PROCEDIMIENTO PARA EL PRETRATAMIENTO DE UNA CARGA, CARGA MODIFICADA CON UN POLIMERO HIDROFUGO Y UTILIZACION DEL POLIMERO HIDROFUGO.

Un procedimiento para mejorar las características del papel o del cartón a ser fabricados,

por medio de un tratamiento previo de la carga, llevándose a cabo el tratamiento previo antes de que la carga sea aportada a la suspensión de fibras, y que comprende:

la adición de un polímero hidrófugo, preparado a partir de monómeros polimerizables, a la carga en forma de una dispersión polímera o de una solución polímera, con objeto de crear una película hidrófuga sobre la superficie de las partículas de la carga y/o entre las partículas de carga adyacentes,

caracterizado porque el polímero ha sido polimerizado por medio de la utilización de un polisacárido a título de agente estabilizante y porque el polímero es mayoritariamente un polímero inerte, que no reacciona de manera covalente con la carga o con la fibra de celulosa

Procedimiento para el pretratamiento de una carga, carga modificada con un polímero hidrófugo y utilización del polímero hidrófugo.

La presente invención se refiere a un procedimiento y a la utilización que están definidos en los preámbulos de las reivindicaciones independientes indicadas más adelante.

Las cargas utilizadas en la fabricación de papel y de cartón son, por ejemplo, el carbonato de calcio, tal como el carbonato de calcio precipitado (PCC), el caolín, tal como el caolín calcinado, el talco, el dióxido de titanio, el silicato de sodio y el trihidrato de aluminio. De igual modo pueden ser utilizadas como cargas mezclas de los minerales que han sido citados precedentemente.

Un objeto de los fabricantes de papel, particularmente de los fabricantes de papel fino, consiste cada vez en mayor medida en incrementar el contenido en carga del papel debido a motivos de coste. Sin embargo, como consecuencia del contenido en carga altamente incrementado, el papel pierde su resistencia mecánica, su rigidez y otras características mecánicas. Un elevado contenido en carga incrementa por consiguiente la coloración del papel. Puede considerarse, como un elevado contenido en carga, por ejemplo, aquella cantidad que, calculada como materia seca, corresponda a una proporción > 20% de la cantidad de la suspensión de fibras. Una adición de un agente aglutinante puede afectar a las características que han sido citadas precedentemente. Una adición de un agente aglutinante puede incrementar, entre otras cosas, la resistencia mecánica del papel acabado.

El almidón ha sido utilizado, entre otros materiales, de manera convencional a título de un agente aglutinante. El almidón es un material hidrófilo que, cuando se aporta en grandes cantidades, permite que el agua penetre en el interior de la banda de papel. Por consiguiente, la utilización de almidón tiene también efectos negativos, en particular sobre la resistencia mecánica en húmedo del papel.

La utilización de almidón puede tener efectos perjudiciales en el tratamiento ulterior del papel y, por ejemplo, durante la impresión puede provocar una absorción demasiado pronunciada de la tinta de impresión en el papel. Igualmente otros líquidos, tales como agentes para el encolado superficial y revestimientos, pueden ser absorbidos de una manera no deseada en el papel.

Otros agentes aglutinantes hidrófilos, tales como los polímeros sintéticos hidrófilos pueden provocar los mismos problemas que el almidón.

En la fabricación del papel es conocido llevar a cabo un tratamiento previo de la carga.

La publicación DE-A-198 06 745 (arte previo más próximo con respecto a la reivindicación 17) describe dispersiones acuosas de polímeros, que se obtienen con ayuda de una copolimerización en emulsión por medio de radicales libres de monómeros etilénicamente insaturados que comprenden desde un 30 hasta un 60% de, al menos, un estireno opcionalmente substituido, desde un 60 hasta un 30% en peso de, al menos, un (met)acrilato de alquilo con 1 hasta 4 átomos de carbono, y desde 0 hasta un 10% en peso de otros monómeros etilénicamente insaturados, copolimerizables, en presencia de un 10 hasta un 40% en peso de almidón degradado, y un sistema redox, soluble en agua, aglutinante por injerto, a modo de iniciador de radicales libres para la copolimerización en emulsión por medio de radicales libres.

La publicación WO-A-00 03093 describe un material de carga hidrófugo para papeles neutros, alcalinos y ácidos. El material de carga comprende partículas finamente divididas de un material inorgánico, en mezcla con un copolímero de acrilato de butilo-acrilonitrilo, miscible con agua.

La publicación EP-A-0 026 091 describe cargas para la fabricación de papel, que se han vuelto hidrófugas por medio del revestimiento de las partículas de la carga con cera. Las cargas hidrófugas se preparan por mezcla de una suspensión de la carga en forma de partículas con una emulsión de la cera de revestimiento.

La publicación SU-A-779473 (que es el arte previo más próximo con respecto a la reivindicación 1) describe una preparación de pulpa de papel por tratamiento de una suspensión de carga acuosa con un compuesto polímero aniónico. La suspensión de la carga se somete a un tratamiento previo con solución de un agente alcalino y de una sal de aluminio.

El objeto de la presente invención consiste en proporcionar un método mejorado para mejorar las características del papel o del cartón a ser fabricados, por medio de un tratamiento previo de la carga y la utilización de un polímero hidrófugo preparado a partir de monómeros polimerizables, para modificar una carga.

Por consiguiente, el objeto consiste en proporcionar un método y un aditivo de este tipo para el tratamiento previo de una carga que permite también amplias adiciones de la carga sin los grandes inconvenientes provocados por la absorción del agua, que han sido mencionados precedentemente.

Con objeto de alcanzar los objetos, que han sido citados precedentemente, el método y la utilización de conformidad con la invención se caracterizan tal como se ha definido en las partes características de las reivindicaciones independientes indicadas más adelante.

Un procedimiento típico de conformidad con la invención comprende la adición de un polímero hidrófugo, preparado a partir de monómeros polimerizables, a la carga con objeto de crear una película hidrófuga sobre la superficie de las partículas de carga y/o entre las partículas de carga adyacentes. La carga se somete a un tratamiento previo con el polímero hidrófugo de tal manera que se dificulte la penetración del agua en la capa de la carga. Por consiguiente, el tratamiento previo de la carga puede mejorar la resistencia mecánica en húmedo y puede reducir la formación de pelusa del papel o del cartón que deben ser fabricados.

La adición de un polímero hidrófugo a la carga significa en esta descripción la combinación entre sí del polímero y de la carga. La combinación puede llevarse a cabo por mezcla del polímero en la carga o por mezcla de la carga en el polímero. La combinación puede llevarse a cabo así mismo de tal manera, que ambos materiales sean suministrados simultáneamente a la suspensión de fibras en el mismo punto de alimentación de tal manera, que se produzca la mezcla en el conducto de alimentación inmediatamente antes de alcanzar la suspensión de fibras. La mezcla se lleva a cabo con elevadas fuerzas de cizalla.

Las ventajas de la invención se ponen particularmente de manifiesto cuando se aporte un polímero hidrófugo a la carga en la fabricación del papel empleándose elevadas cantidades de carga, por encima del 20%, de manera típica por encima del 25% del contenido en sólidos secos del papel. En la solución de conformidad con la invención, el polímero hidrófugo, que es aportado a la carga, es preponderantemente un polímero que no debe reaccionar de manera covalente con la carga o con las fibras de celulosa con objeto de crear una barrera que restrinja la penetración del agua o que incremente la retención. En la solución, de conformidad con la invención, el polímero hidrófugo forma una barrera similar a una película alrededor de las partículas de la carga y entre las mismas. En el pasado se han utilizado en la fabricación del papel encolados reactivos con los que es generado únicamente el efecto para restringir la penetración del agua cuando el encolado reacciona con las fibras. Estos encolados no son polímeros generadores de película, con lo cual éstos no generan una película sobre la superficie de la carga y por consiguiente no reducen la formación de pelusa de papel. Por otra parte, cuando reaccionan con las fibras estos polímeros evitan la creación de enlaces entre las fibras y, por este motivo, tienen un efecto negativo sobre las propiedades de resistencia mecánica del papel.

El polímero aportado a la carga es, de manera típica, un polímero que ha sido preparado por medio de una polimerización en solución o en emulsión con monómeros polimerizables y que tiene un peso molecular > 5.000, de manera típica > 10.000. En casos especiales el polímero puede contener, así mismo, una porción menor de moléculas polímeras pequeñas.

El polímero es aportado a la carga en forma de una dispersión polímera o de una solución polímera, que ha sido polimerizada por medio del empleo de un agente polisacárido estabilizante, tal como el almidón, el manano y/o la CMC. De manera adicional, es posible utilizar como agente estabilizante...

1. Un procedimiento para mejorar las características del papel o del cartón a ser fabricados, por medio de un tratamiento previo de la carga, llevándose a cabo el tratamiento previo antes de que la carga sea aportada a la suspensión de fibras, y que comprende:

caracterizado porque el polímero ha sido polimerizado por medio de la utilización de un polisacárido a título de agente estabilizante y porque el polímero es mayoritariamente un polímero inerte, que no reacciona de manera covalente con la carga o con la fibra de celulosa.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el agente estabilizante es almidón, manano y/o CMC, y la carga es carbonato de calcio, caolín, talco, dióxido de titanio, silicato de sodio y trihidrato de aluminio o sus mezclas.

3. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero aportado a la carga es un polímero, que se prepara por medio de una polimerización en solución o por medio de una polimerización en emulsión de monómeros polimerizables.

4. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero aportado a la carga tiene un peso molecular que mayoritariamente se encuentra por encima de 5.000, de manera típica por encima de 10.000.

5. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero aportado a la carga es aportado en forma de una dispersión polímera o de una solución polímera, que se ha polimerizado por medio de la utilización adicional, a título de agente estabilizante,

6. Un procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el polímero sintético es una poliaminoamida u otro polímero poliamínico.

7. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero es aportado a la carga en forma de un producto estable que se ha formado por mezcla de almidón, en forma de granulado, con un polímero sintético, y dejándose reaccionar el almidón con el polímero bajo el efecto del calor.

8. Un procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque el polímero sintético es el estireno anhídrido del ácido maleico (SMA) o el estireno imida del ácido maleico (SMI).

9. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero, que debe ser aportado a la carga, es adicionado a una dispersión polímera que está formada por copolimerización de una mezcla de monómeros de un polisacárido disuelto en agua, conteniendo la mezcla de monómeros al menos un monómero vinílico.

10. Un procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque el polisacárido está químicamente modificado por grupos catiónicos y/o aniónicos, con lo que el grado de substitución (DS) en lo que respecta a los substituyentes catiónicos y/o aniónicos está comprendido de forma típica entre 0,1 y 2, de una manera más típica entre 0,1 y 1.

11. Un procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque la temperatura, a la que el polímero preparado por copolimerización genera una película, está comprendida aproximadamente entre -50 y 200ºC, de manera típica está comprendida entre 0 y 100ºC, de una manera más típica está comprendida entre 0 y 70ºC, en el caso más típico está comprendida entre 0 y 50ºC.

12. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el polímero que debe ser aportado a la carga se añade en forma de una dispersión polímera que está constituida por los siguientes componentes, cuyas cantidades están indicadas como contenido en sólido seco,

13. Un procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque la temperatura para la generación de la película del polímero, que está formado por dicha mezcla de monómeros, se encuentra comprendida típicamente entre 10 y 50ºC, de manera ventajosa entre 20 y 50ºC.

14. Un procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque la mezcla de monómeros comprende desde un 40 hasta un 70% de acrilatos y desde un 30 hasta un 60% de estireno.

15. Un procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque la mezcla de monómeros comprende

16. Un procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se aporta un polímero hidrófugo a la carga durante la fabricación del papel, que utiliza grandes cantidades de carga, siendo las cantidades > 20%, de manera típica > 25%, de los sólidos secos contenidos en el papel.

17. La utilización del polímero hidrófugo, preparado a partir de monómeros polimerizables, para la modificación de una carga utilizada en la fabricación de papel o de cartón, aportándose el polímero a la carga en forma de una dispersión polímera como paso previo a que la carga sea suministrada a la suspensión de fibras, caracterizada porque el polímero es aportado en forma de una dispersión polímera formada a partir de los siguientes componentes, cuyas cantidades están indicadas como contenido en sólido seco,

llevándose a cabo la polimerización del polímero utilizando almidón como agente estabilizante.

18. La utilización según la reivindicación 17, caracterizada porque la carga es carbonato de calcio, caolín, talco, dióxido de titanio, silicato de sodio y trihidrato de aluminio o sus mezclas.

19. La utilización según la reivindicación 17, caracterizada porque el polímero se forma a partir de una mezcla de monómeros que contiene, al menos, un monómero vinílico.

20. La utilización según la reivindicación 17, caracterizado porque el polímero se aporta en forma de una dispersión polímera formada a partir de los siguientes componentes, cuyas cantidades están indicadas como contenido sólido seco,

21. La utilización según la reivindicación 20, caracterizado porque la mezcla de monómeros comprende desde un 40 hasta un 70% de acrilatos y desde un 30 hasta un 60% de estireno.