Composiciones de revestimiento que comprenden dímeros de alquil ceteno y anhídridos alquil succínicos para su uso en la fabricación de papel.

Un procedimiento para fabricar papel en el que se deposita una pasta de papel,

hecha de una pasta y de agua, sobre una tela y se deshidrata, caracterizada por que: la pasta comprende

AKD en una cantidad de 0,45-3,2 kg en seco/907 kg de pasta (1-7 lb en seco/ton de pasta);

un material que contiene ácido acrílico en una cantidad de 6,8-18 kg en seco/907 kg de pasta (15-40 lb en seco/ton de pasta);

fibras de madera; y

un agente de reticulación en una cantidad suficiente para reticular el material que contiene ácido acrílico, seleccionándose el agente de reticulación entre el grupo que consiste en óxido de amonio, óxido de calcio, óxido de magnesio, estearato de magnesio, isoestearato, estearato de calcio, óxido estannoso, óxido de tungsteno, tungstato sódico, dihidrato de tungstato sódico, octoato de cinc, estearato de aluminio, óxido de aluminio, sales de cinc de ácidos grasos, óxido de cinc, óxido de circonio, isoestearato de calcio, sales de calcio de ácidos grasos, sales de magnesio de ácidos grasos y sales de aluminio de ácidos grasos;

en el que el material que contiene ácido acrílico es catiónico.

Composiciones de revestimiento que comprenden dímeros de alquil ceteno y anhídridos alquil succínicos para su uso en la fabricación de papel

La presente solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud Provisional de Estados Unidos Nº 60/420.728, presentada el 24 de octubre de 2002, incorporada por referencia en su totalidad en el presente documento.

Antecedentes

1. Campo de la Invención La presente invención se refiere a las técnicas de fabricación de papel, más particularmente a un procedimiento para la fabricación de un papel que tiene una resistencia mejorada a la grasa y al agua y resistencia a la tracción aumentada, facilitando además el reciclado del papel. Tales papeles (en la presente memoria descriptiva y en la reivindicaciones "papeles" incluyen papel virgen o reciclado, pasta kraft y materiales similares) encuentran una aplicación particular en la técnica de fabricación de envases en la que tales propiedades mejoradas son deseables. La técnica de fabricación de envases, particularmente, en el campo de los envases corrugados, cartones plegables y las industrias de bandejas y cajas, consume gran parte de los recursos naturales de madera. Por lo tanto, sería beneficioso formular nuevos procedimientos de formación de papeles de resistencia en húmedo mejorada que tengan propiedades de resistencia a la grasa y al agua así como un aumento de la resistencia a la tracción de modo que tales papeles fueran repulpables y por lo tanto reciclables.

2. Descripción de la Técnica Relacionada La técnica de la "fabricación de papel" es antigua, atribuyéndose su invención a los chinos antes del nacimiento de Cristo.

Desde que los envases son necesarios, el uso de la madera ha sido el más popular, y tiene la más larga historia. Los envases en forma de barriles y cajas se han usado tradicionalmente para trasladar y/o almacenar muchos tipos diversos de materiales, incluyendo productos húmedos tales como productos agrícolas, pescado, carne, y aves. Este, por supuesto, no es el límite de los requisitos del envasado en húmedo o de los productos refrigerados ya que existen muchos más productos envasados en húmedo que contienen agua y hielo o la condensación de la refrigeración para retardar el proceso de maduración o para mantener la frescura del producto durante su distribución sobre amplias áreas geográficas.

Para reducir costes, las cajas de madera se reutilizaban tantas veces como era posible. Para algunos productos esto causaba problemas de salud, debido a que las bacterias a menudo crecen en la superficie de la madera o en las grietas de la madera. Como consecuencia, era común la contaminación cruzada de bacterias o virus, tales como salmonella, de una caja a otra, ya que no se realizaba a menudo el saneamiento adecuado.

El uso de papel corrugado comenzó a madurar en las décadas de 1930 y 1940 como envases de elección para artículos de poco peso. A medida que se desarrolló la tecnología y la capacidad para fabricar cajas corrugadas de papel (o revestimiento) más fuerte o más grueso, la resistencia de la caja corrugada aumentó. La resistencia de corrugación del papel demostraba resistencias que los fabricantes de cajas de madera no esperaban. La confianza en los proveedores de corrugados junto con las mentes innovadoras de la industria del corrugado provocaron que se considerara un nuevo concepto que tal vez penetrara en el mercado de los envases en húmedo en contra de la caja de madera. Esta fue la introducción de la caja corrugada revestida con cera. Si la caja corrugada revestida con cera se podía diseñar para mantener los productos sin ningún percance y con tensiones de apilamiento vertical que excedieran las 250 lb (113 kg) , tal vez la cera podría mantener seco el papel/revestimiento que a su vez mantendría la rigidez y la resistencia de la caja tan alta como en un ambiente seco, y por lo tanto reemplazaría la caja de madera. Sin embargo, para aumentar la resistencia de una caja corrugada convencional, fue necesario usar papel más fuerte y más grueso.

Como consecuencia de las propiedades superiores de los envases de papel corrugado, las cajas de madera se fueron eliminando gradualmente. La caja de madera fue expulsada de cada mercado en el que la caja de papel corrugado era adecuada para uso. Desde la década de 1940, la caja revestida con cera ha realizado un excelente trabajo en el suministro de cajas para el almacenamiento de artículos tales como productos agrícolas, pescado, carne y aves.

Más desarrollos modernos dieron como resultado el ampliamente aceptado procedimiento Fourdrinier (véase en términos generales Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 3ª ed., Vol. 9, pp. 846-7, John Wiley & Sons, Nueva York 1980, incorporado como referencia en el presente documento en su totalidad) en el que una "pasta de papel" (una "pasta de papel" es en su mayoría agua, por ejemplo, un 99, 5 % en peso y un 0, 5 % de "pasta", es decir, pulpa de fibras de madera virgen, reciclada o mezcla de virgen y reciclada, cargas, encolado y/o colorantes) se deposita desde una caja de entrada en una "tela" (un tamiz o cinta transportadora agujereada en movimiento rápido) que sirve como tabla para formar el papel. A medida que la pasta de papel se mueve a lo largo de la tela, las cajas de gravedad y succión bajo la tela retiran el agua. El volumen y la densidad del material y la velocidad a la que fluye sobre la tela determinan el peso final del papel.

Normalmente, después de que el papel abandona este "extremo húmedo" de la máquina de fabricación de papel, todavía contiene una cantidad predominante de agua. Por lo tanto, el papel entra en una sección de prensado, que comprende generalmente una serie de cilindros de rotación pesados, que expulsan el agua del papel, compactándolo además y reduciendo su contenido de agua, normalmente a un 70 % en peso.

Después de esto, el papel entra en una sección de secado. Normalmente, la sección de secado es la parte de mayor longitud de la máquina de papel. Por ejemplo, ambas caras del papel se pueden poner en contacto con cilindros calentados con una corriente o aire caliente, evaporando el agua hasta un nivel relativamente bajo, por ejemplo, no superior a un 10 %, normalmente un 2-8 % y preferentemente de un 5 % en peso del papel.

Después de la sección de secado, el papel pasa opcionalmente a través de un líquido de encolado que lo hace menos poroso y ayuda a que las tintas de impresión permanezcan en la superficie en lugar de penetrar en el papel. El papel se puede dirigir a través de secadores adicionales que evaporan cualquier líquido del encolado y del revestimiento. Las calandras o rodillos de acero pulido hacen el papel incluso más liso y más compacto. Mientras que la mayoría de las calandras añaden brillo, algunas calandras se usan para crear un acabado opaco o mate.

El papel se enrolla en una bobina "primaria" y se retira de la máquina de fabricación de papel.

El papel de la bobina primaria se puede procesar adicionalmente, tal como en una cortadora/bobinadora, en bobinas de un tamaño más pequeño o se alimenta a cortadoras, tales como cortadoras de folio o de tamaño de corte, para usos finales de impresión o incluso de aplicación de oficina.

Para fabricar envases convencionales, las bobinas formadas por cortado/bobinado (por ejemplo, de papel y de revestimiento de calidad kraft) se desenrollan y se revisten con una cera. Las ceras se usan para impartir resistencia al agua y resistencia en húmedo al revestimiento, pero impiden o de cualquier modo inhiben el reciclado de los envases usados a los que se incorporan. Además, los revestimientos convencionales revestidos de cera se deben adherir a los otros componentes del envase con adhesivos fundidos en caliente. La mayoría de los adhesivos fundidos en caliente son otro impedimento para el reciclaje de los envases formados debido a que emplean componentes que contienen cera. Por lo tanto, todavía existe la necesidad de fabricar papel que posea propiedades superiores de resistencia a la tracción y en húmedo y de resistencia al agua y a la grasa, pero que facilite el repulpado y el reciclaje del mismo.

Se usan convencionalmente dos procedimientos para el revestimiento de cajas u otros productos de papel con aditivos líquidos, tales como cera. El primero se identifica como un procedimiento de revestimiento de cortina. Este diseño incorpora un acanalado que se impregna con cera caliente y a continuación se transforma en una caja corrugada. Un cartón completado, es decir, combinado, se pasa a través de una cortina de cera caliente, en un procedimiento conocido habitualmente en la técnica de la fabricación de papel como "revestimiento de cortina". Se reviste con cera caliente primero una cara y... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para fabricar papel en el que se deposita una pasta de papel, hecha de una pasta y de agua, sobre una tela y se deshidrata, caracterizada por que: la pasta comprende AKD en una cantidad de 0, 45-3, 2 kg en seco/907 kg de pasta (1-7 lb en seco/ton de pasta) ; un material que contiene ácido acrílico en una cantidad de 6, 8-18 kg en seco/907 kg de pasta (15-40 lb en seco/ton de pasta) ; fibras de madera; y un agente de reticulación en una cantidad suficiente para reticular el material que contiene ácido acrílico, seleccionándose el agente de reticulación entre el grupo que consiste en óxido de amonio, óxido de calcio, óxido de magnesio, estearato de magnesio, isoestearato, estearato de calcio, óxido estannoso, óxido de tungsteno, tungstato sódico, dihidrato de tungstato sódico, octoato de cinc, estearato de aluminio, óxido de aluminio, sales de cinc de ácidos grasos, óxido de cinc, óxido de circonio, isoestearato de calcio, sales de calcio de ácidos grasos, sales de magnesio de ácidos grasos y sales de aluminio de ácidos grasos; en el que el material que contiene ácido acrílico es catiónico.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente prensar posteriormente el papel deshidratado un cierto número de veces para reducir adicionalmente el contenido de agua del papel.

3. El procedimiento de la reivindicación 2, en el que el papel deshidratado prensado se somete posteriormente a calandrado.

4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 3, que comprende adicionalmente recuperar un papel acabado y añadir adicionalmente un revestimiento que comprende al menos un miembro seleccionado entre el grupo que consiste en anhídrido alquil succínico (ASA) y AKD.

5. El procedimiento de la reivindicación 4, en el que el revestimiento se aplica en exceso, incluyendo el procedimiento adicionalmente medir y retirar el material de revestimiento no deseado dirigiendo un flujo de fluido contra dicho revestimiento.

6. El procedimiento de cualquier reivindicación precedente en el que el material que contiene ácido acrílico comprende metacrilato de metilo.

7. El procedimiento de cualquier reivindicación precedente en el que el agente de reticulación comprende un compuesto orgánico.

8. El procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en el que el papel fabricado se selecciona entre el grupo que consiste en Kraft, cartón de revestimiento y acanalado.

9. El procedimiento de cualquier reivindicación precedente que comprende adicionalmente añadir un componente de almidón a la pasta de papel.

10. El procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación precedente, en el que las fibras de madera se seleccionan entre el grupo que consiste en fibras recicladas y fibras vírgenes.

11. El procedimiento de cualquier reivindicación precedente en el que las fibras de madera son fibras recicladas que comprenden un material que contiene acrílico.

12. El procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5-11, que incluye la etapa de recuperar el material de revestimiento no deseado y utilizar al menos algo del material recuperado para aplicar a dicho papel o pasta.

13. El procedimiento de acuerdo con cualquier reivindicación precedente en el que la pasta comprende anhídrido alquil succínico (ASA) .