MX2012010957A

MX2012010957A - Proceso para producir una tela de fibra celulosica.

Info

Publication number: MX2012010957A
Application number: MX2012010957A
Authority: MX
Inventors: Kerstin Malmborg; Jonas Liesen; Fredrik Solhage
Original assignee: Akzo Nobel Chemicals Int Bv
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-11-12
Also published as: US20130048241A1; SG183830A1; BR112012023519A2; KR20130020766A; WO2011120875A1; CA2791620A1; EP2553169A1; AU2011234697A1; IL221450A0; CN102812183A

Abstract

La presente invención se relaciona con un proceso para producir una tela de fibra celulósica que comprende a) proporcionar una suspensión celulósica y agregar un sistema separador a la suspensión b) desecar la suspensión celulósica y formar una tela de fibra celulósica c) aplicar partículas de sílice coloidal en una cantidad de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 5 kg/t de fibras celulósicas a la tela de fibra celulósica, en donde no se agrega ningún polímero a la tela de fibra celulósica formada. La invención también se relaciona con una tela de fibra celulósica obtenible por el método.

Description

PROCESO PARA PRODUCIR UNA TELA DE FIBRA CELULOSICA Campo de la Invención La invención se refiere a un proceso para producir una tela de fibra celulósica que puede además procesarse en un papel formado por chorro de aire, papel de seda o celulosa en copos. La invención también se relaciona con una tela de fibra celílósica obtenible a partir del proceso y el papel formado por chorro de aire, papel de seda, o celulosa en copos obtenibles mediante el procesamiento adicional de la tela de fibra celulósica.

Antecedentes de la Invención Cuando se fabrica papel, especialmente papel formado por chorro de aire, papel de seda y celulosa en copos, la electricidad estática, medida como potencial estático, pueden ser un problema. Puede causar descargas o chispas, que alteran la producción. Además, si las fibras secas tienen un alto potencial estático las fibras tienden a adherirse al equipo de proceso tal como molinos, desfibradores y tuberías. Las fibras se acumulan y descargan como grumos grandes que crean problemas cuando se forma el producto final. Puesto que la formación del producto se hace generalmente de fibras secas, una distribución uniforme de las fibras es importante y los grumos de fibras deben evitarse. En la producción de papel formado por chorro de aire, el potencial estático incontrolado puede dar lugar a polvo extensivo que a su vez puede dar lugar a explosiones de polvo. Los intentos de reducir el potencial estático pueden también llevar a la deterioración de agentes separadores, que pueden agregarse para mejorar la suavidad del producto que interfieren con los enlaces de fibra a fibra naturales que ocurren durante la formación de hoja en el proceso de fabricación de papel.

El documento WO 2007/058609 describe un proceso en el cual el potencial estático del producto fibras/papel puede controlarse y reducirse mientras mejora la suavidad del producto de papel producido. Sin embargo, es deseable controlar además el potencial estático. También, es deseable obtener propagación/dispersión uniforme de un agente antiestático. Un objeto adicional es incrementar la retención y uso efectivo de un agente antiestático.

Breve Descripción de la Invención Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un proceso que pueda reducir sin obstáculos el potencial estático sin el riesgo de sobredosificación tal que el potencial estático pasa a cero y llega a ser considerablemente negativo. De acuerdo con una modalidad, esto puede solucionarse mediante la adición de un agente antiestático sin la necesidad de aditivos adicionales. Un objeto adicional es proporcionar un proceso en el cual una dosificación relativamente baja de aditivos antiestáticos pueda reducir el potencial estático a un nivel aceptable. Es un objeto adicional mejorar el efecto antiestático con una combinación de agentes antiestáticos con el fin de proporcionar un proceso sin obstáculos y relativamente rápido para reducir y controlar el potencial estático.

De acuerdo con una modalidad de la invención, es un objeto adicional de la presente invención proporcionar un proceso que pueda controlar el potencial estático mientras mantiene la suavidad adecuada e imparte una energía de desfibración aceptable al producto.

Descripción Detallada de la Invención La presente invención se relaciona con un proceso para producir una tela de fibra celulósica, que comprende a) proporcionar una suspensión celulósica y agregar un sistema separador a la suspensión b) desecar la suspensión celulósica y formar una tela de fibra celulósica c) aplicar partículas de sílice coloidal en una cantidad de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 5 kg/t de fibras celulósicas a la tela de fibra celulósica, en donde no se agrega ningún polímero a la tela de fibra celulósica formada.

Se ha encontrado que los polímeros agregados a la tela de fibra celulósica, en particular los polímeros catiónicos, pueden contribuir a un incremento en el potencial estático.

El término "tela de fibra celulósica" como se utiliza en la presente, incluye cualquier hoja o tela preparada de fibras celulósicas tal como hojas de pulpa o telas de papel.

Se ha encontrado que la adición de partículas de sílice coloidal a una tela de fibra celulósica formada previene la interacción de la misma con componentes presentes en la suspensión celulósica que puede perturbar el propósito deseado, por ejemplo para proporcionar el efecto antiestático controlado mientras que imparte suavidad adecuada al producto.

Las partículas de sílice coloidal pueden derivarse por ejemplo de sílice precipitado, microsílice (humo de sílice), sílice pirogénico (sílice ahumado) o geles de sílice con suficiente pureza, y mezclas de los mismos. De acuerdo con una modalidad, las partículas de sílice se silanizan como se describe en el documento WO2004/035474. El hidrosol de sílice puede también, producirse típicamente de silicato de sodio como materia prima como se describe en por ejemplo el documento US 5,368,833.

Las partículas de sílice coloidal e hidrosoles de sílice de acuerdo con la invención pueden modificarse y pueden contener otros elementos tales como aminas, aluminio y/o boro, que pueden estar presentes en las partículas y/o la fase continua. Los hidrosoles de sílice modificados con boro se describen en por ejemplo el documento US 2,630,410. Las partículas de sílice modificadas por aluminio tienen adecuadamente un contenido de Al203 de aproximadamente 0.05 a aproximadamente 3% en peso, por ejemplo de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 2% en peso. El procedimiento para preparar un hidrosol de sílice modificado con aluminio se describe además en por ejemplo "The Chemistry of Silica", de Her, K. Ralph, páginas 407-409, John Wiley & Sons (1979) y en el documento US 5,368,833.

Las partículas de sílice coloidal tienen adecuadamente un diámetro de partícula promedio que varía de aproximadamente 2 a aproximadamente 150, por ejemplo de aproximadamente 3 a aproximadamente 50, o de aproximadamente 5 a aproximadamente 40 nm. Adecuadamente, las partículas de sílice coloidal tienen una superficie específica de aproximadamente 20 a aproximadamente 1500, por ejemplo de aproximadamente 50 a aproximadamente 900, o de aproximadamente 70 a aproximadamente 600 m2/g.

De acuerdo con una modalidad, las partículas de sílice coloidal aniónicas son hidrofóbicamente modificadas.

De acuerdo con una modalidad, las partículas de sí Mee coloidal se agregan a la tela de fibra celulósica formada en una cantidad de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 2, o de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 2, o de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 1, o de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 0.75, o de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 0.5 kg/t de fibras celulósicas secas De acuerdo con una modalidad, de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5 kg, o de aproximadamente 0.25 a aproximadamente 1, o de aproximadamente 0.25 a aproximadamente 0.75, o de aproximadamente 0.25 a aproximadamente 0.5 kg/t de partículas sílice coloidal/fibras celulósicas secas se agregan a la tela de fibra celulósica.

De acuerdo con una modalidad, no se agrega ningún otro componente por separado o en combinación con las partículas de sílice coloidal a la tela de fibra celulósica formada.

De acuerdo con una modalidad, ningún o sustancialmente ningún compuesto de silicato y/o ningún agente resistente a humedad se agrega a la tela de fibra celulósica.

De acuerdo con una modalidad, una arcilla de esmectita se agrega a la tela formada.

De acuerdo con una modalidad, la arcilla de esmectita puede agregarse en una cantidad de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 50, por ejemplo de aproximadamente 0.02 a aproximadamente 10 o de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5 o de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 2 o de aproximadamente 0.25 a aproximadamente 0.75 kg/ton de fibras celulósicas secas.

De acuerdo con una modalidad, la arcilla de esmectita está presente en una dispersión acuosa.

De acuerdo con una modalidad, la arcilla de esmectita, por ejemplo en forma de dispersión, se rocía en la tela.

De acuerdo con una modalidad, las arcillas de esmectita que pueden utilizarse de acuerdo con la presente invención incluyen por ejemplo montmorillonita/bentonita, hectorita, beidelita, nontronita, saponita, y mezclas de las mismas. De acuerdo con una modalidad, la arcilla de esmectita es laponita y/o bentonita.

De acuerdo con una modalidad, la arcilla de esmectita puede modificarse por ejemplo introduciendo un catión o un grupo catiónico, tal como un grupo de amonio cuaternario o un metal alcalino, por ejemplo litio.

De acuerdo con una modalidad, la arcilla de esmectita es una arcilla de hectorita sintética modificada con litio. Esta arcilla se vende bajo el nombre Laponite® de Rockwood o Eka Soft F40 de Eka Chemicals AB. Ejemplos de tales arcillas, y la fabricación de tales arcillas, incluyen las descritas en el documento WO 2004/000729. La arcilla de esmectita usada de acuerdo con la presente invención puede tener un área de superficie específica de aproximadamente 50 a aproximadamente 1500, por ejemplo de aproximadamente 200 a aproximadamente 1200, o de aproximadamente 300 a aproximadamente 1000 m2/g.

Los productos adecuados pueden ser por ejemplo bentonita de Süd-Chemie, BASF and Clayton; Bentolite (Bentonite) de Southern Clay Products, y Hydrotalcite de Akzo Nobel.

De acuerdo con una modalidad, la arcilla de esmectita puede aplicarse mediante inmersión de la tela de fibra celulósica en una solución o dispersión de la arcilla de esmectita.

La dispersión acuosa de la arcilla de esmectita puede producirse previamente o dispersarse en el sitio. De acuerdo con una modalidad, la arcilla de esmectita se agrega como un polvo.

De acuerdo con una modalidad, la arcilla de esmectita se agrega a la suspensión celulósica, por ejemplo en una cantidad de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 10, por ejemplo de aproximadamente 0.05 a aproximadamente 5, o de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 2 o de aproximadamente 0.25 a aproximadamente 1 kg/ton de fibras celulósicas secas.

De acuerdo con una modalidad, la relación en peso de la arcilla de esmectita agregada a la suspensión celulósica y la arcilla de esmectita agregada a la tela de fibra celulósica varía de aproximadamente 1:100 a aproximadamente 100:1 por ejemplo de aproximadamente 5:95 a aproximadamente 80:20, o de aproximadamente 10:90 a aproximadamente 50:50, o de aproximadamente 15:85 a aproximadamente 40:60 o de aproximadamente 20:80 a aproximadamente 30:70.

De acuerdo con una modalidad, un sistema separador tal como una composición separadora se agrega a la suspensión. Considerando una composición separadora puede comprende uno o varios componentes en una mezcla que se agrega en común o en conjunción a la suspensión celulósica, un sistema separador puede también involucrar uno o varios componentes que se agregan separadamente a la suspensión celulósica.

De acuerdo con una modalidad, un sistema separador se agrega como una emulsión premezclada adicionalmente comprende un polímero como se define en la presente.

De acuerdo con una modalidad, la relación en peso del sistema separador, incluyendo el peso total de los componentes que son parte del sistema separador, a la arcilla de esmectita agregada a la tela de fibra celulósica varía de aproximadamente 1:50 a aproximadamente 100:1, por ejemplo de aproximadamente 1:10 a aproximadamente 50:1 o de aproximadamente 1:5 a aproximadamente 20:1, o de aproximadamente 1:2 a aproximadamente 10:1, o de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 5:1.

De acuerdo con una modalidad, la relación en peso del sistema separador a partículas de sílice agregada a la tela de fibra celulósica varía de aproximadamente 1 :50 a aproximadamente 100:1, por ejemplo de aproximadamente 1:10 a aproximadamente 50:1 o de aproximadamente 1:5 a aproximadamente 20:1, o de aproximadamente 1:2 a aproximadamente 10:1, o de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 5:1.

De acuerdo con una modalidad, el sistema separador comprende (i) un aceite, grasa o cera, (ii) por lo menos un tensioactivo no iónico, y (iii) por lo menos un tensioactivo aniónico.

De acuerdo con una modalidad, el sistema separador comprende por lo menos un tensioactivo de amonio cuaternario.

De acuerdo con una modalidad, los aceites de grado refinado y/o hidrogenado, por ejemplo aceites vegetales como aceite de uva, aceite de oliva, aceite de coco, aceite de colza, aceite de girasol y aceite de palma, por ejemplo el aceite de coco se comprende en el sistema separador.

De acuerdo con una modalidad, los aceites minerales y/o aceite de silicio se comprenden en el sistema separador.

De acuerdo con una modalidad, el sistema separador está libre o sustancialmente libre de tensioactivos de amonio cuaternario. Por "sustancialmente libre" se entiende que los tensioactivos de amonio cuaternario constituyen menos de 5% en peso, por ejemplo menos de 1, o menos de 0.5% en peso de la cantidad total del sistema separador.

De acuerdo con una modalidad, el sistema separador, la cantidad total de componentes que componen el sistema, se agregan en una cantidad de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 10, por ejemplo de aproximadamente 0.3 a aproximadamente 7, o de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 5 kg/ton de fibras celulósicas secas.

De acuerdo con una modalidad, para evitar el deterioro de los diferentes aditivos, un agente conservador puede agregarse. Varios aditivos cosméticos pueden también incluirse, por ejemplo antioxidantes, por ejemplo tocoferol, y áloe vera.

De acuerdo con una modalidad, la tela de fibra celulósica se procesa además para producir el papel formado por chorro de aire, papel de seda o celulosa en copos.

La presente invención también se relaciona con una tela de fibra celulósica obtenible mediante el proceso como se describe en la presente.

La presente invención también se relaciona con una tela de fibra celulósica que comprende partículas de sílice en una cantidad de aproximadamente 0.25 a aproximadamente 1 kg/ton de fibras celulósicas secas, o de aproximadamente 0.25 a aproximadamente 0.75 kg/ton de fibras celulósicas secas en donde el potencial estático es menor de 5 kV.

De acuerdo con una modalidad, la relación en peso de las partículas de sílice agregadas a la tela y arcilla de esmectita agregada a la tela varía de aproximadamente 1:100 a aproximadamente 100:1 por ejemplo de aproximadamente 1:50 a aproximadamente 50:1 , 0 de aproximadamente 1:20 a aproximadamente 25:1 o de aproximadamente 1:5 a aproximadamente 10:1 o de aproximadamente 1:2 a aproximadamente 4:1, 0 de aproximadamente 1:1 a aproximadamente 2:1.

De acuerdo con una modalidad, el potencial estático de la tela de fibra celulósica es menor de 10, o menor de 8, o menor de 6, o menor de 5 kV.

De acuerdo con una modalidad, la energía de desfibración de la tela de fibra celulósica es menor de 120, tal como menor de 110 o menor de 100 kJ/kg.

De acuerdo con una modalidad, la tela de fibra celulósica tiene un contenido seco de aproximadamente 5 a aproximadamente 99, por ejemplo de aproximadamente 25 a aproximadamente 95 o de aproximadamente 50 a aproximadamente 95 o de aproximadamente 65 a aproximadamente 95 o de aproximadamente 80 a aproximadamente 95% en peso basado en el peso total de la tela.

De acuerdo con una modalidad, la tela de fibra celulósica tiene un contenido seco de aproximadamente 20 a aproximadamente 70, por ejemplo de aproximadamente 30 a aproximadamente 60 o de aproximadamente 35 a aproximadamente 55% en peso basado en el peso total de la tela.

De acuerdo con una modalidad, por lo menos un polímero tal como polímeros no iónicos, anfóteros, y/o catiónicos o mezclas de los mismos puede agregarse a la suspensión celulósica, en particular los polímeros que están altamente cargados. El polímero puede derivarse de fuentes naturales o sintéticas y puede ser lineal, ramificado o reticulado, por ejemplo en la forma de partículas. De acuerdo con una modalidad, el polímero es soluble en agua o dispersable en agua. De acuerdo con una modalidad, al menos un polímero puede agregarse en combinación con un sistema separador, por ejemplo una composición separadora, en una premezcla.

Los ejemplos de polímeros catiónicos adecuados incluyen polisacáridos catiónicos, por ejemplo almidones, gomas de guar, celulosas, quitinas, quitosanos, glicanos, galactanos, glucanos, gomas de xantano, pectinas, mananos, dextrinas. Los almidones adecuados incluyen patata, maíz, trigo, tapioca, arroz, maíz ceroso, cebada, etc. Los polímeros orgánicos sintéticos catiónicos tal como polímeros catiónicos de cadena en crecimiento pueden también utilizarse, por ejemplo polímeros catiónicos de adición de vinilo como polímeros basados en acrilato, acrilamida, vinilamina, vinilamida y alilamina, por ejemplo homo y copolímeros basados en haluro de dialildialquilamonio, por ejemplo cloruro de dialildimetilamonio, así como (met)acrilamidas y (met)acrilatos. Polímeros adicionales incluyen polímeros catiónicos de crecimiento en etapas, por ejemplo poliamidoaminas, iminas de polietileno, poliaminas catiónicas, por ejemplo copolímeros de dimetilamina-epiclorhidrina, y poliuretanos. Ejemplos adicionales de polímeros orgánicos catiónicos adecuados incluyen los descritos en el documento WO 02/12626.

De acuerdo con una modalidad, el polímero se selecciona del grupo de cloruro de polidialildimetilamonio, poliaminas, almidón catiónico, almidón anfotérico, y poliamidoamina-epiclorohidrina (PAAE, por sus siglas en inglés), iminas de polietileno y polivinilaminas.

El término "polímero de crecimiento en etapas", como se utiliza en la presente, se refiere a un polímero obtenido mediante polimerización de crecimiento en etapas, que también se refiere como el polímero de reacción en etapas y polimerización de reacción en etapas, respectivamente. El término "polímero de crecimiento en cadena", como se utiliza en la presente, se refiere a un polímero obtenido mediante polimerización de crecimiento en cadena, que también se refiere como el polímero de reacción en cadena y polimerización de reacción en cadena, respectivamente.

De acuerdo con una modalidad, el polímero tiene un peso molecular de aproximadamente 10000 a aproximadamente 10000000, por ejemplo de aproximadamente 15000 a aproximadamente 5000000, o de aproximadamente 40000 a aproximadamente 1000000 g/mol.

De acuerdo con una modalidad, un polímero aniónico tal como polímeros aniónicos de crecimiento en etapas, polímeros de crecimiento en cadena, polisacáridos, polímeros aromáticos que ocurren naturalmente y modificaciones de los mismos se agregan a la suspensión celulósica.

De acuerdo con una modalidad, la cantidad total de polímero agregada varía de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 10, por ejemplo de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 5 o de aproximadamente 0.2 a aproximadamente 2 kg/ton de fibras celulósicas secas.

De acuerdo con una modalidad, una solución acuosa que contiene el polímero se prepara en el cual el contenido del polímero es de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 50, por ejemplo de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 25% en peso que se agrega posteriormente a la suspensión celulósica.

De acuerdo con una modalidad, la solución acuosa de polímero se calienta de hasta aproximadamente 20 a aproximadamente 70, por ejemplo de hasta aproximadamente 25 a aproximadamente 55°C. De acuerdo con una modalidad, una emulsión de una combinación de emoliente-tensioactivo y una solución acuosa que contiene el polímero se prepara con, un mezclador estático, un alto dispositivo de alto índice de corte llamado ultra-turrax o un homogeneizador. La emulsión puede entonces enfriarse a temperatura ambiente. El enfriamiento puede realizarse por ejemplo por medio de un intercambiador de calor.

De acuerdo con una modalidad, un tensioactivo aniónico y/o micropartículas aniónicas tal como partículas aniónicas de sílice, por ejemplo partículas aniónicas coloidales de sílice como se define en la presente, arcillas de esmectita, o mezclas de los mismos se agregan a la suspensión celulósica.

De acuerdo con una modalidad, los tensioactivos aniónicos que pueden utilizarse de acuerdo con la invención son por ejemplo tensioactivos aniónicos con "colas" hidrofóbicas que tienen de aproximadamente 6 a aproximadamente 30 átomos de carbono. Ejemplos de tensioactivos aniónicos son ácidos grasos saponificados, alquil(aril)sulfonatos, ésteres de sulfato, ésteres de fosfato, alquil(aril)fosfatos, alquil(aril)fosfonatos, ácidos grasos, sulfonato de naftalina (ÑAS, por sus siglas en inglés), policondensados de formaldeh ido, sulfonatos de poliestireno, ÑAS modificado por hidrófobo, por ejemplo ácidos grasos saponificados, alquil(aril)sulfonatos, ésteres de sulfato, ésteres de fosfato, alquil(aril)fosfatos, alquil(aril)fosfonatos, y mezclas de los mismos.

De acuerdo con una modalidad, el tensioactivo amónico y/o micropartícula aniónica se agrega a la suspensión celulósica en una cantidad total de aproximadamente 0.001 a aproximadamente 1, por ejemplo de aproximadamente 0.005 a aproximadamente 0.5, o de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 0.1 kg/ton de fibras celulósicas secas.

De acuerdo con una modalidad, los tensioactivos no iónicos que pueden utilizarse de acuerdo con la invención incluyen ácidos grasos o alcoholes grasos generalmente etoxilados o propoxilados. Los ácidos grasos y alcoholes grasos etoxilados pueden etoxilarse con aproximadamente 1 a aproximadamente 30 de óxido de etileno (EO, por sus siglas en inglés), o de aproximadamente 4 a aproximadamente 25 de EO. Los ácidos grasos y alcoholes grasos etoxilados pueden tener de aproximadamente 6 a aproximadamente 30 átomos de carbono, o de aproximadamente 6 a aproximadamente 22 átomos de carbono. Los ácidos grasos y alcoholes grasos propoxilados pueden propoxilarse con aproximadamente 1 a aproximadamente 30 de óxido de propileno (EO, por sus siglas en inglés), o de aproximadamente 1 a aproximadamente 8 de PO. Los ácidos grasos y alcoholes grasos propoxilados pueden tener de aproximadamente 6 a aproximadamente 30 átomos de carbono, por ejemplo de aproximadamente 6 a aproximadamente 22 átomos de carbono. Es también posible utilizar dióxido de carbono en lugar de óxido de propileno.

De acuerdo con una modalidad, un tensioactivo no iónico se agrega en una cantidad de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 10, por ejemplo de aproximadamente 0.3 a aproximadamente 7, o de aproximadamente 0.5 a aproximadamente 5 kg/ton de fibras celulósicas secas.

De acuerdo con una modalidad, otros componentes convencionales pueden agregarse a la suspensión celulósica tal como agentes resistentes a humedad, agentes resistentes a secado y agentes humectantes.

De acuerdo con una modalidad, las fibras celulósicas de la suspensión celulósica pueden incluir fibras derivadas de la pulpa de madera, que incluyen pulpa química tal como pulpas de sulfito y sulfato, así como pulpas mecánicas tal como madera molida, pulpa termomecánica y pulpa termomecánica modificada química. Las fibras recicladas pueden también utilizarse. Las fibras recicladas pueden contener todas las pulpas anteriormente mencionadas además de rellenos, tintas de impresión etc. Las pulpas químicas, sin embargo, son preferidas puesto que imparten una sensación superior de suavidad a hojas de papel de seda hechas de las mismas. La utilización de fibras recicladas para hacer el papel de seda o celulosa en copos incluyen a menudo una etapa de proceso conocida como destintado para eliminar tanto cuanto sea posible de la tinta de impresión de la suspensión de fibra y la mayor parte del material de relleno para conseguir un brillo aceptable de la suspensión de la mezcla reciclada de fibra y operatividad de la máquina de papel. El proceso de destintado incluye a menudo la adición de sustancias aniónicas tal como ácidos grasos saponificados y silicato de sodio a la suspensión de fibra. Estas sustancias se transportan a veces a la máquina de papel y debido al hecho de que son aniónicas, pueden ser productos químicos catiónicos inactivos agregados a la pasta. Estas sustancias se llaman sustancias perjudiciales aniónicas o "basura aniónica".

Para evaluar el desempeño del proceso de fabricación de papel de acuerdo con la invención un número de parámetros pueden medirse. Para determinar la electricidad estática se mide el potencial estático. El efecto del sistema separador puede determinarse midiendo el contenido de nudo, resistencia al reventamiento, energía de desfibración y velocidad de humectación. La resistencia al reventamiento baja y energía baja de desfibración muestran que los enlaces de fibra a fibra son débiles, lo cual mejora la suavidad.

La invención es así descrita, será obvio que la misma puede variarse en gran medida. Tales variaciones no deben considerarse como una desviación del sentido y alcance de la presente invención, y todas tales modificaciones puesto que son obvias para el experto en la técnica se desean para incluirse dentro del alcance de las reivindicaciones. Los siguientes ejemplos ilustrarán adicionalmente cómo la invención descrita puede realizarse sin limitación del alcance de la misma. Si no se indica de otra manera, todos los contenidos y porcentajes como se describe en la presente se refieren al porcentaje en peso.

Ejemplo 1 Un aceite de coco se mezcló con un ácido alquilbencilsulfónico parasustitu ¡do (~C12) (tensioactivo aniónico) y un alcohol graso insaturado con 16 a 18 átomos de carbono que se etoxiló con 5 EO (tensioactivo no iónico). El contenido de los componentes fue de 50% en peso de aceite, 1% en peso de tensioactivo aniónico, y 49% en peso de tensioactivos no iónicos. La combinación de aceite-tensioactivo entonces se calentó a 50°C. Se prepararon soluciones acuosas con y sin una Poliamina Bewoten C410 (polímero). La concentración del polímero en la solución acuosa fue de 4% en peso. Las soluciones acuosas se calentaron por separado a 50°C. La combinación de aceite-tensioactivo se emulsificó posteriormente en las soluciones acuosas por medio de un Ultra-Turrax® (equipo alto índice de corte). Las composiciones se enfriaron posteriormente a temperatura ambiente en un baño de agua. La relación de peso de la combinación de aceite-tensioactivo a la solución acuosa fue 15:85. Las composiciones preparadas en lo siguiente se referirán como las composiciones separadoras D1 y D2 respectivamente.

Las composiciones separadoras usadas en los ejemplos son: D1: Eka Soft F61® integrada por 3.4% en peso de Poliamina Bewoten C410 y la combinación de aceite-tensioactivo en la solución acuosa; D2: Combinación de aceite-tensioactivo (Eka Soft F61®) en la solución acuosa.

El polímero usado en los ejemplos es: P1 Poliamina Bewoten C410 (Eka Soft F50®); P2 Polidadmac (Eka ATC 6340).

Los materiales silícicos usados en los ejemplos son: 51 Hidrosol de sílice (Eka NP 320®); 52 Eka Soft F40®, una hectorita sintética, silicato acuoso de litio y magnesio sódico. 53 Composición que contiene S1 y S2 en relación en peso 1:1; 54 Composición que contiene S1 y S2 en relación en peso 2:1; 55 Composición que contiene S1 y Bentonita en relación en peso 1:1; 56 Composición que contiene S1 y Bentonita en relación en peso 2:1; 57 Composición que contiene S1 y Bentonita en relación en peso 1:1.

Los materiales silíceos, S1-S7, ya sea como materiales solos o mezclas de los mismos, se disolvieron en agua para formar una solución acuosa con 1% en peso de material silíceo.

Las mezclas de S3-S7 se definen en el siguiente esquema: Los números entre paréntesis reflejan la secuencia de adición. Las composiciones se trataron con Ultra-turrax durante 10 min a 10,000 rpm.

Las hojas de papel se preparadas mezclando 15 gramos de pulpa de sulfato de pino química con agua hasta 750 mi. Si se utilizaron, las composiciones separadoras se agregaron a la suspensión de pulpa seguida mediante 10 minutos de agitación. Si se utilizaron, los materiales silícicos se agregaron después de 8 minutos de agitación. Después de 10 minutos las hojas formadas se prepararon en un formador de hoja de PFI estándar (hojas A4). Las hojas entonces se presionaron de acuerdo con el método SCAN C26:76 estándar. Finalmente, las hojas se secaron en un cilindro a aproximadamente 90-95% de contenido seco y después acondicionaron en una habitación climática a 23°C y 50% de humedad relativa. Si los aditivos se rociaron, 10 mi del producto diluido se utilizaron, con una concentración apropiada para recibir un cierto nivel de dosificación. El rociado se condujo en tela de papel húmedo después de presionar (aproximadamente 50% de contenido seco) o en tela de papel seco y se acondicionó (aproximadamente 93% de contenido seco). Si se roció en tela de papel seco y acondicionó, las hojas se secaron y acondicionaron de nuevo antes de hacerse las medidas.

Ejemplo 2 En el ejemplo 2 la energía de desfibración y el potencial estático se midieron de las hojas preparadas de diferentes combinaciones de composiciones separadoras agregadas a la suspensión celulósica y a los materiales silícicos agregados a las hojas. La cantidad de composición separadora agregada a la suspensión celulósica fue de 2.0 kg/ton basada en fibras celulósicas secas. El polímero (Poliamina Bewoten C410) se agregó en combinación con la composición separadora o por separado en una cantidad de 0.033 kg/ton basada en fibras celulósicas secas. A partir de 0 a 2.0 kg de material silícico/ton de fibras celulósicas secas se agregaron a las hojas como se indica en la Tabla 1. Las composiciones separadoras, polímero y materiales silícicos se agregaron al terminado (F) o rociaron en la tela de papel secada y acondicionada (aproximadamente 93% en peso de contenido seco) (S). Las hojas de papel se prepararon de acuerdo con el ejemplo 1. El potencial estático de las hojas se midió con un dispositivo de medición de campo electrostático (JCI 148) y un cabezal de alto voltaje JCI (John Chubb Instrumentation 140) conectado con un desfibrador de perno. La desfibración se mide a kJ/kg y el potencial estático se mide en kVolt.

Tabla 1 Es evidente a partir de los resultados de la Tabla 1 que un potencial estático bajo puede alcanzarse sin obstáculos mediante la adición de partículas de sílice coloidal de acuerdo con la invención.

Ejemplo 3 En el ejemplo 3 el potencial estático de hojas se midió para materiales de hidrosol de sílice. A partir de 0 a 2.0 kg de material silícico/ton de fibras celulósicas secas se agregaron como se indica en la Tabla 2. Los materiales silícicos se agregaron rociaron en la tela de papel húmeda (aproximadamente 50% en peso de contenido seco) (SWP, por sus siglas en inglés) o la tela de papel seca y acondicionada (aproximadamente 93% en peso de contenido seco) (SDP, por sus siglas en inglés). Las hojas de papel se prepararon de acuerdo con el ejemplo 1. El potencial estático se midió de la misma manera como en el ejemplo 2.

Tabla 2 Es evidente de los resultados de la Tabla 2 que un potencial estático bajo puede alcanzarse con una dosificación baja de sílice de acuerdo con las pruebas 1 y 3 de la invención sin hacer al potencial antiestático considerablemente negativo.

Ejemplo 4 En el ejemplo 4 el potencial estático de hojas se midió para materiales de hidrosol de sílice y combinaciones de los mismos. Se agregaron 0 a 0.5 kg de material silícico/ton de fibras celulósicas secas de acuerdo con la Tabla 3. Los materiales silícicos se rociaron en la tela de papel húmeda (aproximadamente 50% en peso de contenido seco). Las hojas de papel se prepararon de acuerdo con el ejemplo 1. El potencial estático se midió de la misma manera como en el ejemplo 2.

Tabla 3 Es evidente de los resultados de la Tabla 3 que un potencial estático bajo puede alcanzarse suavemente de acuerdo con la invención.

Ejemplo 5 En el ejemplo 5 el potencial estático de las hojas se midió, a partir de lo cual las hojas se prepararon de los terminados que contienen la composición separadora, el polímero y Laponita sin o con hidrosol de sílice rociado en la tela de papel secada y acondicionada (aproximadamente 93% en peso de contenido seco). La cantidad de composición separadora agregada a la suspensión celulósica fue de 2.0 kg/ton basada en fibras celulósicas secas y la adición del polímero fue de 0.033 kg/ton basada en fibras celulósicas secas. La cantidad total de material silícico fue variada entre 0.125 a 2.0 kg de material silícico/ton de fibras celulósicas secas de acuerdo con la Tabla 4. Las hojas de papel se prepararon de acuerdo con el ejemplo 1. El potencial estático se midió de la misma manera como en el ejemplo 2.

Tabla 4 Es evidente a partir de los resultados de la Tabla 4 que se obtiene un potencial estático reducido en los niveles de dosificación baja de sílice coloidal mientras que salvaguarda una reducción uniforme de los mismos.

Ejemplo 6 En el ejemplo 6 el potencial estático y la energía de desfibración se midieron de las hojas preparadas aplicando una composición separadora y un polímero al terminado e hidrosol de sílice (y en algunos ejemplos el polímero P2) rociado en la tela de papel secada y acondicionada (aproximadamente 93% en peso de contenido seco). La cantidad de composición separadora agregada a la suspensión celulósica fue de 2.0 kg/ton basada en fibras celulósicas secas y la adición del polímero a la suspensión fue de 0.12 kg/ton basada en las fibras celulósicas secas. La cantidad total de material silícico fue variada entre 0.125 a 0.5 kg de material silícico/ton de fibras celulósicas secas de acuerdo con la Tabla 5. El nivel de adición de P2 (polidadmac, Eka ATC 6340) a la tela fue variado entre 0.125 a 0.5 kg de material silícico/ton de fibras celulósicas secas de acuerdo con la Tabla 5. Las hojas de papel se prepararon de acuerdo con el ejemplo 1. El potencial estático y energía de desfíbración se midieron de la misma manera como en el ejemplo 2.

Tabla 5 Es evidente a partir de los resultados de la Tabla 5 que la prueba 5 de acuerdo con los resultados de la invención en el potencial estático bajo y/o energía de desfibración baja que las pruebas en las cuales un polímero se aplicó a la tela.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Proceso para producir una tela de fibra celulósica, que comprende a) proporcionar una suspensión celulósica y agregar un sistema separador a la suspensión; b) desecar la suspensión celulósica y formar una tela de fibra celulósica; c) aplicar partículas de sílice coloidal en una cantidad de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 5 kg/t de fibras celulósicas a la tela de fibra celulósica, en donde no se agrega ningún polímero a la tela de fibra celulósica formada.

2. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1, en donde las partículas de sílice coloidal se agregan a la tela en una cantidad de aproximadamente 0.1 a aproximadamente 2 kg/ton de fibras celulósicas.

3. Proceso de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, en donde una arcilla de esmectita se agrega a la tela de fibra celulósica formada en una cantidad de aproximadamente 0.01 a aproximadamente 50 kg/ton de fibras celulósicas.

4. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde las partículas de sílice coloidal se rocían en la tela.

5. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde el sistema separador comprende (i) un aceite, grasa o cera, (ii) por lo menos un tensioactivo no iónico, y (iii) por lo menos un tensioactivo aniónico.

6. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde el sistema separador comprende un compuesto de amonio cuaternario.

7. Proceso de acuerdo con la reivindicación 6, en donde la relación en peso del sistema separador a la arcilla de esmectita agregada a la tela varía de aproximadamente 1:50 a aproximadamente 100:1.

8. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 2 a 7, en donde la arcilla de esmectita es laponita y/o bentonita.

9. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde el potencial estático de la tela de fibra celulósica es menor de 10 kV.

10. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde la energía de desfibración de la tela de fibra celulósica es menor de 120 kJ/kg.

11. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en donde la tela de fibra celulósica se procesa adícionalmente para producir el papel formado por chorro de aire, papel de seda o celulosa en copos.

12. Proceso de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en donde la relación en peso de sílice a arcilla de esmectita agregada a la tela de fibra celulósica varía de aproximadamente 1:100 a aproximadamente 100:1.

13. Tela de fibra celulósica obtenible mediante el proceso como se reivindica con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12.

14. Tela de fibra celulósica que comprende partículas de sílice en una cantidad de aproximadamente 0.25 a aproximadamente 1 kg/ton de fibras celulósicas secas y en donde el potencial estático es menor de 5 kV.

15. Tela de fibra celulósica de acuerdo con la reivindicación 14, en donde la energía de desfibración es menor de 120 kJ/kg.