MX2013013645A - Fibra kraft de madera blanda que tiene blancura y brillo mejorados, y metodos para preparala y usarla. - Google Patents

Abstract

Se provee una fibra de pulpa kraft de madera blanda y blanqueada, con un elevado contenido de celulosa alfa y brillantez y blancura mejoradas. También se describen métodos para preparar la fibra kraft y los productos que se elaboran a partir de ésta.

Description

FIBRA KRAFT DE MADERA BLANDA QUE TIENE BLANCURA Y BRILLO MEJORADOS, Y MÉTODOS PARA PREPARALA Y USARLA Campo de la Invención La descripción se relaciona con madera blanda, más particularmente con fibra kraft, de pino sureño que tiene una blancura y brillo mejorados. Más particularmente, esta descripción se relaciona con una fibra de madera blanda, por ejemplo, la fibra del pino sureño, que presenta un conjunto de características únicas, que mejoran su desempeño por encima de la fibra de celulosa estándar derivada de pasta kraft y que la hace útil en aplicaciones que hasta ahora han estado limitadas a fibras costosas (por ejemplo, pasta de algodón o de sulfito con elevado contenido alfa).

Esta descripción también se refiere a métodos para producir la fibra mejorada descrita.

Finalmente, la descripción se relaciona con productos producidos que usan la fibra de madera blanda mejorada tal como se describió.

Antecedentes de la Invención La fibra de celulosa y sus derivados son ampliamente utilizados en papel, productos absorbentes, alimentos o aplicaciones relacionadas con alimentos, productos farmacéuticos y en aplicaciones industriales. Las fuentes principales de fibra de celulosa son la pulpa de madera y el algodón. La fuente de celulosa y las condiciones de procesamiento de la celulosa dictan por lo general las características de la fibra de celulosa y, de este modo, la aplicabilidad de la fibra para ciertos usos finales. Existe la necesidad de fibra de celulosa que sea relativamente barata de procesar, y que todavía sea altamente versátil, permitiendo su uso en una variedad de aplicaciones.

La fibra kraft, producida por un método químico de reducción a pulpa kraft, provee una fuente barata de fibra de celulosa que generalmente provee productos finales con buenas características de brillo y resistencia. Como tal, es ampliamente usada en aplicaciones de papel. Sin embargo, la fibra kraft estándar tiene una aplicabilidad limitada en aplicaciones posteriores, tales como la producción de derivados de celulosa, debido a la estructura química de la celulosa que resulta de la reducción a pulpa kraft estándar y del blanqueado. En general, la fibra kraft estándar contiene demasiada hemicelulosa residual y otros materiales que ocurren de manera natural y que pueden interferir con la subsiguiente modificación física y/o química de la fibra. Más aún, la fibra kraft estándar tiene una funcionabilidad química limitada, y es generalmente rígida y no es altamente comprimible.

En el proceso kraft estándar un reactivo químico al que se hace referencia como “licor blanco” se combina con virutas de madera en un digestor para llevar a cabo la deslignificación. La deslignificación se refiere al proceso en donde la lignina unida a la fibra de celulosa es removida debido a su alta solubilidad en una solución alcalina caliente. Este proceso es referido generalmente como el “cocinado”. Típicamente, el licor blanco es una solución acuosa alcalina de hidróxido de sodio (NaOH) y sulfuro de sodio (Na2S). Dependiendo de la especie de madera usada y el producto final deseado, el licor blanco es agregado a las virutas de madera en cantidad suficiente para proveer una carga alcalina total deseada sobre la base del peso seco de la madera.

Generalmente, la temperatura de la mezcla de madera/licor en el digestor se mantiene a aproximadamente 145°C a 170°C por un tiempo de reacción total de aproximadamente 1 - 3 horas. Cuando la digestión se completa la pulpa de madera kraft resultante se separa del licor gastado (licor negro) el cual incluye los productos químicos usados y la lignina disuelta. Convencionalmente, el licor negro es quemado en un proceso de recuperación kraft para recuperar los productos químicos de sodio y azufre para reutilizarlos.

En esta etapa, la pulpa kraft muestra un color parduzco característico debido a los residuos de lignina que permanecen en la fibra de celulosa. Después de la digestión y del lavado, la fibra es frecuentemente blanqueada para retirar lignina adicional y para blanquear y abrillantar la fibra. Debido a que los productos químicos del blanqueado son mucho más costosos que los químicos del cocinado, típicamente, tanta lignina como sea posible es retirada durante el proceso de cocinado. Sin embargo, se entiende que estos procesos necesitan ser balanceados debido a que la remoción de demasiada lignina puede aumentar la degradación de la celulosa. El número Kappa típico (la medida usada para determinar la cantidad de lignina residual en la pulpa) de la madera blanda después del cocinado y antes del blanqueado está en el rango de 28 a 32.

Después de la digestión y del lavado, la fibra es generalmente blanqueada en secuencias de etapas múltiples, lo cual tradicionalmente comprende pasos de blanqueado fuertemente alcalinos y fuertemente ácidos, que incluyen cuando menos un paso alcalino en o cerca del final de la secuencia del blanqueado. El blanqueado de la pulpa de madera es generalmente llevado a cabo con la intención de aumentar selectivamente la blancura o el brillo de la pulpa, típicamente por medio de la remoción de la lignina y otras impurezas, sin afectar negativamente las propiedades físicas. El blanqueado de las pulpas químicas, tal como las pulpas kraft, generalmente requieren de varias etapas de blanqueado diferentes para lograr un brillo deseado con una buena selectividad. Típicamente, una secuencia de blanqueado emplea etapas realizadas en rangos de pH alternantes. Esta alternación contribuye a la remoción de impurezas generadas en la secuencia de blanqueado, por ejemplo, por medio de la solubilización de los productos del rompimiento de la lignina. De este modo, en general, se espera que el usar una serie de etapas ácidas en una secuencia de blanqueado, tal como tres etapas ácidas en secuencia, no proveería el mismo brillo que las etapas ácidas/alcalinas alternantes, tal como ácida-alcalina-ácida. Por ejemplo, una secuencia DEDED típica produce un producto más brillante que una secuencia DEDAD (en donde A se refiere a un tratamiento ácido).

Tradicionalmente, las fuentes de celulosa que fueron útiles en la producción de productos absorbentes o tejidos también no eran útiles en la producción de derivados de celulosa posteriores, tales como éteres de celulosa y esteres de celulosa. La producción de derivados de celulosa de baja viscosidad a partir de materias primas de celulosa de alta viscosidad, tal como la fibra kraft estándar, requiere de pasos de fabricación adicionales que agregarían un costo importante mientras que imparten subproductos no deseados y reducen la calidad total del derivado de celulosa. El linter de algodón y las pulpas de sulfito de alto contenido de celulosa alfa, que generalmente tienen un alto grado de polimerización, son típicamente usados en la fabricación de derivados de celulosa tales como éteres y esteres de celulosa. Sin embargo, la producción de linteres de algodón y fibra de sulfito con un alto grado de polimerización (DP) y/o viscosidad es costosa debido a 1) el costo del material de inicio, en el caso de algodón; 2) los altos costos energéticos, químicos y del medio ambiente de la reducción a pulpa y el blanqueado, en el caso de las pulpas de sulfito; y 3) los procesos de purificación extensivos que se requieren, los cuales se aplican en ambos casos. Adicionalmente al alto costo, existe un declinante suministro de pulpas de sulfito disponibles en el mercado. De este modo, estas fibras son muy costosas, y tienen una aplicabilidad limitada en las aplicaciones de pulpa y papel, por ejemplo, en donde pueden requerirse pulpas de mayor pureza o mayor viscosidad. Para los fabricantes de derivados de celulosa estas pulpas constituyen una porción importante de su costo de fabricación total. De este modo, existe la necesidad de fibras de alta pureza, blancas, brillantes, y de bajo costo, tal como la fibra kraft, que puedan ser usadas en la producción de derivados de celulosa.

Existe tambien la necesidad de materiales de celulosa baratos que puedan ser usados en la fabricación de celulosa microcristalina. La celulosa microcristalina es ampliamente usada en alimentos, productos farmacéuticos, cosméticos, y aplicaciones industriales, y es una forma cristalina purificada de celulosa parcialmente despolimerizada. El uso de la fibra kraft en la producción de celulosa microcristalina, sin la adición de extensos pasos de procesamiento posteriores al blanqueado, ha estado hasta ahora limitado. La producción de celulosa microcristalina requiere generalmente de un material de inicio celulósico altamente purificado, el cual es hidrolizado con ácido para remover los segmentos amorfos de la cadena de celulosa. Ver la patente de los Estados Unidos de América No. 2,978,446 de Battista et al. y la patente de los Estados Unidos de América No. 5,346,589 de Braunstein et al. Un bajo grado de polimerización de las cadenas en la remoción de los segmentos amorfos de celulosa, denominado la “DP de estabilización,” es frecuentemente un punto de inicio para la producción de celulosa microcristalina y su valor numérico depende principalmente de la fuente y del procesamiento de las fibras de celulosa. La disolución de los segmentos no cristalinos de la fibra kraft estándar generalmente degrada la fibra a un grado que la vuelve inadecuada para la mayoría de aplicaciones debido a cuando menos una de 1) las impurezas remanentes; 2) una falta de segmentos cristalinos suficientemente largos; o 3) resulta en una fibra de celulosa que tiene un grado de polimerización demasiado alto, típicamente en el rango de 200 a 400, para hacerla útil en la producción de celulosa microcristalina. La fibra kraft que tiene un contenido de alfa celulosa aumentado, por ejemplo, sería deseable, ya que la fibra kraft puede proveer una mayor versatilidad en la producción de celulosa microcristalina y sus aplicaciones.

En la presente descripción, puede producirse fibra que tiene una o más de las propiedades descritas simplemente a través de la modificación de una reducción a pulpa kraft más un proceso de blanqueado. La fibra de la presente descripción supera muchas de las limitaciones asociadas con la fibra kraft conocida discutida aquí.

Los métodos de la presente descripción resultan en productos que tienen características que son muy sorprendentes y contrarias a aquellas mencionadas anteriormente sobre la base a las enseñanzas de la téenica anterior. De este modo, los métodos de la descripción pueden proveer productos que son superiores a los productos de la técnica anterior y que pueden ser producidos de manera más efectiva en cuanto a costos.

Descripción Detallada de Modalidades Preferidas de la Invención I. Métodos La presente descripción provee métodos novedosos para la producción de fibra de celulosa. El método comprende someter celulosa a un paso de reducción de pulpa kraft, un paso de deslignificación con oxígeno, y una secuencia de blanqueado. En una modalidad, las condiciones bajo las cuales la celulosa es procesada resultan en una fibra de madera blanda que presenta una alta blancura y un alto brillo mientras que mantiene un contenido alto de alfa celulosa.

La fibra de celulosa usada en los métodos descritos aquí puede derivarse a partir de fibra de madera blanda. La fibra de madera blanda puede derivarse de cualquier fuente conocida, que incluye pero no se limita a, pino, picea y abeto. En algunas modalidades, la fibra de celulosa se deriva de pino sureño.

Las referencias hechas en esta descripción a “fibra de celulosa” o “fibra kraft” son intercambiables excepto en donde se indica específicamente como diferente o si alguien capacitado en la técnica las entiende como diferentes.

En un método de la invención, la celulosa, preferiblemente el pino sureño, es digerido en un digestor hidráulico de dos recipientes con, un cocinado Lo-SolidsMR a un número kappa en el rango de desde aproximadamente 17 a aproximadamente 21. La pulpa resultante es sometida a deslignificación con oxígeno hasta que alcanza un número kappa de aproximadamente 8 o menos. Finalmente, la pulpa de celulosa es blanqueada en una secuencia de blanqueado de etapas múltiples hasta que alcanza una brillantez ISO de cuando menos aproximadamente 92.

En una modalidad, el método comprende digerir la fibra de celulosa en un digestor continuo con un arreglo a co-corriente y flujo descendente. El álcali efectivo de la carga de licor blanco es de cuando menos aproximadamente 16%, por ejemplo, al menos aproximadamente 16.4%, por ejemplo de cuando menos aproximadamente 16.7%, por ejemplo, cuando menos aproximadamente 17%, por ejemplo cuando menos aproximadamente 18%. En una modalidad, la carga del licor blanco es dividida con una porción de licor blanco siendo aplicada a la celulosa en el impregnador y el resto del licor blanco siendo aplicado a la pulpa en el digestor. De acuerdo con una modalidad, el licor blanco es aplicado en una proporción de 50:50. En otra modalidad, el licor blanco es aplicado en un rango de desde 90:10 a 30:70, por ejemplo en un rango de 50:50 a 70:30, por ejemplo 60:40. De acuerdo con una modalidad, el licor blanco es agregado al digestor en una serie de etapas. De acuerdo con una modalidad, la digestión es llevada a cabo a una temperatura de entre aproximadamente 160 °C (320 °F) a aproximadamente 168 °C (335 °F), por ejemplo, desde aproximadamente 163 °C (325 °F) a aproximadamente 165 °C (330 °F), por ejemplo, de aproximadamente 163 °C (325 °F) a aproximadamente 164 °C (328 °F), y la celulosa es tratada hasta que se alcanza un número kappa objetivo de entre aproximadamente 17 y aproximadamente 21. Mientras más alto que lo normal sea el álcali efectivo (“EA”) y mayor sea la temperatura alcanzada menor que lo normal será el número Kappa.

De acuerdo con una modalidad de la invención, el digestor es hecho funcionar con un aumento en el flujo de empuje el cual aumenta esencialmente la proporción de líquido a madera conforme la celulosa entra al digestor. Esta adición de licor blanco ayuda a mantener el digestor en un equilibrio hidráulico y ayuda a lograr una condición de flujo descendente continuo en el digestor.

En una modalidad, el método comprende la deslignificación con oxigeno de la fibra de celulosa después de que ha sido cocinada a un número kappa de aproximadamente 17 a aproximadamente 21 para reducir adicionalmente el contenido de lignina y reducir adicionalmente el número kappa, antes del blanqueado. La deslignificación por oxígeno puede ser llevada a cabo por medio de cualquier método conocido por aquellos capacitados en la téenica. Por ejemplo, la deslignificación por oxígeno puede ser una deslignificación con oxígeno en dos etapas, convencional. Ventajosamente, la deslignificación es llevada a cabo a un número kappa objetivo de aproximadamente 8 o menos, más particularmente aproximadamente 6 a aproximadamente 8.

En una modalidad, durante la deslignificación con oxígeno el oxígeno aplicado es menor de aproximadamente 2%, por ejemplo, menos de aproximadamente 1.9%, por ejemplo, menos de aproximadamente 1.7%. De acuerdo con una modalidad, se agrega producto caustico fresco a la celulosa durante la deslignificación por oxígeno. El caustico fresco puede ser agregado en una cantidad de desde aproximadamente 2.5% a aproximadamente 3.8%, por ejemplo, desde aproximadamente 3% a aproximadamente 3.2%. De acuerdo con una modalidad, la proporción de oxígeno a caustico es reducida sobre la producción de krafi estándar sin embargo la cantidad absoluta de oxígeno permanece siendo la misma. La deslignificación fue llevada a cabo a una temperatura de desde aproximadamente 93 °C (200 °F) a aproximadamente 104 °C (220 °F), por ejemplo, desde aproximadamente 96 °C (205 °F) a aproximadamente 102 °C (215 °F), por ejemplo, desde aproximadamente 98 °C (209 °F) a aproximadamente 94 °C (211 °F).

Después de que la fibra ha alcanzado un Número Kappa de aproximadamente 8 o menos, la fibra se somete a una secuencia de blanqueo de etapas múltiples. Los pasos de la secuencia de blanqueo de etapas múltiples pueden incluir cualquier serie de etapas convencionales o que se descubran después y pueden ser efectuados bajo condiciones convencionales.

En algunas modalidades, antes del blanqueado el pH de la celulosa se ajusta a un pH en el rango de desde aproximadamente 2 a aproximadamente 6, por ejemplo desde aproximadamente 2 a aproximadamente 5 o desde aproximadamente 2 a aproximadamente 4, o desde aproximadamente 2 a aproximadamente 3.

El pH puede ser ajustado usando cualquier ácido adecuado, tal como una persona capacitada en la técnica lo reconocería, por ejemplo, el ácido sulfúrico o ácido clorhídrico o filtrado procedente de una etapa de blanqueado ácido de un proceso de blanqueo, tal como una etapa de dióxido de cloro (D) de un proceso de blanqueado de etapas múltiples. Por ejemplo, la fibra de celulosa puede ser acidificada por medio de la adición de un ácido externo. Ejemplos de ácidos externos son conocidos en la técnica e incluyen, pero no se limitan a, ácido sulfúrico, ácido clorhídrico y ácido carbónico. En algunas modalidades, la fibra de celulosa es acidificada con un filtrado ácido, tal como un filtrado de desecho, procedente de un paso de blanqueado. En cuando menos una modalidad, la fibra de celulosa es acidificada con un filtrado ácido procedente de una etapa D de un proceso de blanqueado de etapas múltiples.

En algunas modalidades, la secuencia de blanqueado es una secuencia DEDED. En algunas modalidades, la secuencia de blanqueado es una D(EoP)D(EP)D. En algunas modalidades, la secuencia de blanqueado es una secuencia D0E1D1E2D2. En algunas modalidades, la secuencia de blanqueado es una secuencia D0(EoP)DlE2D2. En algunas modalidades la secuencia de blanqueado es una secuencia D0(EO)D1E2D2.

De acuerdo con una modalidad, la celulosa es sometida a una secuencia de blanqueado D(EoP)D(EP)D. De acuerdo con una modalidad, la primera etapa D (D0) de la secuencia de blanqueado es llevada a cabo a una temperatura de cuando menos aproximadamente 57 °C (135 °F), por ejemplo de cuando menos aproximadamente 60 °C (140 °F), por ejemplo cuando menos aproximadamente 65 °C (150 °F), por ejemplo, de cuando menos aproximadamente 71 °C (160 °F) y un pH de menos de aproximadamente 3, por ejemplo de aproximadamente 2.5. El dióxido de cloro es aplicado en una cantidad mayor de aproximadamente 1%, por ejemplo, mayor de aproximadamente 1.2%, por ejemplo aproximadamente 1.5%. El ácido es aplicado a la celulosa en una cantidad suficiente para mantener el pH, por ejemplo, en una cantidad de cuando menos aproximadamente 9.07 kg/ton (20 libras/tonelada), por ejemplo, cuando menos aproximadamente 10.43 kg/ton (23 libras/tonelada), por ejemplo, cuando menos aproximadamente 11.34 kg/ton (25 libras/tonelada).

De acuerdo con una modalidad, la primera etapa E (Ei) es llevada a cabo a una temperatura de cuando menos aproximadamente 77 °C (170 °F), por ejemplo de cuando menos aproximadamente 78 °C (172 °F) y a un pH mayor de aproximadamente 11, por ejemplo, mayor que 11.2, por ejemplo aproximadamente 11.4. El caustico es aplicado en una cantidad mayor a aproximadamente 0.8%, por ejemplo, mayor que aproximadamente 1.0% por ejemplo aproximadamente 1.25%. El oxígeno es aplicado a la celulosa en una cantidad de cuando menos aproximadamente 4.3 kg/ton (9.5 libras/tonelada), por ejemplo, cuando menos aproximadamente 4.54 kg/ton (10.5 libras/tonelada), por ejemplo, cuando menos aproximadamente 4.76 kg/ton (10.5 libras/tonelada). El peróxido de hidrógeno es aplicado a la celulosa en una cantidad de cuando menos aproximadamente 3.18 kg/ton (7 libras/ton), por ejemplo cuando menos aproximadamente de 3.31 kg/ton (7.3 libras/ton), por ejemplo, cuando menos aproximadamente 3.4 kg/ton (7.5 libras/tonelada), por ejemplo, cuando menos aproximadamente 3.6 kg/ton (8 libras/tonelada), por ejemplo, cuando menos aproximadamente 4.08 kg/ton (9 libras/tonelada). Un téenico capacitado en la técnica reconocerá que cualquier compuesto de peroxígeno conocido puede ser usado para reemplazar algo o la totalidad de peróxido de hidrógeno.

En algunas modalidades, el número kappa puede ser más alto que lo normal después de la primera etapa D. De acuerdo con una modalidad de la invención, el número kappa después de la etapa D(EoP) es de aproximadamente 2.2 o menos.

De acuerdo con una modalidad, la segunda etapa D (Di) de la secuencia de blanqueado es llevada a cabo a una temperatura de cuando menos aproximadamente 77 °C (170 °F), por ejemplo cuando menos aproximadamente 79 °C (175 °F), por ejemplo, cuando menos aproximadamente 82 °C (180 °F), y un pH de menos de aproximadamente 4, por ejemplo aproximadamente 3.7. El dióxido de cloro es aplicado en una cantidad de menos de aproximadamente 1%, por ejemplo, menos de aproximadamente 0.8%, por ejemplo, aproximadamente 0.7%. El caustico es aplicado a la celulosa en una cantidad efectiva para ajustar al pH deseado, por ejemplo, en una cantidad de menos de aproximadamente 0.14 kg/ton (0.3 libras/tonelada), por ejemplo, menos de aproximadamente 0.09 kg/ton (0.2 libras/tonelada), por ejemplo, aproximadamente 0.07 kg/ton (0.15 libras/tonelada).

De acuerdo con una modalidad, la segunda etapa E (E2), es llevada a cabo a una temperatura de cuando menos aproximadamente 77 °C (170 °F), por ejemplo cuando menos aproximadamente 78 °C (172 °F) y a un pH mayor de aproximadamente 10.5, por ejemplo, mayor que aproximadamente 11, por ejemplo mayor que aproximadamente 11.5. El caustico es aplicado en una cantidad de menos de aproximadamente 0.6%, por ejemplo, menos de aproximadamente 0.5%, por ejemplo aproximadamente 0.4%. El peróxido de hidrogeno es aplicado a la celulosa en una cantidad de menos de aproximadamente 0.3%, por ejemplo, menos de aproximadamente 0.2%, por ejemplo aproximadamente 0.1%. Los téenicos capacitados en la técnica reconocerán que cualquier compuesto de peroxígeno conocido puede ser usado para remplazar algo o todo el peróxido de hidrógeno.

De acuerdo con una modalidad, la tercera etapa D (D2) de la secuencia de blanqueado es llevada a cabo a una temperatura de cuando menos aproximadamente 77 °C (170 °F), por ejemplo cuando menos aproximadamente 79 °C (175 °F), por ejemplo, cuando menos aproximadamente 82 °C (180°F) y a un pH de menos de aproximadamente 5.5, por ejemplo menos de aproximadamente 5.0. El dióxido de cloro es aplicado en una cantidad de menos de aproximadamente 0.5%, por ejemplo, menos de aproximadamente 0.3%, por ejemplo aproximadamente 0.15%.

En algunas modalidades, el proceso de blanqueado es realizado bajo condiciones para lograr un brillo ISO final y objetivo de cuando menos aproximadamente 91%, por ejemplo, cuando menos aproximadamente 92%, por ejemplo, cuando menos aproximadamente 93%.

De acuerdo con una modalidad, la densidad aparente de la fibra kraft de la invención es de cuando menos aproximadamente 0.59 g/cm , por ejemplo, cuando menos aproximadamente 0.60 g/cm , por ejemplo, cuando menos aproximadamente 0.65 g/cm . La densidad aparente se refiere a la densidad de la fibra de pulpa después de que ha sido densificada sobre un secador. El espesor del tablero de fibra kraft es menor de aproximadamente 1.2 mm, por ejemplo, menor de aproximadamente 1.19 mm, por ejemplo, menor de aproximadamente 1.18 mm. De acuerdo con una modalidad, el espesor puede ser obtenido por medio del aumento de la carga de la calandra a 300 pli.

En algunas modalidades, cada etapa del proceso de blanqueado en cinco etapas incluye cuando menos un mezclador, un reactor, y un lavador (tal como se conoce por aquellos capacitados en la técnica).

En algunas modalidades, la descripción provee un método para producir pasta fluff, que comprende proveer fibra kraft de la descripción y posteriormente producir una pulpa en copos. Por ejemplo, el método comprende el blanquear fibra kraft en un proceso de blanqueado de etapas múltiples, y después formar una pasta fluff. En cuando menos una modalidad, la fibra no es refinada después del proceso de blanqueado de etapas múltiples.

En algunas modalidades, la fibra kraft es combinada con cuando menos un polímero súper absorbente (SAP). En algunas modalidades, el SAP puede ser un reductor de olor.

Ejemplos de SAP que pueden ser usados de acuerdo con la descripción incluyen, pero no se limitan a HysorbMR , vendido por la compañía BASF, Aqua Keep® vendido por la compañía Sumitomo, y FAVOR®, vendido por la compañía Evonik.

II. Fibras Kraft Se hace referencia aquí a fibra kraft, fibra kraft blanqueada, pasta kraft o pulpa kraft blanqueada “estándar”, “convencional”, o “tradicional”. Tal fibra o pulpa frecuentemente es descrita como un punto de referencia para definir las propiedades mejoradas de la presente invención. Como se utilizan aquí, estos términos son intercambiables y se refieren a la fibra o pulpa que es idéntica en composición a, y es procesada en una manera similar a, la estándar. Tal como se utiliza aquí, un proceso kraft estándar incluye tanto una etapas de cocinado y una etapa de blanqueado bajo las condiciones reconocidas por la téenica. El procesamiento kraft estándar no incluye una etapa de pre hidrólisis previa a la digestión.

Las características físicas (por ejemplo, pureza, brillo, longitud de fibra y viscosidad) de la fibra de celulosa kraft mencionadas en la descripción son medidas de acuerdo con los protocolos provistos en la sección de Ejemplos.

La fibra kraft de la descripción tiene un brillo de cuando menos aproximadamente 91%, aproximadamente 92% o aproximadamente 93% ISO. En algunas modalidades, el brillo es de aproximadamente 92%. En algunas modalidades, el brillo varía en el rango de desde aproximadamente 91% a aproximadamente 93%, o desde aproximadamente 92% a aproximadamente 93%.

La fibra kraft de la descripción tiene una blancura CIE de cuando menos aproximadamente 84, por ejemplo, cuando menos aproximadamente 85, por ejemplo, cuando menos aproximadamente 86, por ejemplo, cuando menos aproximadamente 87. La blancura CIE es medida de acuerdo con el Método TAPPI T560.

En algunas modalidades, celulosa de acuerdo con la presente invención tiene un valor R18 en el rango de desde aproximadamente 87.5% a aproximadamente 88.4%, por ejemplo el R18 tiene un valor de cuando menos aproximadamente 88.0%, por ejemplo aproximadamente 88.1%.

En algunas modalidades, fibra kraft de acuerdo con la descripción tiene un valor RIO dentro del rango de aproximadamente 86% a aproximadamente 87.5%, por ejemplo desde aproximadamente 86.0% a aproximadamente 87.0%, por ejemplo desde aproximadamente 86.2% a aproximadamente 86.8%. El contenido de R18 y RIO es descrito en TAPPI T235. RIO representa el material residual, no disuelto, que permanece después de la extracción de la pulpa con 10 por ciento en peso de caustico y R18 representa la cantidad residual de material no disuelto y dejado después de la extracción de la pulpa con una solución caustica al 18%. Generalmente, en una solución caustica al 10%, la hemicelulosa y la celulosa de cadena corta degradada químicamente son disueltas y removidas en solución. En contraste, generalmente solo la hemicelulosa es disuelta y removida en una solución caustica al 18%. De este modo, la diferencia entre el valor de RIO y el valor de R18, (R= R18 - RIO), representa la cantidad de celulosa de cadena corta degradada químicamente que está presente en la muestra de pulpa.

En algunas modalidades, fibra de celulosa modificada tiene una solubilidad caustica S10 dentro del rango de desde aproximadamente 12.5% a aproximadamente 14.5% o desde aproximadamente 13% a aproximadamente 14%. En algunas modalidades, la fibra de celulosa modificada tiene una solubilidad caustica SI 8 que varía dentro del rango de aproximadamente 11.5% a aproximadamente 14%, o desde aproximadamente 12% a aproximadamente 13%.

En algunas modalidades, la fibra kraft de la descripción es más comprimible y/o estampable que la fibra kraft estándar. En algunas modalidades, la fibra kraft puede ser usada para producir estructuras que sean más delgadas y/o tengan una mayor densidad que las estructuras producidas con cantidades equivalentes de fibra kraft estándar.

En algunas modalidades, la fibra kraft de la descripción puede ser formada en láminas de pulpa y prensada y comprimida. Estas láminas de pulpa tienen una densidad de aproximadamente 0.59 g/cc o mayor, por ejemplo, aproximadamente 0.59-0.60 g/cc y un espesor de menos de aproximadamente 1.2 mm, por ejemplo, menos de aproximadamente 1.9 mm, por ejemplo, menos de aproximadamente 1.18 mm.

La presente descripción provee fibra kraft con una viscosidad baja y ultra baja. A menos de que se especifique lo contrario, “viscosidad” tal como se usa aquí se refiere a la viscosidad de capilaridad CED al 0.5%, medida de acuerdo con TAPPI T230-om99 tal como se hace referencia en los protocolos.

A menos de que se especifique lo contrario, “DP,” tal como se utiliza aquí, se refiere al grado promedio de polimerización en peso (DPw) calculado a partir de la viscosidad CED de capilaridad al 5% medida de acuerdo con TAPPI T230-om99. Ver, por ejemplo J.F. Cellucon Conference in The Chemistry and Processing of Wood and Plant Fibrous Materials, p. 155, protocolo de prueba 8, 1994 (Woodhead publishing Ltd. Abington Hall, Abinton Cambridge CBI 6AH England, J.F. Kennedy et al eds.) “Bajo DP” significa un DP dentro del rango de aproximadamente 1160 a aproximadamente 1860 o una viscosidad dentro del rango de aproximadamente 7 a aproximadamente 13 mPa s. Fibras con “Ultra bajo DP” significan un DP dentro del rango de desde aproximadamente 350 a aproximadamente 1160 o una viscosidad dentro del rango de desde aproximadamente 3 a aproximadamente 7 mPa s.

En algunas modalidades, la fibra de celulosa modificada tiene una viscosidad dentro del rango de desde aproximadamente 7.0 mPa-s a aproximadamente 10 mPa-s. En algunas modalidades, la viscosidad varía desde aproximadamente 7.5 mPa s a aproximadamente 10 mPa s. En algunas modalidades, la viscosidad varía desde aproximadamente 7.0 mPa»s a aproximadamente 8 mPa s. En algunas modalidades, la viscosidad varía desde aproximadamente 7.0 mPa s a aproximadamente 7.5 mPa s. en algunas modalidades la viscosidad es menor a 10 mPa s, menor a 8 mPa s, menor a 7.5 mPa s, menor a 7 mPa s, o menor a 6.5 mPa s.

En algunas modalidades, la fibra kraft de la descripción mantiene su longitud de fibra durante el proceso de blanqueado.

Los términos “longitud de fibra” y la “longitud de fibra promedio” son usados intercambiablemente cuando se utilizan para describir la propiedad de una fibra y significan la longitud de fibra promedio de longitud pesada. De este modo, por ejemplo, una fibra que tiene una longitud de fibra promedio de de 2 mm deberá entenderse que significa una fibra que tiene una longitud de fibra promedio de longitud pesada de 2 mm.

En algunas modalidades, cuando la fibra kraft es una fibra de madera blanda, la fibra de celulosa tiene una longitud de fibra promedio, según se mide de acuerdo con el Protocolo de Prueba 12, descrito en la sección de Ejemplos que se presenta más adelante, que es de aproximadamente 2 mm o mayor. En algunas modalidades, la longitud de fibra promedio no es mayor que aproximadamente 3.7 mm. En algunas modalidades, la longitud de fibra promedio es de cuando menos aproximadamente 2.2 mm, aproximadamente 2.3 mm, aproximadamente 2.4 mm, aproximadamente 2.5 mm, aproximadamente 2.6 mm, aproximadamente 2.7 mm, aproximadamente 2.8 mm, aproximadamente 2.9 mm, aproximadamente 3.0 mm, aproximadamente 3.1 mm, aproximadamente 3.2 mm, aproximadamente 3.3 mm, aproximadamente 3.4 mm, aproximadamente 3.5 mm, aproximadamente 3.6 mm, o aproximadamente 3.7 mm. En algunas modalidades, la longitud de fibra promedio está en el rango de aproximadamente 2 mm a aproximadamente 3.7 mm, o desde aproximadamente 2.2 mm a aproximadamente 3.7 mm.

En algunas modalidades, la fibra kraft modificada de la descripción tiene un contenido carboxilo aumentado con relación a la fibra kraft estándar.

En algunas modalidades, la fibra de celulosa modificada tiene un contenido de carboxilo dentro del rango de aproximadamente 2 meq/100 g a aproximadamente 4 meq/100 g. En algunas modalidades, el contenido de carboxilo está dentro del rango de aproximadamente 3 meq/100g a aproximadamente 4 meq/100g. En algunas modalidades, el contenido carboxilo es de cuando menos aproximadamente 2 meq/100 g, por ejemplo, cuando menos aproximadamente 2.5 meq/100g, por ejemplo, cuando menos aproximadamente 3.0 meq/100g, por ejemplo, cuando menos aproximadamente 3.5 meq/100g.

La fibra kraft de la descripción puede ser más flexible que la fibra kraft estándar, y puede ser alargada y/o doblada y/o mostrar una elasticidad y/o evacuación incrementada de la humedad. Adicionalmente, se espera que la fibra kraft de la descripción sería mucho más blanda que la fibra kraft estándar, mejorando su aplicabilidad en aplicaciones de productos absorbentes, por ejemplo, tales como en aplicaciones de pañales o vendajes.

III. Productos hechos a partir de fibras kraft La presente descripción provee productos hechos a partir de la fibra kraft descrita aquí. En algunas modalidades, los productos son aquellos hechos típicamente a partir de fibra kraft estándar. En otras modalidades, los productos son aquellos hechos típicamente a partir de linteres de algodón, pasta kraft de pre-hidrólisis o pulpa de sulfito. Más específicamente, la fibra de la presente invención puede ser usada, sin modificación adicional, en la producción de productos absorbentes y como un material de inicio en la preparación de derivados químicos, tales como éteres y esteres. Hasta ahora, no ha estado disponible fibra que haya sido útil para reemplazar tanto celulosa de alto contenido alfa tal como la pasta de algodón y la pulpa de sulfito, como también la fibra kraft tradicional.

Frases tales como “que puede ser sustituida por linter de algodón (o pulpa de sulfito)...” e “intercambiable con linter de algodón (o pulpa de sulfito)...” y “que puede(n) ser usada(s) en lugar del linter de algodón (o pulpa de sulfito).. y similares solo significan que la fibra tiene propiedades adecuadas para su uso en la aplicación final normalmente hecha usando linter de algodón (o pulpa de sulfito o fibra kraft de pre-hidrolisis). La frase no tiene la intención de significar que la fibra necesariamente tiene todas las mismas características que el linter de algodón (o pulpa de sulfito).

En algunas modalidades, los productos son productos absorbentes, que incluyen, pero no se limitan a, dispositivos médicos, que incluyen el cuidado de heridas (por ejemplo, vendajes), almohadillas de lactancia y pañales de bebé, productos para la incontinencia adulta, productos de higiene femenina, que incluyen, por ejemplo tampones y toallas sanitarias, productos no tejidos tendidos al aire, compuestos tendidos al aire, limpiadores de “mesa”, servilletas, pañuelos, toallas y similares. Los productos absorbentes de acuerdo con la descripción pueden ser desechables. En esas modalidades, la fibra de acuerdo con la invención puede ser usada como un sustituto total o parcial para la fibra de madera blanda o madera dura blanqueada que es típicamente usada en la producción de estos productos.

En algunas modalidades, la fibra kraft de la presente invención está en la forma de pulpa en copos y tiene una o más propiedades que hacen que la fibra kraft sea más efectiva que las pulpas en copos convencionales en productos absorbentes. Más específicamente, la fibra kraft de la presente invención puede tener una compresibilidad mejorada la cual la hace deseable como un sustituto para la fibra de pulpa en copos que está disponible actualmente. Debido a la compresibilidad mejorada de la fibra de la presente descripción, esta es útil en modalidades las cuales buscan producir estructuras absorbentes más delgadas y más compactas. Alguien capacitado en la téenica, al entender la naturaleza comprimible de la fibra de la presente descripción, podría imaginar al momento productos absorbentes en los cuales esta fibra podría ser usada. Como medio de ejemplo, en algunas modalidades, la descripción provee un producto de higiene ultra delgado que comprende la fibra kraft de la descripción. Los núcleos en copos ultra delgados son típicamente usados en, por ejemplo, en productos de higiene femenina o pañales de bebé. Otros productos que podrían ser producidos con la fibra de la presente descripción podrían ser cualquier cosa que requiera un núcleo absorbente o una capa absorbente comprimida. Cuando se comprime, la fibra de la presente invención no muestra una pérdida sustancial de absorbencia, sino que muestra una mejora en la flexibilidad.

La fibra de la presente invención puede, sin modificación adicional, también ser usada en la producción de productos absorbentes que incluyen, pero no se limitan a, pañuelos, toallas, servilletas y otros productos de papel los cuales se forman sobre una máquina de fabricación de papel tradicional. Los procesos de fabricación de papel tradicionales involucran la preparación de una lechada de fibra acuosa la cual es depositada típicamente sobre un alambre de formación en donde el agua es removida posteriormente. Las fibras kraft de la presente descripción pueden proveer características de producto mejoradas en los productos que incluyan estas fibras.

En algunas modalidades, el kraft modificado de la presente descripción, sin una modificación adicional, puede ser usado en la fabricación de éteres de celulosa (por ejemplo, carboximetilcelulosa) y esteres como un sustituto total o parcial de fibra con un DP muy alto desde aproximadamente 2950 a aproximadamente 3980 (esto es, fibra que tiene una viscosidad, según se mide por Capilaridad CED de 0.5%, dentro de un rango de desde aproximadamente 30 mPa s a aproximadamente 60 mPa s) y un muy alto porcentaje de celulosa (por ejemplo 95% o mayor) tal como aquellos derivados de linteres de algodón y a partir de fibras de madera blanda blanqueadas y producidas por el proceso de reducción de pulpa de sulfito ácido.

En algunas modalidades, la descripción provee una fibra kraft que puede ser usada como un sustituto total o parcial para linter de algodón o la pulpa de sulfito. En algunas modalidades, esta descripción provee una fibra kraft que puede ser usada como un sustituto para linter de algodón o la pulpa de sulfito, por ejemplo, en la fabricación de éteres de celulosa, acetatos de celulosa y celulosa microcristalina.

En algunas modalidades, la fibra kraft es adecuada para la fabricación de éteres de celulosa. De este modo, la descripción provee un éter de celulosa derivado de una fibra kraft tal como se describió. En algunas modalidades, el éter de celulosa es elegido a partir de etilcelulosa, metilcelulosa, hidroxipropil celulosa, carboximetil celulosa, hidroxipropil metilcelulosa, e hidroximetil metil celulosa. Se cree que los éteres de celulosa de la descripción pueden ser usados en cualquier aplicación en donde los éteres de celulosa son usados tradicionalmente. Por ejemplo, y no como una forma de limitación, los éteres de celulosa de la descripción pueden ser usados en revestimientos, tintas, aglutinantes, tabletas de fármacos de liberación controlada, y películas.

En algunas modalidades, la fibra krafit es adecuada para la fabricación de esteres de celulosa. De este modo, la descripción provee un éster de celulosa, tal como un acetato de celulosa, derivado de las fibras kraft de la descripción. En algunas modalidades, la descripción provee un producto que comprende un acetato de celulosa derivado de la fibra kraft de la descripción. Por ejemplo, y no como una forma de limitación, los esteres de celulosa de la descripción pueden ser usados en, mobiliario para el hogar, cigarrillos, tintas, productos absorbentes, dispositivos médicos, y plásticos que incluyen, por ejemplo pantallas LCD y de plasma, así como también parabrisas.

En algunas modalidades, la fibra kraft es adecuada para la fabricación de celulosa microcristalina. La producción de celulosa microcristalina requiere un material celulósico de inicio altamente purificado y relativamente limpio. Como tal, tradicionalmente, las pulpas de sulfito costosas han sido predominantemente usadas para su producción. La presente descripción provee celulosa microcristalina derivada de la fibra kraft de la descripción. De este modo, la descripción provee una fuente de celulosa efectiva en costos para la producción de celulosa microcristalina. En algunas modalidades, la celulosa microcristalina se deriva de fibra kraft que tiene un valor de R18 dentro del rango de desde aproximadamente 87.5% a aproximadamente 90%, por ejemplo desde aproximadamente 88% a aproximadamente 90%, por ejemplo desde aproximadamente 88% a aproximadamente 89%.

La celulosa de la descripción puede ser usada en cualquier aplicación en la que la celulosa microcristalina haya sido tradicionalmente usada. Por ejemplo, y no como medio de limitación, la celulosa de la descripción puede ser usada en aplicaciones farmacéuticas o nutracéuticas, aplicaciones en alimentos, aplicaciones cosméticas, aplicaciones de papel, o como un compuesto estructural. Por ejemplo, la celulosa de la descripción puede ser un agente aglutinante, diluyente, desintegrador, lubricante, coadyuvante de tabletas, estabilizador, agente de texturización, reemplazo de grasa, agente de carga, agente antiaglomerante, agente de espumado, emulsificadores, espesante, agentes de separación, agentes gelificación, material portadores, opacificante, o modificador de la viscosidad. En algunas modalidades, la celulosa microcristalina es un coloide.

En algunas modalidades, la fibra kraft de la invención es adecuada para la fabricación de viscosa. De este modo, la descripción provee una fibra de viscosa derivada de una fibra kraft tal como se describió. En algunas modalidades, la fibra de viscosa es producida a partir de la fibra kraft de la presente descripción que es tratada con álcali y disulfuro de carbono para hacer una solución llamada viscosa, la cual es entonces hilada en ácido sulfúrico diluido y sulfato de sodio para reconvertir la viscosa en celulosa. Se cree que la fibra de viscosa de la descripción puede ser usada en cualquier aplicación en la cual la fibra de viscosa es usada tradicionalmente. Por ejemplo, y no como medio de limitación, la fibra de viscosa de la descripción puede ser usada en rayón, celofán, filamentos, envoltura de alimentos y cuerdas de neumáticos.

En algunas modalidades, la fibra kraft de la invención es adecuada para la fabricación de nitrocelulosa. De este modo, la descripción provee una nitrocelulosa derivada a partir de una fibra kraft tal como se describió. En algunas modalidades, la nitrocelulosa es producida a partir de la fibra kraft de la presente descripción que es tratada con ácido sulfúrico y ácido nítrico o algún otro compuesto de nitración. Se cree que la nitrocelulosa de la descripción puede ser usada en cualquier aplicación en donde la nitrocelulosa es usada tradicionalmente. Por ejemplo, y no como forma de limitación, la nitrocelulosa de la descripción puede ser usada en municiones, algodón pólvora, barniz de uñas, revestimientos, y lacas.

Otros productos que comprenden derivados de celulosa y celulosa microcristalina derivada de fibras kraft de acuerdo con la descripción también pueden ser imaginados por personas capacitadas en la téenica. Tales productos pueden ser encontrados, por ejemplo, en aplicaciones cosméticas e industriales.

Como se utiliza aquí el término, “aproximadamente” tiene la intención de explicar variaciones debidas a error experimental. Se entiende que todas las mediciones que van a ser modificadas por la palabra “aproximadamente,” ya sea que se mencione o no de manera explícita el término “aproximadamente,” a menos de que se especifique lo contrario. De este modo, por ejemplo, la afirmación “una fibra que tiene una longitud de 2 mm” se entiende que significa “una fibra que tiene una longitud de aproximadamente 2 mm”.

En los ejemplos que se presentan a continuación se establecen detalles de una o más modalidades no limitantes de la invención. Otras modalidades de la invención deben ser claras para aquellos capacitados en la téenica después de la consideración de la presente descripción.

Ejemplos A. Protocolos de Prueba 1. La solubilidad del caustico (RIO, S10, R18, SI 8) se midió de acuerdo con TAPPI T235-cm00. 2. El contenido de carboxilo se midió de acuerdo con TAPPI T237-cm98. 3. El contenido de aldehido se midió de acuerdo con Econotech Services LTD, con el procedimiento del propietario ESM 055B. 4. El número de cobre se midió de acuerdo con TAPPI T430-cm99. 5. El contenido de carbonilo se calculó a partir del Número de Cobre según la fórmula: carbonilo = (No. de Cu - 0.07)/0.6, a partir de Biomacromolecules 2002, 3, 969-975. 6. La viscosidad de Capilaridad CED al 0.5% se midió según TAPPI T230-om99. 7. La viscosidad intrínseca se midió de acuerdo con la norma ASTM DI 795 (2007). 8. El DP se calculó a partir de la Viscosidad de Capilaridad CED de al 0.5% de acuerdo con la fórmula: DPw= -449.6 + 598.4 ln(Capilaridad CED al 0.5%) + 118.021n2(Capilaridad CED al 0.5%), a partir de la Cellucon Conference de 1994 publicada en The Chemistrv and Processing of Wood And Plant Fibrous Material, p. 155, Woodhead Publishing Ltd, Abington Hall, Abington, Cambridge CBI 6 AH, England, J.F. Kennedy, et al. Editores. 9. Los carbohidratos se midieron de acuerdo con el TAPPI T249-cm00 con el análisis por cromatografía de iones Dionex. 10. El contenido de celulosa se calculó a partir de la composición de carbohidratos de acuerdo con la fórmula: Celulosa = Glucano-(Mannan/3), del TAPPI 10urnal 65(12):78-80 1982. 11. El contenido de hemicelulosa se calculó a partir de la suma de azucares menos el contenido de celulosa. 12. La longitud y tosquedad de la fibra se determinaron en un Fiber Quality AnalyzerMR de OPTEST, Hawkesbury, Ontario, de acuerdo con los procedimientos estándar del fabricante. 13. Los extractos del DCM (diclorometano) se determinaron según TAPPI T204-cm97. 14. El contenido de fierro se determinó por digestión de ácido y análisis por ICP. 15. El contenido de ceniza se determinó de acuerdo con TAPPI T21 l-om02. 16. El peróxido residual se determinó de acuerdo con el procedimiento Interox. 17. El brillo se determinó de acuerdo con TAPPI T525-om02. 18. La porosidad se determinó de acuerdo con TAPPI 460-om02. 19. La longitud de la fibra y el factor de forma se determinaron con un L&W Fiber Tester de Lorentzen & Wetter, Kista, Suecia, según los procedimientos estándares del fabricante. 20. La suciedad y fibras crudas se determinaron de acuerdo con TAPPI T213-om01. 21. La blancura CIE se determinó de acuerdo con el método TAPPI T560.

Ejemplo 1 Métodos de Preparación de las Fibras de la Descripción Celulosa de pino sureño fue digerida en un digestor continuo con un flujo del licor a co-corriente que opera a una velocidad de producción de pulpa de 1599 T/D. 16.7% de álcali efectivo fue agregado a la pulpa. La carga de licor blanco fue distribuida entre el impregnador y el digestor con una mitad de la carga siendo aplicada en cada uno. Se alcanzó un número kappa de 20.6.

La fibra de celulosa fue entonces lavada y deslignificada con oxígeno en un proceso convencional de deslignificación con oxígeno en dos etapas. Se aplicó oxígeno a una velocidad de 1.6% y se aplicó caustico a una velocidad de 2.1%. La deslignificación fue llevada a cabo a una temperatura de 205.5°. El número Kappa como se midió en la bandeja de mezcla fue 7.6.

La pulpa deslignificada fue sometida a blanqueado en una planta de blanqueo de cinco etapas, con una secuencia de D(EOP)D(EP)D. La primera etapa D (D0) fue llevada a cabo a una temperatura de 62.3 °C (144.3 °F) y a un pH de 2.7. El dióxido de cloro fue aplicado en una cantidad de 0.9%. Se aplicó ácido en una cantidad de 8.07 kg/ton (17.8 libras/tonelada).

La primera etapa E (Ei) fue llevada a cabo a una temperatura de 72.7°C (162.9°F) a un pH de 11.2. El caustico se aplicó en una cantidad de 0.8%. Se aplicó oxígeno en una cantidad de 4.9 kg/ton (10.8 libras/tonelada). El peróxido de hidrogeno fue aplicado en una cantidad de 3.04 kg/ton (6.7 libras/tonelada).

La segunda etapa D (Di) fue llevada a cabo a una temperatura de aproximadamente 71.7 °C (161.2 °F) a un pH de 3.2. El dióxido de cloro fue aplicado en una cantidad de 0.7%. El caustico fue aplicado en una cantidad de 0.32 kg/tonelada (0.7 libras/tonelada).

La segunda etapa E (E2) fue llevada a cabo a una temperatura de 73.7 °C (164.8°F) a un pH de 10.7. El caustico fue aplicado en una cantidad de 0.15%. El peróxido de hidrogeno fue en una cantidad de 0.14%.

La tercera etapa D (D2) fue llevada a cabo a una temperatura de 80.3°C (176.6°F) a un pH de 4.9. El dióxido de cloro fue aplicado en una cantidad de 0.17%.

Los resultados se presentan en la tabla siguiente.

Tabla 1 Ejemplo 2 Celulosa de pino sureño fue digerida en un digestor continuo con un flujo de licor a co-corriente que opera a una velocidad de producción de pulpa de 1676 T/D. 16.5% de álcali efectivo fue agregado a la pulpa. La carga de licor blanco fue distribuida entre el impregnador y el digestor con una mitad de la carga siendo aplicada en cada una. Se alcanzó un número kappa de 20.9.

La fibra de celulosa fue entonces lavada y deslignificada con oxígeno en un proceso convencional de deslignificación con oxígeno en dos etapas. El oxígeno fue aplicado a una proporción de 2% y el caustico fue aplicado a una proporción de 2.9%. La deslignificación fue llevada a cabo a una temperatura de 206.1°. El número Kappa tal como se midió en la bandeja de mezcla fue 7.3.

La pulpa deslignificada fue blanqueada en una planta de blanqueado de cinco etapas, con una secuencia de D(EOP)D(EP)D. La primera etapa D (D0) fue llevada a cabo a una temperatura de 62.26 °C (144.06 °F) y a un pH de 2.3. El dióxido de cloro fue aplicado en una cantidad de 1.9%. Se aplicó ácido en una cantidad de 16.5 kg/ton (36.5 libras/tonelada).

La primera etapa E (Ei) fue llevada a cabo a una temperatura de 80.1°C (176.2°F) y a un pH de 11.5. El caustico fue aplicado en una cantidad de 1.1%. Se aplicó oxígeno en una cantidad de 4.94 kg/ton (10.9 libras/tonelada). El peróxido de hidrógeno fue aplicado en una cantidad de 3.72 kg/ton (8.2 libras/tonelada).

La segunda etapa D (Di) fue llevada a cabo a una temperatura de 81.56°C (178.8°F) a un pH de 3.8. El dióxido de cloro fue aplicado en una cantidad de 0.8%. El caustico fue aplicado en una cantidad de 0.3 kg/ton (0.07 libras/tonclada).

La segunda etapa E (E2) fue llevada a cabo a una temperatura de 81.3°C (178.5°F) y a un pH de 10.8. El caustico fue aplicado en una cantidad de 0.17%. El peróxido de hidrogeno fue en una cantidad de 0.07%.

La tercera etapa D (D2) fue llevada a cabo a una temperatura de 84.3 °C (184.7 °F) y un pH de 5.0. El dióxido de cloro fue aplicado en una cantidad de 0.14%.

Los resultados se muestran en la tabla siguiente.

Tabla 2 Ejemplo 3 Celulosa de pino sureño fue digerida en un digestor continuo con un flujo de licor a co-corriente que trabaja a una velocidad de producción de pulpa de 1715 T/D. Se agregó 16.9% de álcali efectivo a la pulpa. La carga de licor blanco fue distribuida entre el impregnador y el digestor con una mitad de la carga siendo aplicada en cada uno. La digestión fue llevada a cabo a una temperatura de 165.11°C (329.2°F). Se alcanzó un número kappa de 19.4.

La fibra de celulosa fue entonces lavada y se deslignificó con oxígeno en un proceso convencional de deslignificación con oxígeno en dos etapas. El oxígeno fue aplicado en una proporción de 2% y el caustico se aplicó en una proporción de 3.2%. La deslignificación fue llevada a cabo a una temperatura de 209.4°. El número kappa según se midió en la bandeja de mezcla fue 7.5.

La pulpa deslignificada fue blanqueada en una planta de blanqueado de cinco etapas, con una secuencia D(EOP)D(EP)D. La primera etapa D (Do) fue llevada a cabo a una temperatura de 61.6 °C (142.9 °F) a un pH de 2.5. El dióxido de cloro fue aplicado en una cantidad de 1.3%. Se aplicó acido en una cantidad de 11.07 kg/ton (24.4 libras/tonelada).

La primera etapa E (Ei), fue llevada a cabo a una temperatura de 78.3 °C (173 °F) a un pH de 11.4. El caustico fue aplicado en una cantidad de 1.21%. El oxígeno fue aplicado en una cantidad de 4.9 kg/ton (10.8 libras/tonelada). El peróxido de hidrogeno fue aplicado en una cantidad de 3.36 kg/ton (7.4 libras/tonelada).

La segunda etapa D (Di) fue llevada a cabo a una temperatura de al menos aproximadamente 81.06 °C (177.9 °F) a un pH de 3.7. El dióxido de cloro fue aplicado en una cantidad de 0.7%. El caustico fue aplicado en una cantidad de 0.15 kg/ton (0.34 libras/tonelada).

La segunda etapa E (E2) fue llevada a cabo a una temperatura de 79.6 °C (175.4 °F) y un pH de 11. El caustico fue aplicado en una cantidad de 0.4%. El peróxido de hidrogeno fue en una cantidad de 0.1%.

La tercera etapa D (D2) fue llevada a cabo a una temperatura de 81.2 °C (178.2 °F) a un pH de 5.4. El dióxido de cloro fue aplicado en una cantidad de 0.15%.

Los resultados se presentan en la tabla siguiente.

Tabla 3 Ejemplo 4 Se digirieron 1680 toneladas de celulosa de pino sureño en un digestor continuo con un flujo de licor en co-corriente que trabaja a una velocidad de producción de pulpa de 1680 T/D. Se agregó 18.0% de álcali efectivo a la pulpa. La carga de licor blanco fue distribuida entre el impregnador y el digestor con una mitad de la carga siendo aplicada en cada uno. Se alcanzó un número kappa de 17.

La fibra de celulosa fue entonces lavada y deslignificada con oxígeno en un proceso convencional de deslignificación con oxígeno en dos etapas. El oxígeno fue aplicado en una proporción de 2% y el caustico fue aplicado en una proporción de 3.15%. La deslignificación fue llevada a cabo a una temperatura de 210°. El número Kappa según se midió en la bandeja de mezcla fue 6.5.

La pulpa deslignificada fue blanqueada en una planta blanqueadora de cinco etapas, con una secuencia D(EOP)D(EP)D. La primera etapa D (D0) fue llevada a cabo a una temperatura de 60 °C (140 °F). El dióxido de cloro fue aplicado en una cantidad de 1.3%. Se aplicó acido en una cantidad de 6.8 kg/ton (15 libras/tonelada).

La primera etapa E (Ei) fue llevada a cabo a una temperatura de 82.2 °C (180 °F). El caustico fue aplicado en una cantidad de 1.2%. Se aplicó oxígeno en una cantidad de 4.76 kg/ton (10.5 libras/toneladas). El peróxido de hidrogeno fue aplicado en una cantidad de 3.76 kg/ton (8.3 libras/toneladas).

La segunda etapa D (Di) fue llevada a cabo a una temperatura de cuando menos aproximadamente 82.2 °C (180 °F). El dióxido de cloro fue aplicado en una cantidad de 0.7%. No se aplicó caustico.

La segunda etapa E (E2) fue llevada a cabo a una temperatura de 77.7 °C (172 °F). El caustico fue aplicado en una cantidad de 0.4%. El peróxido de hidrogeno fue en una cantidad de 0.08%.

La tercera etapa D (D2) fue llevada a cabo a una temperatura de 82.2 °C (180 °F). El dióxido de cloro fue aplicada en una cantidad de 0.18%.

Los resultados se presentan en la tabla siguiente.

Tabla 4 Ejemplo 5 Se midieron las características de muestras de fibra producida según los Ejemplos anteriores, las cuales incluyen blancura y brillo. Los resultados se reportan a continuación.

Mediciones de Brillo Láminas lluminante/Observador D65/10 lluminante/Observador C/2 Almohadillas Brillantez TAPPI lluminante/Observador D65/10 lluminante/Observador C/2 Láminas lluminante/Observador D65/10 lluminante/Observador C/2 Fibra del Ejemplo 3 Muestra 1 Muestra 2 | Muestra 3 | Promedio Características de la lámina de pulpa Ejemplo 6 Se probó la solubilidad de fibra producida por un método consistente con los Ejemplos 1 - 4 para los valores S10, SI 8, RIO y R18. Los resultados se presentan a continuación Ejemplo 7 Se midió el contenido de carbohidratos de fibra producida por el método del Ejemplo 5. Las primeras dos tablas siguientes reportan datos basados en un promedio de dos determinaciones. La primera tabla es la fibra de la presente invención y la segunda tabla es el control. Las segundas dos tablas son valores normalizados a un 100%.

Muestra Inventiva Control Normalizada Control Se han descrito una cantidad de modalidades. Sin embargo, se entiende que pueden hacerse varias modificaciones sin alejarse del espíritu y alcance de la descripción. De acuerdo con esto, otras modalidades están dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (13)

Reivindicaciones

1. Una fibra kraft de madera blanda que tiene un brillo ISO de cuando menos aproximadamente 92%, una blancura CIE de cuando menos aproximadamente 85 y un valor R18 de cuando menos aproximadamente 87.5.

2. La fibra kraft de la reivindicación 1, en donde la fibra de madera blanda es fibra de pino sureño.

3. La fibra kraft de la reivindicación 1, en donde la blancura CIE es de cuando menos aproximadamente 86.

4. La fibra kraft de la reivindicación 1, en donde el valor R18 es de cuando menos aproximadamente 88%.

5. Un tablero de pulpa kraft de madera blanda que comprende pino de madera blanda del sur y que tiene una densidad de desde aproximadamente 0.59 g/cc a aproximadamente 0.65 g/cc.

6. La pulpa de la reivindicación 5, en donde la fibra tiene una blancura CIE de cuando menos aproximadamente 86 y un brillo de cuando menos aproximadamente 92%.

7. Una fibra kraft de madera blanda que comprende pino sureño y que tiene un valor R18 de 88% o mayor, hecha por el método que no incluye un paso de pre-hidrólisis y que comprende: digerir una fibra de celulosa de madera blanda a un número kappa de desde aproximadamente 17 a aproximadamente 20; deslignificación con oxígeno de la fibra de celulosa a un número de kappa de menos de 8; blanquear la fibra de celulosa en una secuencia de blanqueado de etapas múltiples hasta un brillo ISO de 92.

8. La fibra de la reivindicación 7, en donde la blancura CIE de la fibra después del blanqueado es de cuando menos aproximadamente 85.

9. Un método para hacer una fibra de kraft mejorada, el cual comprende: digerir una fibra de celulosa de madera blanda a un número kappa de desde aproximadamente 17 a aproximadamente 21 ; deslignificar con oxígeno la fibra de celulosa hasta un número kappa de menos de 8; blanquear la fibra de celulosa en una secuencia de blanqueado de etapas múltiples a un brillo ISO de 92.

10. El método de la reivindicación 9, en donde la blancura CIE de la fibra después del blanqueado es de cuando menos aproximadamente 85.

11. El método de la reivindicación 9, en donde la digestión es llevada a cabo en dos etapas que incluyen un impregnador y un digestor de flujo descendente y a cocorriente.

12. El método de la reivindicación 11, en donde el álcali efectivo es de cuando menos aproximadamente 16.7%.

13. El método de la reivindicación 12, en donde la digestión es llevada a cabo a una temperatura de cuando menos aproximadamente 160 °C (320 °F).