Una composición acuosa que contiene sílice que comprende un polímero orgánico aniónico que tiene por lo menos un grupo aromático que es un poliuretano y partículas aniónicas basadas en sílice que comprenden partículas basadas en sílice que forman un agregado o microgel,

conteniendo la composición acuosa que contiene sílice el poliuretano y las partículas aniónicas basadas en sílice, calculada como SiO2, en una cantidad por lo menos de 0, 01% en peso basado en el peso total de la composición acuosa que contiene sílice, en la que la composición contiene igual o menos de 10% en peso de agente de encolado reactivo con celulosa.

Composición acuosa que contiene sílice y procedimiento para la producción de papel.

La presente invención se refiere a una composición acuosa que contiene sílice que comprende un polímero orgánico aniónico que tiene por lo menos un grupo aromático y partículas aniónicas basadas en sílice. La invención se refiere adicionalmente a un método para la preparación de la composición acuosa que contiene sílice, a usos de la composición acuosa que contiene sílice y a un procedimiento de fabricación de papel.

Antecedentes de la invención

En la técnica de fabricación de papel, una suspensión acuosa que contiene fibras celulósicas, y opcionalmente fibras y aditivos, denominada pasta papelera, se añade a una caja de cabeza que arroja la pasta papelera sobre una tela metálica de formación. Se drena agua de la pasta papelera por medio de la tela metálica de formación de modo que se forma la banda continua húmeda de papel sobre la tela metálica. La banda continua de papel formada se deseca y seca en la sección de secado de la máquina de papel. Se introducen convencionalmente ayudas de drenaje y retención en la pasta papelera en la sección de secado para facilitar el drenaje y para incrementar la absorción de las partículas finas sobre las fibras celulósicas de tal modo que las partículas finas son retenidas con las fibras sobre la tela metálica.

El documento US 4.388.150 describe un aglomerante en la fabricación de papel que comprende un complejo de almidón catiónico y ácido silícico coloidal para producir un papel que tiene resistencia incrementada y niveles mejorados de retención de minerales añadidos y finos de fabricación de papel El documento US 4.750.974 describe un aglomerante coacervado para uso en la fabricación de papel que comprende una combinación terciaria de un almidón catiónico, un polímero aniónico de alto peso molecular y una sílice dispersa El documento US 5, 368.833 describe soles de sílice que contienen partículas de sílice modificada con aluminio con alta superficie específica y un alto contenido de microgel.

El documento US 5.567.277 describe una composición que comprende una materia prima celulósica acuosa, un polímero catiónico de alto peso molecular y un polímero aniónico que comprende lignina modificada.

El documento US 6.022.449 describe el uso de poliisocianatos dispersables en agua con grupos aniónicos y/o potencialmente aniónicos y compuestos catiónicos y/o potencialmente catiónicos en el acabado de papel.

El documento EP 0 418015 A1 describe una composición de encolado activa que contiene una emulsión acuosa en combinación con un dispersante o emulsionante aniónico. Usando poliacrilamida aniónica, almidón aniónico o sílice coloidal se puede extender la densidad de carga aniónica en la composición de encolado.

El documento US 5.670.021 se refiere a un procedimiento para la producción de papel formando y desecando una suspensión de celulosa, en el que el desecado tiene lugar en presencia de un silicato de metal alcalino y una resina fenólica añadida en el mismo punto en la suspensión.

El documento US 6.033.524 describe un método para incrementar la retención y drenaje de componentes de carga en una materia prima para fabricación de papel en un procedimiento de fabricación de papel que comprende añadir a la materia prima una suspensión de componentes de carga, que contiene también un mejorador fenólico.

El documento US 6.315.824 se refiere a una composición dispersada que comprende una fase hidrófoba y una fase acuosa, siendo estabilizada la composición por un agente estabilizante coacervado coloidal catiónico, comprendiendo el agente estabilizante coacervado un componente aniónico y un componente catiónico.

El documento EP 0.953.860 A1 se refiere a un procedimiento para la producción de papel de una suspensión que comprende añadir a la suspensión un polímero orgánico catiónico.

El documento US 5.185.062 describe un procedimiento de fabricación de papel que incluye las etapas de añadir a la suspensión de fabricación de papel un polímero catiónico de alto peso molecular y a continuación un polímero aniónico de peso molecular medio.

El documento US 4.313.790 se refiere a un procedimiento para la producción de papel que consiste en la adición a la materia prima para fabricación de papel de lignina kraft o lignina kraft modificada y poli (oxietileno) .

El documento US 6.165.259 se refiere a una dispersión acuosa que contiene un dispersante y una fase dispersa que contiene un material hidrófobo, comprendiendo el dispersante un compuesto aniónico y un compuesto catiónico.

Sería ventajoso ser capaces de proporcionar ayudas de drenaje y retención con rendimiento mejorado. También sería ventajoso ser capaces de proporcionar ayudas de retención y drenaje con buena estabilidad de almacenamiento. Sería ventajoso adicionalmente también ser capaces de proporcionar un procedimiento de fabricación de papel con rendimiento mejorado de drenaje y/o retención.

La invención

Según la presente invención se ha encontrado inesperadamente que se puede obtener un efecto mejorado de drenaje y/o retención de una suspensión celulósica sobre una tela metálica usando una composición acuosa que contiene sílice que comprende por lo menos un polímero orgánico aniónico por lo menos con un grupo aromático que es un poliuretano y partículas basadas en sílice en forma de agregado aniónico o microgel. La composición acuosa que contiene sílice es útil en procedimientos para la producción de papel de todos lo tipos de pastas papeleras, en particular pastas papeleras que tienen altos contenidos de sales (alta conductividad) y substancias coloidales. La composición acuosa que contiene sílice es también útil en procedimientos de fabricación de papel con un alto grado de cierre del agua blanca, es decir, reciclado extenso del agua blanca y limitado suministro de agua de nueva aportación. Por esto la presente invención hace posible incrementar la velocidad de la máquina de papel y usar una dosis más baja de aditivos para dar un correspondiente efecto de drenaje y/o retención, conduciendo por ello a un procedimiento mejorado de fabricación de papel y beneficios económicos.

La expresión "ayuda de drenaje y retención", tal como se usan aquí, se refiere a uno o más componentes, que cuando se añaden a una suspensión celulósica acuosa, dan mejor drenaje y/o retención de la que se obtiene cuando no se añaden dichos uno o más componentes. Todos los tipos de pasta papelera, en particular las pastas papeleras que tienen altos contenidos de sales (alta conductividad) y substancias coloidales obtendrán mejores rendimientos de drenaje y retención por la adición de la composición según la presente invención. Esto es importante en procedimientos de fabricación de papel con un alto grado de cierre del agua blanca, es decir, extenso reciclado de agua blanca y limitado suministro de agua de nueva aportación.

Según la presente invención se proporciona una composición acuosa que contiene sílice que comprende un polímero orgánico aniónico que tiene por lo menos un grupo aromático que es un poliuretano y partículas aniónicas basadas en sílice que comprenden partículas basadas en sílice en forma de agregado o microgel. La composición acuosa que contiene sílice contiene el polímero orgánico aniónico que tiene por lo menos un grupo aromático y partículas aniónicas basadas en sílice, calculada como SiO2, en una cantidad por lo menos de 0, 01% en peso basado en el peso total de la composición acuosa que contiene sílice. La composición no contiene sustancialmente agente de encolado reactivo con celulosa.

Se proporciona adicionalmente una composición acuosa que contiene sílice obtenible mezclando un polímero orgánico aniónico que tiene por lo menos un grupo aromático que es un poliuretano con un sol acuoso basado en sílice estabilizado con álcali que tiene un valor S en el intervalo de alrededor de 5 a alrededor de 50% que contiene partículas basadas en sílice en forma de agregado aniónico o microgel. La composición acuosa que contiene sílice obtenida contiene el polímero orgánico aniónico que tiene por lo menos un grupo aromático y las partículas basadas en sílice, calculada como SiO2, en una cantidad por lo menos de 0, 01% en peso basado en el peso total de la composición acuosa que contiene sílice. La composición no contiene sustancialmente agente de encolado reactivo con celulosa... [Seguir leyendo]

1. Una composición acuosa que contiene sílice que comprende un polímero orgánico aniónico que tiene por lo menos un grupo aromático que es un poliuretano y partículas aniónicas basadas en sílice que comprenden partículas basadas en sílice que forman un agregado o microgel, conteniendo la composición acuosa que contiene sílice el poliuretano y las partículas aniónicas basadas en sílice, calculada como SiO2, en una cantidad por lo menos de 0, 01% en peso basado en el peso total de la composición acuosa que contiene sílice, en la que la composición contiene igual o menos de 10% en peso de agente de encolado reactivo con celulosa.

2. La composición acuosa que contiene sílice según la reivindicación 1, en la que las partículas basadas en sílice tienen una superficie específica dentro del intervalo de 300 a 1300 m2/g.

3. El método de la composición acuosa que contiene sílice según una cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que las partículas basadas en sílice tienen un tamaño medio de partícula que varía de 1 nm a alrededor de 50 nm.

4. La composición acuosa que contiene sílice según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en la que las partículas basadas en sílice tienen un tamaño medio de partícula que varía de 1 nm a alrededor de 10 nm.

5. La composición acuosa que contiene sílice según una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en la que la composición acuosa que contiene sílice tiene una densidad de carga negativa dentro del intervalo de 0, 1 a 6 meq/g.

6. La composición acuosa que contiene sílice según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en la que la composición no contiene agente de encolado.

7. Un método para la preparación de una composición acuosa que contiene sílice que comprende mezclar, en presencia de igual o menos de 10% en peso de agente de encolado reactivo con celulosa, un polímero orgánico aniónico que tiene por lo menos un grupo aromático que es un poliuretano con partículas basadas en sílice que comprenden partículas basadas en sílice en forma de agregado o microgel para proporcionar una composición acuosa que contiene sílice que contiene el poliuretano y partículas basadas en sílice, calculada como SiO2, en una cantidad por lo menos de 0, 01% en peso, basado en el peso total de la composición acuosa que contiene sílice.

8. El método según la reivindicación 7, en el que el poliuretano tiene una densidad de carga por lo menos de 0, 1 meq/g de polímero seco.

9. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 7-8, en el que las partículas basadas en sílice están contenidas en un sol de sílice que tiene un valor S dentro del intervalo de alrededor de 5 hasta alrededor de 50% previamente a la mezcla con el poliuretano.

10. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 7-9, en el que el poliuretano se desaliniza previamente a mezclarlo con las partículas basadas en sílice.

11. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 7-10, en el que las partículas basadas en sílice tienen una superficie específica dentro del intervalo de 300 a 1300 m2/g.

12. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 7-11, en el que las partículas basadas en sílice tienen un tamaño medio de partícula que varía de alrededor de 1 nm a alrededor de 50 nm.

13. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 7-12, en el que las partículas basadas en sílice tienen un tamaño medio de partícula que varía de alrededor de 1 nm a alrededor de 10 nm.

14. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 7-13, en el que el pH de la disolución acuosa del poliuretano se ajusta hasta un pH por lo menos de 8 previamente a la mezcla con las partículas basadas en sílice.

15. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 7-14, en el que la composición acuosa que contiene sílice tiene una densidad de carga negativa dentro del intervalo de 0, 1 a 6 meq/g.

16. Una composición acuosa que contiene sílice obtenible por el método según una cualquiera de las reivindicaciones 7-15.

17. El uso de una composición acuosa que contiene sílice según una cualquiera de las composiciones 1-6 o 16 como agente de floculación en combinación con por lo menos un polímero orgánico para la producción de pasta papelera y papel y para la purificación de agua.

18. Un procedimiento para la producción de papel de una suspensión que contiene fibras celulósicas, y opcionalmente cargas, que comprende añadir a la suspensión por lo menos un polímero orgánico catiónico y una composición acuosa que contiene sílice según cualquiera de las reivindicaciones 1-6 o 16.

19. El procedimiento según la reivindicación 18, en el que polímero orgánico catiónico es almidón catiónico o poliacrilamida catiónica.

20. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 18-19, en el que el polímero orgánico catiónico tiene por lo menos un grupo aromático.