Procedimiento para transformar una resina de poliamina-epihalohidrina en estable al almacenamiento,

que comprende: Tratar una composición que contiene resina de poliamina-epihalohidrina resistente en húmedo o de acresponado, comprendiendo la composición un contenido en sólidos de al menos 15% en peso e incluyendo especies formadoras de CDP (3-cloropropanodiol), con al menos una sustancia enzimática seleccionada de una esterasa, una lipasa, una proteasa o una combinación de las mismas, en condiciones para lograr inhibir y/o reducir y/o eliminar la especie formadora de CPD, para obtener una resina con formación de CPD reducida, estable al almacenamiento en forma gelificada, de forma que la composición que contiene la resina de poliamina-epihalohidrina con formación de CPD reducida, cuando se almacena durante 24 horas a 50ºC y a pH 1,0, libera menos de 250 ppm, en seco, de CPD.

Composiciones de poliamina-epiclorohidrina con alto contenido en sólidos y subproductos reducidos.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a procedimientos para convertir composiciones de resina en estables al almacenamiento, especialmente composiciones de resina para la industria papelera, que incluyen sustancias de resistencia, como sustancias de resistencia en húmedo y en seco y sustancias de acresponado. La presente invención se refiere así mismo a procedimientos para la producción de productos de papel que contienen las resinas que tienen residuos reducidos, como epihalohidrinas y productos de hidrólisis de epihalohidrina. En la presente invención, las resinas, composiciones y productos, como productos de papel, mantienen una baja concentración de residuos, como epihalohidrinas y productos de hidrólisis de epihalohidrina, cuando se almacenan. En la presente invención, las composiciones contienen la resina en un extracto seco elevado.

Antecedentes de la invención

Las resinas de resistencia en húmedo se añaden con frecuencia al papel y al cartón en el momento de la fabricación. En ausencia de resinas de resistencia en húmedo, el papel conserva normalmente sólo de un 3% a un 5% de su resistencia una vez humedecido con agua. Sin embargo, el papel fabricado con resina de resistencia en húmedo generalmente conserva al menos 10%-50% de su resistencia cuando se humedece. La resistencia en húmedo es útil en una amplia variedad de aplicaciones del papel, algunos ejemplos de las cuales son la fabricación de toallitas, cartones de leche y zumo, bolsas de papel y cartones de revestimiento para recipientes corrugados.

La resistencia en seco también es una propiedad crítica del papel, particularmente a la vista de la tendencia reciente de los fabricantes de papel a usar pulpas de madera de elevado rendimiento en papel, a fin de lograr costes más reducidos. Estas pulpas de madera de elevado rendimiento producen en general papel con resistencia significativamente reducida, cuando se comparan con papel obtenido de pulpas muy refinadas.

Las resinas de resistencia en húmedo disponibles comercialmente incluyen Kymene® 557H, Kymene® 557LX, Kymene® SLX, Kymene® Plus, Kymene® 450 and Kymene 736, disponibles de Hercules Incorporated, Wilmington, Del. Las resinas de resistencia en húmedo como las enumeradas anteriormente, también proporcionan resistencia en seco incrementada al papel.

Resinas similares a las usadas para proporcionar resistencia al papel se usan también frecuentemente como adhesivos de acresponado. En la fabricación de algunos productos de papel, como papeles faciales, papel de baño

o toallitas de papel, la banda del papel se somete convencionalmente a un procedimiento de acresponado, a fin de proporcionarle características de textura deseables, como suavidad y masa. El procedimiento de acresponado implica típicamente adherir la banda, una banda de celulosa en el caso del papel, a un cilindro rotativo de acresponado, de forma que el aparato conocido como secador Yankee, y luego desprender la banda adherida con una cuchilla limpiadora. El impacto de la banda contra la cuchilla limpiadora rompe algunos de los enlaces entre fibras en la banda, y hace que la banda se encoja o frunza.

La intensidad de esta acción de acresponamiento depende de diversos factores, incluyendo el grado de adhesión entre la banda y la superficie del cilindro de acresponado. Una mayor adhesión produce una suavidad incrementada, aunque generalmente con alguna pérdida de resistencia. A fin de incrementar la adhesión, se puede usar un adhesivo de acresponado para incrementar cualquier adhesión producida naturalmente que pueda tener la banda, debido a su contenido en agua, que variará ampliamente dependiendo del punto hasta el que la banda se haya secado previamente. Los adhesivos de acresponado deberían evitar también el desgaste de la superficie del secador, y proporcionar lubricación entre la cuchilla limpiadora y la superficie del secador, y reducir la corrosión química, así como controlar la extensión del acresponado. Un recubrimiento adhesivo de acresponado que adhiera la lámina de manera suficientemente fuerte al tambor proporcionará un buen crepé, proporcionando absorbancia y suavidad con la menor pérdida posible de resistencia del papel. Si la adhesión al tambor de secado es demasiado

fuerte, la lámina puede romperse o incluso “tapar”, es decir, introducirse desde abajo sobre la cuchilla limpiadora y

envolver el tambor de secado. Si no hay suficiente adhesión, la lámina se desprenderá demasiado fácilmente y experimentará un acresponado demasiado débil.

El adhesivo de acresponado, normalmente como solución acuosa o dispersión, se pulveriza generalmente sobre la superficie del cilindro o tambor de acresponado, p.ej., un secador Yankee. Esto mejora la transferencia de calor, permitiendo un secado más eficiente de la lámina. Si la pulpa de pasta de papel se adhiere demasiado fuertemente al cilindro de acresponado, se pueden pulverizar sustancias de eliminación sobre el cilindro. Las sustancias de eliminación son típicamente aceites hidrocarbonados. Estas sustancias ayudan a la liberación uniforme de la banda de tejido en la cuchilla de acresponado, y también lubrican y protegen la cuchilla del uso excesivo.

Ejemplos de composiciones adhesivas de acresponado incluyen las descritas en la patente de EE.UU Nº 5.187.219 de Furman. Las composiciones comprenden un polímero de acrilamida glioxilada/cloruro de dialil-dimetil-amonio hidrosoluble, y un poliol hidrosoluble, con un peso molecular inferior a 3000, como plastificante para el polímero.

La patente de EE.UU. Nº 5.246.544 de Hollenberg et al., describe un adhesivo de acresponado reticulado reversiblemente, que contiene un material no autoreticulable, que es un polímero u oligómero que tiene grupos funcionales que se pueden reticular mediante reticulación iónica y al menos un reticulante catiónico, metálico, que tiene una valencia de cuatro o más. El adhesivo puede contener también aditivos para modificar las propiedades mecánicas de los polímeros reticulados, p.ej., glicoles, polietilenglicoles y otros polioles como azúcares simples y oligosacáridos.

En la patente de EE.UU Nos 5.338.807 de Espy et al., patente de EE.UU Nº 5.994.449 de Maslanka y patente canadiense 979.579 de Giles et al., se describen adhesivos de acresponado de poliaminoamida/epiclorohidrina.

La patente de EE.UU Nº 5.374.334 de Sommese et al, describe un adhesivo de acresponado que es un polímero reticulado de vinilamina/alcohol vinílico, que contiene aproximadamente de 1 a aproximadamente 99% de vinilamina. Se describe la epiclorohidrina como reticulante.

Las patentes de EE.UU Nos 4.684.439 y 4.788.243 de Soerens, describen adhesivos de acresponado que comprenden mezclas de alcohol de polivinilo y resina de poliamida termoplástica hidrosoluble, que comprende el producto de reacción de una polialquilen-poliamina, un ácido carboxílico dibásico alifático saturado y una poli (oxietilen) diamina.

En las patentes de EE.UU. Nos 4.501.640 y 4.528.316 de Soerens, se describe un adhesivo de acresponado que comprende una mezcla de alcohol polivinílico y una resina de poliamida catiónica termoendurecible.

Adhesivos de acresponado disponibles comercialmente incluyen los polímeros catiónicos Crepetrol® 190, Crepetrol® 290 y Crepetrol® 80E, disponibles de Hercules Incorporated, Wilmington, Del.

Adicionalmente, las resinas de poliamina-epihalohidrina, como resinas de poliaminopoliamida-epihalohidrina, contienen frecuentemente grandes cantidades de productos de hidrólisis de epihalohidrina. Por ejemplo, las resinas comerciales de poliaminopoliamida-epiclorohidrina típicamente contienen 1-10% (en seco) de los subproductos de epiclorohidrina (epi) , 1, 3-dicloropropanol (1, 3-DCP) , 2, 3-dicloropropanol (2, 3-DCP) y 3-cloropropanodiol (CPD) . Los subproductos epi se conocen también como residuos epi. La producción de tales resinas con concentraciones reducidas de subproductos epi ha sido objeto de muchas investigaciones. Las presiones ambientales para producir resinas con concentraciones reducidas de especies halógenas orgánicas adsorbibles (AOX) , se ha incrementado.

“AOX” se refiere al contenido de halógeno orgánico adsorbible de la resina, que se puede determinar mediante

medios de adsorción sobre carbono. AOX incluye epiclorohidrina... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para transformar una resina de poliamina-epihalohidrina en estable al almacenamiento, que comprende:

Tratar una composición que contiene resina de poliamina-epihalohidrina resistente en húmedo o de acresponado, comprendiendo la composición un contenido en sólidos de al menos 15% en peso e incluyendo especies formadoras de CDP (3-cloropropanodiol) , con al menos una sustancia enzimática seleccionada de una esterasa, una lipasa, una proteasa o una combinación de las mismas, en condiciones para lograr inhibir y/o reducir y/o eliminar la especie formadora de CPD, para obtener una resina con formación de CPD reducida, estable al almacenamiento en forma gelificada, de forma que la composición que contiene la resina de poliamina-epihalohidrina con formación de CPD reducida, cuando se almacena durante 24 horas a 50ºC y a pH 1, 0, libera menos de 250 ppm, en seco, de CPD.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la composición que contiene la resina con formación de CPD reducida, cuando se almacena durante 24 horas a 50ºC y a un pH de 1, 0, contiene menos de 50 ppm, en seco, de CPD.

3. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que las condiciones de tratamiento comprenden una temperatura de 20ºC a 60ºC.

4. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que las condiciones de tratamiento comprenden una temperatura de 20ºC a 40ºC.

5. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que las condiciones de tratamiento comprenden un tiempo de reacción de 30 minutos a 96 horas.

6. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que las condiciones de tratamiento comprenden un tiempo de reacción de 2 horas a 12 horas.

7. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que las condiciones de tratamiento comprenden un pH de 2, 5 a

9.

8. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que las condiciones de tratamiento comprenden un pH de 7 a

9.

9. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que las condiciones de tratamiento comprenden un pH de 6 a 8, 5.

10. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la proporción de la sustancia o sustancias enzimáticas frente a resina de poliamina-epihalohidrina (en seco) es de 1:1600 a 1:1, 5.

11. El procedimiento según la reivindicación 10, en el que la proporción de la sustancia o sustancias enzimáticas frente a resina de poliamina-epihalohidrina (en seco) es de 1:160 a 1:4.

12. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la proporción de la sustancia o sustancias enzimáticas (enzima activa, en seco) frente a resina de poliamina-epihalohidrina (en seco) es de 0, 04:1600 a 0, 04:1, 5.

13. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el contenido en sólidos es de 15 a 50% en peso de sólidos activos, las condiciones de tratamiento comprenden una temperatura de 0ºC a 35ºC, un tiempod e reacción de 4 a 24 horas y un pH de 6, 9 a 7, 9, y la proporción de la sustancia o sustancias enzimáticas frente a la resina de poliamina-epihalohidrina (en seco) es de 1:20 a 1:8.

14. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la sustancia o sustancias enzimáticas son una proteasa en el grupo de subtilisina.

15. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la sustancia o sustancias enzimáticas tienen actividad esterasa.

16. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la sustancia o sustancias enzimáticas son producidas por un microorganismo seleccionado del grupo que consiste en Bacillus licheniformis (Nº de acceso de Swiss-Prot: P00780) o Bacillus amyloliquefaciens (P00782) y Bacillus lentus (P29600) .

17. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que al menos una sustancia enzimática es Alcalasa.

18. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la resina se caracteriza por la presencia de la funcionalidad representada por la fórmula:

19. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la resina se caracteriza por la presencia de la funcionalidad representada por la fórmula:

.

20. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que la resina se caracteriza por la presencia de la funcionalidad representada por la fórmula:

en la que X- es un anión.

21. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que simultánea, previa o posteriormente al tratamiento de una

composición que contiene resina de poliamina-epihalohidrina para obtener una resina con formación de CPD reducida, la resina se pone en contacto con al menos un microorganismo, o al menos una enzima aislada de al menos un microorganismo, en una cantidad y a un pH y temperatura efectivos para deshalogenar cantidades residuales de halógeno unido orgánicamente.

22. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que, simultáneamente al tratamiento de una composición que

contiene resina de poliamina-epihalohidrina para obtener una resina con formación de CPD reducida, la resina se pone en contacto con al menos un microorganismo, o al menos una enzima aislada de al menos un microorganismo, en una cantidad y a un pH y temperatura efectivos para deshalogenar cantidades residuales de halógeno unido orgánicamente.

23. El procedimiento según las reivindicaciones 21 ó 22, en el que la enzima o enzimas aisladas del 20 microorganismo o microorganismos, es una deshalogenasa de tipo liasa de haluro de hidrógeno.

24. El procedimiento según las reivindicaciones 21 ó 22, en el que el microorganismo o microorganismos comprende al menos uno de Arthrobacter histidinolovorans (HK1) y Agrobacterium radiobacter (HK7) .

25. El procedimiento según las reivindicaciones 21 ó 22, en el que el microorganismo o microorganismos comprende una mezcla que comprende al menos uno de Arthrobacter histidinolovorans (HK1) y Agrobacterium

radiobacter (HK7) .

26. El procedimiento según las reivindicaciones 21 ó 22, en el que las condiciones de tratamiento comprenden un tiempo de reacción de 48 horas o menos.

27. El procedimiento según las reivindicaciones 21 ó 22, en el que las condiciones de tratamiento comprenden una temperatura de 20ºC a 35ºC.

28. El procedimiento según las reivindicaciones 21 ó 22, en el que las condiciones de tratamiento comprenden un pH de 6, 5 a 8, 0.

29. El procedimiento según las reivindicaciones 21 ó 22, en el que la proporción de la sustancia o sustancias enzimáticas frente a la resina de poliamina-epihalohidrina (en seco) es de 1:1600 a 1:1, 5.

30. El procedimiento según las reivindicaciones 21 ó 22, en el que las condiciones de tratamiento comprenden un

tiempo de reacción de 48 horas o menos, una temperatura de 20ºC a 35ºC y un pH de 6, 5 a 8, 0, y la proporción de la sustancia o sustancias enzimáticas frente a la resina de poliamina-epihalohidrina (en seco) es de 1:1600 a 1:1, 5, y el microorganismo o microorganismos comprende una mezcla que comprende al menos uno de Agrobacterium radiobacter (HK7) y Arthrobacter histidinolovorans (HK1) .

31. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que, simultánea, previa o posteriormente al tratamiento de una composición que contiene resina de poliamina-epihalohidrina para obtener una resina con formación de CPD reducida, la resina se trata para reducir al menos uno de los siguientes: epihalohidrinas, subproductos de hidrólisis de epihalohidrina y halógeno orgánico unido a la cadena polimérica principal.

32. Un procedimiento para preparar un producto de papel, que comprende: tratar una composición que contiene una resina de poliamina-epihalohidrina resistente en húmedo o de acresponado, comprendiendo dicha composición un contenido en sólidos de al menos 15% en peso e incluyendo especies formadoras de CPD, con una sustancia o sustancias enzimáticas seleccionadas de una esterasa, una lipasa, una proteasa o una combinación de las mismas, bajo condiciones para inhibir y/o reducir y/o eliminar las especies formadoras de CPD, para obtener una resina con

formación reducida de CPD, estable al almacenamiento en forma gelificada, y formar un producto de papel con la resina de poliamina-epihalohidrina con formación reducida de CPD, de forma que el producto de papel, cuando se corrige para añadir una concentración de adición de 1% en peso de la resina con formación reducida de CPD, contiene menos de 250 ppb de CPD.

33. El procedimiento según la reivindicación 32, en el que el producto de papel, cuando se corrige para añadir una

concentración de adición de 1% en peso de la resina con formación reducida de CPD, contiene menos de 50 ppb de CPD.

34. El procedimiento según la reivindicación 32, en el que el contenido de sólidos es de 15 a 50% en peso de sólidos activos, la temperatura de la reacción es de 0ºC a 35ºC, el tiempo de reacción es de 4 a 24 horas, y el pH de la reacción es de 6, 9 a 7, 9, y la proporción de la sustancia o sustancias enzimáticas frente a la resina de poliamina

epihalohidrina (en seco) , es de 1:20 a 1:8.