Composición para el encolado de papel.

Composición pare el encolado de papel, que comprende anhídrido alquenilsuccínico (ASA) como agente deencolado y un sistema emulsionante de emulsionantes aniónicos y componentes no iónicos,

caracterizada porquelos emulsionantes aniónicos se seleccionan entre sales de metales alcalinos de ácidos carboxílicos alifáticos oácidos dicarboxílicos alifáticos y los componentes no iónicos se seleccionan entre los polietilenglicoles

Composición para el encolado de papel

La presente invención se refiere a una composición para el encolado de papel, que comprende anhídrido alquenilsuccínico (ASA) como agente de encolado y un sistema emulsionante de emulsionantes aniónicos y componentes no iónicos, y a un procedimiento para la preparación de la misma.

En la producción de papel, ha tenido lugar en el pasado un cambio en los agentes de encolado del papel de los agentes de encolado de colofonia tradicionales a agentes de encolado sintéticos, tales como dímero de alquil ceteno (denominado AKD en lo sucesivo) y anhídrido alquenilsuccínico (también denominado ASA en lo sucesivo) . Mediante la utilización de estos nuevos agentes de encolado que reaccionan con celulosa, entre otras cosas, el consumo de agente de encolado se puede reducir drásticamente, por ejemplo, por un factor de 10 a 20. Las ventajas comerciales asociadas condujeron a un cambio de largo alcance a estos agentes de encolado, y AKD y ASA son ampliamente utilizados actualmente entre los agentes de encolado que reaccionan con la celulosa.

En contraste con el AKD, el ASA se transporta desde el productor hasta el cliente no como una emulsión acuosa, sino como la sustancia pura. Para el encolado, se debe emplear ASA en forma de una emulsión acuosa. Sin embargo, debido a que el ASA es sensible a la hidrólisis, la emulsión se debe formar directamente en el sitio en la máquina de fabricación de papel, que requiere la instalación de una unidad de emulsificación y se asocia con costes adicionales.

Por tanto, existe una necesidad de un sistema que garantice un rendimiento satisfactorio del agente de encolado con respecto al tamaño de partícula y eficiencia del encolado, con costes mínimos de la unidad de emulsificación. Dicha unidad de emulsificación es una unidad que funciona con fuerzas de cizallamiento reducidas. Sin embargo, para lograr el objetivo de una emulsión de ASA con una alta eficacia de encolado y estabilidad de la emulsión, el agente de encolado ASA debe ser modificado químicamente, o se deben añadir emulsionantes a la misma.

Los agentes de encolado basados en ASA con adición de emulsionantes son conocidos de la técnica anterior. De esta manera, el documento WO 2006/096216 se refiere a un proceso para el encolado de un producto de papel, que concibe como una segunda etapa la formación de una emulsión acuosa de encolado que contiene un componente de anhídrido alquenilsuccínico en ausencia de grandes fuerzas de cizallamiento, siendo obtenida la emulsión en presencia de un componente catiónico. El componente de anhídrido alquenilsuccínico contiene anhídrido alquenilsuccínico en suspensión en una solución acuosa de polímero, siendo posible seleccionar los polímeros, entre otros, entre polímeros aniónicos y no iónicos. Aunque este agente de encolado que contiene ASA se puede emulsionar empleando fuerzas de cizallamiento reducidas, tiene una baja eficacia de encolado y la desventaja de que no es posible preparar una emulsión estable bajo grandes fuerzas de cizalladura.

Otro agente de encolado de este tipo se describe en el documento WO 2007/073321. Es una dispersión acuosa de un agente de encolado que reacciona con celulosa, tal como ASA, y un polielectrolito aniónico y un compuesto orgánico que contiene nitrógeno, que es una amina o un amonio cuaternario, que tiene un peso molecular por debajo de 180 y/o uno o más grupos hidroxilo. Sin embargo, dichos agentes de encolado tienen la desventaja de que no se pueden emulsionar con almidón caliente, tal como se proporciona en cualquier máquina de fabricación de papel. El requisito de enfriamiento continuo del almidón, sin embargo, se asocia con dificultades adicionales en el procedimiento del proceso y el diseño de la instalación, y conduce, entre otras cosas, a un aumento de los costes de la instalación.

Otros sistemas emulsionantes para utilizar con agentes de encolado que reaccionan con celulosa se describen en eldocumento WO 02/33172. Éste describe una composición acuosa que comprende un agente de encolado que reacciona con celulosa, que puede ser un anhídrido alquenilsuccínico, con un sistema de agentes dispersantes de un primer agente dispersante aniónico y un segundo agente dispersante, cuyo segundo agente dispersante se selecciona entre agentes dispersantes catiónico o no iónicos, y, como mínimo, una sal de metal inorgánico. Mediante el empleo de este sistema de agentes dispersantes, se dice que se hace posible una utilización simultánea de ASA y alumbre, siendo empleado este último para la deshidratación de las bandas de papel. Se mencionan los óxidos de polietileno como ejemplos de agentes dispersantes no iónicos. Los ejemplos muestran exclusivamente emulsiones de encolado de papel que comprenden dímero de alquil ceteno (AKD) con agentes dispersantes aniónicos y catiónicos, a pesar de que se dice que es posible utilizar también anhídrido alquenilsuccínico en las composiciones acuosas. Los problemas de la utilización de pequeñas fuerzas de cizallamiento / grandes fuerzas de cizallamiento durante la emulsificación en el sitio no son de importancia en esta solicitud de patente y no se presentan de por sí para los agentes de encolado de papel basados en AKD, que se ilustran en el mismo exclusivamente a modo de ejemplo: AKD es una cera, que es sólido a temperatura ambiente y se transporta al cliente ya como una emulsión.

Por último, la solicitud de Patente en EE.UU. No. 2008/0277084 reivindica, entre otros, una mezcla de ASA que comprende ASA y, como mínimo, un tensioactivo aniónico y, como mínimo, un tensioactivo no iónico. Como dichas mezclas, se dan a conocer mezclas de ASA que comprenden ésteres de sulfosuccinato como tensioactivo aniónico y

como tensioactivo no iónico un compuesto de polioxialquileno, tal como un alquil éter de polioxialquileno. Se dice que esta combinación tiene un efecto sobre el tamaño promedio de partícula en la emulsión que resulta en un tamaño de partícula más pequeño que con los tensioactivos individuales, por lo tanto, se pueden utilizar equipos de de bajo cizallamiento.

El objetivo mencionado anteriormente de una emulsión de ASA que se puede emplear como un agente de encolado de papel con una alta eficacia de encolado y la estabilidad de la emulsión se logra mediante una composición del tipo mencionado anteriormente, que comprende un sistema emulsionante en la que los emulsionantes aniónicos se seleccionan entre sales de metales alcalinos de ácidos carboxílicos alifáticos o ácidos dicarboxílicos alifáticos y los componentes no iónicos se seleccionan entre polietilenglicoles (en lo sucesivo también denominados como PEG) . El anhídrido alquenilsuccínico que tiene una longitud de cadena de alquenilo de 12 a 24 átomos de carbono, preferentemente de 16 a 18 átomos de carbono, es especialmente adecuado como agente de encolado.

El emulsionante aniónico es preferentemente una sal de sodio o potasio de un ácido alquenilsuccínico que tiene una longitud de cadena de alquenilo de 12 a 24 átomos de carbono, preferentemente de 16 a 18 átomos de carbono.

Se ha observado que una ventaja adicional de la composición, según la presente invención, también es que el emulsionante aniónico puede ser formado in situ mediante la adición de un hidróxido de metal alcalino al agente de encolado que reacciona con celulosa. La estructura química del emulsionante aniónico es entonces muy similar a la del agente de encolado.

Preferentemente, el componente no iónico es polietilenglicol que tiene un peso molecular promedio de 200 a 8000, preferentemente de 2000.

Para lograr las ventajas de la presente invención, la composición, según la presente invención comprende el sistema emulsionante en una cantidad de hasta 5% en peso, basado en el anhídrido alquilsuccínico (ASA) , preferentemente de 0, 3% en peso a 1, 5% en peso. En este contexto, la proporción de emulsionantes aniónicos con respecto a los componentes no iónico, basado en el peso, es preferentemente de 1:10 a 10:1. En este caso, y en el resto de la descripción, los términos "emulsionantes aniónicos” y "componentes no iónicos" se refieren tanto un único emulsionante / un solo componente como a mezclas de varios emulsionantes aniónicos o componentes no iónicos.

Las composiciones, según la presente invención, para el encolado de papel se pueden preparar mediante la mezcla de los componentes correspondientes en cualquier secuencia deseada. Las composiciones se preparan ventajosamente mediante la adición de un hidróxido de metal alcalino al anhídrido alquenilsuccínico (ASA) , como resultado de lo cual los emulsionantes aniónicos se forman in situ, y la posterior disolución del componente no iónico de... [Seguir leyendo]

1. Composición pare el encolado de papel, que comprende anhídrido alquenilsuccínico (ASA) como agente de encolado y un sistema emulsionante de emulsionantes aniónicos y componentes no iónicos, caracterizada porque los emulsionantes aniónicos se seleccionan entre sales de metales alcalinos de ácidos carboxílicos alifáticos o ácidos dicarboxílicos alifáticos y los componentes no iónicos se seleccionan entre los polietilenglicoles.

2. Composición, según la reivindicación 1, caracterizada porque los emulsionantes aniónicos son sales de sodio o potasio de un ácido alquenilsuccínico que tiene una longitud de cadena de alquenilo de 12 a 24 átomos de carbono, 10 preferentemente de 16 a 18 átomos de carbono.

3. Composición, según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque los componentes no iónicos son polietilenglicoles que tienen un peso molecular promedio de 200 a 8.000, preferentemente de 2.000.

4. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el sistema emulsionante está presente en una cantidad de hasta el 5% en peso, basado en el anhídrido alquilsuccınico, preferentemente de 0, 3% en peso a 1, 5% en peso.

5. Composición, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la proporción en peso de los 20 emulsionantes aniónicos con respecto a los componentes no iónicos es de 1:10 a 10:1.

6. Procedimiento para la preparación de una composición, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los emulsionante aniónicos se obtienen in situ mediante la adición de un hidróxido de metal alcalino al anhídrido alquenilsuccínico (ASA) empleado como agente de encolado, si es necesario a una temperatura elevada de 100 a 140 ºC.

7. Procedimiento para la preparación de emulsión de encolado que comprende la composición, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la composición es emulsificada con una fase acuosa que opcionalmente contiene almidón bajo fuerzas de cizallamiento bajas.