PROCESOS DE FABRICACIÓN DE PAPEL USANDO COMBINACIONES DE ENZIMA Y POLÍMERO.

Un método de fabricación de papel o cartón, que comprende: a) introducir al menos una composición de enzima celulítica y al menos una composición de polímero catiónico a una pulpa para la fabricación de papel,

a los 5 minutos una de otra, para formar una pulpa tratada y b) formar la pulpa tratada en un papel o cartón

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/US2000/042119.

Solicitante: BUCKMAN LABORATORIES INTERNATIONAL, INC..

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: 1256 NORTH MCLEAN BOULEVARD MEMPHIS TN 38108-0305 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: HILL,WALTER,B.,JR, BARCLAY,RICHARD,L, CONROD,RANDALL,W, DESJARDINS,JOHN, PLOURDE,ROGER,M, O'MALLEY,JAMES,A.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 14 de Noviembre de 2000.

Fecha Concesión Europea: 29 de Septiembre de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • D21H17/00B

Clasificación PCT:

  • D21C9/00 SECCION D — TEXTILES; PAPEL.D21 FABRICACION DEL PAPEL; PRODUCCION DE LA CELULOSA.D21C PRODUCCION DE CELULOSA POR ELIMINACION DE SUSTANCIAS NO CELULOSICAS DE LAS MATERIAS QUE CONTIENEN LA CELULOSA; REGENERACION DE LIQUIDOS RESIDUALES; APARATOS PARA ESTE EFECTO.Post-tratamiento de la pasta de celulosa, p. ej. de la pasta de madera, o de las borras de algodón.
  • D21H11/20 D21 […] › D21H COMPOSICIONES DE PASTA; SU PREPARACION NO CUBIERTA POR LAS SUBCLASES D21C, D21D; IMPREGNACION O REVESTIMIENTO DEL PAPEL; TRATAMIENTO DEL PAPEL TERMINADO NO CUBIERTO POR LA CLASE B31 O LA SUBCLASE D21G; PAPEL NO PREVISTO EN OTRO LUGAR.D21H 11/00 Pasta o papel que comprende fibras de celulosa o de lignocelulosa solamente de origen natural. › Fibras modificadas químicamente o bioquímicamente.

Clasificación antigua:

  • D21C D21 […] › PRODUCCION DE CELULOSA POR ELIMINACION DE SUSTANCIAS NO CELULOSICAS DE LAS MATERIAS QUE CONTIENEN LA CELULOSA; REGENERACION DE LIQUIDOS RESIDUALES; APARATOS PARA ESTE EFECTO.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.


Fragmento de la descripción:

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a procesos de fabricación de papel y productos hechos a partir de estos procesos. Más particularmente, la presente invención se refiere a tratar la pulpa para la fabricación de papel con una enzima celulítica y uno o más polímeros.

Los procesos de fabricación de papel particulares que usan un tratamiento enzimático de la pulpa para la fabricación de papel se describen, por ejemplo, en las Patentes de Estados Unidos Nº 4.923.565 de Fuentes et al., 5.110.412 de Fuentes et al., 5.169.497 de Sarkar et al., y 5.308.449 de Fuentes et al. De acuerdo con estos procesos, una pulpa para la fabricación de papel se pone en contacto con una composición de enzima durante un periodo de tiempo sustancial antes de que la pulpa se trabaje en una máquina de fabricación de papel convencional. De acuerdo con estos procesos, la pulpa debe permanecer en contacto con la composición de enzima durante al menos 20 minutos, antes de que la pulpa pueda tratarse con una composición de polímero sintética convencional. El tiempo de contacto permite a la enzima un periodo de reacción adecuado antes de la adición del polímero sintético. Por consiguiente, el proceso requiere una adición por separado del polímero sintético aguas abajo de donde la enzima entra en contacto por primera vez con la pulpa, que consume tiempo y es complicada.

Hay una necesidad de un proceso de fabricación de papel que sea simplificado y/o evite los tiempos de contacto largos. SUMARIO DE LA INVENCIÓN

La presente invención proporciona un método de fabricación de papel o cartón, como se expone en la reivindicación 1, que incluye introducir, al menos, una composición de enzima celulítica y al menos una composición de polímero catiónico a una pulpa para la fabricación de papel, a los 5 minutos una de otra, para formar una pulpa tratada. La composición de enzima y la composición de polímero pueden añadirse a la pulpa por separado o pueden precombinarse y después añadirse. La pulpa puede tratarse también adicionalmente con al menos un almidón catiónico. La pulpa resultante se forma después en una lámina de pulpa, que preferiblemente tiene propiedades de drenaje y/o retención mejoradas, en comparación con los tratamientos convencionales. Después del drenaje y secado, el papel o cartón resultante preferiblemente presenta una opacidad excelente y otras propiedades físicas.

La presente invención se refiere, adicionalmente, a un método de fabricación de papel o cartón que incluye tratar la pulpa en una cubeta de mezcla con una composición de polímero catiónico y después hacer pasar la pulpa tratada a una cubeta de mecanizado en la que se añade una composición de enzima a la pulpa tratada. La pulpa tratada con enzimas se refina después y se hace pasar a una caja de pulpa en suspensión. De la caja de pulpa en suspensión, la pulpa se hace pasar después a través de un silo de aguas blancas, donde se añade una segunda composición de polímero catiónico a la pulpa y después la pulpa se forma en papel o cartón.

La presente invención proporciona también un sistema de fabricación de papel para realizar los métodos descritos anteriormente, y papel y cartón fabricados de acuerdo con los métodos.

Debe entenderse que tanto la descripción general anterior como la siguiente descripción detallada son ejemplares y explicativas únicamente, y sólo pretenden proporcionar una explicación adicional de la presente invención como se reivindica. Los dibujos adjuntos, que se incorporan y constituyen una parte de esta solicitud, ilustran diversas realizaciones de la presente invención y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la presente invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 es un diagrama de flujo que muestra un proceso de fabricación de papel de acuerdo con una realización de la presente invención.

La Figura 2 es un diagrama de flujo que muestra un proceso de fabricación de papel de acuerdo con otra realización de la presente invención.

La Figura 3 es un diagrama de flujo que muestra un proceso de fabricación de papel de acuerdo con otra realización de la presente invención. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA PRESENTE INVENCIÓN

La presente invención proporciona métodos de fabricación de papel o cartón. En un método, al menos una composición de enzima celulítica y al menos una composición catiónica se introducen en una pulpa para la fabricación de papel, a los 5 minutos una de otra. La composición de enzima y la composición de polímero pueden añadirse a la pulpa por separado, o pueden precombinarse y después añadirse. La pulpa resultante se forma después en un papel o cartón. De acuerdo con la presente invención, puede añadirse también un almidón catiónico a la pulpa, o pulpa tratada, aproximadamente en el mismo momento en el que se añaden la composición de polímero catiónico y la composición de enzima, o en un momento posterior. El almidón catiónico puede ser igual o diferente del polímero catiónico añadido anteriormente. Los productos de papel y cartón preparados de acuerdo con el procedimiento preferiblemente presentan una opacidad excelente y/u otras propiedades físicas. Las láminas de pulpa a partir de las que se fabrican los productos de papel y cartón presentan, preferiblemente, excelente drenaje y/o excelente retención de los finos de la pulpa.

El método de la presente invención puede realizarse de forma práctica en máquinas de fabricación de papel convencionales, con modificaciones que pueden hacerse fácilmente en vista de la presente invención. El método puede emplear muchos tipos diferentes de pulpas para la fabricación de papel o combinaciones de las mismas. Por ejemplo, la pulpa puede comprender pulpa virgen y/o reciclada, tal como pulpa de sulfito virgen, desechos de pulpa, una pulpa kraft de madera dura, una pulpa kraft de madera blanda, mezclas de dichas pulpas y similares.

Como se ha analizado anteriormente, la composición de enzima y la composición de polímero catiónico se añaden aproximadamente en el mismo momento. Añadir estos dos componentes aproximadamente en el mismo momento significa que los dos componentes se añaden a los 5 minutos uno de otro y, más preferiblemente, se añaden a los 2 minutos o al minuto uno de otro y, más preferiblemente, se añaden básicamente simultáneamente a la pulpa.

Adicionalmente, la composición de enzima y la composición de polímero generalmente pueden añadirse en cualquier localización del proceso de fabricación del papel, aunque preferiblemente se añaden antes del silo de aguas blancas en el proceso de fabricación de papel y, más preferiblemente, se añaden antes de la cubeta de mecanizado e incluso más preferiblemente, se añaden a la cubeta de mezcla. Aún más preferiblemente, la composición de enzima y la composición de polímero catiónico se añaden antes del primer refinador en un proceso de fabricación de papel, que generalmente se localiza antes de la cubeta de mezcla.

La composición de enzima usada para tratar la pulpa puede contener cualquier enzima para tratamiento de la pulpa para la fabricación de papel convencional que tenga actividad celulítica. Pueden estar presentes otros componentes, siempre y cuando estos otros componentes no afecten negativamente a la actividad celulítica de la composición de enzima. Preferiblemente, la composición de enzima presenta también actividad celulítica. Las enzimas adecuadas y composiciones que contienen enzimas incluyen aquellas descritas en la Patente de Estados Unidos Nº 5.356.800 de Jaquess, la Patente de Estados Unidos Nº 6.342.381 y la Publicación Internacional Nº WO 99/43780. Otras enzimas para el tratamiento de enzimas en la fabricación de papel ejemplares son BUZYME™ 2523 y BUZYME ™ 2524, ambas disponibles en Buckman Laboratories International, Inc., Memphis, Tennessee. La composición de enzima celulítica preferiblemente contiene de aproximadamente el 5% a aproximadamente el 20% en peso de enzima. La composición de enzima preferida puede contener adicionalmente polietilenglicol, hexilenglicol, polivinilpirrolidona, alcohol tetrahidrofurílico, glicerina, agua y otros aditivos convencionales para la composición de enzima, por ejemplo como se describe en la Patente de Estados Unidos Nº 5.356.800. La enzima puede añadirse a la pulpa en una cantidad de aproximadamente el 0,001 a aproximadamente el 0,100% en peso de enzima, basado en el peso seco de la pulpa, por ejemplo de aproximadamente el 0,005 a aproximadamente...

 


Reivindicaciones:

1. Un método de fabricación de papel o cartón, que comprende:

a) introducir al menos una composición de enzima celulítica y al menos una composición de polímero catiónico a una pulpa para la fabricación de papel, a los 5 minutos una de otra, para formar una pulpa tratada y

b) formar la pulpa tratada en un papel o cartón.

2. El método de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente introducir al menos un primer almidón catiónico a la pulpa tratada.

3. El método de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dicha composición de enzima celulítica contiene del 5% al 20% en peso de enzima.

4. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha composición de enzima celulítica se añade a dicha pulpa en una cantidad del 0,100% al 0,001% en peso de enzima, basado en el peso seco de la pulpa.

5. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha composición de enzima celulítica comprende al menos un oligómero de poliamida y al menos una enzima celulítica.

6. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha pulpa comprende o consiste en una pulpa de sulfito.

7. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 5, en el que un segundo almidón catiónico, que es igual o diferente del primer almidón catiónico, se introduce en la pulpa tratada antes de la etapa b).

8. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha al menos una composición de polímero catiónico comprende un polímero catiónico sintético.

9. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha al menos una composición de polímero catiónico comprende un polímero

de poliacrilamida.

10. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha al menos una composición de polímero catiónico es un polímero catiónico sintético, soluble en agua, que contiene unidades acrilamida y unidades monoméricas catiónicas.

11. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el polímero catiónico en dicha composición de polímero catiónico se añade a dicha pulpa en una cantidad del 0,0001% en peso al 1,000% en peso, basado en el peso de sólidos secos de dicha pulpa.

12. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 11, en el que dicho al menos un almidón catiónico se añade a dicha pulpa tratada en una cantidad del 2,27 a 11,34 kg por 907,18 kg (5 a 25 libras por tonelada) basado en el peso de sólidos secos de la pulpa.

13. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el polímero catiónico en dicha composición de polímero catiónico tiene un peso molecular promedio en peso de al menos 10.000 y dicha composición de polímero catiónico se precombina con la composición de enzima antes de que el polímero y la enzima se añadan juntos a la pulpa.

14. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha al menos una composición de enzima celulítica y al menos una composición de polímero catiónico se añaden a 1 minuto una de otra.

15. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha al menos una composición de enzima celulítica y al menos una composición de polímero catiónico se añade simultáneamente.

16. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha al menos una composición de enzima celulítica y al menos una composición de polímero catiónico se añaden antes a una cubeta de mezcla, en un proceso de fabricación de papel.

17. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha al menos una composición de enzima celulítica y al menos una composición de polímero catiónico se añaden antes a un primer refinador, que está localizado antes de la cubeta de mezcla.

18. El método de la reivindicación 17, que comprende adicionalmente introducir, al menos, un primer almidón catiónico a la pulpa tratada antes a la cubeta de mezcla.

19. El método de una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha al menos una composición de polímero catiónico comprende un polímero sintético que tiene al menos un polímero que contiene nitrógeno.

20. El método de la reivindicación 18, que comprende adicionalmente introducir, al menos, un segundo almidón catiónico a la pulpa tratada, y en el que dicho primer y segundo almidones catiónicos son iguales o diferentes.

21. Un método de fabricación de papel o cartón de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 u 11, que comprende: a) introducir una composición de polímero catiónico a una pulpa, para formar la pulpa tratada; b) introducir al menos una composición de enzima celulítica a dicha pulpa tratada, para formar una pulpa tratada con enzima; c) añadir una composición de polímero catiónico que contiene nitrógeno

a la pulpa tratada con enzima; y d) formar la pulpa en papel o cartón.

22. El método de la reivindicación 21, que comprende adicionalmente introducir una segunda composición de polímero catiónico en la pulpa tratada con enzima, antes de introducir la composición de polímero catiónico que contiene nitrógeno a la pulpa tratada con enzima.

23. El método de la reivindicación 21 ó 22, en el que dicha composición de polímero catiónico comprende un polímero que contiene nitrógeno o un

almidón.

24. El método de una cualquiera de las reivindicaciones 21 a 23, en el que dicha segunda composición de polímero catiónico comprende un polímero que contiene nitrógeno o un almidón.

25. Un método de la reivindicación 21, en el que dicha composición de polímero catiónico se introduce en la cubeta de mezcla de un proceso de fabricación de papel y dicha al menos una composición de enzima celulítica se introduce en la cubeta de mecanizado del mismo proceso de fabricación de papel, y dicha composición de polímero catiónico que contiene nitrógeno se añade aproximadamente al silo de aguas blancas del mismo proceso de fabricación de papel.

26. El método de la reivindicación 25, en el que dicho polímero catiónico opcional se introduce en la caja de pulpa en suspensión, que está localizada entre dicha cubeta de mecanizado y dicho silo de aguas blancas.

27. Un aparato de fabricación de papel que comprende un suministro de una composición de enzima, un suministro de una composición de polímero catiónico, un suministro de una pulpa para la fabricación de papel, un dispositivo para alimentar una composición de enzima desde el suministro de la composición de enzima y una composición de polímero catiónico desde el suministro de polímero catiónico al suministro de pulpa, para la fabricación de papel, aproximadamente en el mismo momento, para formar un suministro de pulpa tratada, y un dispositivo para formar la pulpa tratada en un papel o cartón tratado.

28. El aparato de la reivindicación 27, en el que dicho dispositivo para formar la pulpa tratada comprende una cubeta de mezcla en comunicación con dicho suministro de pulpa tratada, una bomba de abanico en comunicación con la cubeta de mezcla, un tamiz en comunicación con dicha bomba de abanico y una caja superior en comunicación con dicho tamiz.

29. El aparato de la reivindicación 27, en el que se proporciona un tanque de

suministro para contener un suministro de la pulpa tratada y la comunicación entre dicho tanque de suministro y dicha cubeta de mezcla incluye un aparato de refinado, para refinar la pulpa tratada antes de que entre en la cubeta de mezcla.

30. El aparato de la reivindicación 27, que comprende adicionalmente un suministro de almidón catiónico, una salida desde el suministro de dicho almidón catiónico en comunicación con una entrada a dicho suministro de pulpa tratada y que comprende adicionalmente un silo de aguas blancas, en el que dicho silo de aguas blancas tiene una entrada en comunicación con dicha cubeta de mezcla, una entrada en comunicación con dicha caja superior y una salida en comunicación con dicha bomba de abanico.

31. El aparato de la reivindicación 27, que comprende adicionalmente uno o más refinadores para refinar la pulpa, o la pulpa tratada, antes de formar la pulpa en dicha caja superior.


 

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