AGENTE DE ENCOLADO DE PAPEL.

Utilización del agente de encolado de papel acorde a una de las reivindicaciones 1 a 8 como agente de encolado masivo para la obtención de papel,

cartulina, cartón y cartón líquido

La presente invención comprende un agente de encolado de papel que comprende una dispersión acuosa estable de un agente de encolado reactivo, un procedimiento para su obtención y su utilización para el encolado de papel, cartulina y cartón.

Los agentes de encolado reactivo como dímeros de alquilceteno se utilizan en grandes cantidades para el encolado masivo de papel, cartulina y cartón. Los agentes de encolado reactivo en general se comercializan como dispersiones listas para usar. En general contienen polímeros catiónicos, como almidón catiónico o polímeros catiónicos sintéticos, que les otorgan sustantividad respecto de la celulosa a los agentes de encolado reactivo y/o actúan como coloides protectores.

Para que las dispersiones de los agentes de encolado puedan ser utilizadas, deben presentar una viscosidad lo suficientemente estable, de modo que puedan ser bombeadas y diluidas hasta ser conducidas a la máquina papelera. En la práctica, a menudo las dispersiones deben permanecer fluidas durante varias semanas a temperaturas de hasta 40 °C. Dichos requerimientos sólo se pueden cumplir difícilmente, debido a la inestabilidad inherente de los sistemas coloidales. A menudo, la viscosidad de la dispersión se incrementa fuertemente, hasta que ya no puede ser bombeada, o las dispersiones coagulan. Los problemas son mayores cuanto más elevada es la proporción de agente de encolado reactivo en la dispersión.

Por la memoria US-A-3 223 544 se conocen dispersiones de alquildicetenos (AKD) con almidón catiónico como coloide protector y un agente de dispersión aniónico como estabilizador.

Por la memoria WO-A-96/26318 se conocen dispersiones de AKD que contienen un coloide protector en forma de un copolimerizado de N-vinilpirrolidona y N-vinilimidazol o de un producto de condensación sobre la base de polietileniminas.

Por la memoria WO 2004/022847 se conoce la utilización de polivinilaminas como promotores de encolado masivo en dispersiones de AKD que contienen almidón.

Por la memoria WO-A-98/41565 se conocen dispersiones de AKD que presentan como coloide protector los productos de conversión de polímeros que contienen grupos amino, del conjunto de los productos de polimerización que contienen unidades de vinilamina, poliamidoaminas y poliamidoaminas con un injerto de polietilenimina con dicetenos en una relación en peso de polímero y diceteno de 10 000 : 1 a 1 : 3.

La declaración de patente alemana antigua con la referencia DE 102004010447 6 presenta la utilización de polivinilaminas como coloides protectores en dispersiones acuosas de agentes de encolado reactivo. Las dispersiones deben estar, preferentemente, libres de almidón catiónico.

La presente invención tiene como objeto poner a disposición agentes de encolado de papel sobre la base de dispersiones acuosas de agentes de encolado reactivo, que presentan un buen efecto de encolado y una viscosidad lo suficientemente estable.

El objeto se logra, acorde a la invención, a través de un agente de encolado de papel que comprende

(a) una dispersión acuosa estable de un agente de encolado reactivo,

(b) 5 a 100 % en peso, preferentemente, 10 a 100 % en peso, especialmente, 20 a 50 % en peso en relación al agente de encolado reactivo, de un polímero que contiene nitrógeno, esencialmente lineal, con, al menos 5 mmol/g de átomos de nitrógeno básicos,

(c) 1 a 50 % en peso, preferentemente, 3 a 25 % en peso, especialmente, 10 a 20 % en peso en relación al agente de encolado reactivo, de un almidón catiónico con un grado de sustitución de, al menos, 0,05, preferentemente, 0,05 a 0,5, especialmente, 0,08 a 0,3 y, preferido, sobre todo, 0,1 a 0,2.

Usualmente, los agentes de encolado de papel acordes a la invención contienen 1 a 50 % en peso de agente de encolado reactivo, en relación al peso total del agente de encolado de papel.

El término "dispersión estable" significa que la dispersión permanece líquida y no coagula durante un almacenamiento de más de 4 semanas a 40 °C.

Por "polímero lineal" se entiende un polímero esencialmente libre de ramificaciones y reticulaciones. Las polialquilenimias, como, en especial, polietilenimias, no se consideran "polímeros lineales" debido a su estructura ramificada a través de grupos amino terciarios.

Por "átomos de nitrógeno básicos" se entienden los átomos de nitrógeno que pueden ser protonizados en una solución acuosa a través de un ácido de Brönstedt. Los átomos de nitrógeno básicos son, especialmente, grupos amino primarios, secundarios y terciarios, de los cuales se prefieren los grupos amino primarios. Los átomos de nitrógeno básicos en el polímero que contiene nitrógeno preferentemente están protonizados al menos, en un 90 % en mol, especialmente, de modo esencialmente cuantitativo. La protonización se puede realizar a través de la conversión con un ácido mineral, como ácido clorhídrico, ácido sulfúrico o ácido fosfórico, pero se lleva a cabo, preferentemente, a través de la conversión un ácido carboxílico. Los ácidos carboxílicos adecuados son, sobre todo, ácido fórmico, ácido acético, ácido propiónico, ácido oxálico, ácido dextrotartárico, ácido citrónico y similares. Una protonización esencialmente cuantitativa se obtiene si el polímero que contiene nitrógeno se regula con el ácido seleccionado hasta alcanzar un pH inferior a 5.

El polímero que contiene nitrógeno, utilizado acorde a la invención, contiene, al menos, 3 mmol/g, preferentemente, al menos, 5 mmol/g de átomos de nitrógeno básicos, especialmente, 7,5 a 23 mmol/g, y, de modo preferido sobre todas las cosas, 12 a 18 mmol/g. La proporción p de átomos de nitrógeno básicos en un polímero se puede calcular a partir de la siguiente ecuación:

Ρ = XN/(XNMN + XOMO)

en donde xN representa la proporción molar de un monómero con un átomo de nitrógeno básico (como vinilamina), xO representa la proporción molar de un monómero sin átomo de nitrógeno (básico) (como vinilformamida), MN es el peso molecular del monómero con el átomo de nitrógeno básico y MO es el peso molecular del monómero sin átomo de nitrógeno (básico). El término "proporción molar" se refiere, en este caso, a la composición del monómero del polímero.

El peso molecular medio Mw del polímero que contiene nitrógeno es de, por ejemplo, 500 a 10 millones, preferentemente, 750 a 5 millones y, de modo especialmente preferido, 1 000 a 2 millones (determinado mediante dispersión de luz). Dicho rango de masa molar corresponde, por ejemplo, valores K de 30 a 150, preferentemente, 60 a 90 (determinado según H. Fikentscher en una solución acuosa al 5 % de cloruro sódico a 25 °C, un valor de pH de 7 y una concentración de polímeros de 0,5 % en peso).

Entre los polímeros adecuados que contienen nitrógeno se encuentran los productos de hidrólisis de homo y copolímeros de amidas de ácido N-vinilcarboxílico y/o imidas de ácido N-vinilcarboxílico. Mediante la acción de ácidos, bases o enzimas, en la hidrólisis se disocian el o los grupos acilo de una parte o de todas las unidades polimerizadas de amida de ácidos N-vinilcarboxílicos o imida de ácidos N-vinilcarboxílicos, formando unidades de vinilamina.

Como amidas de ácido N-vinilcarboxílico se pueden utilizar, en principio, amidas de ácido N-vinilcarboxílico de cadena abierta y cíclicas. Las amidas de ácido N-vinilcarboxílico preferidas son amidas de ácido N-vinilcarboxílico de cadena abierta, especialmente, aquellas amidas de ácido N-vinilcarboxílico de cadena abierta cuya hidrólisis produce una amina primaria. Ejemplos de amidas de ácido N-vinilcarboxílico especialmente adecuadas son Nvinilformamida, N-vinil-N-metilformamida, N-vinilacetamida, N-vinil-N-metilacetamida, N-vinil-N-etilacetamida y Nvinilpropionamida, especialmente, N-vinilformamida. Ejemplos de N-vinilimidas adecuadas son N-vinilsuccinimida y N-vinilftalimida. Los monómeros mencionados pueden ser polimerizados, o bien solos o en una mezcla entre sí o junto con otros monómeros.

Los polímeros que contienen unidades de vinilamina se conocen, por ejemplo, por las memorias US-A-4 421 602, US-A 5 334 287, EP-A 0 216 387, US-A 5 981 689, WO-A 00/63295 y US-A 6 121 409.

Como monómeros monoetilénicamente insaturados, copolimerizados con amidas de ácido N-vinilcarboxílico, se pueden utilizar todos los compuestos copolimerizables con ellas. Ejemplos de ello son ésteres... [Seguir leyendo]

1. Agente para el encolado de papel, que comprende a) una dispersión acuosa estable de un agente de encolado reactivo, b) 5 a 100 % en peso, en relación al agente de encolado reactivo, de un polímero que contiene nitrógeno,

esencialmente lineal, con, al menos 3 mmol/g de átomos de nitrógeno básico, c) 1 a 50 % en peso, en relación al agente de encolado reactivo, de un almidón catiónico con un grado de sustitución de, al menos, 0,05.

2. Agente de encolado de papel acorde a la reivindicación 1, caracterizado porque los átomos de nitrógeno básicos en el polímero que contiene nitrógeno están protonizados en, al menos, 90 % en mol.

3. Agente de encolado de papel acorde a la reivindicación 2, caracterizado porque los átomos de nitrógeno básicos están protonizados a través de la conversión con un ácido carboxílico.

4. Agente de encolado de papel acorde a una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el polímero que contiene nitrógeno es un polímero de vinilamina.

5. Agente de encolado de papel acorde a la reivindicación 4, caracterizado porque el polímero de vinilamina es un homopolímero o copolímero de N-vinilformamida, cuyas unidades de N-vinilformamida están hidrolizadas en un 25 a 100 % en mol.

6. Agente de encolado de papel acorde a una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque comprende, además, un agente de dispersión aniónico.

7. Agente de encolado de papel acorde a una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el agente de encolado reactivo está seleccionado entre

(i) dímeros de alquilceteno C12 a C22,

(ii) anhídridos de ácido alquilsuccínico C5 a C22 o alquenilsuccínico C5 a C22 y

(iii) isocianatos de alquilo C12 a C36 y/o isocianatos orgánicos.

8. Agente de encolado de papel acorde a una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque comprende 1 a 50 % en peso de un agente de encolado reactivo.

9. Procedimiento para la obtención de un agente de encolado de papel acorde a una de las reivindicaciones 6 a 8, en el cual a) se dispone una solución acuosa del almidón catiónico y del agente de dispersión aniónico,

b) el agente de encolado reactivo y el polímero que contiene nitrógeno son agregados en cualquier orden y c) la mezcla obtenida se somete a un paso de dispersión.

10. Procedimiento para la obtención de papel, cartulina o cartón, en donde a una suspensión acuosa de fibras de celulosa se agrega un agente de encolado de papel acorde a una de las reivindicaciones 1 a 8 y se deshidrata la pasta de papel.

11. Utilización del agente de encolado de papel acorde a una de las reivindicaciones 1 a 8 como agente de encolado masivo para la obtención de papel, cartulina, cartón y cartón líquido.