Una composición de pasta acuosa, que comprende

a) por lo menos una arcilla,

o un material semejante a la arcilla, que se selecciona del grupo que consiste en eltalco, pirofilita, caolinita, bentonita, montmorilonita, aptapulgita, sepiolita, wolastonita, y mezclas de los mismos

b) por lo menos un polímero asociativo hidrófobamente no iónico, que se selecciona del grupo que consiste enel éter de celulosa modificado hidrófobamente, poli(etilen-glicol) modificado hidrófobamente, copolímeros delalcohol vinílico y el alconato de vinilo, uretano etoxilado modificado hidrófobamente, poli(acetal-poliéteres)modificados hidrófobamente y mezclas de los mismos y

c) opcionalmente, por lo menos un agente tensoactivo.en la que la relación del polímero asociativo hidrófobamente no iónico a la arcilla o a un material semejante a laarcilla, es de 0,1 partes a 10 partes de polímero asociativo hidrófobamente no iónico, por 100 partes de arcilla o deun material semejante a la arcilla.

Pastas de arcilla y su uso en aplicaciones de fabricación de papel y de pulpa

5 Campo de la invención

La invención se refiere a una composición de pasta acuosa que comprende

a) por lo menos una arcilla, o un material semejante a la arcilla, que se selecciona del grupo que consiste en el talco, pirofilita, caolinita, bentonita, montmorilonita, aptapulgita, sepiolita, wolastonita, y mezclas de los mismos

b) por lo menos un polímero asociativo hidrófobamente no iónico, que se selecciona del grupo que consiste en el éter de celulosa modificado hidrófobamente, poli (etilen–glicol) modificado hidrófobamente, copolímeros del alcohol vinílico y el alconato de vinilo, uretano etoxilado modificado hidrófobamente, poli (acetal–poliéteres)

modificados hidrófobamente y mezclas de los mismos y

c) opcionalmente, por lo menos un agente tensoactivo.

en la que la relación del polímero asociativo hidrófobamente no iónico a la arcilla o a un material semejante a la arcilla, es de 0, 1 partes a 10 partes de polímero asociativo hidrófobamente no iónico, por 100 partes de arcilla o de un material semejante a la arcilla, composición de pasta acuosa que tiene utilidad en aplicaciones de fabricación de papel y de pulpa.

Antecedentes de la invención

El deposito de contaminantes orgánicos (es decir, alquitrán y materia pegajosa) en superficies en el proceso de la fabricación de papel, es bien conocido como perjudicial tanto para la calidad del producto como para la eficiencia del proceso de fabricación de papel. Algunos componentes contaminantes ocurren naturalmente en la madera y son liberados durante varios procesos de fabricación de papel y de formación de pulpa. Se hace referencia a dos manifestaciones específicas de este problema como alquitrán (primariamente de resinas naturales) y materia pegajosa (adhesivos o recubrimientos del papel reciclado) . El alquitrán y la materia pegajosa tienen el potencial de causar problemas con el depósito, calidad y eficiencia en el proceso, como se mencionó anteriormente.

La expresión “alquitrán” se puede usar para referirse a depósitos compuestos de constituyentes orgánicos, los

cuales pueden originarse de estas resinas naturales, sus sales, al igual que aglutinantes de recubrimientos, agentes de encolado y productos químicos desespumantes, que pueden encontrarse en la pulpa. Además, el alquitrán contiene frecuentemente componentes inorgánicos, tal como el carbonato de calcio, talco, arcillas, titanio y materiales relacionados.

“Materia pegajosa” es un término que se ha usado crecientemente para describir los depósitos que ocurren en los sistemas que usan fibras recicladas. Estos depósitos contienen, a menudo, los mismos materiales encontrados en los depósitos de “alquitrán” además de los adhesivos, masas fundidas calientes, ceras y tintas.

El depósito de contaminantes orgánicos, tal como el alquitrán y la materia pegajosa, puede perjudicar la eficiencia de

45 una pulpa o un molino de papel causando tanto una calidad reducida como una eficiencia menor de funcionamiento. Los contaminantes orgánicos pueden depositarse en el equipo de proceso en los sistemas de fabricación de papel, resultando en dificultades de funcionamiento en los sistemas. El depósito de contaminantes orgánicos sobre los reguladores de consistencia y otras sondas de instrumento, pueden hacer estos componentes inútiles. Los depósitos en los tamices pueden reducir la producción y alterar el funcionamiento del sistema. Este depósito puede ocurrir no solamente sobre superficies de metal en el sistema, sino también en superficies de plástico y sintéticas, tal como los componentes de alambres, fieltros, hojas, cajas Uhle y cajas de la cabeza de la máquina,

Desde el punto de vista físico, los depósitos de “alquitrán” se han formado usualmente de partículas microscópicas de material adhesivo (natural o hecho por el hombre) en el material que se acumulan en el equipo de fabricación de

55 papel o de pulpa. Estos depósitos pueden encontrarse fácilmente en las paredes de la caja del material, hojas de la máquina de papel, caja Uhle, alambres de la máquina de papel, fieltros de prensa húmedos, fieltros secadores, latas secadoras y calandrias. Las dificultades relacionadas con estos depósitos incluyen la transferencia directa con la eficiencia de la superficie contaminada, por lo tanto, una producción reducida, al igual que agujeros, suciedad y otros defectos de hojas que reducen la calidad y utilidad del papel para operaciones que siguen, como el recubrimiento, la conversión o la impresión.

Desde el punto de vista físico, la “materia pegajosa” ha sido usualmente de partículas en el material, que se original a partir de la fibra reciclada. Estos depósitos tienden a acumularse en muchas de las mismas superficies en las que puede encontrarse el “alquitrán” y causan muchas de las mismas dificultades que puede causar el “alquitrán”. Los

65 depósitos más severos, relacionados con la “materia pegajosa”, tienden a ser encontrados en los alambres de la máquina de papel, fieltros húmedos, fieltros secadores y latas secadoras.

Los métodos para prevenir la acumulación de depósitos sobre el equipo y las superficies de molino de papel y de pulpa son de la mayor importancia en la industria. Las máquinas de papel pueden ser detenidas para la limpieza, pero cesar el funcionamiento para la limpieza es indeseable debido a la pérdida consecuente de la productividad, pobre calidad del papel mientras que la máquina está contaminada parcialmente, y la suciedad que ocurre cuando

los depósitos se rompen y llegan a incorporarse en la hoja. La prevención de depósitos se prefiere, por lo tanto, en gran medida, cuando pueda ser practicada de forma efectiva.

Históricamente, los subconjuntos de los problemas con los depósitos orgánicos, de “alquitrán” y “materia pegajosa”, se han manifestado por sí mismos por separado, en forma diferente, se han tratado de forma diferenciada y por separado. Esto es cierto debido a que los molinos usan en general sólo fibras vírgenes o sólo fibras recicladas. A menudo se usan productos químicos y estrategias muy diferentes para controlar estos problemas separados. Sin embargo, las tendencias actuales se orientan al uso obligatorio aumentado de fibras recicladas en todos los sistemas. Esto resulta en una ocurrencia conjunta de problemas con materia pegajosa y alquitrán en un molino dado.

El uso de arcilla y de materiales semejantes a la arcilla para controlar el depósito de contaminantes orgánicos en los procesos de fabricación de papel y de pulpa se conoce por los expertos en la técnica. Por ejemplo, el uso de talco en estos procesos se describe por Kirk y Othmer, en Encyclopedia of Chemical Technology (Enciclopedia de Tecnología Química) . (New York, New York, John Wiley & Sons, Inc. 1983) , volumen 22, página 529.

La arcilla, o el material semejante a la arcilla, se suministra usualmente en la forma de polvo a la pulpa y molinos de papel, en la que se dispersa en agua para hacer una suspensión, la cual es a continuación alimentada típicamente a la pasta de pulpa en los sistemas de fabricación de papel. El uso de la arcilla, o el material semejante a la arcilla, en los molinos de papel y pulpa, tiene algunos inconvenientes: 1) requiere inversión de capital para el equipo de

alimentación y mezcla, que se necesita para manejar el polvo de arcilla o de material semejante a la arcilla, y para su dispersión en agua, 2) el polvo puede causar contaminación en el aire que puede ser peligroso para la salud, y 3) el manejo y la alimentación de polvo es una operación de reducción puede requerir mucho trabajo. Por lo tanto, para la aplicación de depósito de control de alquitrán y materia pegajosa en los sistemas de fabricación de papel, es altamente deseable tener la arcilla o material semejante a la arcilla en una forma de pasta, para su suministro a los molinos de pulpa y de papel.

Varios factores se deben considerar cuando se desarrolla un producto de pasta de arcilla, o de material semejante a la arcilla para la industria de pulpa y de papel. El producto de pasta tiene razonablemente, un contenido alto de sólidos, con el fin de ser económico. Sin embargo, la viscosidad... [Seguir leyendo]

1. Una composición de pasta acuosa, que comprende

a) por lo menos una arcilla, o un material semejante a la arcilla, que se selecciona del grupo que consiste en el talco, pirofilita, caolinita, bentonita, montmorilonita, aptapulgita, sepiolita, wolastonita, y mezclas de los mismos b) por lo menos un polímero asociativo hidrófobamente no iónico, que se selecciona del grupo que consiste en el éter de celulosa modificado hidrófobamente, poli (etilen–glicol) modificado hidrófobamente, copolímeros del alcohol vinílico y el alconato de vinilo, uretano etoxilado modificado hidrófobamente, poli (acetal–poliéteres) modificados hidrófobamente y mezclas de los mismos y c) opcionalmente, por lo menos un agente tensoactivo.

en la que la relación del polímero asociativo hidrófobamente no iónico a la arcilla o a un material semejante a la arcilla, es de 0, 1 partes a 10 partes de polímero asociativo hidrófobamente no iónico, por 100 partes de arcilla o de

un material semejante a la arcilla.

2. La pasta, de acuerdo con la reivindicación 2, en la que dicha arcilla, o un material semejante a la arcilla, es el talco.

3. La composición de acuerdo con la reivindicación 2, en la que el talco tiene un tamaño promedio de partículas en el intervalo de 0, 5 micrómetros a 20 micrómetros.

4. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la arcilla está presente en la composición en una

cantidad del 20 al 65 % en peso. 25

5. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dicho éter de celulosa modificado hidrófobamente se selecciona del grupo que consiste en la carboximetil–celulosa (HMCMC) modificada hidrófobamente, hidroxetil– celulosa (HMHEC) modificada hidrófobamente, hidroxipropil–celulosa (HMHPC) modificada hidrófobamente, etilhidroxietil–celulosa (HMEHEC) modificada hidrófobamente, carboximetilhidroxietil–celulosa (HMCMHEC) modificada hidrófobamente, hidroxipropilhidroxietil–celulosa (HMHPHEC) modificada hidrófobamente, metil–celulosa (HMMC) modificada hidrófobamente, metilhidroxipropil–celulosa (HMMHPC) modificada hidrófobamente, metilhidroxietil–celulosa (HMMHEC) modificada hidrófobamente y carboximetilmetil–celulosa (HMCMMC) modificada hidrófobamente.

35 6. La composición de acuerdo con la reivindicación 5, en la que el éter de celulosa modificado hidrófobamente, es la hidroxietil–celulosa (HMHEC) modificada hidrófobamente.

7. La composición de acuerdo con la reivindicación 6, en la que la hidroxietil–celulosa (HMHEC) modificada hidrófobamente, tiene hidrófobos de entre 8 y 20 átomos de carbono en longitud.

8. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la relación del éter de celulosa modificado hidrófobamente a la arcilla o a un material semejante a la arcilla, es de 0, 1 partes a 10 partes de éter de celulosa modificado hidrófobamente, por 100 partes de arcilla o de un material semejante a la arcilla.

45 9. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la composición de poli (etilen–glicol) modificado hidrófobamente, comprende la fórmula:

(R1–) x–O–[–CH2–CH2–O–]n– (R2) y–Z

en la que R1 y R2 son un resto hidrófobo, o bloques de restos hidrófobos de unidades repetidas x e y, unidos covalentemente al poli[etilenglicol]; n es de 2 a 1.200; x es de 1 a 10, y es de 0 a 10, y Z está sólo presente cuando y = 0, y es hidrógeno; la suma de x e y es mayor que o igual a 2.

10. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el polímero asociativo hidrófobamente comprende

55 un polímero de alcohol polivinílico, que contiene grupos hidrófobos derivados del acetato de polivinilo, el cual está el 70–99 % hidrolizado y tiene un peso molecular de aproximadamente 2.000 a 125.000.

11. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que el agente tensoactivo no iónico se selecciona del grupo que consiste en polisacáridos de alquilo, etoxilatos de amina, óxidos de amina, copolímeros de bloque de poli (oxietilen–oxipropileno) , dioles acetilénicos, etoxilatos de aceite de ricino, etoxilatos de alcoholes grasos, etoxilatos de ácidos grasos, etoxilatos de alquilfenoles, alcanolamidas etoxiladas, ésteres de etilen–glicoles, alcanolamidas de ácidos grasos, etoxilatos de ésteres de sorbitán y etoxilatos de ácidos grasos de aceite de madera.

65 12. La composición de acuerdo con la reivindicación 8, en la que el agente tensoactivo es no iónico y comprende un etoxilato de alcohol graso.

13. La composición de acuerdo con la reivindicación 12, en la que el etoxilato de alcohol graso tiene un Equilibrio Hidrófilo/ Lipófilo (HLB) en el intervalo de 6 a 18.

14. La composición de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la cantidad del agente tensoactivo en la

composición de pasta está en el intervalo entre 0, 1 partes y 20 partes en peso por 100 partes de arcilla o de un material semejante a la arcilla.

15. Un método para inhibir el depósito de contaminantes orgánicos en los sistemas de fabricación de papel y de pulpa, que comprende la etapa de agregar a la pulpa o de aplicar a la superficie de la maquinaria de fabricación de

papel, una cantidad que inhibe el depósito efectivo de una composición de pasta acuosa de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 14.