Poli(n-vinilamina) glioxalada.

Combinación premezclada de aductos primero y segundo reactivos con celulosa,

comprendiendo el primer aductouna composición de primer aducto de polivinilamina reactivo con celulosa que comprende un producto de reacciónde una polivinilamina de partida con al menos un dialdehído, en la que la polivinilamina de partida es un polímeroformado a partir de N-vinilformamida o N-vinilacetamida hidrolizándose el polímero al menos parcialmente paraconferir un grado de funcionalidad amino primario, antes de la reacción con el dialdehído, y comprendiendo elsegundo aducto el producto de reacción de un dialdehído con una polivinilamida de partida, con la condición de quelos aductos reactivos con celulosa primero y segundo son diferentes.

Poli (n-vinilamina) glioxalada Campo de la invención La presente invención se refiere a una combinación premezclada de aductos primero y segundo reactivos con celulosa, a una combinación de al menos un primer y un segundo aducto, a un papel o cartón y finalmente a un método para aumentar la resistencia en húmedo o en seco del papel o cartón.

Antecedentes de la invención

Polivinilaminas Se conocen bien en la bibliografía polivinilaminas y el método para prepararlas. Las polivinilaminas se preparan normalmente hidrolizando parcialmente polímeros de N-vinilformamida. Véanse, por ejemplo, las patentes estadounidenses n.os 4.421.602, 6.576.086, 6.616.807, 5.290.880, 6.159.340, 7.034.068 y 6.797.785. Se conocen las polivinilaminas formadas por potenciar la retención y el drenaje en la formación de papel. Un drenaje más rápido de la materia prima en la máquina de fabricación de papel permite aumentar la velocidad de la maquina y por tanto la producción.

También se conocen en la bibliografía polivinilaminas funcionalizadas y reticuladas. Por ejemplo, la patente estadounidense n.º 7.090.745 describe un polímero hidrófilo que contiene aminas primarias y/o secundarias y al menos un azúcar que contiene una función reducible tal como un aldehído o hemiacetal. Se afirma que los hidrogeles resultantes aumentan la resistencia del papel.

La patente estadounidense n.º 5.281.307 da a conocer un poli (alcohol vinílico/vinilamina) reticulado. Se añade el copolímero reticulado a la etapa de acabado en seco de un procedimiento de fabricación de papel convencional.

La patente estadounidense n.º 6.824.659 da a conocer combinaciones de polivinilamina con un agente complejante con el fin de mejorar las propiedades de resistencia en húmedo del papel. El agente complejante puede ser una poliacrilamida glioxalada.

Las solicitudes publicación estadounidenses n.os 2006/0065380 y 2004/0118540 también dan a conocer combinaciones de polivinilamina con una poliacrilamida glioxalada para fines de mejorar las propiedades de resistencia en húmedo del papel.

Polímeros de vinilamida glioxalada El uso de polímeros solubles en agua sintéticos como aditivos finales en húmedo para aumentar la resistencia del papel y el cartón se practica ampliamente. El uso de copolímeros de vinilamida solubles en agua reactivos con celulosa como agentes de aumento de la resistencia del papel también es común. Una clase particular de adyuvantes de resistencia de polímero de vinilamida incluye polímeros de vinilamida que están modificados con glioxal de tal manera que son termoendurecibles.

Se describen polímeros de polímeros de vinilamida glioxalada por ejemplo en las patentes estadounidenses n.os 3.556.392, 4.217.425, 4.605.702.

La solicitud publicada de PCT n.º 2006/016906 describe un polímero reticulado de vinilamida catiónico que se trata con un agente reactivo con celulosa tal como glioxal para conferir resistencia al papel.

Las patentes estadounidenses n.os 4.954.538, 5.041.503 y 5.320.711 enseñan micropartículas de polivinilamida glioxalada, reticulable, preparadas mediante polimerización de microemulsión de fase inversa y describen la adición de glioxal al polímero de microemulsión para formar un polímero glioxalado.

La solicitud publicada estadounidense n.º 2008/0064819 enseña una reacción acuosa de un agente reactivo con celulosa tal como glioxal con polivinilamida. La reacción tiene lugar a concentraciones de polivinilamida bajas. Las condiciones de reacción descritas proporcionan aductos de polivinilamida reactivos con celulosa que se muestra que proporcionan resistencia en húmedo y en seco mejorada en papel.

El inventor ha descubierto que la reacción de polivinilamina con al menos un dialdehído produce una polivinilamina funcionalizada que proporciona a papel o cartón resistencia en húmedo y/o en seco mejorada.

Además, también se ha descubierto que funcionalizar tanto una polivinilamina como una polivinilamida con un agente reactivo con celulosa tal como glioxal simultáneamente proporciona al menos aductos primero y segundo que cuando se aplican a una composición de fabricación o se aplican como un recubrimiento de papel o cartón proporciona resistencia en húmedo y/o en seco inesperada.

Adicionalmente, también se ha descubierto que la polivinilamida funcionalizada reactiva con celulosa dada a conocer en la solicitud publicada estadounidense n.º 2008/0064819 cuando se combina con polivinilamina (no funcionalizada) y se añade simultáneamente (o se añade simultáneamente pero por separado) a una composición de fabricación o se recubre sobre un papel o cartón también proporcionará resistencia en húmedo y/o en seco mejorada al papel o cartón.

Una premezcla formada a partir de polivinilamina (no funcionalizada) con el producto de polivinilamida glioxalada según la solicitud publicada estadounidense n.º 2008/0064819 puede aumentar el rendimiento del producto glioxalado especialmente en sistemas de fabricación de papel que contienen altas cantidades de residuos aniónicos (resina, grumos, resina blanca, etc.) .

También se cree que el premezclado de polivinilamina (glioxalada o no glioxalada) con polivinilamida glioxalada convencional (es decir la patente estadounidense n.º 3.556.392, 4.217.425, 4.605.702) antes de la adición a la composición de fabricación en un procedimiento de fabricación de papel también aumenta el rendimiento en los sistemas de fabricación de papel que contienen altas cantidades de residuos aniónicos.

El documento US 5.374.334 da a conocer un método para fabricar papel de seda en el que se aplica una composición adhesiva de cilindro yankee a la superficie metálica de un tambor de secado.

El documento US 5.085.787 se refiere a un método para potenciar la producción de aceite o gas a partir de una formación subterránea que comprende inyectar en dicha formación un fluido que contiene una cantidad viscosificante de un polímero de vinilamina reticulado con un compuesto orgánico multifuncional.

El documento DE 44 13 720 A1 da a conocer el uso de polímeros, polímeros que contienen estructuras aminal, hemi-aminal y/o aminal-acetal así como un detergente.

El documento US 3.728.214 se refiere a resinas de poliamina-acrilamida-polialdehído que tienen utilidad como agentes aumento de la resistencia en húmedo y en seco en la fabricación de papel.

Sin querer restringirse a ninguna teoría, es posible que el polímero catiónico altamente cargado (polivinilamina) cuando se combina con un polímero catiónico menos cargado (tal como una polivinilamida glioxalada catiónica) “bloquee” los residuos aniónicos en el sistema de fabricación de papel evitando que interfieran con el polímero catiónico menos cargado, de modo que el polímero catiónico menos cargado pueda trabajar de manera más eficaz.

Sumario de la invención Por tanto la presente invención abarca varias realizaciones de composición:

La presente invención proporciona una combinación premezclada de aductos primero y segundo reactivos con celulosa con las características de la reivindicación 1, una combinación de al menos un primer y un segundo aducto con las características de la reivindicación 8, un papel o cartón con las características de la reivindicación 14, un método para aumentar la resistencia en húmedo o en seco de papel o cartón con las características de la reivindicación 15 ó 16. Las reivindicaciones dependientes adicionales muestran realizaciones preferidas.

En primer lugar, la combinación premezclada comprende un primer aducto de polivinilamina reactivo con celulosa que comprende un producto de reacción de una polivinilamina de partida con al menos un dialdehído para formar un primer aducto.

Preferiblemente el aducto no es un aducto de un azúcar que contiene una funcionalidad reducible tal como un aldehído o hemiacetal. Además, la polivinilamina de partida es normalmente un polímero o copolímero de Nvinilformamida o N-vinilacetamida que se ha hidrolizado al menos parcialmente para escindir los grupos formamida o acetamida confiriendo un grado de funcionalidad amino primario al polímero antes de la reacción con el dialdehído.

El polímero o copolímero parcialmente hidrolizado de N-vinilformamida o N-vinilacetamida preferiblemente no incorpora unidades de monómero de alcohol vinílico.

Por tanto la polivinilamina de partida parcialmente hidrolizada es un polímero o copolímero de N-vinilformamida o Nvinilacetamida y se caracteriza por la funcionalidad amina así como la funcionalidad amida. Entonces puede hacerse reaccionar la funcionalidad amida y la funcionalidad amina en la N-vinilformamida o N-vinilacetamida... [Seguir leyendo]

1. Combinación premezclada de aductos primero y segundo reactivos con celulosa, comprendiendo el primer aducto una composición de primer aducto de polivinilamina reactivo con celulosa que comprende un producto de reacción de una polivinilamina de partida con al menos un dialdehído, en la que la polivinilamina de partida es un polímero formado a partir de N-vinilformamida o N-vinilacetamida hidrolizándose el polímero al menos parcialmente para conferir un grado de funcionalidad amino primario, antes de la reacción con el dialdehído, y comprendiendo el segundo aducto el producto de reacción de un dialdehído con una polivinilamida de partida, con la condición de que los aductos reactivos con celulosa primero y segundo son diferentes.

2. Combinación premezclada según la reivindicación 1, en la que el polímero parcialmente hidrolizado se hidroliza desde el 1 hasta el 100% en moles.

3. Combinación premezclada según la reivindicación 1, en la que el dialdehído se selecciona del grupo que consiste en glioxal, glutaraldehído, furandialdehído, 2-hidroxiadipaldehído y succinaldehído, preferiblemente glioxal.

4. Combinación premezclada según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en la que la concentración de polivinilamina de partida durante la formación del producto de reacción es inferior al 4% en peso, más preferiblemente inferior al 3, 5 o al 3, 0% en peso o, lo más preferiblemente inferior al 2% en peso o inferior al 1, 5% en peso, de la mezcla de reacción en cualquier momento durante la formación del aducto.

5. Combinación premezclada según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en la que la formación de aducto tiene lugar en una microemulsión, emulsión inversa o en una disolución sustancialmente acuosa en la que la presencia de aceites orgánicos no supera el peso del polímero de vinilamida o vinilamina.

6. Combinación premezclada según la reivindicación 5, en la que la microemulsión o emulsión inversa tiene un tamaño de partícula que oscila entre 25 nm y 2000 nm.

7. Combinación premezclada según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en la que la polivinilamida de partida es un polímero o copolímero formado a partir de al menos (met) acrilamida, N-alquil (met) acrilamida o mezclas de las mismas.

8. Combinación de al menos un primer y un segundo aducto, formándose los aductos simultáneamente haciendo reaccionar una mezcla de una polivinilamina de partida y una polivinilamida de partida con un dialdehído, en la que la polivinilamina es un polímero formado a partir de N-vinilformamida o N-vinilacetamida hidrolizándose el polímero al menos parcialmente para conferir un grado de funcionalidad amino primario, antes de la reacción con el dialdehído y la polivinilamida es un polímero formado a partir de una amida etilénicamente insaturada tal como (met) acrilamida, N-alquil (met) acrilamida o mezclas de las mismas.

9. Combinación según la reivindicación 8, en la que la concentración total de la polivinilamina de partida y la polivinilamida de partida son inferiores al 4 por ciento en peso, preferiblemente inferiores al 3, 5 por ciento en peso, lo más preferiblemente inferiores al 3 por ciento en peso y especialmente inferiores al 2 o al 1, 5 por ciento en peso, de la mezcla de reacción en cualquier fase durante las reacciones del primer y el segundo aducto.

10. Combinación según la reivindicación 8 ó 9, en la que el peso molecular promedio tanto de la polivinilamina de partida como de la polivinilamida de partida son independientemente superiores a 25.000 Dalton, preferiblemente que oscilan entre 25.000 y 500.000.

11. Combinación según la reivindicación 10, en la que el peso molecular promedio de la polivinilamina de partida oscila entre 200.000 y 500.000.

12. Combinación según la reivindicación 10 u 11, en la que el peso molecular de la polivinilamida de partida oscila entre 50.000 y 200.000.

13. Combinación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, en la que los aductos primero y segundo se definen respectivamente como una polivinilamina glioxalada y una polivinilamida glioxalada.

14. Papel o cartón que incorpora la combinación de aductos según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13.

15. Método para aumentar la resistencia en húmedo o en seco de papel o cartón que comprende las etapas de:

a) proporcionar una suspensión acuosa de fibras celulósicas;

b) añadir la combinación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 a la suspensión celulósica acuosa; c) formar una banda a partir de la suspensión acuosa formada en la etapa b) ; y d) secar la banda.

16. Método para aumentar la resistencia en húmedo o en seco de papel o cartón que comprende las etapas de:

a) pulverizar, recubrir o aplicar de otro modo la combinación según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13 sobre una banda, papel o cartón húmedo; y b) secar la banda, papel o cartón húmedo recubierto.