Procedimiento para la producción de papel a partir de una suspensión acuosa que contiene fibras celulósicas y cargas opcionales,

que comprende añadir separadamente a la suspensión un polímero orgánico catiónico que tiene uno o varios compuestos aromáticos, polímero catiónico que es un polisacárido catiónico; y un polímero aniónico que tiene uno o varios grupos aromáticos, polímero aniónico que se selecciona entre polímeros de crecimiento escalonado, polisacáridos y polímeros aromáticos naturales y modificaciones de los mismos, formando y drenando la suspensión sobre una mesa de fábrica, con la condición de que, si el polímero aniónico es un polímero de crecimiento escalonado, no sea un polímero aniónico de condensación de melanina-ácido sulfónico.

Un procedimiento para la producción de papel.

La invención se refiere a la fabricación de papel y, más específicamente, a un procedimiento para la producción de papel en el que a la materia prima para la fabricación de papel se añaden polímeros catiónicos y aniónicos que tienen grupos aromáticos. El procedimiento proporciona un drenaje y una retención mejorados.

Antecedentes

En la técnica de fabricación de papel, se suministra a un cajón de cabecera una suspensión acuosa que contiene fibras celulósicas y cargas y aditivos opcionales, denominada materia prima de suministro, de la que se distribuye la materia prima sobre una mesa de fábrica. Se drena el agua de la materia prima a través de la mesa de fábrica de manera que sobre la mesa se forma una red húmeda, que luego se deshidrata más y se seca en la sección de secado de la máquina de fabricación de papel. El agua obtenida, usualmente denominada agua blanca y que contiene partículas finas tales como fibras finas, cargas y aditivos, usualmente se recicla al proceso de fabricación de papel. Los coadyuvantes de drenaje y retención convencionalmente se introducen en la materia prima de suministro con el fin de facilitar el drenaje y retención y aumentar la adsorción de las partículas finas sobre las fibras de celulosa que manera que se retengan con las fibras. Se conoce en la técnica una amplia variedad de coadyuvantes de drenaje y retención, por ejemplo, polímeros orgánicos aniónicos, no iónicos, catiónicos y anfóteros, materiales inorgánicos aniónicos y catiónicos, y muchas combinaciones de los mismos.

Las publicaciones de Solicitud de Patente Internacional nos. WO 99/55964 y WO 99/55965 dan a conocer el uso de coadyuvantes de drenaje y retención que comprenden polímeros orgánicos que tienen grupos aromáticos. Los polímeros orgánicos se pueden usar solos o en combinación con diversos materiales aniónicos tales como, por ejemplo, polímeros aniónicos orgánicos e inorgánicos, por ejemplo, partículas sulfonadas de melanina-formaldehído y partículas basadas en sílice.

El documento GB 1.177.512 se refiere a un procedimiento de fabricación de papel mejorado. La patente U.S.

6.001.166 da a conocer una dispersión acuosa de alquildiceteno. El documento WO 93/33979 describe una dispersión acuosa que contiene un agente de encolado reactivo frente a la celulosa.

Sería ventajoso poder proporcionar un procedimiento de fabricación de papel con un drenaje y una retención mejorados. También sería ventajoso poder proporcionar coadyuvantes de drenaje y retención que comprendan polímeros orgánicos catiónicos y polímeros aniónicos con un comportamiento mejorado de drenaje y retención.

La invención

De acuerdo con la presente invención se ha encontrado que se pueden obtener un drenaje mejorado y/o una retención mejorada usando coadyuvantes de drenaje y retención que comprenden un polímero orgánico catiónico que tiene un grupo aromático y un polímero aniónico que tiene un grupo aromático. Más específicamente, la presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de papel a partir de una suspensión acuosa que contiene fibras de celulosa y cargas opcionales, que comprende añadir separadamente a la suspensión un polímero catiónico que tiene un grupo aromático, siendo el polímero catiónico un polisacárido catiónico, y un polímero aniónico que tiene un grupo aromático, seleccionándose el polímero aniónico entre polímeros de crecimiento escalonado, polisacáridos y polímeros aromáticos naturales y modificaciones de los mismos, formando y drenando la suspensión sobre una mesa de fabricación, con la condición de que, si el polímero aniónico se selecciona entre polímeros de crecimiento escalonado, no sea un polímero aniónico de condensación de melaninaácido sulfónico. La invención se refiere además a un procedimiento para la producción de papel a partir de una suspensión acuosa que contiene fibras celulósicas y cargas opcionales, que comprende añadir a la suspensión un polímero orgánico catiónico que tiene un grupo aromático, siendo el polímero catiónico un polisacárido catiónico, y un polímero aniónico que tiene un grupo aromático, formando y drenando la suspensión sobre una mesa de fábrica, con la condición de que el polímero aniónico no sea un sulfonato de poliestireno aniónico o un polímero aniónico de condensación de melamina-ácido sulfónico. La invención también se refiere a un procedimiento según se define en las reivindicaciones.

El término “·coadyuvantes de drenaje y retención” tal como se usa aquí se refiere a dos o más componentes que, cuando se añaden a una suspensión celulósica acuosa, dan un mejor drenaje y/o retención que el que se obtiene sin añadir los dos o más componentes mencionados.

La presente invención da por resultado un drenaje mejorado y/o una retención mejorada en la producción de papel a partir de todos tipos de materias primas, en particular materias primas que tienen contenidos altos de sales (alta conductividad) y sustancias coloidales, y/o en procedimientos de fabricación de papel con un grado alto de retorno de agua clara, esto es, reciclado alto de agua clara y suministro limitado de agua fresca. Por ello, la presente invención posibilita aumentar la velocidad de la máquina de papel y usar una dosificación más baja de aditivos para obtener el efecto correspondiente de drenaje y/o retención, por lo que conduce a un procedimiento mejorado de fabricación de papel y a beneficios económicos. La presente invención también proporciona papel con una resistencia en seco mejorada.

El polímero orgánico catiónico que tiene un grupo aromático de acuerdo con la presente invención se puede derivar de fuentes naturales o sintéticas, y puede ser lineal, ramificado o reticulado. Preferiblemente, el polímero catiónico es soluble en agua o dispersable en agua. Entre los ejemplos de polímeros catiónicos adecuados figuran polisacáridos catiónicos, por ejemplo, almidones, gomas de guar, celulosas, quitinas, quitosanos, glucanos, gomas de xantano, pectina, maíz, mananos, dextrina, preferiblemente almidones y gomas de guar, figurando entre los almidones adecuados los de patata, maíz, tapioca, arroz, maíz ceroso, cebada, etc., polímeros orgánicos sintéticos tales como polímeros catiónicos de crecimiento de cadena, por ejemplo, polímeros catiónicos de adición de vinilo como polimeros de base acrilato, acrilamida, vinilamina y vinilamida, y polímeros catiónicos de crecimiento escalonado, por ejemplo, poliuretanos catiónicos. Los almidones catiónicos y los polímeros catiónicos de base acrilamida que tienen un grupo aromático son polímeros catiónicos particularmente preferidos.

El polímero orgánico catiónico de acuerdo con la invención tiene uno o varios grupos aromáticos y los grupos aromáticos pueden ser los mismos o grupos diferentes. El grupo aromático del polímero orgánico catiónico puede estar presente en la cadena principal (esqueleto) o en un grupo sustituyente que está unido al esqueleto del polímero, preferiblemente en un grupo sustituyente. Entre los ejemplos de grupos aromáticos figuran los grupos arilo, arilalquilo y alquilarilo, por ejemplo, fenilo, fenileno, naftilo, fenileno, xilileno, bencilo y feniletilo; grupos aromáticos (arilo) que contienen nitrógeno, por ejemplo, piridinio y quinolinio, así como derivados de estos grupos, preferiblemente bencilo. Entre los ejemplos de grupos cargados catiónicamente que pueden estar presentes en el polímero catiónico así como en monómeros usados para preparar el polímero catiónico figuran grupos amonio cuaternario, grupos amino terciario y sales de adición de ácido de los mismos.

De acuerdo con una realización preferente de esta invención, el polímero orgánico catiónico que tiene un grupo aromático es un polisacárido representado por la fórmula estructural general (I) :

en la que P es un resto de un polisacárido; A es un grupo que une N al resto de polisacárido, adecuadamente una cadena de átomos que comprende átomos de C y, opcionalmente, átomos de O y/o N, usualmente un grupo alquileno con 2 a 18 y, adecuadamente, de 2 a 8 átomos de carbono, opcionalmente interrumpido o sustituido por uno o varios heteroátomos, por ejemplo O o N, por ejemplo un grupo alquilenoxi o un grupo hidroxipropìleno (-CH2-CH (OH) -CH2-) ; R1 y R2 son, cada uno de ellos, H, o preferiblemente, un grupo hidrocarburo, adecuadamente alquilo que tiene de 1 a 3 átomos de carbono, preferiblemente de 1 a 2 átomos de carbono;... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la producción de papel a partir de una suspensión acuosa que contiene fibras celulósicas y cargas opcionales, que comprende añadir separadamente a la suspensión un polímero orgánico catiónico que tiene uno o varios compuestos aromáticos, polímero catiónico que es un polisacárido catiónico; y un polímero aniónico que tiene uno o varios grupos aromáticos, polímero aniónico que se selecciona entre polímeros de crecimiento escalonado, polisacáridos y polímeros aromáticos naturales y modificaciones de los mismos, formando y drenando la suspensión sobre una mesa de fábrica, con la condición de que, si el polímero aniónico es un polímero de crecimiento escalonado, no sea un polímero aniónico de condensación de melanina-ácido sulfónico.

2. Procedimiento para la producción de papel a partir de una suspensión acuosa que contiene fibras celulósicas y cargas opcionales, que comprende añadir separadamente a la suspensión un polímero orgánico catiónico que tiene uno o varios compuestos aromáticos, polímero catiónico que es un polisacárido catiónico, y un polímero aniónico que tiene uno o varios grupos aromáticos, formando y drenando la suspensión sobre una mesa de fábrica, con la condición de que el polímero aniónico no sea un polímero aniónico de poliestireno sulfonato o un polímero de condensación de melanina-ácido sulfónico.

3. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polímero aniónico se selecciona entre condensados de un aldehído, poliuretanos aniónicos y polímeros aromáticos naturales y modificaciones de los mismos.

4. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polímero aniónico se selecciona entre condensados de un aldehído y compuestos basados en naftaleno, poliuretanos aniónicos que se preparan a partir de una mezcla que comprende isocianatos aromáticos y/o alcoholes aromáticos, y polímeros basados en lignina.

5. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el polímero aniónico se selecciona entre polímeros de crecimiento escalonado que son polímeros de condensación basados en benceno o basados en naftaleno.

6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el polímero aniónico se prepara a partir de uno o varios compuestos aromáticos seleccionados entre fenilo, fenol, naftaleno, naftol y derivados y mezclas de los mismos.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el polímero aniónico se selecciona entre extractos de tanino, ligninas sulfonadas, ácido bencenosulfónico, bencenosulfonato, ácido xilensulfónico, xilensulfonato, ácido naftalensulfónico, naftalenosulfonato, ácido fenolsulfónico, fenolsulfonato y mezclas de los mismos.

8. Procedimiento para la producción de papel a partir de una suspensión acuosa que contiene fibras celulósicas y cargas opcionales, que comprende añadir separadamente a la suspensión un polímero orgánico catiónico que tiene uno o varios compuestos aromáticos, y un polímero aniónico que tiene uno o varios grupos aromáticos, polímero aniónico que se selecciona entre poliuretanos aromáticos, polisacáridos aniónicos y polímeros aromáticos aniónicos naturales y modificaciones de los mismos, formando y drenando la suspensión sobre una mesa de fábrica, con la condición de que el polímero aniónico no sea un polímero poliestirenosulfonato aniónico o un polímero aniónico de condensación de melanina-ácido sulfónico.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el polímero catiónico es almidón catiónico.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el polímero catiónico es un polímero de adición de vinilo.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, caracterizado porque el polímero catiónico es un polímero basado en acrilamida.

12. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polímero catiónico tiene un espesor molecular ponderal medio superior a aproximadamente 1.000.000.

13. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polímero catiónico tiene un grupo bencilo.

14. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, y de 8 a 13, caracterizado porque el polímero aniónico se selecciona entre poliuretanos aniónicos y polímeros aromáticos aniónicos naturales y

modificaciones de los mismos.

15. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, y de 8 a 14, caracterizado porque el polímero aniónico se selecciona entre poliuretanos aniónicos que se preparan a partir de una mezcla que comprende isocianatos aromáticos y/o alcoholes aromáticos, y polímeros basados en lignina.

16. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el polímero aniónico es poliuretano aniónico.

17. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque el poliuretano aniónico se prepara a partir de una mezcla de monómeros que comprende isocianatos aromáticos y/o alcoholes aromáticos.

18. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1, 2 y 8, caracterizado porque el polímero aniónico es un polímero basado en lignina.

19. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el polímero aniónico es un polímero de condensación de formaldehído-naftalenosulfonato.

20. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polímero aniónico tiene un peso molecular ponderal medio en el intervalo de 500 a 1.000.000.

21. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polímero catiónico se añade en una cantidad de 0, 005 a 2% en peso en relación a la suspensión seca.

22. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el polímero aniónico se añade en una cantidad de 0, 005 a 1, 5% en peso en relación a la suspensión seca.

23. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque además comprende añadir a la suspensión un polímero orgánico catiónico de bajo peso molecular.

24. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque además comprende añadir un material aniónico en micropartículas seleccionado entre el grupo constituido por partículas basadas en sílice y arcillas de tipo esmectita.

25. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la suspensión tiene una conductividad de como mínimo 2, 0 mS/cm.

26. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque además comprende reciclar el agua blanca e introducir de 0 a 30 toneladas de agua fresca por tonelada de papel producido.