PULPAS DE MACROALGAS DE ALTA RESISTENCIA.

Pulpas de macroalgas de alta resistencia.

Se dan a conocer nuevas pulpas que comprenden fibras convencionales para la fabricación de papel y fibras de macroalgas. Por la combinación de fibras convencionales para la fabricación de papel con fibras de macroalgas no secadas

, en vez de fibras de macroalgas secas, la invención da a conocer hojas de pulpa que tienen características mejoradas tales como la resistencia a la tracción y la resistencia al reventamiento, con un deterioro mínimo del refinado.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2013/053629.

Solicitante: KIMBERLY-CLARK WORLDWIDE, INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 401 NORTH LAKE STREET NEENAH, WISCONSIN 54956 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: KRAUTKRAMER, CANDACE, DYAN, SHI,Bo, WEITH,Michael William, SHANNON,Thomas Gerard.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION D — TEXTILES; PAPEL > FABRICACION DEL PAPEL; PRODUCCION DE LA CELULOSA > COMPOSICIONES DE PASTA; SU PREPARACION NO CUBIERTA... > D21H11/00 (Pasta o papel que comprende fibras de celulosa o de lignocelulosa solamente de origen natural)
  • SECCION D — TEXTILES; PAPEL > FABRICACION DEL PAPEL; PRODUCCION DE LA CELULOSA > COMPOSICIONES DE PASTA; SU PREPARACION NO CUBIERTA... > Materiales no fibrosos añadidos a la pasta, caracterizados... > D21H21/14 (caracterizados por su función o sus propiedades en, o sobre, el papel (D21H 19/66, D21H 27/02 tienen prioridad))
  • SECCION D — TEXTILES; PAPEL > FABRICACION DEL PAPEL; PRODUCCION DE LA CELULOSA > COMPOSICIONES DE PASTA; SU PREPARACION NO CUBIERTA... > Materiales no fibrosos añadidos a la pasta, caracterizados... > D21H21/18 (Agentes de refuerzo)
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PULPAS DE MACROALGAS DE ALTA RESISTENCIA.

Fragmento de la descripción:

Pulpas de macroalgas de alta resistencia ANTECEDENTES TÉCNICOS

En estos últimos años, los fabricantes de papel han empezado a explorar alternativas para las fibras de pulpa de madera como pasta para diferentes calidades de papel y papeles tisú. Una fibra que ha sido explorada para su utilización en papel es una fibra derivada de las algas rojas, yen particular, de las algas rojas pertenecientes a la división de las Rodofitas. No obstante, los procesos actuales se basan en fibras de algas rojas no secadas, que contienen aproximadamente 85% de humedad. La elevada retención de agua de la fibra de algas rojas aumenta significativamente los costes de envío y almacenamiento de la fibra. Además, a causa de su composición química y la morfología de las fibras, cuando las algas rojas son transformadas en pulpa y secadas a continuación, las fibras sufren hornificación significativa, de manera que las propiedades físicas, tales como resistencia a la tracción, de los productos fabricados a partir de dichas fibras quedan notablemente comprometidas. La hornificación puede resultar tan significativa que los procesos de re-pulpado convencionales pueden no ser capaces de desintegrar la pulpa de algas rojas seca para que adquiera una forma útil para la fabricación de papel.

Por lo tanto, en este sector, sigue existiendo la necesidad de un procedimiento para el proceso de las fibras de macroalgas para eliminar una parte del agua, sin degradación de la fibra o impactar su utilidad como sustitutivo de las fibras de pulpa de madera en la fabricación de papel. También subsiste la necesidad en esta técnica de una pulpa sustancialmente seca que comprende fibras de macroalgas que sea fácil de enviar, almacenar y procesar.

CARACTERíSTICAS DE LA INVENCiÓN

Los inventores han descubierto nuevas pulpas que comprenden fibras de macroalgas y procedimientos para la fabricación de las mismas. Las pulpas de la presente invención son fabricadas mediante mezcla de fibras de macroalgas que no han sido secadas con fibras convencionales para la fabricación de papel, formando un elemento laminar de fibras húmedas a partir de las fibras mezcladas y secando a continuación dicho elemento laminar de fibras para formar hojas de pulpa seca. Las hojas de pulpa resultantes presentan, de manera sorprendente, una resistencia y durabilidad mejoradas en comparación con hojas de pulpa formadas a partir de fibras de macroalgas secas y hojas de pulpa formadas a partir de fibras convencionales para la fabricación de papel, solas. Además, las pulpas preparadas de acuerdo con la presente invención son fácilmente dispersables utilizando equipos de proceso tradicionales, tales como máquinas de pulpa de tipo hidráulico ("hydropulpers") , y se pueden utilizar como sustituto para fibras convencionales para la fabricación de papel en elementos laminares de papeles tisú sin afectar negativamente la resistencia o rigidez, y en ciertos casos, puede mejorar realmente la resistencia del elemento laminar sin un incremento correspondiente de la rigidez.

De acuerdo con ello, en una realización la presente invención da a conocer una hoja de pulpa que comprende desde aproximadamente 1 a 30 por ciento en peso de fibras de pulpa de macroalgas, teniendo la hoja de pulpa un contenido de humedad menor de 15 por ciento aproximadamente, un peso base mínimo de 150 gramos por metro cuadrado aproximadamente, y un índice de Tracción en la dirección máquina (MD) superior aproximadamente a 10 Nm/g.

En otro aspecto, la presente invención da a conocer una hoja de pulpa que comprende , como mínimo, 70 por ciento en peso de una mezcla de fibras de pulpa de madera dura y de madera blanda, y aproximadamente de 1 a 30 por ciento en peso de fibras de macroalgas. Este producto tiene preferentemente un peso base superior aproximadamente a 150 gramos por metro cuadrado y un contenido de humedad de aproximadamente 15 por ciento. Preferentemente, la hoja de pulpa muestra una elevada resistencia a la tracción en comparación con una hoja similar fabricada sin fibras de macroalgas, tal como el caso en el que la hoja de pulpa muestra un índice de Tracción, como mínimo, 20, 30, o 40 por ciento aproximadamente superior a una hoja similar fabricada sin macroalgas. Es preferible además que la hoja de pulpa muestre una resistencia MD aumentada en comparación con una hoja similar fabricada sin microfibras de celulosa regenerada. En una realización, la hoja de pulpa muestra un estirado MD mínimo de 5 por ciento.

En otras realizaciones, la presente invención da a conocer una hoja de pulpa que comprende desde 1 aproximadamente hasta 30 por ciento en peso aproximadamente de fibras de pulpa Rodofita y fibras de pulpa de madera dura o madera blanda, teniendo la hoja de pulpa un contenido de humedad menor de 15 por ciento aproximadamente, un peso base superior aproximadamente a 150 gramos por metro cuadrado y un índice de Tracción MD en la dirección de la máquina (MD) , desde aproximadamente 10 hasta aproximadamente 40 Nmlg.

En otras realizaciones, la presente invención da a conocer un procedimiento para la fabricación de una hoja de pulpa que comprende la mezcla de fibras de pulpa de macroalgas que no han sido secadas con fibras convencionales para la fabricación de papel para formar una emulsión de fibras, transportar dicha emulsión de fibras a un aparato para la formación de un elemento laminar y formar un elemento laminar de fibras húmedas, y secar el elemento laminar de fibras húmedas hasta una consistencia predeterminada, formando de esta manera un elemento laminar fibroso y seco que contiene desde aproximadamente 1 a aproximadamente 30 por ciento en peso en seco de fibras de pulpas de macroalgas.

DESCRIPCiÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 muestra un diagrama de flujo esquemático de un procedimiento de acuerdo con la presente invención para formar una pulpa que comprende fibras de pulpa de macroalgas rojas que no han sido secadas.

La figura 2 muestra un gráfico de longitud de rotura con respecto a contenido sólido de pulpa "kraft" de madera dura de eucalipto ("EHWK") , hojas de pulpa (rombos) y hojas de pulpa de algas rojas (cuadrados) , respectivamente.

La figura 3 muestra micrografías por escaneado electrónico de dos pulpas preparadas de acuerdo con la presente invención, de manera que la pulpa mostrada en 3a fue preparada a partir de EHWK y fibras de pulpas de algas rojas que no habían sido secadas (70% EHWKI 30% algas rojas) y la pulpa mostrada en 3b es preparada a partir de kraft de madera blanda del Sur ("SSWK") y fibras de pulpa de algas rojas que no habían sido secadas (70% SSWKJ 30% algas rojas) .

DEFINICIONES

Tal como se utiliza en esta descripción, el término "pulpa seca" se refiere a un elemento laminar de fibras que tiene un peso base como mínimo de unos 150 gramos por metro cuadrado (gsm) y un contenido de humedad menor de 30 por ciento.

Tal como se utiliza en esta descripción, el término "fibras de macroalgas" se refiere a cualquier material fibroso celulósico que se deriva de algas rojas tales como, por ejemplo, Gelidiurn elegance, Gelidium corneum, Gelidium robustum, Gelidium chilense, Gracelaria verrucosa, Eucheuma Cottonii, Euchema Spinosum, y Beludulu, o algas de color marrón tales como, por ejemplo, Pterocladia capillacea, Pterocladia lucia, Laminaria japonica, Lessonia nigrescens. Las fibras de macroalgas tienen, en general, una relación de aspecto (medida como longitud promedio de fibras dividida por el promedio de anchura de fibras) de un valor de cómo mínimo de aproximadamente 80.

Tal como se aprecia en esta descripción el término "fibras de algas rojas~ se refiere a cualquier material de fibras celulósicas derivadas de la Rodofita. Se incluyen entre las fibras de algas rojas especialmente preferentes...

 


Reivindicaciones:

1. Hoja de pulpa que comprende aproximadamente 1 a 30 por ciento en peso de fibras de pulpa de macroalgas no secadas, teniendo la hoja de pulpa un contenido de humedad menor de 15 por ciento aproximadamente, un peso base de unos 150 gramos por metro cuadrado como mínimo, y un índice de Tracción MD superior a 10 Nm/g aproximadamente.

2. Hoja de pulpa, según la reivindicación 1, que comprende además fibras convencionales de fabricación de papel seleccionadas entre el grupo que consiste en maderas duras, maderas blandas, paja, lino, fibras de borra de semilla de algodoncillo, abacá, cáñamo, bambú, kenaf, bagazo, algodón, cañas y combinaciones de las mismas.

3. Hoja de pulpa, según las reivindicaciones 1 Ó 2, que comprende, como mínimo, 30 por ciento en peso aproximadamente de fibras duras y, como mínimo, aproximadamente 30 por ciento en peso de fibras blandas.

4. Hoja de pulpa, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que tiene un índice de Reventamiento superior a 10 aproximadamente.

5. Hoja de pulpa, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que tiene un índice de Durabilidad superior a 5, 0 aproximadamente.

6. Hoja de pulpa, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la hoja de pulpa comprende desde aproximadamente 3 hasta aproximadamente 15 por ciento en peso de fibras de pulpa de macroalgas, y como mínimo, aproximadamente, 30 por ciento en peso de fibras de pulpa de madera dura.

7. Hoja de pulpa, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que tiene un refinado estándar Canadá de unos 200 mililitros O superior.

8. Hoja de pulpa, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, que tiene un índice de Tracción MD comprendido aproximadamente de 10 a 40 Nm/g.

9. Hoja de pulpa, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que tiene un peso base desde aproximadamente 180 hasta aproximadamente 400 gramos por metro cuadrado y un contenido de humedad menor de 10 por ciento aproximadamente.

10. Hoja de pulpa que comprende aproximadamente de 1 a 30 por ciento en peso de fibras de pulpa de Rodofita no secada, menos de 30 por ciento en peso aproximadamente de fibras de pulpa de madera blanda y más de 30 por ciento aproximadamente de fibras de pulpa de madera dura, teniendo la hoja de pulpa un contenido de humedad menor de 15 por ciento aproximadamente, un peso base superior aproximadamente a 150 gramos por metro cuadrado y un índice de Tracción MD comprendido aproximadamente entre 10 Y 40 Nm/g.

. Hoja de pulpa, según la reivindicación 10, en la que la Rodofita es seleccionada del grupo que consiste en Gelidium amansii, Gradilaria vetrucosa, Cottonii, Spinosum, y combinaciones de las mismas.

12. Hoja de pulpa, según las reivindicaciones 10 u 11, que comprende además una fibra no de madera seleccionada del grupo que consiste en paja, lino, fibras de borra de semilla de algodoncillo, abacá, cáñamo, bambú, kenaf, bagazo, algodón, cañas, y combinaciones de las mismas.

13. Hoja de pulpa, según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, que tiene un refinado estándar Canadá de unos 200 mililitros o superior.

14. Hoja de pulpa, según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, que tiene un índice de Reventamiento superior aproximadamente a 10.

15. Hoja de pulpa, según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, que tiene un índice de Durabilidad superior aproximadamente a 5, 0.

16. Procedimiento para la fabricación de una hoja de pulpa, que comprende:

a. mezcla de fibras de pulpa de macroalgas no secadas con fibras convencionales para la fabricación de papel para formar una emulsión de fibras;

b. transportar la emulsión de fibras a un aparato para la formación de elemento laminar y formar un elemento laminar fibroso y húmedo; y

c. secar el elemento laminar fibroso y húmedo hasta una consistencia predeterminada formando de esta manera un elemento laminar fibroso y seco que comprende desde aproximadamente 1 hasta aproximadamente 30 por ciento en peso seco de fibras de pulpa de macroalgas.

17. Procedimiento, según la reivindicación 16, en el que las fibras convencionales para la fabricación de papel se seleccionan del grupo que consiste en maderas duras, maderas blandas, paja, lino, fibras de borra de semilla de algodoncillo, abacá, cáFiamo, bambú, kenaf,

bagazo, algodón, cañas, y combinaciones de las mismas.

18. Procedimiento, según las reivindicaciones 16 Ó 17, en el que las fibras convencionales para la fabricación de papel son una mezcla de fibras de madera dura no secadas y fibras de pulpa de madera blanda.

19. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 18, en el que el elemento laminar fibroso y seco tiene un refinado estándar Canadá de unos 200 mililitros o superior.

20. Procedimiento, según cualquiera de las reivindicaciones 16 a 19, en el que el elemento

laminar fibroso y seco tiene un contenido de humedad menor de 15 por ciento aproximadamente.