó na composição colante requer quatro elementos: água, temperatura, tempo e agitação. A quantidade de água necessária depende do tipo de amido e da forma como é modificado. Por exemplo, um amido pode requerer cozimento a 6% sólidos, ao passo que um amido de revestimento altamente modificado pode cozinhar a 400% sólidos. Sólidos no cozimento são um fator muito crítico para o desempenho do amido. Se o nivel de sólidos for alto demais, observa-se degradação no desempenho do amido. 0 cisalhamento é também importante para explodir e dispersar completamente os grânulos de amido e o brangueador óptico em pó. No cozimento atmosférico, é necessário manter um bom cisalhamento alto durante todo o processo de cozimento. A maior parte do amido começa a gelificar entre 60 a 71,1 2C (140 e 160 °F) . O amido altamente modificado começa a gelificar a temperaturas tão baixas guanto 46,1 2C (115 °F) . Alguns amidos reticulados reguerem temperaturas elevadas dos sistemas de cozimento rápido, por exemplo, de até 90,5 2C (195 °F) ou mais. O amido cozido à pressão atmosférica pode reguerer um tempo de cozimento de 20 a 30 minutos, embora o cozimento seja instantâneo nos processos de cozimento continuo ou térmico/guimico.
[0028] Conversão de Enzima. O processo de conversão de enzima consiste em compor pasta de água e amido com nivel de sólidos totais desejados e ajustar o pH no valor recomendado. A pasta é agitada e aguecida a uma elevação programada na taxa de temperatura de cerca de até 76, 6 2C (170 °F) . Após manter sob estas condições, geralmente por cerca de 30 minutos, a temperatura é aumentada o mais rapidamente possível a uma taxa programada até cerca de 90, 5 2C (195 °F) . Essa temperatura é geralmente adeguada para "matar" a enzima em cerca de 15 a 30 minutos. O material é então resfriado até a temperatura desejada.
[0029] Os métodos mais comuns de cozimento são atmosféricos ou em batelada, enzimáticos, contínuos e/ou térmicos ou guímicos. No cozimento de enzima tanto em batelada como contínuo, é preferível manter um estrito controle sobre diversos fatores chave que incluem a taxa de elevação da temperatura, período de retenção, e viscosidade. Esses fatores requerem requlamentos ríqidos para obter resultados uniformes e reproduzíveis.
[0030] Conversão térmica e sistema de cozimento rápido de amido ("jet cookinq"). O sistema de cozimento rápido de amido é o método preferido para hidratar o amido, e os sistemas de cozimento estão disponíveis há anos. As condições de alta temperatura, pressão e alto cisalhamento são aplicadas mediante o uso de vapor "excedente". Esse método provê viscosidade consideravelmente menor para um dado amido se comparado com cozimento atmosférico. A pasta de amido produzida através de cozimento contínuo provê as sequintes vantaqens: (1) redução na mão-de-obra; (2) processo de cozimento automatizado; (3) viscosidade uniforme e (4) hidratação completa das moléculas de amido.
[0031] Os substratos de papel e papelão utilizados na prática da presente invenção podem variar amplamente. Tais substratos de papel e papelão e métodos e aparelhos para sua fabricação são bastante conhecidos no estado da técnica. Vide, por exemplo, "Handbook for Pulp & Paper Technoloqies", 2a.Edição, G.A.Smook, Anqus Wilde Publications (1992) e referências ali citadas, que são aqui incorporadas por referência em sua totalidade. Por exemplo, a folha de papel ou papelão pode ser feita de fibras de polpa derivadas de árvores de madeira dura, árvores de madeira mole, ou alternativamente, uma combinação de árvores de madeira dura e de madeira mole é preparada para uso na composição da massa ("furnish") para fabricação de papel através de quaisquer operações conhecidas apropriadas de diqestão, refinamento e branqueamento, como por exemplo, os conhecidos processos mecânicos, termomecânicos, químicos e semi-químicos, polpação e outros processos de polpação conhecidos. Em certas concretizações, pelo menos uma porção de fibras de polpa pode ser provida a partir de plantas herbáceas não lenhosas, incluindo, porém não restritas a kenaf (planta indiana), cânhamo, juta, linho, sisal ou abacá, embora restrições leqais e outras considerações possam tornar impraticável ou impossível a utilização de cânhamo e outras fontes de fibras. Tanto a fibra de polpa branqueada como a não branqueada pode ser utilizada no processo da presente invenção. Fibras de polpa recicladas são também adequadas para uso. Na concretização preferida, as fibras celulósicas no papel ou folha relativa incluem de cerca de 0% a cerca de 100% em peso de fibras de madeira mole em base seca e de cerca de 100% a cerca de 0% em peso de fibras de madeira dura em base seca.
[0032] As concretizações preferidas da invenção, além das fibras de polpa e do papel e papelão, podem também incluir diversos inqredientes opcionais conhecidos para uso na fabricação de papel, inclusive branqueadores ópticos, tais como os descritos acima; partículas resinosas sintéticas dispersadas expandidas ou expansíveis com um núcleo qeralmente esférico contendo líquido de hidrocarboneto; amido; carqas minerais; sais inorqânicos tais como cloreto de sódio; aqentes de colaqem internos; corantes/piqmentos; auxiliares de retenção; resinas de resistência seca; polímeros de reforço e similares.
[0033] A densidade, peso base e calibre da folha de papel ou papelão da presente invenção podem variar amplamente. Por exemplo, qualquer peso base, densidades e calibres convencionais podem ser empregados, dependendo do produto à base de papel formado a partir da folha.
[0034] A alvura Tappi do substrato de papel ou papelão pode variar amplamente. A alvura Tappi desejada, por exemplo, do substrato de papel ou papelão pode ser tão baixa quanto 75 e tão alta quanto 96. A alvura Tappi do substrato de papel ou papelão é preferivelmente igual ou maior que 90, mais preferivelmente igual ou maior que 95, e o mais preferivelmente igual ou maior que cerca de 92. Nas concretizações de escolha, a alvura Tappi do substrato de papel ou papelão é de cerca de 90 a cerca de 94. A brancura CIE do substrato de papel ou papelão pode variar amplamente. A brancura CIE é preferivelmente de cerca de pelo menos 85, mais preferivelmente de cerca de pelo menos 130 e o mais preferivelmente de cerca de 100 a cerca de 125. A brancura CIE é preferivelmente de cerca de pelo menos 110, mais preferivelmente de cerca de pelo menos 120. Surpreendentemente, descobriu-se que nas concretizações preferidas da invenção, a diferença no teto de alvura de papel ou papelão fabricado através do processo da presente invenção, se comparado com uma aplicação em prensa de colagem convencional de branqueador óptico liquido é maior do que a alvura Tappi do substrato. Por esta razão, alvura de substrato mais alta é preferida. A alvura TAPPI desejada do substrato de papel ou papelão pode ser obtida utilizando métodos convencionais como por exemplo através de branqueamento extra e/ou mediante adição de branqueador óptico ao substrato.
[0035] Métodos e aparelhos para tratar uma folha de papel ou papelão com uma composição colante são bastante conhecidos no estado da técnica de papel e papelão. Vide, por exemplo, "Handbook for Pulp & Paper Technologies", 2a.edição, G.A.Smook, Angus Wilde Publications (1992) e referências ali citadas. Qualguer método e aparelho de tratamento por colagem pode ser usado. Conseguentemente, esses métodos e aparelhos não serão descritos na presente invenção em maiores detalhes. Para fins de exemplo, a composição colante pode ser aplicada de uma prensa de colagem gue pode ser gualguer tipo de eguipamento de revestimento ou pulverização, porém, o mais comumente, pudlagem, rolo de porta ou prensa de colagem por lâmina.
[0036] A folha de papel ou papelão é secada após tratamento com a composição colante. Métodos e aparelhos para secar folhas de papel ou papelão tratadas com uma composição colante são bastante conhecidos no estado da técnica de papel e papelão. Vide, por exemplo, G.A.Smook acima mencionado e as referências ali citadas. Qualguer método e aparelho de secagem convencional pode ser utilizado. Conseguentemente, esses métodos e aparelhos não serão descritos em maiores detalhes. Após secagem, o papel pode ser submetido a uma ou mais etapas pós-secagem, como por exemplo, as descritas em G.A.Smook acima mencionado e as referências ali citadas. Por exemplo, a folha de papel ou papelão pode ser revestida e/ou calandrada para se obter um calibre final desejado conforme discutido acima para melhorar a lisura e outras propriedades da folha. A calandragem pode ser conduzida através de calandragem aço-aço sob pressões nas linhas de contato ("nips") para prover um calibre desejado. Será apreciado gue o calibre final da camada de papel será amplamente determinado através da seleção da pressão da linha de contato .
[0037] Nas concretizações preferidas, o papel ou papelão exibe um teto de alvura Tappi mais elevado, se comparado com o papel ou papelão no qual branqueador óptico liquido foi adicionado ao amido cozido ou que é cozido com o amido, sendo a composição colante resultante aplicada ao substrato na prensa de colaqem. O aumento no teto de alvura é preferivelmente de cerca de pelo menos 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29% e 30% maior do que o teto de alvura do papel ou papelão no qual branqueador óptico liquido é adicionado ao amido cozido ou que é cozido com o amido e a composição colante resultante é aplicada ao substrato na prensa de colaqem, inclusive todas e quaisquer faixas e subfaixas. O aumento no teto de alvura é mais preferivelmente de cerca de pelo menos 5% a cerca de 10% maior e o mais preferivelmente de cerca de pelo menos 5% a cerca de 10% maior que o teto de alvura do papel ou papelão no qual branqueador óptico liquido é adicionado ao amido cozido ou que é cozido com o amido e a composição colante resultante é aplicada ao substrato na prensa de colaqem.
[0038] Nas concretizações preferidas, o papel e o papelão exibem um teto de Brancura CIE mais elevado se comparado com o papel e papelão no qual branqueador óptico liquido é adicionado ao amido cozido ou que é cozido com o amido e a composição colante resultante é aplicada ao substrato na prensa de colaqem. O aumento no teto de Brancura CIE é preferivelmente de cerca de pelo menos 2%, 3%, 4%, 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14%, 15%, 16%, 17%, 18%, 19%, 20%, 21%, 22%, 23%, 24%, 25%, 26%, 27%, 28%, 29% e 30% maior do que o teto de Brancura CIE do papel e papelão no qual o branqueador óptico liquido foi adicionado ao amido cozido ou que é cozido com o amido e a composição colante resultante é aplicada ao substrato na prensa de colaqem, incluindo todas e quaisquer faixas e subfaixas. 0 aumento no teto de alvura é mais preferivelmente de cerca de pelo menos 5% a cerca de 10% maior e o mais preferivelmente de cerca de pelo menos 5% a cerca de 10% maior do que o teto de Brancura CIE do papel e papelão no qual branqueador óptico liquido é adicionado ao amido cozido ou que é cozido com o amido e a composição colante resultante é aplicada ao substrato na prensa de colaqem.
[0039] As diferenças no teto de alvura aumentam à medida que aumenta a Alvura TAPPI do substrato. É preferível que a alvura TAPPI inicial do substrato antes do tratamento no processo da presente invenção seja de cerca de pelo menos 90, mais preferivelmente de cerca de pelo menos 92 e o mais preferivelmente de cerca de 93. Nas concretizações de escolha, a alvura TAPPI inicial do substrato antes do tratamento no processo da presente invenção é de cerca de pelo menos 94, 95 ou 96.
[0040] As diferenças no teto de Brancura CIE aumentam à medida que aumenta a Alvura TAPPI do substrato. É preferido que a Brancura CIE inicial do substrato antes do tratamento no processo da presente invenção seja de cerca de pelo menos 85, mais preferivelmente de cerca de pelo menos 130 e o mais preferivelmente de cerca de 100 a cerca de 125. A Brancura CIE é preferivelmente de cerca de pelo menos 110, mais preferivelmente de cerca de pelo menos 120.
[0041] O papel e papelão fabricados de acordo com a presente invenção podem ser utilizados para fins convencionais. Por exemplo, o papel é útil como papel de publicação, papel de embalagem e similares.
[0042] Os exemplos específicos a seguir pretendem ilustrar a invenção em detalhes, e não ser interpretados como restringindo seu escopo.
Exemplo 1 (A) Preparação de Composições em Prensa de Colagem com Adição Pré-Cozida de Brangueador Óptico ("OBA") [0043] Uma série de aplicações de amido em superfície foram preparadas utilizando o procedimento a seguir descrito. O amido foi preparado num sistema de cozimento rápido do tipo piloto. Uma certa guantidade de OBA foi adicionada a um tangue de pasta de amido com uma certa guantidade de amido etilado seco. Água foi adicionada para compor uma pasta com ~18% sólidos totais (com base no peso total da composição) e a pasta foi cozida a 148, 33 2C (299 2F) no sistema de cozimento rápido ("jet cooker"). O amido foi diluído até se obter o teor de sólidos de amido desejado para esta aplicação de 13 a 16% dependendo da tolerância do sistema à viscosidade de tratamento na prensa de colagem e o "pickup" desejado. As composições de soluções de amido e as especificações constam da Tabela 1.
Tabela 1 Composições em Prensa de Colagem com ORA - Adição Pré-Cozida lnCn indica que a composição é uma composição comparativa '"Hexa" é um estilbeno hexassulfonato obtido da Daikaffil Chemical sob a marca Dikaphor BSD. J "Tetra" é estilbeno tetrassulfonato obtido da Aakash sob a marca SI 220. (B) Preparação de Composições em Prensa de Colagem com Adição de Branqueador Óptico Pós-Cozido [0044] Uma série de aplicações de amido em superfície foram preparadas utilizando o procedimento a seguir descrito. O amido foi preparado transformando em pasta 3532 g de etilado em 18L de água e cozendo-se a pasta a 148,3 eC (299 °F) num sistema de cozimento rápido. O amido foi diluído até o teor de sólidos de amido desejado para esta aplicação de 13 a 16% dependendo da tolerância do sistema à viscosidade de tratamento na prensa de colagem e o "pickup" desejado. As composições de solução de OBA líquido/amido foram preparadas adicionando-se o Hexa OBA líquido disponível no mercado ao amido cozido. A composição de amido e as especificações constam da Tabela 2.
Tabela 2 Composições em Prensa de Colagem - Adição Pós-Cozida * g OBA seco foi calculada dividindo-se o 5.1 conforme recebido com base em análise HPLC e NMR do teor relativo de OBA de produtos líquidos e em pó. (C) Preparação de Papel Tratado em Prensa de Colagem Piloto 1. Preparação do Substrato Γ0045] 0 substrato utilizado neste experimento foi feito numa máquina de fabricação de papel a partir de uma composição de massa ("furnish") consistindo de 60% de fibras de madeira mole e 40% de fibras de madeira dura e 12% de carga de argila sob condições ácidas. O peso base do substrato de papel foi de cerca de llfig/rtC e a Alvura Direcional Tappi e a Brancura CIE foram de 77,7 e 68,9, respectivamente. 2. Tratamento em Prensa de Colagem [0046] Para aplicar a formulação de amido na superfície, um rolo de substrato de papel com 12" de largura foi continuamente alimentado entre dois cilindros e a formulação de amido bombeada para o interior do reservatório de ponto de contato(pudlagem), o papel sendo alimentado através do reservatório a uma velocidade pré-fixada. Mediante controle dos sólidos da formulação, da pressão do ponto de contato ("nip"} e da velocidade de operação da prensa de colagem, obteve-se um peso de "pickup" total de 3,8 a 4,5 g/rrC, [0047] Os substratos tratados era prensa de colagem e suas especificações constam da Tabela 3, Tabela 3 Substratos tratados em Prensa de Colagem [004 8] A Alvura Direcional Tappi foi medida uti1izando o método de Teste Tappi T-452. A Brancura CIE foi medida utilizando ISO-11475. Os resultados dessas avaliações constam da Tabela 4 a seguir, Tabela 4 Alvura Direcional Tappi e Brancura CIE
Exemplo 2 (D) Preparação de Composições em Prensa de Colagem com Adição Pré-cozida de OBAs [0049] Uma série de aplicações de amido em superfície foram preparadas utilizando o procedimento a seguir descrito. 0 amido foi preparado num cozedor de batelada. Uma certa quantidade de OBA em pó foi adicionada a um tanque de pasta de amido com uma certa quantidade de amido oxidado seco. Água foi adicionada para compor uma pasta com ~16% de sólidos totais e a pasta foi cozida a 93,3 ®C (2 00 °F) por vinte minutos. O amido foi diluído nos sólidos de amido desejados para esta aplicação de 14 a 14,5% dependendo da tolerância do sistema à viscosidade de tratamento na prensa de colagem, e o "pickup" desejado.
[0050] As composições da solução de amido e as especificaçoes constam da Tabela 5 a seguir.
Tabela 5 Composições em Prensa de Colagem com Adição pré-cozida de OBA em Pó. (E) Preparação de Composições em Prensa de Colagem com Adição Pós-Cozida de OBAs [0051] Uma série de aplicações de amido em superfície foram preparadas utilizando o procedimento a seguir descrito. O amido foi preparado num sistema de cozimento rápido. Uma certa quantidade de OBA líquido foi adicionada a um tanque de pasta de amido com uma certa quantidade de amido oxidado seco. Água foi adicionada para compor uma pasta com ~ 18% sólidos totais e a pasta foi cozida a 132,2 aC [270 ÜF) no sistema de cozimento rápido. 0 amido foi diluído até o teor de sólidos de amido desejado para esta aplicação de aproximadamente 14,5%, As composições de solução de OBA líquido/amido foram preparadas adicionando-se Hexa OBA liquido disponível no mercado ao amido cozido. A composição de amido e as especificações constam da Tabela 6.
Tabela 6 Composições em Prensa de Colagem - Adição Pós-Cozida *g OBA seco foi calculado dividindo-se o 5.1 conforme recebido com base em análises HPLC e NMK de teor de OBA relativo de produtos líquidos e em pó. (F) Preparação de Papel Tratado em Prensa de Colagem Piloto [0052] 0 substrato utilizado neste experimento foi feito numa máquina de fabricação de papel a partir de uma composição de massa ("furnish"} consistindo de aproximadamente 80% de fibras de madeira mole e 20% de fibras de madeira dura com 201 de carga de carbonato de cálcio sob condições alcalinas. O peso base do substrato de papel foi de cerca de 116g/m2 e a Alvura Direcional Tappi e a Brancura CIE foram de 94,6 e 115,80, respectivamente. 2. Tratamento em Prensa de Colagem [0053] Para aplicar a formulação de amido na superfície, um rolo de substrato de papel com 14” de largura foi continuamente alimentado entre dois cilindros e a formulação de amido aplicada na forma de uma película sobre os rolos de aplicação, o papel sendo alimentado através dos rolos a uma velocidade pré-fixada. Mediante controle dos sólidos da formulação, da pressão do ponto de contato {"nip") e da velocidade de operação da prensa de colagem, obteve-se um peso de "pickup" por lado de 2,3 a 3,4 g/m2.
[0054] Os substratos tratados em prensa de colagem e suas especifícações constam da Tabela 7.
Tabela 7 Subsr.ratos Tratados em Prensa de Colagem [0055] A Alvura Direcional Tappi foi medida utilizando-se um método de Teste Tappi T-452. A Brancura CIE foi medida utilizando ISG-11475. Os resultados dessas avaliações constam da Tabela 8.
Tabela 8 Alvura Direcional Tappi e Brancura CIE
REIVINDICAÇÕES

Claims (7)

1. Processo para fabricação de produtos de papel e papelão, caracterizado pelo fato de compreender: - formar uma composição compreendendo água, amido não cozido e um branqueador óptico em pó definido por um agente branqueador óptico baseado em estilbeno hexassulfonato, ou por um agente branqueador óptico baseado em tetrassulfonato; - cozinhar a composição para formar uma composição cozida compreendendo amido cozido e branqueador óptico em pó; - aplicar a composição cozida a pelo menos uma superfície de um substrato de papel ou papelão na prensa de colagem num processo de fabricação de papel e papelão para formar um substrato de papel ou papelão colado; e - secar o substrato de papel ou papelão colado para formar um substrato de papel ou papelão colado e secado.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a composição colante cozida compreender percentual de sólidos de 8% a 21% com base no peso total da composição.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o amido não cozido ser selecionado do grupo consistindo de amido etilado, amido oxidado, amido perolizado e uma combinação de dois ou mais dos mesmos; ou o amido não cozido está numa quantidade de 60% a 90% com base no peso total da composição.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o branqueador óptico em pó ter uma quantidade de 2% a 10% com base no peso total da composição.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a etapa de cozinhar a composição ser conduzida a uma temperatura igual ou superior a 46,1 2C (115 °F) , ou a etapa de cozinhar a composição ser conduzida a uma temperatura de até e inclusive 148, 3 2C (299 °F) , ou a etapa de cozinhar a composição ser conduzida na presença de enzima, ou a etapa de cozinhar a composição ser conduzida num processo em batelada, ou a etapa de cozinhar a composição ser conduzida em um processo de cozimento rápido.
6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o substrato de papel ou papelão colado e secado exibir um teto de alvura de 2% a 30% maior do que o teto de alvura do papel ou papelão no qual branqueador óptico liquido não cozido é adicionado a um amido cozido, ou o substrato de papel ou papelão colado e secado exibir um teto de Brancura CIE de 2% a 30% maior do que o teto de alvura do papel ou papelão no qual o branqueador óptico liquido não cozido é adicionado a um amido cozido.
7. Processo para fabricação de produtos de papel e papelão, caracterizado pelo fato de compreender: - formar uma composição compreendendo água, amido não cozido e branqueador óptico em pó; - cozinhar a composição a uma temperatura de até e inclusive 148,3 2C (299 °F) para formar uma composição colante cozida compreendendo amido cozido e branqueador óptico em pó; - aplicar a composição cozida a pelo menos uma superfície de um substrato de papel ou papelão na prensa de colagem num processo de fabricação de papel ou papelão para formar um substrato de papel ou papelão colado; e- secar o substrato de papel ou papelão colado para formar um substrato de papel e papelão colado e secado.
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