Procedimiento de fabricación de papel y cartón de gran resistencia en seco y los papeles y cartones así obtenidos.

Procedimiento de fabricación de una hoja de papel y/o de cartón o de productos similares,

según el cual antes dela formación de dicha hoja se añaden a la suspensión fibrosa, por separado o mezclados, en cualquier orden deintroducción, por uno o por varios puntos de inyección, por lo menos tres agentes de resistencia en seco, a saber:

- un primer agente correspondiente a un (co)polímero que tiene una densidad de carga catiónica superior a 1 meq./gque se introduce en la suspensión en una cantidad comprendida entre 100 g/t y 20000 g/t en peso de materia activa(polímero), cantidades referidas al peso seco de la suspensión fibrosa,

- un segundo agente correspondiente a un (co)polímero orgánico sintético que tiene una densidad de carga catiónicasuperior a 0,1 meq./g y se introduce en la suspensión en una cantidad comprendida entre 100 g/t y 20000 g/t enpeso de materia activa (polímero), cantidades referidas al peso seco de la suspensión fibrosa, dicho segundo agentecontiene del 1 al 100 % molar de por lo menos un monómero que tiene carga catiónica, elegido entre el grupoformado por el acrilato de dimetilaminoetilo (ADAME), y/o el metacrilato de dimetilamonoetilo (MADAME)cuaternizados o salinizados, el cloruro de dimetildialilamonio (DADMAC), el cloruro de acrilamidopropiltrimetilamonio(APTAC) y/o el cloruro de metacrilamidopropiltrimetilamonio (MAPTAC),

- y un tercer agente correspondiente a un (co)polímero que tiene una densidad de carga aniónica superior a 0,1meq./g y se introduce en la suspensión en una cantidad comprendida entre 100 g/t y 20000 g/t en peso de materiaactiva (polímero), cantidades referidas al peso seco de la suspensión fibrosa, dicho tercer agente contiene del 1 al100 % molar de:

- por lo menos un monómero aniónico que posea un grupo funcional ácido carboxílico, elegido entre el grupoformado por el ácido acrílico, el ácido metacrílico, el ácido maleico, el ácido itacónico y sus sales,

- y/o un monómero aniónico que posea un grupo funcional ácido sulfónico, elegido entre el grupo formado por elácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico (AMPS), el ácido vinilsulfónico, el ácido metalilsulfónico y sus sales,

- y/o por lo menos un monómero aniónico que posea un grupo funcional ácido fosfónico,caracterizado porque el primer agente posee grupos funcionales amina primaria yo bien corresponde a un producto de degradación de Hofmann de un (co)polímero base formado por:

- por lo menos un monómero no iónico elegido entre el grupo formado por la acrilamida y/o la metacrilamida, la N,Ndimetilacrilamiday/o el acrilonitrilo,

- y eventualmente:

- por lo menos un monómero etilénico catiónico insaturado, elegido entre el grupo formado por los monómeros detipo dialquilamidoalquil(met)acrilamida, dialilamina, metildialilamina y sus sales de amonio cuaternario o los ácidos,- y/o por lo menos un monómero iónico elegido entre el grupo formado por la N-vinil-acetamida, la N-vinil-formamida,la N-vinilpirrolidona y/o el acetato de vinilo,

- y/o por lo menos un monómero aniónico de tipo ácido o anhídrido, elegido por ejemplo entre el grupo formado porel ácido (met)acrílico, el ácido acrilamidometilpropanosulfónico, el ácido itacónico, el anhídrido maleico, el ácidomaleico, el ácido metalilsulfónico, el ácido vinilsulfónico y sus sales,

o bien se obtiene por hidrólisis ácida o básica de un copolímero base formado por:

- por lo menos un monómero no iónico, elegido entre el grupo formado por la N-vinilformamida, la N-vinilacetamida,la N-vinilpirrolidona y el acetato de vinilo,

- y eventualmente:

- por lo menos un monómero etilénico catiónico no saturado, elegido entre el grupo formado por los monómeros detipo dialquilaminoalquil(met)acrilamida, dialilamina, metildialilamina y sus sales de amonio cuaternario o ácidos,

- y/o por lo menos un monómero no iónico elegido entre el grupo formado por la acrilamida (y/o la metacrilamida), laN,N-dimetilacrilamida y/o el acrilonitrilo,

- y/o por lo menos un monómero aniónico de tipo ácido o anhídrido, elegido por ejemplo entre el grupo formado porel ácido (met)acrílico, el ácido acrilamidometilpropanosulfónico, el ácido itacónico, el anhídrido maleico, el ácidomaleico, el ácido metalilsulfónico, el ácido vinilsulfónico y sus sales.

Procedimiento de fabricación de papel y cartón de gran resistencia en seco y los papeles y cartones así obtenidos La invención se refiere a un papel que posee una resistencia en seco mejorada y a un procedimiento de fabricación del mismo caracterizado por la utilización de un sistema de tres componentes, que comprende por lo menos dos polímeros que llevan cargas en su mayor parte catiónicas y por lo menos un polímero que tiene un carácter global aniónico. Estos polímeros se asocian para ejercer una acción sinergética sobre la resistencia en seco de este papel.

Con mayor precisión, la invención se refiere a un procedimiento mejorado de fabricación de papel y/o de cartón y de productos similares, según el cual se emplean por lo menos tres (co) polímeros para mejorar las características de resistencia en seco durante la fabricación de hojas celulósicas, en concreto:

- por lo menos un primer agente corresponde a un (co) polímero que tiene una densidad de carga catiónica superior a 1 meq./g y que posee grupos funcionales amina primaria,

- por lo menos un segundo agente correspondiente a un (co) polímero orgánico sintético que tiene una densidad de carga catiónica superior a 0, 1 meq./g

-y por lo menos un tercer agente correspondiente a un (co) polímero que tiene una densidad de carga aniónica superior a 0, 1 meq./g.

Según la invención, el (co) polímero que tiene grupos funcionales amina primaria es un polímero orgánico obtenido de forma clásica y bien conocida de los expertos, por ejemplo por una reacción de degradación de Hofmann de un (co) polímero base, o por hidrólisis ácida o básica de un (co) polímero base de polivinilformamida y sus derivados.

Este sistema de 3 componentes puede utilizarse con éxito para la fabricación de papeles y cartones de embalaje, de papeles soporte de estucado, de todo tipo de papeles, cartones y similares que necesiten una mejor resistencia en seco.

Hay demanda de papeles y cartones que sean cada vez más resistencia, en especial para la industria del embalaje.

La resistencia en seco del papel es por definición la resistencia de la hoja seca en estado normal. Los valores de resistencia al reventamiento y a la tracción dan tradicionalmente una medida de la resistencia en seco del papel.

Es bien sabida la utilización de polímeros catiónicos solubles en agua para mejorar las características de resistencia del papel. Por su naturaleza pueden fijarse directamente sobre la celulosa aniónica y conferirle una carga catiónica, de manera que en asociación con polímeros aniónicos se produzca una fijación de estos últimos sobre las fibras celulósicas, mejorando de este modo la resistencia en seco de la hoja.

Los polímeros catiónicos empleados de modo más habitual son compuestos de tipo almidón catiónico, poliamidaepiclorhidrina (PAE) , poliamida-amina-epiclorhidrina (PAAE) o poliacrilamidas catiónicas eventualmente glioxaladas.

Sin embargo, los procedimientos descritos en la técnica anterior que utilizan estos polímeros no son totalmente satisfactorios, sobre todo en lo que se refiere a las cantidades requeridas de polímeros y/o a las características de resistencia húmedas generadas, lo cual conlleva dificultades de proceso, por ejemplo la trituración en pasta de hoja con vistas al reciclaje de los recortes secos. Este último inconveniente se observa en especial cuando se lleva a la práctica el procedimiento descrito en el documento US 2004/118540.

En el documento US 5 584 966 se describe un procedimiento de fabricación de papel, en el que la formación de la hoja se mejora asociado un microgel de polisilicato, un polímero catiónico, un polímero aniónico y eventualmente poliaminas provistas de grupos funcionales amina secundaria. Se observará que esta patente no busca mejorar las propiedades mecánicas de la hoja, sino que se centra en mejorar la formación (calidad visual) .

La resistencia al reventamiento de las hojas celulósicas que se consigue gracias a la utilización de agentes de resistencia en seco tiene que satisfacer además un cierto número de exigencias. Tiene que estar exenta de objeciones en el plan toxicológico y presentar una buena compatibilidad con los demás agentes que intervienen en la fabricación de la hoja.

Ya se ha propuesto asociar, sobre todo en las solicitudes de patente JP 58-60094 (Hamano) , JP 04-57992 (Mitsui) , US 2004/118540 (Kimberly Clark) , en los sistemas de dos componentes polímeros que posean grupos funcionales de tipo vinilamina con un polímero aniónico, esta asociación pretende proponer un sistema eficaz de resistencia en seco de la hoja de papel.

La invención se refiere a un procedimiento de fabricación de papel, caracterizado por la utilización de un sistema no de dos componentes, sino de tres componentes, en el que por lo menos dos polímeros llevan cargas mayormente catiónicas y por lo menos un polímero es globalmente aniónico, que mejora de modo sorprendente las propiedades de resistencia en seco del papel y que desde el punto de vista económico es menos caro.

La empresa solicitante ha encontrado y puesto a punto un procedimiento mejorado de fabricación de una hoja de papel y/o de cartón y productos similares, según el cual, antes de la formación de dicha hoja se añaden a la suspensión fibrosa, de modo separado o en forma de mezcla, en cualquier orden de introducción, en uno o en varios puntos de inyección, por lo menos tres agentes de resistencia en seco, a saber:

- un primer agente correspondiente a un (co) polímero que tiene una densidad de carga catiónica superior a 1 meq./g que se introduce en la suspensión en una cantidad comprendida entre 100 g/t y 20000 g/t en peso de materia activa (polímero) , cantidades referidas al peso seco de la suspensión fibrosa,

- un segundo agente correspondiente a un (co) polímero orgánico sintético que tiene una densidad de carga catiónica superior a 0, 1 meq./g y se introduce en la suspensión en una cantidad comprendida entre 100 g/t y 20000 g/t en peso de materia activa (polímero) , cantidades referidas al peso seco de la suspensión fibrosa, dicho segundo agente contiene del 1 al 100 % molar de por lo menos un monómero que tiene carga catiónica, elegido entre el grupo formado por el acrilato de dimetilaminoetilo (ADAME) , y/o el metacrilato de dimetilamonoetilo (MADAME) cuaternizados o salinizados, el cloruro de dimetildialilamonio (DADMAC) , el cloruro de acrilamidopropiltrimetilamonio (APTAC) y/o el cloruro de metacrilamidopropiltrimetilamonio (MAPTAC) ,

-y un tercer agente correspondiente a un (co) polímero que tiene una densidad de carga aniónica superior a 0, 1 meq./g y se introduce en la suspensión en una cantidad comprendida entre 100 g/t y 20000 g/t en peso de materia activa (polímero) , cantidades referidas al peso seco de la suspensión fibrosa, dicho tercer agente contiene del 1 al 100 % molar de:

• por lo menos un monomero anionico que posea un grupo funcional acido carboxilico, elegido entre el grupo formado por el ácido acrílico, el ácido metacrílico, el ácido maleico, el ácido itacónico y sus sales,

• y/o un monomero anionico que posea un grupo funcional acido sulfonico, elegido entre el grupo formado por el ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico (AMPS) , el ácido vinilsulfónico, el ácido metalilsulfónico y sus sales,

• y/o por lo menos un monomero anionico que posea un grupo funcional acido fosfónico, caracterizado porque el primer agente posee grupos funcionales amina primaria y

(i) o bien corresponde a un producto de degradación de Hofmann de un (co) polímero base formado por:

- por lo menos un monómero no iónico elegido entre el grupo formado por la acrilamida y/o la metacrilamida, la N, Ndimetilacrilamida y/o el acrilonitrilo,

- y eventualmente:

o por lo menos un monomero etilenico cationico insaturado, elegido entre el grupo formado por los monomeros de tipo dialquilamidoalquil (met) acrilamida, dialilamina, metildialilamina y sus sales de amonio cuaternario o los ácidos,

o y/o por lo menos un monomero iónico elegido entre el grupo formado por la N-vinil-acetamida, la N-vinil-formamida, la N-vinilpirrolidona y/o el acetato de vinilo,

o y/o por lo menos un monomero anionico de tipo acido o anhidrido, elegido por ejemplo entre el grupo formado por el ácido (met) acrílico, el ácido acrilamidometilpropanosulfónico, el ácido itacónico, el anhídrido maleico, el ácido maleico, el ácido metalilsulfónico, el ácido vinilsulfónico y sus sales,

(ii) o bien se obtiene por hidrólisis ácida o básica de un copolímero base formado por:

- por lo menos un monómero no iónico,... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de fabricación de una hoja de papel y/o de cartón o de productos similares, según el cual antes de la formación de dicha hoja se añaden a la suspensión fibrosa, por separado o mezclados, en cualquier orden de introducción, por uno o por varios puntos de inyección, por lo menos tres agentes de resistencia en seco, a saber:

- un primer agente correspondiente a un (co) polímero que tiene una densidad de carga catiónica superior a 1 meq./g que se introduce en la suspensión en una cantidad comprendida entre 100 g/t y 20000 g/t en peso de materia activa (polímero) , cantidades referidas al peso seco de la suspensión fibrosa,

- un segundo agente correspondiente a un (co) polímero orgánico sintético que tiene una densidad de carga catiónica superior a 0, 1 meq./g y se introduce en la suspensión en una cantidad comprendida entre 100 g/t y 20000 g/t en peso de materia activa (polímero) , cantidades referidas al peso seco de la suspensión fibrosa, dicho segundo agente contiene del 1 al 100 % molar de por lo menos un monómero que tiene carga catiónica, elegido entre el grupo formado por el acrilato de dimetilaminoetilo (ADAME) , y/o el metacrilato de dimetilamonoetilo (MADAME) cuaternizados o salinizados, el cloruro de dimetildialilamonio (DADMAC) , el cloruro de acrilamidopropiltrimetilamonio (APTAC) y/o el cloruro de metacrilamidopropiltrimetilamonio (MAPTAC) ,

-y un tercer agente correspondiente a un (co) polímero que tiene una densidad de carga aniónica superior a 0, 1 meq./g y se introduce en la suspensión en una cantidad comprendida entre 100 g/t y 20000 g/t en peso de materia activa (polímero) , cantidades referidas al peso seco de la suspensión fibrosa, dicho tercer agente contiene del 1 al 100 % molar de:

• por lo menos un monomero anionico que posea un grupo funcional acido carboxílico, elegido entre el grupo formado por el ácido acrílico, el ácido metacrílico, el ácido maleico, el ácido itacónico y sus sales,

• y/o un monomero anionico que posea un grupo funcional acido sulfonico, elegido entre el grupo formado por el ácido 2-acrilamido-2-metilpropanosulfónico (AMPS) , el ácido vinilsulfónico, el ácido metalilsulfónico y sus sales,

• y/o por lo menos un monomero anionico que posea un grupo funcional acido fosfónico, caracterizado porque el primer agente posee grupos funcionales amina primaria y

o bien corresponde a un producto de degradación de Hofmann de un (co) polímero base formado por:

- por lo menos un monómero no iónico elegido entre el grupo formado por la acrilamida y/o la metacrilamida, la N, Ndimetilacrilamida y/o el acrilonitrilo,

- y eventualmente:

o por lo menos un monomero etilenico cationico insaturado, elegido entre el grupo formado por los monomeros de tipo dialquilamidoalquil (met) acrilamida, dialilamina, metildialilamina y sus sales de amonio cuaternario o los ácidos,

o y/o por lo menos un monomero iónico elegido entre el grupo formado por la N-vinil-acetamida, la N-vinil-formamida, la N-vinilpirrolidona y/o el acetato de vinilo,

o y/o por lo menos un monomero anionico de tipo acido o anhidrido, elegido por ejemplo entre el grupo formado por el ácido (met) acrílico, el ácido acrilamidometilpropanosulfónico, el ácido itacónico, el anhídrido maleico, el ácido maleico, el ácido metalilsulfónico, el ácido vinilsulfónico y sus sales,

o bien se obtiene por hidrólisis ácida o básica de un copolímero base formado por:

- por lo menos un monómero no iónico, elegido entre el grupo formado por la N-vinilformamida, la N-vinilacetamida, la N-vinilpirrolidona y el acetato de vinilo,

- y eventualmente:

• por lo menos un monomero etilenico cationico no saturado, elegido entre el grupo formado por los monomeros de tipo dialquilaminoalquil (met) acrilamida, dialilamina, metildialilamina y sus sales de amonio cuaternario o ácidos,

• y/o por lo menos un monomero no iónico elegido entre el grupo formado por la acrilamida (y/o la metacrilamida) , la N, N-dimetilacrilamida y/o el acrilonitrilo,

• y/o por lo menos un monomero anionico de tipo acido o anhidrido, elegido por ejemplo entre el grupo formado por el ácido (met) acrílico, el ácido acrilamidometilpropanosulfónico, el ácido itacónico, el anhídrido maleico, el ácido maleico, el ácido metalilsulfónico, el ácido vinilsulfónico y sus sales.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el producto de la degradación de Hofmann está presente en una concentración superior al 3, 5 % y con ventaja superior al 4, 5 %.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el (co) polímero base está ramificado.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer agente de resistencia en seco se introduce en la suspensión en una cantidad comprendida entre 500 g/t y 5000 g/t en peso de materia activa (polímero) , cantidad referida al peso seco de la suspensión fibrosa.

5. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo agente contiene por lo menos del 0 al 99 % molar de por lo menos un monómero que tiene una carga neutra y/o aniónica.

6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el segundo agente se ramifica en presencia de un agente ramificador.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque el agente ramificador es el glioxal.

8. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque el segundo no está glioxalado.

9. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque:

- los monómeros que tienen carga neutra son monómeros no iónicos elegidos entre el grupo formado por la acrilamida, la metacrilamida, la N, N-dimetilacrilamida, la N-vinilpirrolidona, la N-vinil-acetamida, la N-vinil-formamida, el acetato de vinilo, los ésteres acrilato, el alcohol alílico,

- los monómeros aniónicos son los que tienen un grupo funcional ácido carboxílico (elegidos entre el grupo formado por: el ácido acrílico, el ácido metacrílico, el ácido maleico, el ácido itacónico y sus sales) , los que tienen un grupo funcional ácido sulfónico (elegidos entre el grupo formado por: el ácido 2-acrilamido-2-metilpropano-sulfónico (AMPS) , el ácido vinilsulfónico, el ácido metalilsulfónico y sus sales) , los que tienen un grupo funcional ácido fosfónico.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el segundo agente de resistencia en seco se introduce en la suspensión en una cantidad de 500 g/t a 5000 g/t en peso de materia activa (polímero) , cantidad referida al peso seco de la suspensión fibrosa.

11. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el tercer agente contiene del 0 al 99 % molar de por lo menos un monómero que tiene carga neutra y/o catiónica.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque el tercer agente se ramifica en presencia de un agente ramificador.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque el agente ramificador es el glioxal.

14. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado porque:

- los monómeros que tienen una carga neutra son los monómeros no iónicos elegidos entre el grupo formado por la acrilamida, la metacrilamida, la N, N-dimetilacrilamida, la N-vinilpirrolidona, la N-vinil-acetamida, la N-vinil-formamida, el acetato de vinilo, los ésteres acrilato, el alcohol alílico,

- los monómeros catiónicos se eligen entre el grupo formado por el acrilato de dimetilaminoetilo (ADAME) , y/o el metacrilato de dimetilamonoetilo (MADAME) cuaternizados o salinizados, el cloruro de dimetildialilamonio (DADMAC) , el cloruro de acrilamidopropiltrimetilamonio (APTAC) y/o el cloruro de metacrilamidopropiltrimetilamonio (MAPTAC) .

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tercer agente se introduce en la suspensión en una cantidad de 500 g/t a 5000 g/t en peso de materia activa (polímero) , cantidad referida al peso seco de la suspensión fibrosa.

16. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el primer agente, el segundo agente y el tercer agente se introducen en la suspensión fibrosa en una cantidad del 0, 01 al 2 % en peso de materia activa (polímero) , cantidad referida al peso seco de la suspensión fibrosa.