ES2416384T3

ES2416384T3 - Procedimiento para la producción de una sustancia basada en celulosa así como sustancia producida con el mismo

Info

Publication number: ES2416384T3
Application number: ES05790018T
Authority: ES
Inventors: Harald Schlosser; Armin Ungerer
Original assignee: RETTENMAIER and SOHNE GmbH and CO KG J; J Rettenmaier and Soehne GmbH and Co KG
Current assignee: RETTENMAIER and SOHNE GmbH and CO KG J; J Rettenmaier and Soehne GmbH and Co KG
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2005-09-27
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2025-09-27
Also published as: EP1794366A2; EP1794366B1; WO2006034837A2; WO2006034837A3

Abstract

Procedimiento para la producción de una sustancia básica basada en celulosa con las siguientes etapas de procedimiento: 1.1 se mezcla un producto que contiene celulosa, como material de partida, con agua; 1.2 la mezcla se somete a un proceso de cizallamiento para triturar las partículas de celulosa hasta alcanzar el intervalo nanométrico y, con ello, conseguir la sustancia básica; 1.3 la sustancia básica se añade a otro material sólido o líquido que contiene sustancia fibrosa; 1.4 el proceso de cizallamiento se realiza hasta alcanzar un tamaño de partícula con una longitud de 10 a 200 μ y un espesor de 0,5 a 15 μ; 1.5 el proceso de cizallamiento se lleva a cabo hasta alcanzar un estado completa o parcialmente coloidal de la celulosa.

Description

Procedimiento para la producción de una sustancia basada en celulosa así como sustancia producida con el mismo.

La invención se refiere al ámbito de sustancias que contienen celulosa o celulosa transformada. Además se refiere al ámbito de las sustancias fibrosas naturales y sintéticas así de como los productos planos fabricados a partir de las mismas. A estos pertenecen en primer lugar papel y cartón. Como es sabido, estos se producen sobre todo a partir de sustancias fibrosas naturales, sin embargo, también a partir de sustancias fibrosas sintéticas.

Los papeles cualitativamente de alta calidad se proveen de un estucado. Con este fin se aplica una denominada pintura de estucado sobre la banda de papel terminada. La pintura de estucado está compuesta, en general, de una dispersión, por ejemplo, basada en caolín. El estucado debe cumplir diversos requisitos diferentes al papel terminado. A esto pertenece la mejora de la imprimibilidad, de la transparencia, de la superficie, de la posición en plano y otros.

Hasta ahora, estos requisitos no se han cumplido o sólo en un grado insuficiente.

La invención se basa en el objetivo de mostrar un procedimiento con el que se pueda generar una sustancia que sea adecuada como aditivo para los productos mencionados, por tanto, para papel, cartón y pinturas de estucado.

Este objetivo se consigue mediante las características de las reivindicaciones independientes.

El procedimiento de acuerdo con la invención usa celulosa como material de partida. Como proveedores de celulosa se consideran plantas de todo tipo, sobre todo madera, sin embargo, también paja de cereales, bambú, hierbas, lino

o cáñamo, cualquier tipo de celulosa nativa. Las técnicas de obtención de celulosa son conocidas. De este modo, por ejemplo, a partir de madera se generan recortes de madera, los recortes de madera se someten a un procedimiento de cocción (según el procedimiento de sulfito o sulfato), disolviéndose ligninas y hemicelulosas y permaneciendo las fibras de celulosa. Básicamente, también es posible la producción de sustancias fibrosas como material de partida para la fabricación de papel y cartón mediante rectificado de madera con adición de agua. En este caso no tiene lugar ninguna disolución de la lignina.

De acuerdo con la invención, el tratamiento del material de partida puede contener su cocción con adición de ácido. Sin embargo también se puede trabajar sin ácidos. Si se trabaja sin ácidos, entonces el producto de partida que contiene celulosa se mezcla con agua y se somete a un proceso de cizallamiento.

Si se trabaja con ácido, entonces se aplican las siguientes etapas de procedimiento:

-: las fibras de celulosa se mezclan con un ácido

-: la mezcla se calienta, de tal manera que se hidroliza la celulosa

-: la celulosa hidrolizada producida de este modo se traspasa mediante adición de agua o con/sin coadyuvantes de trituración a una dispersión

-: la dispersión se somete a un proceso de cizallamiento para triturar las partículas de celulosa.

La trituración se lleva a cabo hasta alcanzar el intervalo nanométrico. El producto generado en este caso, por tanto, la denominada sustancia básica, está presente en partículas con un tamaño medio de partícula de 0,1 a 100 my, por ejemplo, un tamaño de partícula de 1 a 20 my. La sustancia básica se denomina en lo sucesivo quot;celulosa nanodispersaquot; (NDC).

Si se trabaja sin ácido, entonces se produce una sustancia básica con partículas que son alargadas. Pueden tener una longitud entre 10 y 200 my y un espesor de 0,5 a 15 my. Preferentemente tienen aproximadamente 50 my de longitud y aproximadamente 1 my de espesor.

Ahora, la sustancia básica obtenida de este modo se añade al material que contiene sustancia fibrosa que se ha mencionado al principio. Esto puede tener lugar en forma sólida o líquida. De esta forma, la sustancia básica se puede añadir a la suspensión de pasta de papel aún antes de que la misma alcance la máquina papelera. Sin embargo, la sustancia básica también se puede añadir a la pintura de estucado antes de que la misma se aplique como estucado sobre la banda de sustancia fibrosa de papel o cartón.

El proceso de cizallamiento mencionado se puede realizar en múltiples equipos de la fabricación de papel, por ejemplo, en grupos de molienda tales como refinadoras. La sustancia básica puede estar presente de forma parcialmente coloidal o de forma parcialmente dispersada.

La sustancia básica puede añadirse en diferentes cantidades a la sustancia fibrosa que forma la banda de papel o cartón o a la pintura de estucado. De este modo, es concebible que el papel terminado contenga entre el 0,1 y el 50 % de NDC. Generalmente, la parte de NDC en el papel terminado será del 0,1 al 5 % en peso.

La NDC de acuerdo con la invención también se puede suministrar en combinación con otras sustancias a la sustancia fibrosa que forma el producto plano, tal como papel o cartón, o a la pintura de estucado. De este modo, se consideran carboximetilcelulosa (CMC), además caolín, aglutinante, co-aglutinante, espesante, agente tixotrópico, vehículos y otros.

-: aumento de la resistencia

-: actúa como pigmento orgánico insoluble en agua

-: en papeles de impresión, la intensidad cromática así como la imagen de impresión son claramente mejores que con pigmentos inorgánicos

-: elevada absorción de tinta

-: propiedades tixótropas, buen paso del estado coloidal al estado líquido y viceversa

-: buena compatibilidad con otros pigmentos de pintura de estucado (prácticamente inertes)

-: vehículo para otros sólidos y/o líquidos (pigmentos inorgánicos, agentes de cationización, agentes de resistencia en húmedo, etc.)

-: ninguna migración durante el secado (tal como en hidrocoloides tales como CMC)

-: la superficie permanece porosa y lisa

-: rápida absorción de tintas de impresión durante la impresión

-: imagen de impresión muy buena, nítida y clara, offset y huecograbado

-: tiene superficie interna (capilares)

-: son posibles buena deshidratación y secado

-: sustituto parcial de almidón y pigmentos inorgánicos

-: sustituto parcial de aglutinantes y co-aglutinantes

-: aumenta el brillo

-: evita la formación de burbujas (ampollas, rupturas en pliegue, etc.)

Un concepto esencial de la invención consiste en la aplicación de la sustancia básica generada como aditivo para papel o cartón. Es esencial que la sustancia básica presente un tamaño de partícula promedio que se encuentre por debajo de 25 my, preferentemente entre 10 y 20 my o entre 0,5 y 20 my.

Como papel se consideran:

PAPELES DE IMPRESIÓN Y PRENSA

Papeles reciclados

Papel biblia

Papel de impresión de imágenes

Papel de imprenta

Papel libre de cloro

Papel de impresión

Papel de China

Papel fino

Papel estucado

Papel reciclado gráfico

Papel estucado a fundición

Papel sin madera

Papel con madera

Papel para ilustraciones

Papel para impresión artística

Papel para impresión en talla dulce

Papel ligero estucado

Papel estucado por máquina

Papel para revistas

Papel sin estucar

Papel encolado en la superficie

Papel para offset

Papel reciclado

Papel satinado

Papel Sc

Papel para huecograbado

Papel para obras

Papel para periódicos

Papel prensa

PAPELES PARA OFICINA Y ADMINISTRACIÓN

Papeles reciclados

Papel para billetes de banco

Papel de escribir para bancos

Papel para sobres Papel de tina

Papel sin cloro

Papel para documentos

Papel para copias

Papel para impresión continua

Papel fino

Papel encolado

Papel reciclado gráfico

Papel de trapos

Papel hecho a mano

Papel fuerte para cartas

Papel sin madera

Papel con madera

Cartón

Cartulina para fichas

Papel carbón

Papel sensible

Papel secante

Papel para correo aéreo

Papel sin estucar

Papel autocopiador sin capa de carbón

Papel para offset

Papel para carteles

Papel para tarjetas postales

Papel reciclado

Papel satinado

Papel de escribir

Papel para máquina de escribir

Papel autocopiante

Papeles de fibra sintética

Papel para fax

Papel termosensible

Papel de vitela

Papel verjurado

Papel filigrana

Papel para timbres

PAPEL, CARTÓN Y CARTULINA CON FINES DE ENVASADO

Papeles reciclados

Cartoncillo imitación cromo

Papel cromo

Cartón cromo

Cartulina dúplex

Pergamino auténtico

Papel para etiquetas

Cartón para cajas plegables

Cartón fino

Papel impermeable a grasas

Papel estucado

Cartón gris

Cartulina gris

Papel estucado a fundición

Cartón de pasta de madera

Papel impregnado

Cartón

Papel kraft para revestir

Papel kraft

Papel crepé

Papel estucado por máquina

Cartón hecho a máquina

Cartulina hecha a máquina

Papel resistente en húmedo y resistente a solución alcalina

Papel parafinado

Papel de embalaje

Cartulina Papel de pergamino

Papel apergaminado

Papel para bolsas

Papel de estraza

Papel de seda

Papel silicónico

Papel de cubierta especial

Cartulina triplex

Cartón compacto

Papel encerado

Cartón corrugado

Papel ondeado

Cartón sacado a mano

PAPELES DE USO HIGIÉNICO

Papeles reciclados

Papel sin cloro

Papel higiénico

Papel crepé

Papel higiénico crepé

Papeles de cocina

Papel higiénico para pañuelos

Papel higiénico para inodoro

PAPEL Y CARTULINA CON FINES DE USO TÉCNICOS Y ESPECIALES

Papel para acuarela

Papel coloreado

Cartulina asfaltada

Papel decorativo

Papel electroaislante

Papel filtrante

Papel resistente a la llama

Papel fotográfico

Papel lustrado

Papel impregnado

Papel ingres

Papel para cables

Papel para carrocerías

Cartón para maletas

Papel para condensadores

Papel de protección frente a la corrosión

Papel jaspeado

Papel metalizado

Papel maché

Cartulina

Papel de seguridad

Cartón para zapatos

Papeles especiales

Papel soporte para papeles pintados

Papel para bolsitas de té

Papel transparente

Papel para cubiertas de libros

Cartulinas blandas

Papel de dibujo

Papel de fumar

Los papeles pueden ser los denominados papeles soporte, es decir, exentos de cualquier estucado. Sin embargo, también pueden contener respectivamente un estucado. La sustancia básica de acuerdo con la invención puede haberse añadido al papel soporte o al papel estucado. En el caso mencionado en último lugar, la sustancia básica puede añadirse al propio papel o al estucado o a ambos.

Claims

El papel puede contener, como es sabido, cargas inorgánicas, además pigmentos inorgánicos, tales como carbonato de calcio, caolín, dióxido de titanio, talco. El papel puede contener también los aditivos químicos habituales tales como aglutinante, co-aglutinante, aditivos de pintura de estucado, agentes de encolado, promotores de la resistencia en húmedo, promotores de la resistencia en seco, complejantes, colorantes, iluminadores ópticos, biocidas, Es particularmente interesante la aplicación de la invención en papeles higiénicos. De este modo, se puede añadir a un papel higiénico la sustancia básica de acuerdo con la invención y, de hecho, en cantidades reducidas de poco porcentaje en peso con respecto al peso del producto total, al igual que con un elevado porcentaje. Es concebible que un papel higiénico de este tipo contenga sólo el 1, 2,… 5 % en peso de sustancia básica, sin embargo, también más del 20 %, por ejemplo, el 20, 30, 40, 50 y más %. El papel higiénico puede contener también sustancias para el cuidado corporal y cosméticas. Tales sustancias podrían añadirse también, por ejemplo, a la sustancia básica de acuerdo con la invención.

1.

Procedimiento para la producción de una sustancia básica basada en celulosa con las siguientes etapas de procedimiento:

1.1 se mezcla un producto que contiene celulosa, como material de partida, con agua;

1.2 la mezcla se somete a un proceso de cizallamiento para triturar las partículas de celulosa hasta alcanzar el intervalo nanométrico y, con ello, conseguir la sustancia básica;

1.3 la sustancia básica se añade a otro material sólido o líquido que contiene sustancia fibrosa;

1.4 el proceso de cizallamiento se realiza hasta alcanzar un tamaño de partícula con una longitud de 10 a 200 ! y un espesor de 0,5 a 15 !;

1.5 el proceso de cizallamiento se lleva a cabo hasta alcanzar un estado completa o parcialmente coloidal de la celulosa.
2.

Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por las siguientes características:
2.1 las fibras de celulosa se mezclan con un ácido;
2.2 se añade agua;
2.3 la mezcla se calienta de tal manera que se hidroliza la celulosa;
2.4 el proceso de cizallamiento se continúa hasta alcanzar un tamaño de partícula de 0,1 a 100 !.
3.

Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el material de partida se obtiene de madera u otras plantas.
4.

Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la celulosa hidrolizada se dispersa en un desintegrador de pasta.
5.

Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque como material que contiene sustancias fibrosas se usa uno de los siguientes materiales:

-

papel

-

cartón

-

pintura de estucado para papel o cartón

-

aditivos para papel o cartón

estando presentes los materiales mencionados como formaciones planas sólidas o en forma de suspensión o dispersión.
6.

Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque como papel se usa papel para etiquetas, papel de impresión, papel ligero estucado, papel sensible, papel higiénico.
7.

Sustancia básica en forma sólida basada en celulosa para la adición a una suspensión de pasta de papel o a una pintura de estucado con partículas que presentan una longitud de 10 - 200 !m y un espesor de 0,5 - 15 !m o 0,1 100 !m.
8.

Papel o cartón que contiene el 0,1 - 50 % en peso, preferentemente el 0,1 - 5 % en peso de la sustancia básica de acuerdo con la reivindicación 7.