Procedimiento para el tratamiento de pasta de celulosa utilizando carboximetilcelulosa y pasta así obtenida.

Procedimiento para el tratamiento de pasta de celulosa, caracterizado por que comprende una etapa de adiciónde carboximetilcelulosa (CMC) durante la etapa ácida de blanqueo de dicha pasta,

en el que dichacarboximetilcelulosa tiene un grado de sustitución (DS) superior a 0,5 y la adición durante la etapa ácida se lleva acabo a un pH de la pasta inferior a 5, y en el que el procedimiento comprende la secuencia A/Do(EP)DD oA/Do(EP)PP, y la adición de CMC se lleva a cabo en la etapa A/Do.

Procedimiento para el tratamiento de pasta de celulosa utilizando carboximetilcelulosa y pasta así obtenida

Campo de la invención [0001] La presente invención se refiere a un procedimiento para mejorar la propiedad de resistencia mecánica de las pastas de fibra de celulosa blanqueada empleando carboximetilcelulosa como aditivo en la etapa ácida de la secuencia de blanqueo.

Antecedentes de la invención [0002] En los últimos años se ha estudiado ampliamente el uso de carboximetilcelulosa (CMC) en la industria de la celulosa. La adición de CMC puede proporcionar a la pasta propiedades mejoradas, tales como una mayor resistencia a la tracción, si se añade en condiciones apropiadas o en combinación con otros productos.

Este compuesto, cuando se utiliza, se añade normalmente a la pasta ya terminada, es decir, después de ser sometida a los procedimientos de cocción y blanqueo, antes del procedimiento de fabricación de papel propiamente dicho. En otras palabras y en la jerga convencional de la industria del papel, la carboximetilcelulosa, así como otros aditivos utilizados en las pastas de celulosa, se añade a la pasta ya cocida y blanqueada, antes de ser enviada a la "máquina" de producción de papel.

El documento BR 0107989-1, por ejemplo, describe el uso de aditivos químicos adsorbibles en la pasta de celulosa. Aunque el texto de dicho documento se refiere al "procesamiento de la pasta", la memoria y los ejemplos establecen claramente que el procedimiento de la invención se refiere al uso de dichos aditivos en la pasta lista para la fabricación de papel, y no existe ninguna referencia a la adición de estos aditivos adsorbibles durante el procedimiento de blanqueo per se. Resulta deseable obtener la adsorción de CMC en las fibras de celulosa durante el procedimiento para el tratamiento de la pasta de fibra antes del tratamiento de la misma en las máquinas de papel. Si esta adsorción proporciona los mismos o mejores resultados de calidad de la pasta que los obtenidos cuando la CMC se añade a la máquina de producción de papel, esto representa una gran ventaja para el fabricante de celulosa, aumentando el valor añadido del producto.

Algunos documentos de la técnica anterior describen el uso de CMC en las etapas cocción y/o blanqueo de la pasta, pero en condiciones restringidas y específicas y para diversos fines. El documento US 3.956.165 desvela un procedimiento de blanqueo de la pasta que comprende la adición de un polímero de ácido acrílico a la solución de blanqueo, en el que los resultados se pueden mejorar con la adición conjunta de CMC. Por lo tanto, en el presente documento la CMC se considera un compuesto secundario, no esencial para el procedimiento de blanqueo, que necesariamente debe comprender la adición conjunta de un polímero de ácido acrílico. Por lo tanto, el presente documento se refiere a la adición de productos para ayudar al procedimiento de blanqueo, tales como promotores de la reacción de oxidación, cuyos resultados no están directamente relacionados con las propiedades mecánicas finales de la celulosa. Por lo tanto, este es un enfoque completamente diferente del que se propone en la presente solicitud.

El documento WO 03/080924 describe un procedimiento para el tratamiento de pasta que incluye la adición de CMC al procedimiento, en el que dicha pasta debe contener una concentración de calcio superior a 20 mg/l. Aunque el presente documento describe un procedimiento en el que la adición de CMC se asocia con la cocción y/o la pre-deslignificación con oxígeno de la pasta, todos los principios en el mismo indican que los mejores resultados se obtienen cuando el aditivo se introduce en la etapa de cocción. La alta concentración de iones de calcio en la pasta tiene como objetivo favorecer los enlaces entre las fibras y la CMC, ya que ambas son aniónicas. En el caso de dicho documento, la adición de CMC se asocia con las condiciones proporcionadas por el licor de cocción y deslignificación, que son altamente alcalinos.

El documento "Advanced wet-end system with carboxymethylcellulose", Masasuke Watanabe et al., TAPPI JOURNAL, vol. 3, Nº 5, páginas 15-19, 2004, describe estudios acerca de un procedimiento en el que la pasta ya procesada se trata con la adición de CMC. El fin de este artículo es el uso de la adsorción de CMC en las fibras para aumentar la eficacia de los productos químicos añadidos al denominado extremo húmedo del sistema de aproximación de la máquina de papel. Los resultados muestran que el uso de CMC en este caso permite un ahorro de aditivos de un 30% a un 50%. Los autores han elegido seguir los resultados controlando las propiedades electrolíticas de la pasta y el grado de sustitución (DS) de la carboximetilcelulosa utilizada. Estas son características importantes para evaluar el nivel de las cargas superficiales disponibles y la capacidad de unión de la CMC. El documento muestra que estos resultados se consiguen debido al aumento de los sitios aniónicos de superficie de las pastas tratadas con CMC. En el caso de este artículo, a menor grado de sustitución de la CMC, mejores resultados, porque el papel está dirigido al uso de CMC que tiene mayor facilidad de unirse a las fibras, por lo tanto menos carga superficial negativa. Sin embargo, debe señalarse que estos enlaces son más frágiles por las mismas razones, mientras que en la presente solicitud se buscan enlaces más fuertes.

Además, el documento WO 2006/049542 describe un procedimiento de modificación de fibras de celulosa que comprende proporcionar una suspensión de pasta de fibras de celulosa, añadir un derivado de celulosa durante el blanqueo de dichas fibras de celulosa a por lo menos una etapa ácida de blanqueo, y describe un procedimiento en el que una CMC con un grado de sustitución de 0, 5 era adsorbida sobre las fibras en una etapa ácida de blanqueo final.

Descripción resumida de la invención [0009] La presente invención proporciona un procedimiento para el tratamiento de pasta de celulosa que comprende una etapa de adición de carboximetilcelulosa (CMC) durante la etapa ácida de blanqueo de dicha pasta, en el que dicha carboximetilcelulosa tiene un grado de sustitución (DS) superior a 0, 5 y la adición durante este etapa se lleva a cabo a un pH de la pasta inferior a 5, y en el que el procedimiento comprende la secuencia ADo (EP) DD o A/Do (EP) PP, y la adición de CMC se lleva a cabo en la etapa A/Do.

La invención se refiere adicionalmente a la pasta de celulosa blanqueada obtenida según el procedimiento anteriormente indicado en el que se han mejorado significativamente las propiedades de resistencia mecánica de la celulosa.

Descripción detallada de las realizaciones de la invención [0011] Como ya se ha mencionado, la adición de CMC y la adsorción en las fibras de celulosa durante el procedimiento para el tratamiento de la pasta antes de ser procesada en las máquinas de papel, representa una ventaja estratégica considerable para la industria de producción de celulosa. El procedimiento aumenta las propiedades de resistencia mecánica de la celulosa, distinguiéndola de los artículos del mercado añadiendo valor al producto y satisfaciendo las expectativas del cliente.

La CMC utilizada en este tipo de procedimiento debe tener preferentemente un peso molecular elevado, porque será adsorbida en la superficie y no dentro de las fibras de celulosa. En general, la viscosidad de la CMC utilizada está seleccionada de entre un intervalo de 10 a 1.500 mPa.s, que está dentro de los disponibles en el mercado. La CMC, así como la fibra de celulosa, es aniónica, pero tiene un mayor número de grupos de enlace que, por lo tanto, refuerzan los enlaces entre las fibras. Por lo tanto, resulta más interesante disponer de CMC en la superficie de la fibra, ya que tiene un alto potencial de enlaces debido al grado de sustitución aumentando la unión entre las fibras y por lo tanto la resistencia mecánica del papel. Además, tiene un alto grado de interacción con el agua, aumentando el WRV (valor de retención de agua) , lo que hace difícil secar el papel con un aumento del consumo de energía para este fin y, por consiguiente, la presencia de CMC en el interior de la fibra sólo tendrá el segundo efecto sin contribuir al aumento de la resistencia del papel. Por lo tanto, la presencia de CMC en la superficie de la pasta da lugar a una mayor repulsión fibra-fibra, lo que hace difícil la interconexión, pero una vez que esto se supera, puede haber un aumento del área de contacto entre las fibras con la ayuda de la CMC. Este aumento del área de contacto da lugar a un mayor número de enlaces intermoleculares entre las moléculas de celulosa, aumentando así la resistencia mecánica de la celulosa. Otra ventaja de la fijación... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el tratamiento de pasta de celulosa, caracterizado por que comprende una etapa de adición de carboximetilcelulosa (CMC) durante la etapa ácida de blanqueo de dicha pasta, en el que dicha carboximetilcelulosa tiene un grado de sustitución (DS) superior a 0, 5 y la adición durante la etapa ácida se lleva a cabo a un pH de la pasta inferior a 5, y en el que el procedimiento comprende la secuencia A/Do (EP) DD o A/Do (EP) PP, y la adición de CMC se lleva a cabo en la etapa A/Do.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la carboximetilcelulosa se añade en una cantidad 10 de 2 kg/tsa a 10 kg/tsa.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que dicho grado de sustitución varía des 0, 56 a 0, 96.

4. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que la adición de CMC en la etapa A/Do se efectúa a

una temperatura por encima de 80ºC con un tiempo de contacto entre la CMC y la pasta de por lo menos 40 minutos.

5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado por que la temperatura es de aproximadamente 95ºC y el

tiempo de contacto es de aproximadamente 120 minutos. 20

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

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Documentos de patentes citados en la descripción Literatura diferente de patentes citadas en la descripción