Una composición estabilizante que comprende los componentes siguientes (A) un polímero que tiene la fórmula siguiente en la que R1 es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que contiene de 1 a 12 átomos de carbono,

R2 es -COOM o -CH2COOM, M es un átomo de hidrógeno, un ión de un metal alcalino, un ión de un metal alcalinotérreo, un ión amonio o una mezcla de los mismos, n, m y k son proporciones molares de los monómeros correspondientes, en la que n es de 0 a 0,95, m es de 0,05 a 0,9 y k de 0 a 0,8, y (n+m+k) es igual a 1, y el peso molecular medio en peso es de entre 500 y 20.000.000 g/mol, (B) un agente quelante, y (C) un compuesto de un metal alcalinotérreo, estando presentes los tres componentes (A), (B) y (C) en las proporciones en peso siguientes 10 a 60 : 20 a 70 : 10 a 50, calculadas como sustancia activa

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una composición que comprende un polímero, un agente quelante y un compuesto de un metal alcalinotérreo y a un procedimiento para el tratamiento de un material de fibras, especialmente un material de fibras celulósicas en presencia de un polímero, un agente quelante y un compuesto de un metal alcalinotérreo. La composición se puede usar como un pretratamiento en el blanqueo con un compuesto peroxigenado de pulpas químicas, mecánicas, químico-mecánicas y destintadas y como un pretratamiento en el destintado de fibras recicladas y en el blanqueo con peróxido alcalino de pulpas mecánicas, químicas, químico-mecánicas y destintadas. La composición se puede usar también en el destintado de fibras recicladas. La composición sustituye parcial o totalmente el silicato como estabilizante, especialmente en el tratamiento de pulpas mecánicas y destintadas. La presente invención también se refiere a un procedimiento para blanquear un material de fibras celulósicas con un compuesto con peróxido en un medio acuoso alcalino usando dicha composición.

DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA

Es conocido que los agentes quelantes se pueden usar como pretratamiento para eliminar iones de metales perjudiciales, es decir, generalmente iones de metales de transición tales como hierro y manganeso antes de que la pulpa sea blanqueada con un compuesto peroxigenado, tal como peróxido de hidrógeno, ácido peracético o ácido de Caro. En el blanqueo con peróxido alcalino de pulpas mecánicas, en el blanqueo de pulpa destintanda (DIP) hecha de papel de residuos recuperados y en el destintado de papel de residuos recuperados, se puede añadir vidrio soluble (silicato alcalino) y un agente quelante.

Puesto que los agentes quelantes comunes, tales como poliaminopolicarboxilatos, por ejemplo, EDTA y DTPA, y los correspondientes derivados del ácido metilenfosfónico de las poliaminas son no biodegradables o muestran una baja biodegradación, es un objetivo disminuir el uso de los agentes quelantes comunes como agentes para pretratamientos.

Las disoluciones de silicatos alcalinos normalmente denominadas vidrio soluble se han usado en la estabilización de disoluciones de peróxido de hidrógeno, que se usan en el blanqueo con peróxido alcalino de pulpas mecánicas.

El vidrio soluble se usa sólo o junto con peróxido en el destintado de papel recuperado. A veces, la pulpa destintada también se blanquea con peróxido alcalino.

El uso de vidrio soluble en el blanqueo con peróxido alcalino de pulpas químicas ha sido publicado, pero el procedimiento no se puede usar a gran escala, puesto que el silicato puede producir problemas de precipitación muy graves. Otra desventaja del vidrio soluble es que, cuando las lejías de blanqueo se reciclan y, por último, se introducen en la caldera de recuperación, en la que se quema la denominada lejía negra del procedimiento de lejiación tras concentración, el silicato producirá graves incrustaciones y, por tanto, disminuirá la transferencia de calor en la caldera de recuperación, lo cual, en el peor de los casos, puede producir una explosión de la caldera de recuperación.

Si los silicatos, por ejemplo, en forma de polvos arrastrados por el agua, se introducen en el procedimiento de fabricación del papel, alterarán el procedimiento de fabricación del papel, produciendo orificios en el carrete de papel, etc.

Se sabe que el peróxido de hidrógeno se descompondrá muy rápidamente en un medio alcalino en presencia de iones de metales de transición. Los iones más abundantes en las pulpas son hierro y manganeso. El ión de cobre también es muy perjudicial para el peróxido de hidrógeno alcalino, pero normalmente sólo se puede introducir en el procedimiento por

medio de las aguas de procedimiento usadas.

También se sabe que el hierro empezará a precipitar ya por debajo de pH 7, primero en forma coloidal. Los hidróxidos, oxihidróxidos etc. de hierro formados son mucho más activos catalíticamente que los iones de hierro. El manganeso también puede estar, al menos parcialmente, en forma precipitada, pero se ha mostrado que, en presencia de peróxido de hidrógeno, el manganeso debería estar en forma disuelta.

La teoría de la función del vidrio soluble varía, pero una teoría es que el vidrio soluble desactivará la superficie catalítica del hierro y otros "precipitados" con iones de metales pesados. Para evitar el efecto perjudicial de los iones de manganeso, a menudo se introduce un agente quelante en el procedimiento de blanqueo o la pulpa se trata previamente con un agente quelante. Los agentes quelantes más comunes son EDTA y DTPA, que pertenecen al grupo de los poliaminopolicarboxilatos. También se pueden usar los correspondientes fosfonatos, EDTMPA y DTPMPA, pero son mucho más caros que los poliaminopolicarboxilatos. También tienen la desventaja de que contienen fósforo, que no es un componente deseable, cuando la normativa medioambiental cada vez es más estricta.

En el destintado de papel de residuos, el vidrio soluble también tiene otras funciones, por ejemplo, el vidrio soluble mejora el desprendimiento de la tinta, dispersará la tinta y actuará como un tampón, manteniendo el pH constante. Por tanto, una sustitución parcial del vidrio soluble también sería ventajosa y, al mismo tiempo, disminuiría los problemas de precipitación relacionados con el uso de vidrio soluble.

Según lo anterior, existe la necesidad de sustituir parcial o totalmente el vidrio soluble (silicatos) en los procedimientos de blanqueo con peróxido alcalino y en los procedimientos de cocción, que usan vidrio soluble, por ejemplo, en el blanqueo con peróxido alcalino de pulpas mecánicas y destintadas y en el destintado de papel recuperado. Ha habido propuestas de usar fosfonatos, pero se deberían usar en dosis bastante elevadas y todavía existiría el problema del fósforo en las aguas residuales. Puesto que los fosfonatos comunes son no biodegradables, se han realizado muchos estudios sobre su efecto negativo en la movilización de metales pesados, por ejemplo, de los sedimentos de los conductos de agua. Si se usaran fosfonatos, las dosis de estas sustancias deberían disminuir.

Un procedimiento de pretratamiento para blanquear pulpa con peróxido de hidrógeno en condiciones alcalinas en presencia de silicato de sodio y añadiendo el 0,05-1% en peso (en base a la pulpa seca) de un copolímero de ácido 3-aliloxi-2-hidroxipropanosulfónico (AHPS) y ácido (met)acrílico en el pretratamiento se describe en la publicación de patente japonesa JP1266295 (publicada el 24 de octubre de 1989).

Según la solicitud de patente japonesa JP1148890 (publicada el 12 de junio de 1989) se usa el mismo tipo de polímero en una cantidad del 0,05-1% en peso (en base a la pulpa seca) en vez de, por ejemplo, DTPA en el blanqueo con peróxido alcalino. En el documento JP1148890 se muestra el rendimiento de blanqueo de diversos copolímeros de AHPS-ácido acrílico diferentes y se compara, por ejemplo, con el rendimiento del DTPA.

En ambas solicitudes de patentes japonesas, las cantidades ensayadas son muy grandes, puesto que normalmente los agentes quelantes se usan en una cantidad de 0,5 a 2 kg por tonelada de pulpa como sal de sodio 100%.

La solicitud de patente finlandesa no publicada FI-20040293 (corresponde al documento WO2005/080673) desvela un procedimiento para blanquear un material de fibras con una disolución de peróxido alcalino en presencia de un agente quelante y un copolímero de ácido 3-aliloxi-2hidroxipropanosulfónico (AHPS) y ácido (met)acrílico, ácido maleico o ácido itacónico. Esta solicitud de patente también desvela una composición que comprende dicho copolímero y el agente quelante para uso como un estabilizante en el blanqueo con peróxido alcalino para la sustitución parcial o total de vidrio soluble.

El documento CA2441841A1 desvela un procedimiento para el blanqueo con peróxido de pulpa mecánica o de alto rendimiento que incluye una etapa de adición a la pulpa de un estabilizante que comprende un silicato, MgSO4 o un agente quelante o una combinación de los mismos. En los Ejemplos 1 y 2 el estabilizante comprendía una combinación de silicato de sodio y MgSO4.

Los documentos DATABASE WPI Sección Ch, Semana 198601 Derwent Publications Ltd., Londres, GB; Clase D25, AN1986-004442 XP002344420 y JP60231876A desvelan una composición estabilizada en forma de un sol o un gel que contiene silicato...

1. Una composición estabilizante que comprende los componentes siguientes

(A) un polímero que tiene la fórmula siguiente

**(Ver fórmula)**

en la que R1 es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que contiene de 1 a 12 átomos de carbono, R2 es -COOM o -CH2COOM, M es un átomo de hidrógeno, un ión de un metal alcalino, un ión de un metal alcalinotérreo, un ión amonio o una mezcla de los mismos, n, m y k son proporciones molares de los monómeros correspondientes, en la que n es de 0 a 0,95, m es de 0,05 a 0,9 y k de 0 a 0,8, y (n+m+k) es igual a 1, y el peso molecular medio en peso es de entre 500 y 20.000.000 g/mol,

(B) un agente quelante, y

(C) un compuesto de un metal alcalinotérreo,

estando presentes los tres componentes (A), (B) y (C) en las proporciones en 20 peso siguientes 10 a 60 : 20 a 70 : 10 a 50, calculadas como sustancia activa.

2. La composición según la reivindicación 1, en la que en la fórmula I n es de 0,4a 0,9,m esde0,1 a0,5yk es de0a 0,5.

3. La composición según la reivindicación 1 ó 2, en la que el peso molecular medio en peso del copolímero es de entre 1.000 y 1.000.000 g/mol y, preferiblemente, de entre 2.000 g/mol y 500.000 g/mol.

4. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que los tres componentes (A), (B) y (C) están presentes en las proporciones en peso siguientes 15 a 55 : 25 a 65 : 15 a 45, preferiblemente 20 a 50 : 30 a 60 : 20 a 40, calculadas como sustancia activa.

5. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el polímero es un copolímero de ácido 3-aliloxi-2-hidi-oxipropanosulfónico y al menos uno de los monómeros ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico y ácido itacónico o una sal de los mismos.

6. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el agente quelante es un compuesto que tiene la fórmula general siguiente

**(Ver fórmula)**

en la que pes0ºunnúmeroenterode1a10, R3, R4, R5, R6 y R7 son, independientemente, un átomo de hidrógeno o una cadena de alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono y que contiene uno o más ligandos quelantes activos, tal(es) como un grupo(s) carboxílico, fosfónico

o hidroxilo o una sal de los mismos. 25

7. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el agente quelante es un compuesto que tiene la fórmula general siguiente en la que q es un número entero de 3 a 10, R3, R4, R5 y R6 son, independientemente, un átomo de hidrógeno o una cadena

**(Ver fórmula)**

5 de alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono y que contiene uno o más ligandos quelantes activos, tal(es) como un grupo(s) carboxílico, fosfónico o hidroxilo o una sal de los mismos.

8. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que 10 el agente quelante es un compuesto que tiene la fórmula general siguiente

**(Ver fórmula)**

en la que R8 es un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo que contiene de 1 a 6 átomos de carbono o una cadena de alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono y que contiene un grupo carboxílico, fosfónico o hidroxilo, R9 es un átomo de hidrógeno, grupo hidroxilo, grupo fosfónico, grupo carboxílico o cadena de alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono y que contiene uno o dos grupos carboxílicos, y R10 es un átomo de hidrógeno, grupo hidroxilo, grupo carboxílico, grupo alquilo que contiene de 1 a 6 átomos de carbono o una cadena de alquilo que tiene de 1 a 6 átomos de carbono y que contiene un grupo carboxílico o una sal de los mismos.

9. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el agente quelante es un compuesto que tiene la fórmula general siguiente

**(Ver fórmula)**

en la que R11 es un átomo de hidrógeno una cadena de alquilo que contiene 1-30 átomos de carbono, una cadena de alquilo que contiene 1-30 átomos de carbono y 1-10 grupos ácido carboxílico unidos a dicha cadena, o una sal de un metal alcalino o alcalinotérreo de la misma, una cadena de alquilo que contiene 1-30 átomos de carbono y 1-10 ésteres del ácido carboxílico unidos a dicha cadena, una cadena hidrocarbonada poli(etoxilada) que contiene 1-20 grupos etoxilo, o una amida del ácido carboxílico que contiene 1-30 átomos de carbono, en la que el enlace N-R11 es un enlace amida, R12 y R13 son: hidrógeno, un ión de un metal alcalino o un ión de un metal alcalinotérreo o un grupo alquilo que contiene 1-30 átomos de carbono, r es 0 ó1,y s es 0ó 1.

10. La composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que el compuesto de un metal alcalinotérreo es una sal hidrosoluble de magnesio o calcio, tal como cloruro, sulfato o acetato de magnesio o de calcio o una mezcla de los mismos, preferiblemente sulfato de magnesio.

11. Uso de una composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 como un estabilizante en el blanqueo de un material de fibras en un medio acuoso.

12. Uso de una composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10 como un estabilizante en el destintado de un material de fibras reciclado.

13. Un procedimiento para el tratamiento de un material de fibras que comprende la etapa de poner en contacto el material de fibras en un medio acuoso con los componentes siguientes

(A) un polímero que tiene la fórmula general siguiente

**(Ver fórmula)**

en la que R1 es un átomo de hidrógeno o un grupo alquilo que contiene de 1 a 12 átomos de carbono, R2 es -COOM o -CH2COOM, M es un átomo de hidrógeno, un ión de un metal alcalino, un ión de un metal alcalinotérreo, un ión amonio o una mezcla de los mismos, n, m y k son proporciones molares de los monómeros correspondientes, en la que n es de 0 a 0,95, m es de 0,05 a 0,9 y k de 0 a 0,8, y (n+m+k) es igual a 1, y el peso molecular medio en peso es de entre 500 y 20.000.000 g/mol,

(B) un agente quelante, y (C) un compuesto de un metal alcalinotérreo, estando presentes los tres componentes (A), (B) y (C) en las proporciones en peso siguientes 10 a 60 : 20 a 70 : 10 a 50, calculadas como sustancia activa.

14. El procedimiento según la reivindicación 13, en el que los tres componentes (A), (B) y (C) se introducen como una mezcla o los tres componentes (A), (B) y (C) se introducen por separado.

15. El procedimiento según la reivindicación 13 ó 14, en el que el material de fibras es un material de fibras celulósicas que comprende una pulpa química, mecánica o químico-mecánica o un material de fibras reciclado.

16. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, en el que el tratamiento comprende blanquear el material de fibras con una disolución de peróxido alcalino en presencia de los tres componentes (A), (B) y (C).

17. El procedimiento según la reivindicación 16, en el que el blanqueo está precedido de un tratamiento con un agente quelante.

18. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15, en el que el tratamiento comprende pre-tratar el material de fibras en el medio acuoso que comprende los tres componentes (A), (B) y (C).

19. El procedimiento según la reivindicación 18, en el que el pH del medio acuoso en el pretratamiento es de entre 3 y 7, preferiblemente de entre 4 y 6,5 y, más preferiblemente, de entre 4,5 y 6.

20. El procedimiento según la reivindicación 18 ó 19, en el que el pretratamiento está seguido de un blanqueo con un compuesto peroxigenado opcionalmente en presencia de los tres componentes (A), (B) y (C).

21. El procedimiento según la reivindicación 20, en el que el compuesto peroxigenado es peróxido de hidrógeno, ácido peracético o ácido de Caro.

22. El procedimiento según la reivindicación 13 ó 14, en el que el material

de fibras comprende un material de fibras reciclado y en el que el tratamiento comprende destintar el material de fibras reciclado en el medio acuoso que comprende los tres componentes (A), (B) y (C).

23. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 22, en el que en lafórmulaI nes de0,4a 0,9,m es de0,1a 0,5 yk esde0 a0,5.

24. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 23, en el que el peso molecular medio en peso del copolímero es de entre 1.000 y

1.000.000 g/mol y, preferiblemente, de entre 2.000 g/mol y 500.000 g/mol.

25. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 24, en el que la cantidad total de los tres componentes en el tratamiento es de 0,05 a 10 kg por tonelada de material de fibras en seco, preferiblemente de 0,1 a 5 kg por tonelada de material de fibras en seco y, más preferiblemente, de 0,2 a 4 kg por tonelada de material de fibras en seco.

26. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 25, en el que los tres componentes (A), (B) y (C) están presentes en las proporciones en peso siguientes 15 a 55 : 25 a 65 : 15 a 45, preferiblemente 20 a 50 : 30 a 60 : 20 a 40, calculadas como sustancias activas.

27. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 26, en el que el polímero es un copolímero de ácido 3-aliloxi-2-hidroxipropanosulfónico y al menos uno de los monómeros ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico y ácido itacónico o una sal de los mismos.

28. El procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 13 a 27, en el que el agente quelante y el compuesto de un metal alcalinotérreo son como se definen en cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10.