Sistema para la disminución de los depósitos, de la suciedad y de las roturas durante la fabricación de papelesy cartones,

concretamente cuando esta fabricación pone en práctica fibras recicladas o una mezcla de fibras depapel y de fibras recicladas, estando caracterizado dicho sistema porque comprende un aditivo vegetalmicronizado previamente asociado a una sustancia polimérica elegida entre el conjunto constituido por lospolímeros catiónicos, los copolímeros catiónicos y sus mezclas, perteneciendo dicha sustancia polimérica a lafamilia de las poliacrilamidas, poliaminas, polietileneiminas, productos de adición de diciandiamida y deformaldehído y/o de óxido de etileno y sus mezclas, estando destinado dicho sistema, durante la fabricación depapeles y cartones, a introducirse en suspensión acuosa en la suspensión de fibras.

Sistema papelero para la disminución de los depósitos y la suciedad en una máquina durante la fabricación de papeles y cartones

Campo de la invención

La presente invención se refiere una nueva solución técnica para resolver el problema técnico de la disminución de los depósitos orgánicos y de la suciedad en una máquina que dan lugar a limpiezas, paros y roturas durante la fabricación de papeles y cartones, sobre todo cuando se recurre a pastas fibrosas que contienen o están constituidas por fibras recicladas.

Para ello, se propone un sistema vegetal micronizado como nuevo producto industrial, su procedimiento de preparación y su uso en el campo de la fabricación de papeles y cartones, en particular cuando se recurre a una pasta fibrosa que contiene o está constituida por fibras recicladas.

Técnica anterior

La fabricación de papel y cartón recurre a un conjunto de materias primas, naturales, minerales y sintéticas. Estos materiales son esencialmente fibras celulósicas de resinas y/o de hojas, de plantas anuales, de subproductos de la industria de la madera, sometidas a un tratamiento químico de deslignificación seguido o no por una operación de blanqueamiento para la fabricación de pastas químicas sin tratar o blanqueadas. Estos materiales también pueden ser objeto de tratamientos mecánicos a presión, con o sin tratamiento químico, con o sin blanqueamiento, para la fabricación de pastas mecánicas, termomecánicas o químicotermomecánicas sin tratar o blanqueadas.

La fabricación del papel y cartón recurre asimismo a diversos aditivos clásicos ampliamente conocidos de la industria papelera, como por ejemplo:

las cargas minerales (concretamente el talco, el carbonato de calcio, el caolín y el óxido de titanio) u orgánicas (concretamente el polvo de madera) ,

los agentes de refuerzo de las resistencias en el estado seco o húmedo (resinas naturales o sintéticas, polímeros de almidón o sintéticos) ,

los agentes de pegado y de retención, concretamente los polímeros catiónicos y aniónicos directamente introducidos al nivel de la caja de cabeza o aguas arriba de ésta, en las aguas de fabricación o en la suspensión fibrosa, para tratar de reducir la suciedad de los revestimientos, y

los agentes fungicidas, los emulsionantes, los tensioactivos, los dispersantes, los blanqueadores ópticos, los colorantes minerales, orgánicos y sintéticos y la sílice coloidal.

El reciclaje de papeles y cartones es un objetivo importante para el respeto de las exigencias medioambientales con el fin de (i) gestionar mejor los bosques, y (ii) responder a las nuevas obligaciones del desarrollo sostenible. Para ello, la fabricación de papeles y cartones recurre cada vez más a fibras de recuperación. De este modo, para los papeles de uso gráfico, las fibras de recuperación se utilizan tras el tratamiento de eliminación de tinta seguido, dado el caso, de tecnologías de blanqueamiento ampliamente conocidas por el experto en la técnica, con el fin de conferir al material fibroso reciclado el nivel de blancura exigido para las propiedades de aspecto del papel. Las fibras recicladas pueden utilizarse solas o mezcladas con pastas vírgenes, químicas, mecánicas o termomecánicas procedentes de resinas o de hojas.

Se sabe que la industria papelera utiliza también aditivos vegetales micronizados de baja densidad, de pequeñas superficies específicas física e hidráulica, fabricadas a partir de subproductos de las industrias de la madera, de la serrería o de la producción agrícola, para la mejora de la productividad y de la calidad de papeles y cartones. Véase para ello las solicitudes de patente publicadas FR 2 624 531 A, EP 0 645 491 A y EP 0 644 293 A.

El documento FR 2 624 531 A y su correspondiente documento europeo EP 0 344 265 A describen procedimientos para (i) disminuir la densidad, (ii) aumentar el volumen específico y la porosidad, y (iii) acelerar el escurrido y el secado de papeles y cartones por medio de una carga vegetal con una granulometría, una superficie específica física y una superficie específica hidráulica pequeñas. En particular, la descripción del documento FR 2 624 531 (véase la página 18, líneas 18-23) enseña, para la fabricación de papeles, que esta carga vegetal se introduce en la masa antes de la floculación:

(a) se prepara por mezcla una suspensión acuosa que contiene fibras, dicha carga vegetal y un aglutinante orgánico (que es en general aniónico) , después (b) la adición de un floculante catiónico desestabiliza dicha suspensión y provoca la floculación del conjunto al nivel de la caja de cabeza. Esta manera de proceder permite aumentar el enlace fibras-carga con vistas a mejorar las resistencias mecánicas, en cambio no permite cationizar la carga vegetal por medio del floculante catiónico con el fin de fijar contaminantes (procedentes concretamente de las fibras recicladas y dado el caso de la carga vegetal, cuando ésta resulta de la micronización de desechos de madera o de subproductos de la explotación agrícola) .

Los documentos EP 0 645 491 A y EP 0 644 293 A describen la fabricación de papeles a partir de una mezcla de fibras recicladas, de un agente aglutinante y de una carga vegetal finamente dividida (procedente de desechos de cereales o de uvas prensadas, según el documento EP 0 645 491 A, o de residuos de pulpa de remolacha, según el documento EP 0644 293 A) . El documento EP 0 645 491 A indica además (véase de la página 2, línea 57 a la página 3 línea 5, y el ejemplo 1) que la sensibilidad al agua de la carga vegetal de esta mezcla puede reducirse por medio de coloides o de aglomerados, por ejemplo: almidones, almidones catiónicos, sales de aluminio o agentes de cationización, y que los desechos de plantas, tales como los cereales, que contienen almidón pueden cationizarse.

Con respecto a la enseñanza de la técnica anterior mencionada anteriormente, está claro que el floculante catiónico, según el documento 2 624 531 A, y el almidón catiónico, según el documento EP 0 645 491 A, se introducen siempre en la mezcla fibras + carga vegetal. En consecuencia, la técnica anterior no describe ni sugiere la mezcla previa de la carga con una sustancia polimérica catiónica antes de la realización de la suspensión fibras + carga vegetal asociada a la sustancia polimérica catiónica, según la invención.

Para la química de la parte húmeda, la industria papelera propone aditivos químicos especiales y/o polímeros sintéticos para la mejora de determinadas propiedades de papeles y cartones (cuerpo, aceleración del escurrido, de la formación, etc...) y para el tratamiento de las aguas blancas con el fin de reducir la suciedad, la proliferación de depósitos biológicos o posos. Estos depósitos se forman en las aguas del procedimiento, ensucian los revestimientos, afectan a la productividad, la calidad y pueden dar lugar también a la contaminación del papel (presencia de manchas, puntos negros, limpieza microbiológica) .

La reducción o la supresión de estos depósitos es una operación fundamental para la optimización de la marcha de la máquina y la mejora del rendimiento industrial.

Durante varios años, las fábricas que reciclan los papeles y cartones recuperados han producido con circuitos de agua relativamente abiertos y cantidades de residuos líquidos relativamente importantes. Los reglamentos en materia de residuos acuosos cada vez más restrictivos con concretamente la aparición de la directiva europea IPPC (Integrated Pollution Prevention and Control) y la necesidad de optimizar el uso de la materia prima, han conducido a la mayoría de las fábricas papeleras a cerrar parcial o totalmente sus circuitos para reducir el volumen de los residuos y los impactos medioambientales. El cierre de los circuitos y la reducción de la cantidad de agua dulce necesaria para la fabricación de papeles y cartones presentan numerosas ventajas para las fábricas (reducción de las pérdidas de fibras, finos, cargas, reducción del consumo de productos químicos, de energía, conformidad en materia medioambiental) pero conlleva sin embargo un cambio no despreciable de la calidad de las aguas del procedimiento con un aumento sensible de los materiales disueltos.

En efecto, durante la transformación en pasta, los aditivos hidrosolubles o hidrodispersables pasan en solución y o bien se disuelven, o bien se dispersan en forma de partículas muy pequeñas de tamaño submicrónico que forman... [Seguir leyendo]

1. Sistema para la disminución de los depósitos, de la suciedad y de las roturas durante la fabricación de papeles y cartones, concretamente cuando esta fabricación pone en práctica fibras recicladas o una mezcla de fibras de papel y de fibras recicladas, estando caracterizado dicho sistema porque comprende un aditivo vegetal micronizado previamente asociado a una sustancia polimérica elegida entre el conjunto constituido por los polímeros catiónicos, los copolímeros catiónicos y sus mezclas, perteneciendo dicha sustancia polimérica a la familia de las poliacrilamidas, poliaminas, polietileneiminas, productos de adición de diciandiamida y de formaldehído y/o de óxido de etileno y sus mezclas, estando destinado dicho sistema, durante la fabricación de papeles y cartones, a introducirse en suspensión acuosa en la suspensión de fibras.

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha sustancia polimérica tiene una masa molecular promedio comprendida entre 10.000 y 800.000 e interviene en un contenido comprendido entre 0, 05 y 5 kg/tonelada de aditivo vegetal micronizado, preferiblemente un contenido de 0, 1 a 2 kg/tonelada de aditivo vegetal micronizado.

3. Sistema según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque se ha obtenido por tratamiento del aditivo vegetal micronizado y tiene un contenido en humedad inferior al 30 % y preferiblemente inferior al 20 %, por medio de una sustancia polimérica catiónica bajo agitación.

4. Sistema según la reivindicación 3, caracterizado porque el aditivo vegetal micronizado se mezcla en seco con la sustancia polimérica catiónica, antes de la introducción del producto resultante de dicha mezcla en la suspensión fibrosa que puede contener fibras recicladas.

5. Sistema según la reivindicación 3, caracterizado porque el aditivo vegetal micronizado se ha puesto en suspensión en agua, después se ha asociado a dicha sustancia polimérica, introduciéndose la mezcla en suspensión resultante en la suspensión fibrosa que puede contener fibras recicladas.

6. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el aditivo vegetal es polvo de madera micronizado procedente de resinas y/o de hojas, polvo de desechos de madera, polvo de subproductos de la explotación agrícola, concretamente de cereales, o una de sus mezclas, y con una granulometría promedio comprendida entre 10 y 500 !m, preferiblemente una granulometría promedio comprendida entre 10 y 350 !m.

7. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el aditivo vegetal micronizado se ha sometido a un tratamiento previo de blanqueamiento antes de su asociación con la sustancia polimérica catiónica.

8. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el aditivo vegetal micronizado se ha sometido a un tratamiento térmico con vapor seco entre 100 y 180 ºC para aumentar su superficie específica antes de su asociación con dicha sustancia polimérica catiónica.

9. Procedimiento de preparación de un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, estando caracterizado dicho procedimiento porque comprende el tratamiento del aditivo vegetal micronizado y que tiene un contenido en humedad inferior al 30 % y preferiblemente inferior al 20 %, por mezcla con una sustancia polimérica catiónica bajo agitación, eligiéndose dicha sustancia polimérica catiónica entre el conjunto constituido por polímeros catiónicos, copolímeros catiónicos y sus mezclas, perteneciendo dicha sustancia polimérica catiónica a la familia de las poliacrilamidas, poliaminas, polietileneiminas, productos de adición de diciandiamida con el formaldehído y/o el óxido de etileno y sus mezclas.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque el aditivo vegetal micronizado se pone en suspensión en agua, después se asocia a dicha sustancia polimérica catiónica, introduciéndose la mezcla en suspensión resultante en la suspensión fibrosa que puede contener fibras recicladas.

11. Procedimiento según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado porque el aditivo vegetal es polvo de madera micronizado procedente de resinas y/o de hojas y con una granulometría promedio comprendida entre 10 y 500 !m, preferiblemente una granulometría promedio comprendida entre 10 y 350 !m.

12. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizada porque el aditivo vegetal micronizado se ha sometido a un tratamiento previo de blanqueamiento antes de su asociación con la sustancia polimérica catiónica.

13. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado porque el aditivo vegetal micronizado se ha sometido a un tratamiento térmico con vapor seco entre 100 y 180 ºC para aumentar su superficie específica antes de su asociación con la sustancia polimérica catiónica.

14. Uso de un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque se recurre a dicho sistema para la reducción de los depósitos, suciedad y roturas en una máquina de producción de papeles y cartones que puede contener fibras recicladas y concretamente papeles para ondulados, papeles LWC, por

adsorción y fijación de sustancias orgánicas, que están disueltas o hidrodispersadas, y/o stickies en las aguas de fabricación.

15. Uso según la reivindicación 14, caracterizado porque el aditivo vegetal micronizado procede de subproductos

de la producción agrícola. 10

16. Procedimiento para la fabricación de una hoja de papel o cartón, caracterizado porque comprende la incorporación de un sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 en la suspensión de fibras según una relación ponderal sistema/fibras comprendida entre 0, 2/100 y 30/100, preferiblemente una relación ponderal comprendida entre 0, 5/100 y 10/100.