BRPI0812689A2 - composição de carga, método de preparação de uma composição de carga, uso de uma composição de carga, processo de produção de papel e papel assim obtido - Google Patents
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Abstract
composição de carga, método de preparação de uma composição de carga, uso de uma composição de carga, processo de produção de papel e papel assim obtido a presente invenção refere-se a uma composição de carga que compreende a) uma carga, b) um composto inorgânico catiônico, c) um composto orgânico catiônico e d) um polissacarídeo aniônico, em que a carga está presente em uma quantidade de pelo menos cerca de 1% em peso, com base no peso total da composição, o polissacarídeo aniônico está presente em uma quantidde de cerca de 1 a cerca de 100 kg/ton, com base no peso da carga, e em que a composição é substancialmente livre de fibras. a presente invenção refere-se ainda a uma composição de carga que compreende a), b), c) 15 e d) conforme definido acima, em que a carga está presente em uma quantidade de pelo menos cerca de 1% em peso, com base no peso total da composição, os compostos orgânicos e inorgânicos catiônicos estão presentes em uma quantidade de cerca de 0 a cerca de 30 kg/ton cada um, com base no peso da carga, por meio do quê a composição compreende pelo menos um dentre os compostos orgânico e inorgânico catiônicos e o polissacarídeo aniônico possui um grau de substituição de grupos aniônicos líquidos de até cerca de 0,65. a invenção refere-se ainda a um método de preparação de uma composição de carga que compreende a mistura de a), b), c) e d) conforme definido acima. a invenção refere-se também a uma composição de carga que pode ser obtida por meio do método, uso de uma composição de carga como um aditivo de uma suspensão celulósica aquosa em um processo de fabricação de papel e processo de produção de papel que compreende a adição da composição de carga a uma suspensão celulósica aquosa. a invenção refere-se ainda a papel obtido por meio do processo que compreende a composição de carga.
Description
COMPOSIÇÃO DE CARGA, MÉTODO DE EREPARAÇÃO DE l» COMPOSIÇÃO DE CARGA, USO DE UMA COMPOSIÇÃO DE CARGA, PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL E DAREI, ASSIM OBTIDO * Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a. uma composição de carga., método de preparação da composição de carga., vários uses da composição de carga, incluindo c uso como um aditivo na. fabricação de papel, processo de produção de papel no qual a composição de carga é adicionada, a uma suspensão celulõsica 10 aquosa, papel obtido por meio do processo e vários usos do oapel obtido por meio do processo.
Antecedentes da Invenção
Cargas e composições de carga, são best conhecidas e amplamente utilizadas em aplicações de fabricação de papel, a 15 fim de reduzir os custos de papel por meio da substituição de fibras celuldsicas virgens mais caras por cargas de custo mais baixo. As cargas também possibilitara aprimorar certas propriedades do pape.1 tais como maciez da supexiicifô, capacidade de impressão e propriedades óticas, como opacidade 20 e brilho. Outras propriedades do papel podem, entretanto, ser prejudicadas. Papel com carga normalmente exibe, por exemplo, propriedades de resistência inferiores em comparação com papel sem carga. Seria vantajoso poder fornecer uma composição de carga que proporcione resistência aprimorada e 25 outras propriedades ao papel. Seria também vantajoso poder fornecer um método de preparação dessa composição de carga.
Também seria vantajoso poder fornecer papel com carga que exiba propriedades de resistência aprimorada e outras, Seria ainda vantajoso poder fornecer um processo aprimorado de
3Q produção de papel com carga.
Resumo da Ixwenção
A presente invenção refere-se a. uma composição de carga que compreende:
2/33
a. uma carga;
| b. | um | composto | inorgânic | o catiônico; |
| C s | um | composto | orgânico | catiônico; e |
| Ct < | um | polissacarídeo aní | ônico; |
§ em cue a carga estâ presente em uma quantidade de pelo menos cerca de 1% em peso, cam base no peso total aa composição, α polissacarideo aniôníco esta presente em uma quantidade de cerca de 1 a cei'ca de 100 kg/ton, com base no peso da carga, e em que a composição é substancialmente livre 10 de fibras.
Ά oresente invenção refere-se .ainda. a uma. composição de carga que compreende:
a. uma carga;
um composto inorgânico catiônico;
um composto orgânico· catiônico.; e d um polissacarídeo aníôniço;
nm que a carga estâ presente em uma quantidade de pelo menos cerca de 1% em peso, com base, no peso total aa composição, os compostos orgânico e inorgânico catxônicos 20 estão presentes em uma quantidade de cerca de 0 a cerca de 3u kg/ton cada um, com base no peso da carga, por meio do que a. composição compreende pelo menos um dentre os compostos orgânica e inorgânico catiônicos e o polissacarídeo aníôniço possui um grau de substituição de grupos aniônicos líquidos 25 de até cerca de 0,55.
A presente invenção refere-se ainda a um métooo de
| preparação de uma | compos ição | de carga que compreende a |
| mistura de; | ||
| ÍS·. V | uma carga; | |
| 30 b- | um composto | inorgân ico ca t ionicο,· |
| c.. | um composta | orgânico catiônico; e |
| d < | um polissara | arideo aniônico; |
| por meio | do qual., na | composição de carga obtida, a |
carga esta presente em uma quantidade de pelo menos cerca de 1% em pesa,. cam base no peso total, da composição, o polissacarideo aniônico está presente em uma quantidade de cerca de 1 a cerca de 100 kg/ton, com base no peso da carga, 5 em que a mistura e realisada na ausência substancial de f ibras .·
A presente invenção refere-se adicionaImente a um método de preparação de uma composição de carga que compreende a mistura de:
| a. | uma carga; |
| b. | um composto inorgânico catiônico; |
| c, | um composto orgânico catiônico; e |
| d. | um polissacarideo aniônico; |
| por meio | do qual, na composição de carga obtida |
carga está presente em uma quantidade de pelo menos cerca de 1% em peso, com base no peso total, da composição, os compostos orgânico e inorgânico catiônicos estão presentes em uma quantidade de cerca de 0 a cerca de 30 kg/ton cada, um, com base no peso da carga, por meio do quê a composição compreende pelo menos um dentre os compostos orgânico e inorgânico catiônicos e o polissacarídeo aniônico possui um grau de substituição dos grupos aniônicos líquidos de até cerca de 0,65.
A presente invenção refere-se ainda a uma 15 composição de carga que pode ser obtida por meio do método definido no presente.
A presente invenção também se refere ao uso de uma composição de carga conforme definido no presente na forma de um aditivo em um processa de fabricação de papel,
A presente invenção refere-se ainda a um processo de produção de papel que compreende a adição de uma composição de carga conforme definido no presente a uma suspensão celulôsica e drenagem da suspensão obtida.
4/33 ί'
| A press | ;nte | invenção refere -- | se ainda a papel | que |
| pode ser obtido | por | meio do processo | conforme definido | no |
| p re sen t e, papeI | que | compreende uma | composição de ca | .rga |
| conforme definido | no | presente e vários | usos do papel. |
De sc rição Detalhada da Invenção
Segundo a presente invenção, é fornecida uma composição da carga que pode ser utilizada em diversas aplicações e é particularmente apropriada para uso como um aditivo de fabricação de papel que proporciona propriedades 10 de resistência aprimorada ao papel. Em teores de carga constantes, por exemplo., papel com carga que compreende a composição de carga conforme a presente invenção exibe propriedades de resistência aprimoradas. Sob propriedades de resistência de papel constantes, o papel com carga que 15 compreende a composição de carga conforme a presente invenção pode conter teores de fibra consideravelmente mais altos. As propriedades de resistência de papel com carga conforme a presente invenção que são substancialment® mantidas ou aprimoradas incluem resistência â tensão, rigioez. à censão, 20 índice de tensão, resistência à dobra, resistência Z, união de Scott e retirada com cera. Além disso, polvilhamento e retalhamento são suhstancialmente mantidos e/ou aprimorados. Vantagens adicionais associadas â composição de carga conforme a presente invenção em aplicações de fabricação de 25 papel incluem capacidade de condução na maquina de papel noa ou aprimorada,, boa compatibilidade com auxiliares de retenção e drenagem, retenção de carga e aditivos boa. ou aprimorada, o que significa baixo conteúdo na ãgua branca, boa compatibilidade com agentes de dimensionamento, ou. soja, 30 efeitos de dimensionamento bons ou aprimorados, particularmente em combinações de aplicações de dimensionamento de padrão (interno) e superfície (externo), fácil calandragem pelo fato de que se pode aplicar baixa
5/3 3 pressão para obter boa maciez do papel e economia de energia, particularmente na seção de secagem da máquina de papel, Além disso, a composição de carga pode ser produzida por meio de um método simples, eficiente e versátil utilizando cargas de 5 fabricação de papel convencionais e outras matérias primas de baixo custo. Consequentemente, a presente invenção possibilita aumentar o teor de carga de um papel para fornecer papel com carga com resistência e outras propriedades aprimoradas e fornecer um processa de fabricação de papel aprimorado, de forma a gerar um produto de papel aprimorado e benefícios econômicos,
Além disso, com relação a aplicações diferentes de fabricação de papel, a composição de carga conforme a presente invenção pode ser utilizada para aumentar a 15 resistência (resistência verde) de cerâmica tradicional e avançada, compostos em pó e metalurgia de pó. Com resistência verde aprimorada, a manipulação de corpos antes do aquecimento ou sinterização resultará em menos danos dos corpos e corpos com resistência verde aprimorada podem ser 20 industrializados melhor ou mais facilmente nas dimensões e projetos corretos.
A composição conforme a. present® invenção compreende uma carga. 0 termo carga, da forma utilizada no presente, destina-se a incluir cargas minerais naturais e sintéticas,, incluindo cargas e pigmentos porosos, volumosos, plásticos e expansíveis. Exemplos de cargas apropriadas onforme a presente invenção incluem wolastonitas, caulinitas, tais como caulim, porcelana, dióxido de titânio, gesso, taloitas tais como talco, hidro talei ta, wanasseita-, 30 piroauríta, sjõgrenita, stichtita, barbertonita, tacovixa, reevesita, desautelsita, motucoreaíta, wermiandita, mei.xner.ita, coalingita, cloromagalumita, carboidita, honessita, woodwardite, iowaíta, hidro-honessita e mountkeitita, silicas, tais camo silica precipitada e aluminossil.i catos precipitados, esmectitas, tais co» montmorilonita/bentonita, hector!ta, beidelita, nontronita e saponita, ôxidos de alumínio hidrogenados (tri-hidróxidos de alumínio), sulfate de cálcio, sulfato de hário, oxalate de cãlcio e carbonatas de cálcio naturais e sintéticos > Exemplos de carbonates de cálcio naturais e sintéticos apropriados incluem giz, mánuore moldo, carbonato de cálcio moldo (GCC) e carbonato de cálcio precipitado (PCC), incluindo qualquer das várias formas cristalinas ou morfologias existentes, tais come calcita. de formas rombo-hédrica, prismática, tabular, cuboide ou escaleno-hédrica e aragenita de forma acicular. A carga é adequadamente caulim ou carbonato de cálcio, como carbonato de cálcio mordo e carbonato de cálcio precipitada,
A composição conforme a presente invenção pode compreender um ou mais compostos inorgânicos catiônicos. Exemplos de compostos inorgânicos catiônicos apropriadas incluem cãtions mono, di e palivalences inorgânicos e polieletrólitos, tais como compostos de alumínio. Exemplos de 2Ώ compostos de alumínio apropriados incluem alumen (sulfato de alumínio), aluminates, tais como aluminates de sódio e potássio, e compostos de polialumínio, tars como cloretos de polialumínio, sulfatas de polialumínio, sulfatos de silicate de polialumínio e suas misturas. Preferencialmente» o composto inorgânico catiônico é um cloreto de polialumínio»
A composição conforme a presente invenção pode compreender um ou mais compostas orgânicos catiônicos. Normalmente, o composto orgânico catiônico é hidrossolüvel ou dispersfvel em água, preferencialmente hidrossolúvel. O composto orgânico catiônico pode ser sintético ou derivado de fontes naturais e tornado catiônico. Exemplos de compostas orgânicas catiônicos aproprdadoa incluem polímeros orgânicos catiônicos, tais como polímeros de condensação, como
7/3 3 pellaminas catiônícas, poliamidoaminas catiônicas, polietileno iminas catiônicas e polímeros de dicianodiamida catiônicos, polímeros de adição de vinila catiônicos de monômero oat.ionic© etilenicamente insaturado cu mistura de monômeros que compreende pelo menos um monômero catiônico como polímeros com base em acrilamida catiônicos, polímeros com base em acrílato catiônicos, polímeros com base em vinilamina e vin.í.lformamida catiônicos e polímeros catiônicos com base em cloretos de diali.1 dialquil amônio. Exemplos de monômeros catiônicos etilenicamente insaturades apropriados incluem (meta) acrilatos de dialquilaminoalquila e dialquilaminoalquila (meta) acrilamidas, preferencialmente em forma quaternisada, e cloreto de dialil. dímetil amônio (DADMAC). Os polímeros catiônicos de monômero etilenicamente insaturado normalmente são preparados a partir de 10 a 100% molar de monômero catiônico e Q a 90% molar de ouc.ro monômero, em que a soma dos percentuais é de 100. A quantidade de monômero catiônico é normalmente· de pelo menos 80% molar, adequadamente 100% molar.
2Ό O composto orgânico catiônico normalmente possui um peso molecular ponderai médio de pelo menos cerca ae 1000,
adequadamente pelo pelo menos cerca menos cerca de 2000 e, de S 0 00. NormaImente >
p r e f e r e nc i a 1 me n t e, o peso molecular ponderai médio é de ate cerca de 4.000.000, adequadamente ate cerca de 2.000.000 e, preferencialmente, até cerca de
700.000.. A densidade de carga do composto orgânico catiônico é normalmente de pelo menos cerca de 0,2 meq/g, adequadamente
| pelo menos | ce: | coa | de 1 | meq/g, e a | densidade de carga é | |
| no rm a 1 me n t e | de | até | cerca | de 15 meq/g, | adequadamente até cerca | |
| 3 0 | de 10 meq/g. | |||||
| .«Ϊ | c | íompo | siçãc | conforme | a presente invenção |
compreende um polissacarídeo aniônico. Adequadamente, o polissacarídeo aniônioo é dispersive!. em agua ou
8/3 3 hidrossolúvel, preferencialmente hidrossolúvel ou aa monas parcial men te hidrossolúvel. O polissacarídeo aniônico contém grupos aniônicos, que padem ser nativos e/ou introduzidas por meio de tratamento químico do polissacarídeo. Exemplos de polissacarideos aniônicos nativos incluem amido de batata nativo., que contém uma quantidade substancial de grupos monoéster de fosfata covalentemente unidos. O polissacarideo aniônico pode também conter grupas catiônicos, desde que o polissacarídeo seja aniônico líquido ou possua uma carga 10 aniônica líquida, ou seja, o numero de grupos aniônicos é mais alto que o número de grupos catiônicos ou o grau de substituição ou grupas aniônicos é mais alta que o grau de substituição ou grupos catiônicos. Em uma realização preferida, o polissacarídeo aniônico é livre ou substancialmente livre de grupos catiônicos.
Exemplas de grupos aniônicos apropriadas incluem grupos carboxilata, tais como sulfato, suífon&to, tais como sulfoalquila, fosfato e fosfonato, nos quais o grupo alquila pode ser metila, etila, propila e suas misturas, adeauadamente metila; adequadamente, o políssacarideo aniônico contém um grupa aniônico que compreende um grupo como um grupo carboxialquíla. 0 contraíon do normalmente é um metal áleali ou metal alcalino-terroso, adequadamente sódio. Os grupas aniônicos podem também existir na sua forma ácida, por meio do quê os grupos aniônicos correspondentes são formados em um ambiente aquoso.
Exemplos de grupos catiônicos apropriados incluem sais de aminas, adequadamente sais de aminas terciárias, e 30 grupos amônio quaternário, preferencialmente grupos amônio quaternário. Os substituintes ligados ao átomo de nitrogênio de aminas e grupas amônio quaternária podem ser idênticos au diferentes e podem ser selecionados a partir de grupos alquila. cicl.oalqu.ila e alcoxialquila e um, dois ou mais dos substituintes em conjunto com o átomo de nitrogênio podem formar um anel heterooíclico. Os substituintes, independentemente entre si, normalmente compreendem de 1 a cerca de 24 átomos de carbono, preferencialmente de um a cerca de oito átomos de carbono. O nitrogênio do grupo catiônico pode ser ligado ao polissacarídeo por meio de uma cadeia de átomos que compreende adequada.me.nte átomos de carbono e hidrogênio e, opcionalmente, átomos de O e/ou N.
Normalmente, a cadeia de átomos ê um grupo alquile.no com dois
a dezoito e, adequadamente, dois a cito átomos de carbono, opcicnalmente interrompida ou substituída por um ou mais heteroátomos, tais como 0 ou N, como grupo alquileno-õxi ou grupo hidréxí propileno. Os polissacarídeus aniômcos
1.5 preferidos que contêm grupos catiônicos incluem aqueles obtidos por meio de reação do polissacarídeo aniônico com um agente de quatern.izaçãc selecionado a partir de cloreto de 2,3-epoxipropil trimet.il amônio, cloreto de 3-cloro-2hidroxipropil trimet.il amônio e suas: misturas.
polissacarídeo aniônico conforme a presente invenção pode contar grupes não fônicos, tais como grupes
alquila e hidróxi alquila, hi droxietila, hidroxipropi1a, pur exemplo hidroximetila, hidrexibutila e suas misturas, tais como hidroxíetil metila, hidroxipropil metila, hidrox.ibut.il metila, hidroxietil etila, hidroxipropila e similares. Em uma realização preferida da presente invenção.
o polissacarídeo aniônico contém grupos aniônicos e não
Exemplo aniôn aprop mexuem tgoma goma s xant ana mananas, alginatos e carrage.
10/33
Exemplos de amidos apropriados incluem batata, milho, trigo, tapioca, arroz, milho ceroso etc. Preferencialmente, o polissacarídeo aniônico e selecionado a partir de derivados . de celulose, preferencialmente éteres de celulose aniônicos.
Exemplos de polissacarídeos aniônicos apropriados e derivados de celulose incluem carboxialquil celuloses, tais como carboximetil celulose., carboxietil celulose, carboxipropil celulose, sulfoetil carboximetil celulose, carboximet.il hidroxietil celulose ('-’CM-HEC'··') , carboximetil celulose em que 10 a celulose é substituída com nm ou mais substituintes não φ iônícos, preferencial^nt. carboxlwetll celulose W).
Exemplos de derivados de celulose apropriados incluem os descritos na Patente Morte-Americana n* 4..940.785, incorporada ao presente como referência.
0 polissacarídeo aniônico normalmente possui um grau de substituição de grupos aniônicos líquidos (”DSUA) de pele menos cerca de 0,00:1 ou pelo menos cerca de 0,01, adequadamente pelo menos cerca da 0,05 ou pelo menos cerca de 0,10 e, preferencialmente, pelo menos cerca de 0,15. O grau 20 de substituição de grupos aniônicos líquidos do polissacarídeo aniônico normalmente é de até cerca de 1,0 ou até cerca de 0,75, adequadamente até cerca de 0,65 ou até cerca de 0,50 e, preferencialmente, até cerca de 0,45. Quando
| o polissacar | ideo aniônico | estiver | livre de grupos c | xatiônicos, | |
| 25 | íB «i» <·2 ^X· | um grau de | substit | uição de grupos | aniônicos |
| A | ( u DSA Í! > que | ê igual ao | de substituição | de grupos |
aniônicos líquidos definido nu presente, ou seja, DSA ~ DSKA.
O polissacarídeo aniônico normalmente possui um peso molecular pendera! médio de pelo menos 2000 Daltons ou 30 pelo menus cerca de 5000 Dáltons, adequadamente pelo menos 20.000 Dáltons ou pelo menos cerca de 50.000 Dáltons e o peso molecular ponderai médio é normalmente de ate cerca de 30.000.000 Daltons ou até cerca de 25.000.000 Daltons,
11/33 adequadamente até cerca de 1.000.000 Daltons ou até cerca de
00.000 Daltons.
A composição de carga do presente é preferencialmente uma composição aquosa, ou seja, ela contém 5 preferencialmente água. Outros componentes, tais como blocidas, agentes conservantes, subprodutos do processo de produção da carga, compostos orgânicos e inorgânicos catiônicos e polissacarídeo aniônico, tais como sais e agentes dispersantes etc., naturalmente podem também estar 10 presentes na composição de carga. Em uma. realização preferida, a composição de carga é substancialmente livre de fibras e fibrilas de celulose ou lignocelulose. Em uma outra realização preferida, a composição de carga è substancialmente livre de fibras com pelo menos cerca de 4 mm 15 de comprimento. Em ainda outra realização preferida, a composição de carga compreende fibras ou fibrilas de celulose e lignocelulose. Em ainda outra realização preferida, a composição de carga é substaneialmente livre de amido catiônico.
Os componentes da composição de carga, incluindo a carga, compostos orgânicos e inorgânicos catiônicos polissacarídeo aniônico, de carga em quantidades podem estar presentes na composição que podem variar dentro de amplos .limites, dependendo, entre componentes, uso pretendido, resistência de papel desejada A carga normalmente outros, do tipo e numero oe economia de custo desejada, etc.
está presente na composição de carga em uma quant idade de pele- menos cerca oe 1% em peso, com base no peso total da composição, adequada.mente pelo 30 menos cerca de 2% em peso ou peio menos cerca de 5% em peso e, preferencialmente, pelo menos cerca de 10% em peso. A carga normalmente está presente em uma quantidade de até 99% em peso, com base no peso total da composição, adequaoamente até cerca de 75% em peso ou até cerca, de 50% em peso e, preferencialmente, até cerca de 45% era peso.
Segundo uma realização, o composto inorgânico catiônico não está presente na composição de carga. Se 5 estiver presente, entretanto, o composto inorgânico catiônico normalmente está presente na composição de carga em uma quantidade de pelo menos cerca de 0,01 kg/ton, com base no peso da carga, adequadamente pelo menos cerca de 0,1 kg/ton ou pelo menos cerca de 0,5 kg/ton e, preferencialmente, pelo 10 menos cerca de 1,0 kg/ton. Além disso, quando presente, o composto inorgânico catiônico normalmente está presente na composição de carga em uma quantidade de até cerca de 30 kg/ton, com base no peso da carga, adequadamente ate cerca de 15 kg/ton ou até cerca de 10 kg/ton, preferencialmente até 15 cerca de 5 kg/ton. Quando o composto inorgânico catiônico for nm composto de alumínio, as quantidades definidas no presente são calculadas na forma de A12O3 com base no peso da carga.
Segundo uma realização, o composto orgânico catiônico não está presente na composição de carga. Quando 20 nresente, entretanto, o composto orgânico catiônico normalmente. está presente na composição oe carga em um<s. quantidade de pelo menos cerca de 0,01 kg/ton, com base no peso da carga, adequadamente pelo menos cerca de 0,1 kg/ton ou pelo menos cerca de 0,5 kg/ton e, preferencialmente, pelo 25 menos cerca de 1,0 kg/ton. Além disso, quando presente, o composto orgânico catiônico normalmente está presente na composição de carga em uma quantidade de até cerca oe 30 kg/ton, com base no peso da carga, adequadamente até cerca de 15 kg/ton ou até cerca de 10 kg/ton, preferencialmente até cerca de 5 kg/ton.
Segundo uma realização, o polissacaxudeo antonico normalmente está presente na composição oe carga em uma quantidade de pelo menos cerca de 1 kg/ton, com base no peso
13/3 3
adecruadamente
de da carga, adequadamente menas ae kg/ton.
en kg/ kg/ton, kq/ tor e- P menos de carga em uma quantidade de da carga, ad· ou ialmente até cerca de 20 kg/ton.
de carga normalraente possuí uma razão po.i issacar entre agent aniôn preferencialmente, cerca de 1 empreende (m) dS de
1:40 .
de fixação ionioo
Segundo uma catiônico(s) campos jonfarme a presente invenção pods ser livre de água. Quando presents, a agua normalmentε na composição de carga em uma quantidade de
1% em peso, no amposiçao, adequadamente pelo menos cerca de.
3·· presents em uma peso tot :a de etn ou preferencialmente, p« presents, ague. normalmente jeroa lade de até 99% cm peso, com base da c ompo s i ção até cerca de 98% peso ou até em peso e, preferenciaimente até
A composição de poc de fit ao.
re f arene i a Iment compos carga compreence óü em uma quantidade de
A presente invenção a um método uma somposição de :ompreen mistura dos componentes conforme definido no presente, prsferencialmente em quantidades e proporções conforme definido no presente. Os componentes podem ser misturados em qualquer ordem e prefere-se que a mistura seja, real irada após cada adição. Preferencialmente, os compostos orgânicos e inorgânicos catiônicos são adicionados à carga separadamente ou na forma de mistura prévia. Ao utilizar-se o moda separado de adição,. o composto inorgânico catiônico pode ser adicionada à carga antes da adição do composto orgânico catiônico, o composto orgânico catiônico pode ser adicionado à carga antes da adição do composto inorgânico catiônico ou os compostos orgânicos e inorgânicas catiônicos podem ser adicionados simultânea, mas separadamente. Normalmente, o polissacarídeo aniônico é adicionado â carga subsequentemente à adição dos compostos orgânicos e inorgânicas catiônicos.
Casa água esteja presente, prefere-se que a agua, esteja presente a partir do início da método de mistura, utilizando, por exempla, uma suspensão aquosa que contém a carga. Os componentes restantes podem também ser utilizados como soluções, dispersões ou suspensões aquosas.
método pode ser um método em bateladas, semihateladas ou contínuo.
Em uma realização preferida, a mistura é realizada de semibateladas ou continuamente em uma linha de carga de uma máquina de papel. No presente, os componentes da composição de carga são introduzidas em um fluxo aquoso e fluxo obtido de composição de carga aquosa conrorme a presente invenção e adicionado a uma suspensão aquosa que compreende fibras celulõsicas que é alimentada a uma caixa superior que ejeta formação. A água é teia de papel úmido na seção de secagem a suspensão obtida drenada da suspensão que é adicionalmente da máquina de papel.
sobre um tio de para fornecer uma desidratada e secai
A composição de carga conforme a presente invenção
15/33 pode ser utilizada corão ura aditivo na produção de cerâmica, tintas,. papel, plástico, compostos em pó etc. Preferencialmente> a composição de carga é utilizada na fabricação de papel e, no presente, é utilizada como um 5 aditivo para uma suspensão aquosa que contém fibras celulôsica-s.
A presente invenção também se refere a um processa de produção de papel que compreende o fornecimento de uma suspensão aquosa que contém fibras celulósicas ('’suspensão 10 celulõsica.), adição à suspensão celulõsica da composição de carga do presente e desidratação da suspensão celulõsica para formar uma teia ou folha de papel, No processo, outros aditivos podem naturalraente ser utilizados, seja por meio de introdução na suspensão celulõsica ou de aplicação à teia ou 15 folha de papel obtida. Exemples desses aditivos incluem cargas convencionais, agentes clareadores óticos, agentes de dimensionamento, agentes de resistência seca,, agentes de resistência úmida, coagulantes catíônicos, auxiliares de retenção e drenagem etc.
Exemplos de cargas convencionais apropriadas incluem as cargas mencionadas .acima, adequadamente caulim, arcfíla, dióxido de titânio, gesso, talco, carbonatas de cálcio naturais e sintéticos, tais como giz, mármore moldo, carbonato de cálcio moldo e carbonato de calcic precipitado, *
ôxidos de alumínio hidrogenadoa (trí-hidróxidos de alumínio), sulfata de cálcio, sulfato de bãrio, oxalato de cálcio etc.
Exemplos de agentes de resistência úmida apropriados incluem pol.iaminas e polxaminoamidas. catiônícas, incluindo os produtos obtidos por meia da reação de 30 poliaminas e poliaminoamidas com epicloro-hidrina.
Exemplos de agentes de dimensionamento apropriados incluem agentes de dimensionara.ento não reativos a celulose, tais como agentes de dimensionamento cam base em breu coma
16/33 sabões com base em breu, emulsões e dispersões com base em breu, agentes de dimensionamento reativos a celulose, tais como emulsões e dispersões de anidxidos ácidos tais como anidridos alquil e alquenil succínicos (ASA), dímeros de 5 alquenil e alquil cete.no (AKD) e multímeros, bem como polímeros aniônicos, catiõnicos e anfotéricos de monômeros etilenicamente insaturados, tais como copolimeros de estireno e acrilatos. Um ou mais agentes dimensionadores podem ser adicionados à suspensão celulôsica, aplicados ao papel em uma 10 aplicação de dimensionamento de superfície ou ambos. Em uma realização preferida,, pelo menos um agente de dimensionamento é adicionado à suspensão celulósica e pelo menos um agente de dimensionamento é aplicado ao papel. Papel, dimensionado e com carga conforme a presente invenção exibe excelentes 15 propriedades de resistência e dimensionamento.
Exemplos de dímeros de ceteno apropriados incluem os da fórmula geral (I) abaixe, em tfue Rx e R'5 representam grupos hidrocarboneto saturados ou insaturados, normalmente hidrocarbonetos saturados, em que cs grupos hidrocarboneto 20 contêm adequadamente de oito a 36 átomos de carbono, sendo normalmente grupos alquila de cadeia linear ou ramificaaa que φ contêm de doze a vinte átomos de carbono, tais como grupos hexadeoila e octadecila. Exemplos de anidridos ácidos apropriados incluem cs da fórmula gera.1 (IX) abaixo, em que 25 R5 e R4 podem ser idênticos ou diferentes e representam grupes hidrocarboneto saturados ou insaturados que contêm adequadamente de oito a trinta átomos de carbono, ou R5 e R’ em conjunto com a porção -C-O-C- podem formar um anei com cinco ou seis membros, que opcionalmente é adicionalmente 30 substituído por grupos hidrocarboneto que contêm ate trinta átomos de carbono, tais como anídrido succíníeo de isooctaaecenila.
17/3
R3 —C — O — C--R4 agent a dime ap ropriadoa i nc1uem na
Nort e-Arneri cana que é incorporada ao presente de coagulantes catiõnicos apropriada incluem coagulantes inorgâni e coagula coagulants poaem ser
util iso1adamen t e conj unt
OU urn oom um ;oagulante inorgânico.
emplos de coagulantes poliméricos nciuem de condensação tais como de di de adição et i1enicamente um monomero como polímeros em am soa polímeros em aoxilato catiônico
irneros polimeros
Iformamida dislquil amônio.
Exemplos de mouômeros catiôn a prop ri ados (meta)ax de aminoalcr d 1 a Iqui 1 am i noa 1 qu i. 1 (metaia cri1amidas dimetil amônio (DADMAC) >
rmeros de monomer· cament ir de de
00% molar catiônico e 0 a 90% molar de que a percentual
A quant de monômero normalmente pelo menos 80% solar,
18/3 3 adequadamente 100% molar. Os coagulantes catiõnicos poliméricos orgânicos normalmente possuem um peso molecular ponderai médio de pelo menos cerca de 1000, adequadamente pelo menos cerca de 2000 e, preferencialmente, pelo menos cerca de 5000. Normalmente, o peso molecular ponderai médio é de ate cerca de 4.000.000, adequadamente até cerca de 2,000.000 e, preferencialmente, até cerca de 700,000. Exemplos de coagulantes inorgânicos apropriados incluem compostos de alumínio, tais como alumen,, aluminates., tais como aluminates de sódio e potássio, e compostos de polialumínio, tais como cloretos de polialumínio, sulfates de polialumínio, sulfates de silicate de polialumínio e suas mi aturas,
Exemplos de auxiliares de retenção e drenagem apropriados incluem, polímeros orgânicos, materiais inorgânicos, tais como materiais particulados aniônicos, como materiais silícios tais como partículas com base em silica ooloidal, montmoriloníta, bentonita e suas combinações, A expressão auxiliar de retenção e arexiagem, da forma utilizada no presente, indica um ou mais aditivos que, quando adicionados a uma suspensão celulósica aquosa, geram melhor drenagem e/ou retenção que a mencionados um ou mais aditivos.
obtida sem a adição dos
Exemplos de polímeros orgânicos apropriados incluem 25 amidos aniônicos, anfotéricos e catiõnicos; polímeros com '* base em acrilamida aniônicos, anfotéricos e catiomcos, incluindo polímeros com base em acrilamida aniônicos e catiõnicos lineares, ramificados e reticulados; bem como cloreto da (pôli) dial ildime t i .1 amônio cat iônico; poli et ileno 30 iminas catiônic&s; poliaminas catiônicaspoxiamídoaminas catiônicas e polímeros com base em vinilamida; e resmas ce melaxnino-formaids ído e ureia-forxnaldeído. Adequadamense, o auxiliar de retenção e drenagem compreende pelo menos um :19./33 polímero catiônico cu anfotérico, preferencialmente polímero catiônico, Amido catiônico e poliacrilandda catiônica sã© polímeros particularmente preferidos © podem ser utilizados isoladamente, em conjunto entre si ou em conjunto com: outros polímeros.. tais como outros polímeros catiônicos e/ou unionises, 0 peso molecular ponderai médio do polímero e adequadamente de mais de cerca de 1.000.000 e, preferencialmente, mais de. cerca de 2.000,000. O limite superior do peso molecular ponderai médio do polímero não é 10 crítico; ele pode ser de cerca de 50.000.000, normalmente cerca de 30.000.000 e, adequadamente- cerca de 25.000,000, O pes© molecular ponderai médio de polímeros derivados de fontes naturais pode, entretanto, ser mais alto.
Partículas com base em silica, ou seja, partículas com base em siO2 ou ácido silícíco, normalmente são fornecidas na forma de dispersões coloidais aquosas, as chamadas soluções. Exemplos de partículas com base em silica apropriadas incluem silica coloida.1 e diferentes tipos de ácido polissilícico, seja homopolimerizadu ou copolimerirado. As soluções com base em silica podem ser modificadas e conter outros elementos, tais como alumínio, boro, nitrogênio,
gálio, titânio e similares, que podem estar na fase aquosa e/ou nas partículas com .base em silica. Exemplos de partículas com base em silica apropriadas deste tipo incluem silica modificada com alumínio colcidal e silicates de alumínio. Podem também ser utilizadas misturas dessas partículas com base em silica apropriadas. Exemplos de partículas com base em silica aniÔnicas apropriadas incluem as que possuem um tamanho médio de partícula de menos de 30 cerca de 100 nm, preferencialmente menus d.e cerca de 20 nm e, de maior preferência, na faixa de cerca de 1 a cerca de 10 nm. Como e convencional na química de silica, o tamanho de partícula designa o tamanho médio das partículas primárias,
20/33 que podem ser agregadas ou não agregadas. A extensão específica das partículas com base em silica e adequadamente de mais de cerca de 50 m\/g e, preferencialmente, mais de cerca de 100 nt/g. Geralmente, a extensão específica pode ser 5 de até cerca, de 1700 m'\/g. A extensão específica é medida por meio de titulação com NaOH de forma bem conhecida, conforme por exemplo, por G, W. Sears em Analyrical 28 (loss): 12, 1901-1983 e na Patente Norten® 5.176.891. A área fornecida representa, a extensão média específica das partículas.
adicionais de partículas com base em silica apropriadas incluem as que estão presentes em uma solução que possui valor S na faixa de 5 a 50%. O valor S pode ser medido e calculado conforme descrito por Her e Dalton em u. Fhys.
Chem, 60 (1956), 955-957, 0 valor S indica o grau de agregação ou formação de microgel e um valor S inferior indica um grau mais alto de agregação.
Exemplos de combinações apropriadas de auxiliares de retenção e drenagem incluem polímeros catiônicos e materiais micropartioulados aniônicos tais como materiais silíceos, como- amido catiônico e partículas com base em silica coloidal aniônicas; catiônica e partículas com polímero cora base em acrilamida base em .silica coloidal aniônica.;
polímero com base em acrilamida catiônica, polímero com base em acrilamida aniônica e partículas com base em. silica coloidal aniônica ou. bentonita; e polímero com base em acrilamida catiônica e bentonita.
A composição de carga conforme a presente invenção pode ser adicionada à suspexisão celulósica era quantidades que 30 podem variar dentre de amplos limites dependendo, entre outros, do tipo de suspensão celulósica, tipo de carga, tipo de papel produzido, ponto de adição etc. A composição de carga normalmente é adicionada em uma quantidade de pelo
21/33 menos cerca de 1 kg/ton, calculada na forma de carga seca com base em fibras celulõsicas secas, adequadamente pelo menos cerca de 10 kg/ton ou pelo menos cerca de 50 kg/ton, preferencialmente pelo menos 100 kg/ton. A composição de
S carga normalmente é adicionada em uma quantidade de até 3000 kg/ton ou até 1000 kg/ton ou 750 kg/ton, calculada na forma de carga seca com base em fibras celulósicas secas, adequadamente até cerca de 500 kg/ton ou atê cerca de 4u0 kg/ton, preferencialmente até 400 kg/ton. O papel conforme a 10 presente invenção normaImente contém um teor de carga dentre φ da faixa de 0,1 a cerca de 75% em peso, adequadamente cerca de 1 a cerca de 50% em peso e, preferencialmente, cerca de 10 a cerca de 40% em peso.
Ac utilizar outros componentes no processo, esses componentes podem ser adicionados a suspensão ceiulosica ou aplicados ao papel em quantidades que podem variar dentro de amplos limites dependendo, entre outros, do tipo e numero de comoonentes, tipo de suspensão celulósica, teor de carga, tipe· de papel produzida, ponto de adiçao etc. Agentes de 20 dimensienamento são normalmente introduzidos na suspensão celulõsica e/ou aplicados ao papel em quantidades de pelo menos cerca de 0,01% em peso, adequadamente pelo menos cexca de 0,1% em peso, com base no pesa de fibras secas e o limite superior é normaImente de cerca de 2% em peso, adequadamente 25 cerca de 0,5% em peso. Geralmente, auxiliares de retenção e -* drenagem sãa introduzidos na suspensão ceiulosica em quantidades que geram melhor drenagem e/ou retenção que a obtida sem o uso desses auxiliares. Auxiliares de retenção e drenagem, agentes de resistência seca e agentes de resistência úmida, independentemente entre si., são normalmente introduzidas em uma quantidade de pelo menos cerca de 0,001% em peso, frequentemente pelo menos cerca de 0,005% em peso, com base na peso de fibras secas e o limite superior é normalmente de cerca de 5% em peso e, adequadamente, cerca de 1,5% em peso.
A composição de carga conforme a presente invenção ê utilizada para a produção de papel, C termo papel, da S forma utilizada no presente, naturalmente não inclui apenas papel e a sua produção, mas também outras produtos similares a teias ou folhas celulõsicas, tais como cartão e papelão, e a sua produção. O processo pode ser utilizado na produção de papel de diferentes tipos de suspensões aquosas <ie fibras 10 celulõsicas e as suspensões deverão conter adequadamente pelo (φ menos cerca de 25% em peso e, preferencialmente, pelo menos cerca de 50% em peso dessas fibras, com base em substância seca. A suspensão pode baseia-se em fibras de polpa química tais como polpas de sulfato, sulfite ou organossolvente, 15 noloa mecânica tal como polpa termomecânica, polpa quimiotermomecânica, polpa refinadora e polpa de madeira moída, de madeira dura e mole, e pode também basear-se em fibras recicladas, opcionalmente de polpas com tinta retirada, e suas misturas, O pH da suspensão, o padrão, pode 20 estar dentro da faixa de cerca de 3 a cerca de 10. o pH é adequadamente de mais de cerca da 3,5 e, preferencialmente, dentro da faixa de cerca de 4 a cerca de 9.
O papel conforme a presente invenção pode ser utilizado em diversas aplicações e. adequadamente, o papel é 25 utilizado como papel para escrever e impressão.
& presente invenção á adiciona.Imante ilustrada nos exemplos a seguir que, entretanto, não se destinam a limitála. As partes e percentuais referem-se a partes em peso e oeroentuais em peso, respectivamente, a menus que mdicaao em 30 contrário.
^kumplo 1
Foram utilizadas os componentes a seguir nos
Exemplos, a menos que indicado em contrário:
23/33
GCC: carbonato de cálcio moido (Hydrocarb 60, Omya).
PAC; cloreto de polü.alumln.10 (Exa ATC 8^10).
PAx poliamida catiônica (Eka ATC 4150),
Polidadmacx poliDADMAC catiônico (RB 2329, ENE).
CMC 1: carboxímetil celulose (Finnfix 300, Noviant}, grau de substituição de grupos aniôniooa líquidos ae 0,76.
CMC 2: carboxímetil· celulose (Gabrosa 94 7A. Akzo
Nobel), grau de substituição de grupos aniônicos líquidos de φ 0,3 a 0,4.
| Amido | Á | : amido aniônico | (PearIs ize 158, | ly-ckeby) . | |
| Amido | C | : amido catiônico | > (Perlbond 970, | Lyckeby). | |
| C - PAN | 1 | t poliacrilamida | catiônica (Eka | DS 22). | |
| 15 | C-PAM | 0 | x poliacrilamida | catiônica (Eka | PI, 1510) . |
| Silica; | solução aquosa | d e pa r t í o u1as | com base em | ||
| síli | .ca aniônica | :'V | Eka NP 320). |
Exemplo
| E£ | 3 te | Exemplo | ilustra | X1UT méuQÚO | preparação de | |
| 0 | composições | de | carga | conforme | • νΛ X*· Λ* Λ«· X*** ν,^.Λ Χ*· Χ*' | invenção. Uma |
| solução de | PAC | aquosa | (10% em | peso de PAC, | calculado como |
A12O3) foi adicionada em gotas mediante agitação a uma calda de GCC aquosa (45% era peso de GCC) e a calda, resultante foi agitada, por alguns minutos, mediante o quê adicionou-se uma 25 solução de CMC aquosa (1% em peso de CMC) e a composição de carga obtida foi diluída com água até 20% em peso de sólidos.
As composições de carga obtidas são exibidas na Tabela 1 (Testes n° 7-12 e 16-21) e Tabela 2 (Testes ro 7, 13 e 19), Exemplo 3
Este Exemplo ilustra um outro método de preparação de composições de carga conforme a presente invenção. Uma solução de PA aquosa (0,5% em peso de PA) foi adicionada em gotas mediante agitação a uma calda de GCC aquosa (4 5% em
24/33 peso de GCC) e a calda resultants foi agitada por alguns minutos, mediante o quê adicionou-se uma solução de CMC aquosa (1% era peso de CMC) e a composição de carga obtida foi diluída com água até 20% em peso de sólidos. As composições 5 de carga obtidas são exibidas na Tabela 2 (Testes ns 2 a 5!.
Exemplo 4
Este Exemplo ilustra ainda outro método de preparação de composições de carga conforme a presente invenção. Uma solução de PAC aquosa (10% em peso de PAC, 10 calculado como A12O5) foi adicionada em gotas mediante φ agitação a uma calda de GCU aquosa (45% em peso de GCC) e a calda resultante foi agitada por alguns minutos, mediante o que adicionou·se em gotas uma solução de PA aquosa (0,5% em. peso de PA) . A calda resultante foi agitada por alguns • 15 minutos, mediante o que adicionou se uma solução de CMC aquosa (1% em peso de C^C) e a composição de carga obtida foi diluída com água até 20% em peso de sólidos. As composições de carga obtidas são exibidas na Tabela 2 (Testes rrt 8 a 12, 4 a 18 e z 0 a .24}.
0 Exemplo S
Este Exemplo ilustra métodos de preparação de composições composições de carga utilizadas para comparação. Algumas de carga foram preparadas utilizando o método conforme o Exempla 2, exceto pela não utilização de PAC. As composições de carga obtidas são exibidas na Tabela 1 (Testes n° 4 a 6 e 13 a 15) e na Tabela 2 (Teste n’ 1). Foi preparada uma composição de carga utilizando o método conforme o Exemplo 2 sem a adição de PAC e CMC. Essas composições de carga são exibidas na Tabela 1 {Testes ηβ 1 a 3).
0 Exemplo 6
Este Exempla ilustra o uso na fabricação de papel de composições de carga conforme os Exemplas 2 e 5 e a avaliação das propriedades de resistência dos produtos de
Suécia desempenho de.
eca do papel obtido foi avaliado po e um Aparelho de de Res à Tensão do pela Lorentzen & Wet raft branqueada agulhas (NBKP), polpa Kraft branqueada por folha (LBKP) e aquosa adrão) em vidade foi mS/cm meio de adiçsãc sul.fona to sódio.
padrão agiLado uma velocidade de rpm foram anc ao presence mistura do Moldador rme adicionadas ao padrão em quantidades
Exemplo para eram mtes teores na faixa de em peso.
na seguir também foram adiei de forma.
: (8 kg com base em folha de papel antes da. drenagem, kg/ton folha de pape aj
segundos antes da drenagem,
PAN 2 (0,2 on em drenagem adicioxxado 15 kg/ton, antes em adicionada 5 segundos antes da drenagem.
de em me ic de bombeameuto do padrão meio o t ambor g i rator
3. .-.me ae égua wre padrão para formar uma folha, prensagem e cagem, da foi avaliadas em seguida
3.
Teste ados são na Tabe na
1, (kg/ton) indica a quantidade de
AIsOs por tonelada de GCC e CMC 1 (kg/ton) e CMC 2 (kg/ton) indicam a quantidade do CMC específico por tonelada de GCC.
Tabela 1.
| Teste nr | PAC (kg/ton) | CMC 1 (kg/ton) | CMC 2 (kg/ton) | Teor de carga (% em peso) | índice de tensão (kdm/kg) |
| 1 | - | - | - | 24,9 | 4 0,43 |
| 2 | ... | 27, S | 35,57 | ||
| 3 | ... | 32,5 | 31,01 | ||
| 4 | 10 | ·* 1 | 23,0 | 44,81 | |
| 5 | XO | 28,2. | 38,61 | ||
| 5 | 10 | - | 32,9 | 34,35 | |
| 7 | 0,2 | 10 | - | 2 3,6 | 4 5,53 |
| 8 | 0,2 | 10 | 2.8,2 | 39,79 | |
| 9 | 0,2 | 10 | 33,2 | 34,24 | |
| 10 | 0,8 | 10 | ................................... | 24,5 | 45,54 |
| 11 | 0,8 | 10 | 30,3 | 38,34 | |
| 12 | 0,8 | 10 | *· | 34,8 | 33,78 |
| 13 | 10 | 25,6 | 46,81 | ||
| 14 | ... | 10 | 29,9 | 40,84 | |
| 15 | 10 | 34,9 | 35,71.......... | ||
| 15 | 0,2. | 10 | 25,1 | 45,4 | |
| 17 | 0,2 | 10 | 30,9 | 40,83 | |
| 18 | 0,2 | 10 | 34,9 | 36,73 | |
| 18 | 0,8 | 10 | 26,1 | 46,89 | |
| 20 | 0,8 | 10 | 3 0,8 | 41,62 | |
| 1' 21 | 0,8 | 10 | 35,6 | 35,22 |
Exemplo 7
Este Exemplo ilustra o uso na fabricação de papel de composições de carga conforme os Exemplos 2 a 5.. As propriedades de resistência dos produtos de papel obtidos foram avaliadas conforme o procedimento geral do Exemplo 6, exceto pela adição das composições de carga em quantidades tais a atingir o teor de carga dos produtos de papel obtioos de cerca de 35% em peso. O desempenho de drenagem fox avaliada por meio de um Analiaaâor de Drenagem Dinâmico (DDA), disponível por meio da Akribi AE.< Suécia, que mede o tempo de drenagem de um volume definido de padrao. O padrão 15 foi agitado em uma jarra com membrana a uma velocidade de
1500 rpm ao longo de todo teste, enquanto eram realizadas adições de composições de carga bem como substâncias conforme descrito no Exemplo 6 (exceto por C-PAM 1, que não foi adicionada) < Um volume de padrão de 800 ml foi drenado 5 através de um fio ao remover-se um batuque e aplicar-se vácuo aa lado do fio oposto ao lado sobre o qual o padrão está presente. Q desempenho de drenagem ê relatado ccoo o tempo de desidratação em segundos (seg). O desempenha de retenção (retenção na primeira passagem) foi avaliado por meio de um 10 nefelômetro medindo-se a turvação do filtrado do Analisador de Drenagem Dinâmico (DDA), a água branca, obtida por meio de drenagem do padrão obtido no teste de desempenha ae drenagem.
A turvaçaa é relatada em unidades nefelométricas (NTU). A Demanda Catiônica. de Partículas (PCD) foi avaliada, por meio 15 de um PCD Mütec sabre o filtrado da DDA. Foram utilizados des mililitros do filtrado misturada. PCD é relatado como microequivalentes de carga aniônica por litro de liquido tpeq/x) . Os resultados são exibidos na Tabela 2, na qual PA (kg/ton) indicei a quantidade de PA por tonelaoa de GCC.
Tabela 2
| Teste n!> | PAC (kg/ ton) | PA (kg/ ton) | CMC 2 (kg / ton) | Tempo de des idr. (seg) | Turvação (NTin | PCD (ueq/ 1) | índice de Tensão (kNm/ kg) |
| 1 | Λ· | 10 | 7,8 | 518 | 125 | 28,80 | |
| 2 | 0,25 | 10 | 7, 4 | 442 | 114 | - | |
| 3 | 0,5 | 10 | 7,0 | 3 52 | 91 | 29,70 | |
| 4 | 1 | 10 | ...........UL........ | 191 | 84 | 30,10 | |
| 5 | 2 | 10 | 7,0 | 164 | S3 | 28,90 | |
| 5 | — | 4 | 10 | 4,8 | 168 | 22 | 33,20 |
| 7 | 0... 5 | 10 | 7,4 | 318 | 97 | 30,10 | |
| 8 | 0,5 | 0,25 | 10 | 7,0 | 223 | 88 | |
| 9 | 0,5 | 0,5 | 10 | 6,2 | 199 | 84 | 29,80 |
| 10 | 0,5 | 1 | 10 | 6,7 | 132 | 51 | 31,20 |
| 11 | 0,5 | 2 | 10 | 4,8 | 120 | 32 | 31,90 |
| 12 | 0, S | 4 | 10 | 4,5 | 140 | 14 | 33,30 |
| 13 | 1 | <*· < | 10 | 6,8 | 168 | 73 | 30,40 |
| 14 | 1 | 0, 25 | 10 | 5 , ? | 206 | 51 | - |
| 15 | 1 | 0.5 | 10 | 5,6 | 104 | 46 | 30,70 |
| 16 | 1 | 1 | 10 | 5,2 | 120 | 36 | 31,80 |
| 17 | 1 | 2 | 10 | 3,9 | 103 | 23 | 31,00 |
| 18 | 1 | 4 | 10 | 4,1 | 113 | 13 | 33,60 |
| 19 | 2 | 10 | 4,1 | 100 | 26 | 30,40 | |
| 20 | 101121111 | 0,25 | 10 | 4,1 | 101 | 28 | <--<< |
| 21 | 0,5 | 10 | 4,3 | 82 | 23 | 29,90 | |
| 22 | 2 | 1 | 10 | 3,6 | 84 | 21 | 32,00 |
| 23 | 2 | 10 | 4 ,· 2 | 75 | 16 | 30,20 | |
| 24 | 2 | 4 | 10 | 4,2 | 6 8 | 11 | 32,70 |
Exemplo 8
Este Exemplo ilustra ura outro método de preparação de composições de carga conforme a presente invenção. Uma solução de polidadmac aquosa (0,5% era peso de poliaadmac) foi adicionada em gotas mediante agitação a uma calda de GCC aquosa (45% em peso de GCC) e a calda resultante ro.i. agitana por alguns minutos, mediante o quê adicionou-se uma soluçáo de CMC aquosa (1% em peso de CMC) a a composição de carga obtida foi diluída em agua até 20%· em peso de sólidos. As composições de carga obtidas são exibidas na Tabela 3.
Exemplo 9
Este Exemplo ilustra ainda outro método de preparação de composições de carga conforme a presente invenção. Adicionou-se em gotas uma. solução de PAC aquosa 11^ (1.0% era peso de PAC, calculado como Al^Ch) mediante agitação a uma calda de GCC aquosa (45% em peso de GCC) e a calda resultante foi agitada por alguns minutos, mediante o quê adicionou-se em gotas uma solução de policadmac aquosa .0,5% em peso de polidadmac) < A calda resultante foi agitada por 20 alguns minutos, mediante o quê adicionou-se uma solução de
CMC aquosa (1% em peso de CMC) e a composição ae carga obtida foi diluída com agua até 20% em peso de solides. .As composições de carga obtidas são exibinas na Tabeia 3.
Exemplo 10
Este Exemplo ilustra um método de preparação de composições de carga conforme a presente invenção. Uma solução de PAC aquosa (10% em peso de PAC, calculado como A12O?.) foi adicionada em gotas mediante agitação a uma calda de GCC aquosa (45% em peso de GCC) e a calda resultante foi agitada por alguns minutos, mediante o quê adicionou-se uma soiuçao de amiao Z composição de carga de sólidos. Algumas a adição du PAC. As na Tabela 4,
Este Exem] de composições de > aquosa (2% em pes obtida foi diluída e composições de carga composições de carga
4'1 o ilustra o uso na carga conforme os 1 o de amido A) e a m água a 20% em peso foram preparadas sem obtidas são exibidas fabricação de papel
Sxemplos 2, 5 e 8.
Drenagem, retenção e PCD foram avaliados conforme o 15 procedimento geral do Exemplo 7. As composições de carga furam adicionadas em quantidades tais a atingir o teor de carga de cerca de 35% em peso. Para medir a quantidade unida de CMC a carga, o teor restante de CMC em fase líquida de composição de carga foi avaliado por meio do método de 20 Anthrone (calibrado contra CMC). A preparação de amostra foi realizada por meio de centrifugaçao para separar o líquido da gfe carga. O líquida foi analisado para determinar o CMC expresso na forma de concentração (g/1)· A concentração teórica de CMC em fase líquida, em todos os testes da Tabela 3, é de 2,5 25 g/1. Os resultados são exibidos na Tabela 3, na qual PAC (kg/ton) indica a quantidade de PAC calculada como Al2Ct por tonelada de GCC e na qual polidadmau (kg/ton) indica a quantidade de polidadma por tonelada de GCC.
PAC
Teste ,, <· (kg n<-
Poli (kg/ ton) (kg/
Tempo de ! desidr. I
Turvaçãc (NTU'i
------------------------------pcd | CMC em ueq/ | liquido (g/1)
30/33
| 2 | - | 0,5 | 10 | 9,4 | 272 | 136 | 2,23 |
| 3 | - | 1 | 10 | 8,9 | 3 00 | 12.5 | 2,05 |
| 4 | 0,5 | 10 | 8, 5 | 24 5 | 128 | 1, 53 | |
| 5 | 0,5 | 0,5 | 10 | 7,6 | 200 | 102 | 1,27 |
| 6 | 0,5 | 1 | 10 | 6,6 | 160 | 87 | 1,03 |
| 7 | 1 | ( ,ã/: | 10 | 7,2 | 184 | 94 | 1, 04 |
| 8 | 1 | 0,5 | 10 | 6, 3 | 165 | 82 | 0,7 5 |
| 9 | 1 | 1 | 10 | 6,1 | 135 | 64 | 0,54 |
Exemplo 12
Este Exemplo ilustra o uso na fabricação de papel de composições de carga conforme o Exemplo 10, Drenagem, retenção e PCD foram avaliados conforme o procedimento geral do Exemple? 7, Composições de carga foram adicionadas em quantidades tais a atingir o teor de carga de cerca de 35% em peso. Os resultados são exibidos na Tabela 4, na qual PAC (kg/ton) indica a quantidade de PAC calculada como A12O3 por tonelada de GCC e PS 158 (kg/ton) indica a quantidade do amido A específico por tonelada de GCC,
Tabela 4
| Teste n” | PAC (kg/ton) | PS 158 (kg/ten) |
| ....................f(........... | - | |
| 7λ£ | - | 10 |
| 3 | 20 | |
| 4 | )-·) | 4 0 |
| 5 | 0,5 | 10 |
| 6 | 0,5 | 20 |
| 7 | 0 ; 5 | 40 |
| 8 | 1 | 10 |
| 9 | 1 | 20 |
| 10 | 1 | 40 |
| 11 | 2 | 10 |
| 12 | 20 | |
| 13 | 2 | 40 |
| Tampa de dssidr < (seg) | Turvação (NTU) | PCT (çeq/1} |
| 5,1 | 120 | 17)))(77337 )))))),: |
| 5,8 | 120 | 66 |
| 5,8 | 185 | 98 ......................... |
| 6,5 | 190 | 150 |
| 3,6 | 100 | 39 |
| 4, 3 | 115 | 63 |
| 4,7 | 140 | 117 |
| 3 .< 5 | 90 | 30 |
| 4,0 | 95 | 55 |
| 4,3 | 90 | 10)3 |
| 3,6 | 100 | 25 |
| 3,6 | 100 | 42 |
| 4,1 | 125 | 8 8 |
Exemplo 13
Este Exemplo ilustra um método de preparação contínua de composições de carga. Uma calda de GCC aquosa IS (75% em peso de GCC) é diluída continuamente em agua até 45% em peso, A essa diluição, foram continuamente adicionadas uma solução de PA aquosa (20% em peso de PA) e uma solução de PAC aquosa (10% em peso, calculada como Al^OD . A composição resultante foi submetida a um primeiro misturador estático e adicionou-se uma solução de CMC aquosa (2% em peso de CMC)> A 5 composição resultante foi submetida a um segundo misturador estático e adicionou-se uma solução de CMC aquosa (2% em peso de CMC) <. A composição resultante foi submetida a. um segundo misturador estático, A composição final foi de 30% em peso de sólidos.
Este Exemplo ilustra o uso em testes de fabricação de papel PM piloto de composições de carga conforme o Exemplo
13, 0 papel foi produzido a. cerca de 80 GSM continuamente sobre o PMXp em Markaryd, Suécia. A polpa baseou-se em polpa 15 kraft de agulhas (NBKP) e polpa kraft branqueada. em folhas (LBKP), Em várias posições no sistema de abordagem de fabricação de papel, foram adicionadas substâncias e composições de carga. Adicionou-se amido C (2% cm peso de amido C) antes da bomba de caixa da máquina, adicionou-se PAC 20 (10% em peso de PAC, calculado como Al-AV) na bandeja de água branca, a composição de carga foi adicionada antes da. bomba da caixa superior, adicionou-se -C-PAM 2 (0,067% em peso) após a bomba de caixa superior e adicionou-se silica (0,5% em peso) pouco antes da entrada da caixa superior. O padrão da 25 caixa superior foi de 0,4% em peso. As proprisoades ce resistência do papel obtido foram avaliadas por meio da medição da resistência â tensão, união Scott, resistência à tensão Z e tomada de cera (todos fornecidos pela Lorenzen & Wettre, Suécia), Avaliou-se a energia de secagem específica 30 (kw) .
Tabela 5
Teste
Substâncias (com base no papel produzido)
Composição· de carga (com base na. carga
32/33
| seca) | |||||||
| PAC kg/t | cs kg/t | PL 1510 kg/t | NP 3 20 kg/t | CMC 2 kg/t | PAC kg/t | PA kg/t | |
| 1 | 1 | 8 | 0,2 | 5 | 0 | 0 | o |
| 2 | 1 | 11,2 | 0,28 | 6. | Õ | 0 | 0 |
| 3 | 1 | 9/6 | 0,24 | 5 | 10 | 1 | 3 |
| 4 | 1 | 11, 2 | 0,28 | 6 | 10 | 1 | 3 |
| Teste n* | Propriedades da folha | Dados de PM | ||||
| Carga % | índice de / tensão kNm/kg | união Scott J/m;i | Resistà tensão E kPa | Num. tomada de cera | Conf ig. do secador W | |
| 1 | 24,6 | 23,91 | 154,22 | 475,7 | 7 | 90 |
| í?. | 35, & | 19,77 | 128,1 | 427 | 6 | 50 |
| //////3////// | 23,3 | 40,25 | 364,14 | 524,4 | 13 | 80 |
| 4 | 35,5 | 3 0,99 | 299,04 | 490,1 | 9 | 4 5 |
papel
5, A foram
7. AS forma
Exemplo 15
Este Exemplo ilustra o uso na fabricação de de composições de carga conforma os Exempios z e drenagem e a. retenção apresentadas na tabela 6 abaixo avaliadas conforme o procedimento geral do Exempla substâncias a seguir também foram adicionadas de consistente na sequência a seguir antes da elaboração dos testes de retenção e drenagem: Amido C (8 kg/ton com case na folha de papel seco) adicionado 43 segundos antes da drenagem,- C-PAM 2 (0,1 kg/ton. com base em torta de pape.», seca) adicionada IS segundas antes da drenagem, silica or, 5 kg/ton, calculada corao SiO·? com base em folna ne pap®.^. »eaa./ adicionada 5 segundos antes da drenagem.
Tabela δ
| Teste n.c | PAC (kg/t) | CMC 1 (kg/t) | CMC 2 (kg/t) | Tempo de desidr. (seg) | Turvaçãa (NTU) |
| 1 | - | 5,4 | 223 | ||
| 2 | -· | 1 | - | 1.5,6 | 453 |
| 3 | ~7 i | 3 | .................. | 585 |
33/33
Claims (3)
1 COMPOSIÇÃO DE CARGA, que compreende;
a. .. uma carga;
b. um composto inorgânico catiônico que é um
5 cloreto de polialumínio;
c. um composto orgânico catiônico·; e
a. um polissacarideo aniônico;
em que a carga está presente em uma quantidade de pelo menos cerca de 1% em peso, com base no peso total da 10 composição, o polissacarídeo aniônico está presente em uma quantidade de cerca de 1 a cerca de 100 kg/con, con base no peso da carga, e em que a composição é sufostancialmente livre de fibras.
2, COMPOSIÇÃO DE CARGA, que compreende:
15 a. uma carga;
b. um composto inorgânico catiônico que ê um cloreto de poliaiumin1o;
c um composto orgânico catiônico que é um polímero de condensação de poliamma catiônico; e
20 d. um polissacarídeo aniônico;
em que a carga está presente em uma quantidade ue pelo menos cerca de 1% em peso, com base no peso total da composição, os compostos orgânico e inorgânico catiônicos estão presentes em uma quantidade de cerca de O a cerca de 30 25 kg/ton cada um, com base no peso da carga, por meio do quê a. composição compreende pelo menos um dentre os compostos orgânico e inorgânico catiônicos e o polissacarideo aniônico possui um grau de substituição de grupos aniôniccs líquidos de até cerca de 0,6S.
30 3, MÉTODO DE PREPARAÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO DE
CARGA, que compreende a mistura de:
a, uma carga;
b. um composto inorgânico catiônico que é um cloreto de polialumínio;
r um composto orgânico catiônico; e d, um poli-ssacarídeo- aniônico;
por meio do quê, na composição de carga obtida, a carga está presente em uma quantidade de pelo menos cerca de 1% em peso, com base no peso total da composição. o polissacarideo aniônico está presente em uma quantidade de cerca de 1 a cerca de 100 kg/ton, com base no peso da carga, e em que a mistura é realizada na ausência substancial de
10 fibras.
4. MÉTODO DE PDBPARAÇAO DE UMA COMPOSIÇÃO DD
CARGA, que compreende a mistura de:
a. uma carga;
b. um composto inorgânico catiônico que é um
15 cloreto de polialumínio;
u um composto orgânico catiônico que é um polímero de condensação de poliamina catiônico; e α um polissacarídeo aniônico;
por meio do quê, na composição de carga obtida, a
20 carga está presente em uma quantidade de pelo menos cerca de 1% em peso, com base no peso total da composição, os compostos orgânico e inorgânico catiônicos estão presentes em uma quantidade de cerca de 0 a. cerca de 30 kg/ton cada um, com base no peso da carga, por meio do quê a composição
25 compreende pelo menos um dentre os compostos orgânico e inorgânico catiônicos e o polissacarídeo aniônico possui um grau de substituição dos grupos aniônioos líquidos de ate cerca de 0,65.
5, COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer das
30 reivindicações 1 ou 2 ou MÉTODO, de acordo com qualquer das reivindicações 3 ou 4, caracterizado pelo fato de que a carga é selecionada a partir do grupo que consiste de caulim, porcelana, dióxido de titânio, gesso, talco e carbonato de
6. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 5 ou MÉTODO, de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 5, caracterizado pelo fato de que a carga é carbonato de cálcio.
7, COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2, 3 ou 6 ou MÉTODO, de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 6, caracterizado pelo rato de que a carga está, presente na composição em uma quantidade de cerca de 5 a cerca de 50% em peso com base na composição.
8, COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 5 a 7 ou MÉTODO, de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 7, caracterizado pelo fato de one o composto inorgânico catiônico esta presente na
5 composição em uma quantidade de cerca de 0,1 a cerca de ib kg/ton, com base no peso da carga.
9. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 5 a 8 ou MÉTODO, de acordo co>u qualquer das reivindicações 3 a 8, caracterizado pelo fato de
0 que o composto orgânico catiônico possui peso molecular
qualquer das reivindicações 3 a 9, caracterizada pelo fato de 35 que o composto orgânico catiônico possui uma densidade de carga na faixa de cerca de 0,2 a cerca de 13 meq/g.
11. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 5 a 10 ou MÉTODO, de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 10, caracterizado pe-o i.«tc
30 de que o composto orgânico catiônico està presente na composição em uma quantidade de cerca de 0, 1 a cerca de 15 kg/ton, com base no peso da. carga.
12. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 5 a 11 ou MÉTODO, de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 11, caracterizado pelo fato de que o polissacarídeo aniônico é um derivado de celulose.
13. COMPOSIÇÃO-, de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 5 a 12 ou MÉTODO, de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 12, caracterizado pelo fato de que o polissacarídeo aniônico e caròoximetil celulose.
14. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 5 a 1.3 ou MÉTODO, de acordo com
10 qualquer das reivindicações 3 a 13, caracterizado pelo fato de que o polissacarídeo aniônico é substanciaImente livre de grupos catiônicos.
de que o polissacarídeo aniônico contém grupos de amônio quaternário.
16. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 5 a 15 ou MÉTODO, de acordo com
20 qualquer das reivindicações 3 a 15, caracterizado pelo fato de que o polissacarídeo aniônico possui um grau de substituição de grupos aniônicos líquidos que varia de cerca de 0,15 a cerca de 0,65.
17. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer das
25 reivindicações 1, 2 ou 5 a 16 ou MÉTODO, de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 16, caracterizado pelo fato de que o polissacarídeo aniônico está presente na composição em uma quantidade de cerca de 3 a cerca de 30 kg/ton, com base no pe s o da. carga.
30 18. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 5 a 17 ou MÉTODO, de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 17, caracterizado pelo fato de que a composição é uma composição aquosa.
5/7
19, COMPOS IÇÃQ, de acordo coni qualquer das reivindicações 1, 2 ou 5 a 18 ou MÉTODO, de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 18, caraot.eri.zado pelo fato de que a composição contém um teor de fibra de cerca de 0 a 5 cerca de 5% em peso com base na composição.
de que a composição é substancialmente livre de fibras e
10 fibrilas de celulose ou lignocelulose<
21, COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2 ou 5 a 20 ou MÉTODO, de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 20, caracterizado pelo fato de que a composição compreende fibras ou fibrilas de celulose
15 ou lignocelulose em uma quar peso oom .base na carga.
22, COMPOSIÇÃO, reivindicações 1., 2 ou 5 qualquer das reivindicações
20 de que a composição é s tidade de menus de cerca de 1% em de acordo com qualquer das a 21 ou MÉTODO, de acordo com
3 a 21, caracterizada pelo fato ubstancialmente livre de amido catlonico.
COMPOSIÇÃO, re xvendicaçoes
de acordo com a 22 ou MÉTODO, qualquer das de a cord u com qualquer das reivindicações 3 a 22, caracterizado pelo fato
25 de que a razão em peso entre composto inorgânico catiônico e composto orgânico catiônico e palissacarídeo aniônico é de cerca de 1:1 a cerca de 1:40.
cloreto de polialumínio catiônico e compostas orgânicos catiônicos são adicionadas separadamente â carga.
26. MÉTODO, de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 25, caracterizada pelo fato de que o polissacarideo aniôníco ê adicionado â carga subsequentemente â adição do compostas orgânico e inorgânico catiônicos.
27. MÉTQDO, de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 2S, caracterizado pelo fato de que α método é realizado em uma linha de carga de uma máquina de papel.
28. COMPOSIÇÃO DE CARGA, que pode ser obtida par meio do método de acordo com qualquer das reivindicações 3 a 27 .
29. USO DE UMA COMPOSIÇÃO DE CARGA, de acordo com qualquer das reivindicações 1, 2, 5 a 23 ou 28 como um aditivo para uma suspensão celulõsica aquosa em um processo de fabrreação de pape1<
30. PROCESSO DE PRODUÇÃO DE PAPEL, que compreende a adição de uma composição de carga de acorda com qualquer das reivindicações 1, 2, 5 a 23 ou 28 a uma suspensão celulõsica. aquosa e drenagem da suspensão obtida.
31. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 30, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a adição de um material de silício â suspensão celulõsica aquosa.
32. PROCESSO, de acordo com qualquer das reivindicações 30 ou 31, caracterizado pelo fata de que o material de silicic compreende partículas com base em silica ou bentonita.
33. PROCESSO, de acordo com qual quer das reivindicações 3 0 a 32, caracterizado pele fato de que um agente de dímensionamento é adicionada a suspensão ceiuiósica aquosa ou aplicado ao papel.
34. PAPEL, que pode ser obtido por meio do processo de acard de acordo com qualquer das reivindicações 30 a 33.
35. PAPEL·, que compreende uma composição de carga > com qualquer das reivindicações 1, 2, 5 a 23 ou 28.
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