Un método para reducir el depósito de "depósitos pegajosos" durante la preparación de productos de papel reciclado y en dichos productos,

en donde el método comprende las etapas de: a) reducir a pulpa un stock de papel residual en un medio acuoso, y b) procesar la pulpa producida en la etapa (a) para formar papel reciclado, caracterizado por que durante la etapa (a) y/o la etapa (b) se agrega una cantidad efectiva de uno o múltiples materiales que contienen silicio, seleccionados del grupo consistente en: i) un epoxi- y/o glicidoxi-silano funcional, y/o ii) un polímero funcional de silicona de amonio cuaternario, y/o iii) un polímero funcional de silicona de amonio cuaternario reticulado por un epóxido orgánico, y/o iv) un amino-silano funcional, y/o v) un alquil-silano funcional e interacciona con dichos "depósitos pegajosos" en la pulpa, reduciendo de esta forma el depósito de dichos "depósitos pegajosos" en el equipo de procesamiento de la pulpa y en el producto de papel resultante

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Esta invención se dirige a un método para controlar y parcialmente retirar depósitos orgánicos de la pulpa de papel derivada de stocks de papel residual reciclado y de los productos de papel resultantes, que se utilizan de forma cada día más frecuente en las fábricas de producción de papel.

Una creciente toma de conciencia en años recientes del perjuicio medioambiental causado por la deforestación, unida a los crecientes costes de la energía, ha dado lugar a un incremento del reciclaje de muchos productos, incluidos los residuos de papel. Es bien sabido que el reciclaje de papel residual es comercialmente viable y ofrece un significativo impacto beneficioso sobre la conservación de los árboles (es decir, fibra virgen) y de los recursos energéticos. El reciclaje de papel residual es una práctica comercial que implica la recolección y el procesamiento de los residuos de papel para generar un suministro de fibra secundaria o reciclada para la industria papelera. Las fibras en el papel reciclado no sólo difieren de las fibras de la pulpa virgen y de la fibras de celulosa originales en sus propiedades físicas y mecánicas, sino también en su composición química, debido a modificaciones en el interior de la matriz de la fibra causadas por el secado, el envejecimiento y los procesos repetidos de reciclaje, así como debido a la presencia de contaminantes sintéticos y no celulósicos.

De los contaminantes sintéticos, los contaminantes químicos son los más difíciles de pasivizar, controlar y/o posiblemente retirar durante el proceso de fabricación de papel. Incluyen adhesivos sensibles a la presión (por ejemplo, acrílicos, acetato de vinilo, pegamentos calientes y similares), tintas, agentes colorantes, recubrimientos especiales, aditivos internos, aglutinantes de recubrimiento y residuos de láminas de plástico, y similares. Para la conversión de stocks de papel residual en papel reciclado de calidad aceptable, es necesario dispersar exhaustivamente en forma de partículas pequeñas los contaminantes químicos como los citados anteriormente o, preferentemente, retirarlos. Por consiguiente, la pulpa preparada a partir de stocks de papel residual se conoce en la industria como "pulpa destintada" (DIP, por sus siglas en inglés).

La industria del papel reciclado ha desarrollado una serie de grados diferentes de papel residual denominados stocks de papel, que se definen por el tipo de fibra y el grado de contaminación. Estos incluyen:

 grados de papel de periódico (estándar, mejorado, guías telefónicas),

 grados para revistas (papeles no recubiertos o recubiertos que contienen madera, para offset y huecograbado),

 grados para imprenta y escritura (papeles no recubiertos o recubiertos que contienen madera), y grados de cartón de varias hojas (cartón para cajas con varias capas, destintado o no).

El valor de mercado de cada grado varía de forma significativa en función de su contenido en contaminantes. Los grados de stock de papel residual requieren un procesamiento sustancial para retirar los contaminantes antes de la producción de un papel reciclado apropiado. El grado de pureza requerida de la pulpa reciclada varía dependiendo del tipo de papel que se prepare, por ejemplo, papel tisú para la higiene personal, papel tisú para la higiene y la limpieza industriales, papel de oficina para imprimir, periódicos o cartones de embalaje. Independientemente del papel que se prepare, el papel resultante debe cumplir niveles de calidad adecuados que puede suponer la necesidad de eliminación de "pequeñas manchas", brillo y/o suavidad (que influyen en la elección del método de purificación de la pulpa reciclada).

En los métodos de reciclaje de papel convencionales, el stock de papel (es decir, el papel residual) se reduce a pulpa (es decir, se desintegra) típicamente por medio de agitación mecánica en un medio acuoso, con el fin de iniciar la preparación de papel reciclado y comenzar la eliminación de contaminantes presentes en el stock de papel residual que, en función del origen del stock, incluirá adhesivos (por ejemplo, acrílicos, acetato de vinilo, pegamentos calientes y similares) y tintas. El resultado de la reducción a pulpa inicial del papel residual es la formación de una suspensión acuosa de fibras de papel que contiene contaminantes tales como tinta y adhesivos dispersos en toda la suspensión en forma de partículas de aproximadamente 0,1 a 1000 µm. La pulpa resultante se somete a una diversidad de procesos de tratamiento para retirar los contaminantes. Dependiendo de los requisitos de calidad del papel final que se debe producir, estos procesos pueden incluir, entre otras, una o más de las siguientes etapas:

 Limpieza

 Filtración (por ejemplo, la eliminación física de contaminantes de gran tamaño por filtración física a través de una malla o similar);

 Flotación (en la que la pulpa se destinta típicamente mediante cualquier proceso adecuado de destin

tado, tal como el proceso descrito en el documento WO2004/011717, basado en la flotación usando

un componente de siloxano organo-modificado);

 Dispersión;  Sedimentación; y

 Secado y/o deshidratación.

De forma típica, ninguna de las etapas mencionadas anteriormente tiene éxito completo: por ejemplo, los métodos de flotación retiran sólo parcialmente los adhesivos, tintas y contaminantes asociados y, por consiguiente, el papel preparado resultante contendrá un grado de contaminación debido a la incapacidad para eliminar exhaustivamente los contaminantes durante el procesamiento de la pulpa.

Las fábricas que producen papel a partir de stocks de papel residual a menudo se enfrentan a problemas causados por la formación de depósitos de especialmente contaminantes orgánicos en varias piezas del equipamiento usado en la maquinaria de procesamiento de papel tales como alambres, prensas y cilindros de formación y/o alambres en el dispositivo de secado y/o deshidratación. Los problemas asociados con estos depósitos incluyen roturas del papel resultante, defectos del papel (por ejemplo, manchas y perforaciones) y pérdida de eficiencia en los dispositivos de secado y/o deshidratación debida, por ejemplo, a atascos de fieltro y contaminación superficial por la adherencia de contaminantes a los alambres de formación y al equipo de deshidratación y otros aparatos. En consecuencia, estos problemas provocan muchas interrupciones de la maquinaria de fabricación de papel, y generan la necesidad de limpiar regularmente el equipo obstruido usando disolventes para la limpieza química o dispositivos de tipo "doctor blade" para la eliminación mecánica de depósitos. Estas interrupciones y los problemas de calidad del papel tienen un efecto directo sobre la productividad y la economía global de los fabricantes de cartón, papel y papel tisú que utilizan pulpa reciclada.

Mientras que los contaminantes de mayor tamaño suelen ser eliminados eficazmente durante el procesamiento de la pulpa por filtración, los contaminantes que provocan depósitos en la sección final de secado y/o deshidratación del proceso de reducción a pulpa usado para preparar papel reciclado están formados típicamente por contaminantes con un tamaño micrométrico y/o coloidales presentes en la suspensión de pulpa procesada resultante, y que no fueron retirados por la filtración y/o las etapas de descontaminación llevadas a cabo durante el procesamiento de la pulpa. Los depósitos recogidos en la maquinaria de producción de papel (secciones húmedas y secas) son por lo general polímeros formados como consecuencia de la coalescencia de contaminantes de tamaño micrométrico y coloidales presentes en las fibras recicladas, en especial materiales basados en adhesivos tal como se ha señalado anteriormente, y que incluyen los derivados de etiquetas adhesivas sensibles a la presión, en la encuadernación de libros y ensamblajes de cartón, en particular residuos de poliacrilato, pegamentos calientes y poli(acetato de vinilo). Los contaminantes de poliacrilato, poli(acetato de vinilo) y de pegamentos calientes son con frecuencia los principales componentes de los contaminantes depositados en el equipo que interviene en la sección de secado y/o deshidratación del proceso de fabricación de papel.

Las formaciones perjudiciales de depósitos de contaminantes se conocen en la industria como "depósitos... [Seguir leyendo]

1. Un método para reducir el depósito de "depósitos pegajosos" durante la preparación de productos de papel reciclado y en dichos productos, en donde el método comprende las etapas de: a) reducir a pulpa un stock de papel residual en un medio acuoso, y

b) procesar la pulpa producida en la etapa (a) para formar papel reciclado, caracterizado por que durante la etapa (a) y/o la etapa (b) se agrega una cantidad efectiva de uno o múltiples materiales que contienen silicio, seleccionados del grupo consistente en:

i) un epoxi- y/o glicidoxi-silano funcional, y/o

ii) un polímero funcional de silicona de amonio cuaternario, y/o

iii) un polímero funcional de silicona de amonio cuaternario reticulado por un epóxido orgánico, y/o

iv) un amino-silano funcional, y/o

v) un alquil-silano funcional

e interacciona con dichos "depósitos pegajosos" en la pulpa, reduciendo de esta forma el depósito de dichos

"depósitos pegajosos" en el equipo de procesamiento de la pulpa y en el producto de papel resultante.

2. Un método según la reivindicación 1, en el que el material que contiene silicio comprende un epoxi- o glicidoxi-silano funcional (i) seleccionado del grupo consistente en 3-glicidoxi-propil-dimetil-etoxisilano, 3-glicidoxi-propilmetil-dietoxisilano, 3-glicidoxi-propil-metil-dimetoxisilano, 3-glicidoxi-propil-trietoxisilano, 3-glicidoxi-propil-trimetoxisilano, epoxi-ciclohexil-etil-trietoxisilano, epoxi-ciclohexil-etil-trimetoxisilano, y epoxi-hexil-trietoxisilano.

3. Un método según la reivindicación 2, en el que el epoxi- o glicidoxi-silano funcional (i) es 3-glicidoxi-propiltrimetoxisilano.

4. Un método según la reivindicación 1, en el que el material que contiene silicio comprende un polímero funcional de silicona de amonio cuaternario (iii) que se prepara haciendo reaccionar:

un compuesto orgánico de amonio cuaternario que tiene grupos epóxido o grupos halohidrina en su molécula, con

un siloxano que tiene grupos amino en su molécula, en presencia de un tensioactivo, disperso en una fase acuosa polar.

5. Un método según la reivindicación 1, en el que el material que contiene silicio comprende un polímero funcional de silicona de amonio cuaternario reticulado por un epóxido orgánico (iv) que se prepara haciendo reaccionar: un compuesto orgánico de amonio cuaternario que tiene grupos epóxido o grupos halohidrina en su molécula, con

un siloxano que tiene grupos amino en su molécula, en presencia de un tensioactivo y un agente de reticulación disperso en una fase acuosa polar.

6. Un método según cualquier reivindicación precedente, en el que la cantidad de material que contiene silicio usado para reducir el depósito de "depósitos pegajosos" es de 0,01 a 10 por ciento en peso, basado en el peso seco del stock de papel.

7. Un método según la reivindicación 6 anterior, caracterizado por que se utilizan al menos dos materiales que contienen silicio para reducir el depósito de "depósitos pegajosos", y por que la cantidad total de silanos estará comprendida dentro del intervalo de 0,01 a 10 por ciento en peso, basado en el peso seco del stock de papel.

8. Un método según cualquier reivindicación precedente, en el que el material que contiene silicio se introduce durante la reducción a pulpa (etapa (a)).

9. Un método según cualquier reivindicación precedente, en el que el material que contiene silicio se introduce durante el procesamiento de la pulpa (etapa (b)).

10. Un método según la reivindicación 9, en el que el material que contiene silicio se introduce durante una o más de las siguientes etapas del procesamiento de la pulpa (etapa (b)):

limpieza, filtración, flotación, dispersión, sedimentación, secado y/o deshidratación, y cualquier otra etapa convencional de procesamiento de la pulpa.

11. Un método según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado por que el material que contiene silicio se agrega en la etapa (b), en un punto de adición en que se aplica una fuerza suficiente de mezcla por cizallamiento para permitir la interacción entre el material que contiene silicio y los "depósitos pegajosos", de manera que tiene lugar la pasivación.

12. Un método según cualquier reivindicación precedente, caracterizado por que se utilizan aditivos para el destintado para eliminar la tinta durante la etapa de flotación.

13. Un método según cualquier reivindicación precedente, caracterizado por que el agua es agua desmineralizada pura o agua del proceso, extraída durante el destintado.

14. Un método según cualquier reivindicación precedente, en el que los "depósitos pegajosos" comprenden "depósitos pegajosos" coloidales y/o "micro- y/o macro-depósitos pegajosos" de cualquier tamaño, por ejemplo, 0,1 a 1000 µm.

15. Una composición de pulpa de papel derivada de stock de papel residual, que comprende fibra de papel y una cantidad efectiva de: un material que contiene silicio, seleccionado del grupo de: i) un epoxi- y/o glicidoxi-silano funcional, y/o ii) un polímero funcional de silicona de amonio cuaternario, y/o iii) un polímero funcional de silicona de amonio cuaternario reticulado por un epóxido orgánico, y/o

iv) un amino-silano funcional, y/o v) un alquil-silano funcional.

16. Una composición de pulpa de papel según la reivindicación 15, en la que el material que contiene silicio comprende un epoxi- o glicidoxi-silano funcional seleccionado del grupo consistente en 3-glicidoxi-propil-dimetiletoxisilano, 3-glicidoxi-propil-metil-dietoxisilano, 3-glicidoxi-propil-metil-dimetoxisilano, 3-glicidoxi-propil-trietoxisilano, 3glicidoxi-propil-trimetoxisilano, epoxi-ciclohexil-etil-trietoxisilano, epoxi-ciclohexil-etil-trimetoxisilano, y epoxi-hexiltrietoxisilano.

17. Una composición de pulpa de papel según la reivindicación 16, en la que el epoxi- o glicidoxi-silano funcional es 3-glicidoxi-propil-trimetoxisilano.

18. Una composición de pulpa de papel según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 17, en la que la cantidad de aditivo en la pulpa es de 0,01-10% en peso, basado en el peso seco del stock de papel.

19. Productos de papel fabricados a partir de la composición de pulpa de papel según cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18.

20. Un método para fabricar papel y/o papel tisú a partir de stock de papel según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.

21. Un producto de papel y/o papel tisú obtenible según el proceso descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14.

22. Uso de una cantidad efectiva de: i) un epoxi- y/o glicidoxi-silano funcional, y/o ii) un polímero funcional de silicona de amonio cuaternario, y/o iii) un polímero funcional de silicona de amonio cuaternario reticulado por un epóxido orgánico, y/o iv) un amino-silano funcional, y/o v) un alquil-silano funcional para reducir el depósito de "depósitos pegajosos" durante la preparación de productos de papel reciclado, y en

dichos productos.