Proceso para preparar papel, cartulina y cartón con alta resistencia en seco.

Proceso para la preparación de papel, cartulina y cartón con alta resistencia en seco mediante adición porseparado de un polímero que contiene unidades de vinilamina y de un compuesto polimérico aniónico a una pulpade papel,

remoción de agua de la pulpa de papel y secado de los productos de papel, caracterizado porque comocompuesto polimérico aniónico se emplea al menos un copolímero que puede obtenerse mediante copolimerizaciónde

(a) al menos una N-vinilcarboxamidas de la fórmulaen la cual R1, R2 ≥ H o significan alquilo de C1 a C6,

(b) al menos un monómero monoetilénicamente insaturado que contiene grupos ácidos y/o sus sales de metalalcalino, alcalino térreo o amonio y opcionalmente

(c) otros monómeros monoetilénicamente insaturados, y opcionalmente

(d) compuestos que tienen al menos dos enlaces dobles etilénicamente insaturados en la molécula.

Proceso para preparar papel, cartulina y cartón con alta resistencia en seco La invención se refiere a un proceso para producir papel, cartulina y cartón con alta resistencia en seco mediante la adición por separado de un polímero que contiene unidades de vinilamina y de un compuesto aniónico polimérico a una pulpa de papel, la remoción de agua de la pulpa de papel y el secado de los productos de papel.

Para la preparación de papel con alta resistencia en seco se conoce aplicar sobre la superficie del papel ya secado soluciones acuosas diluidas de almidón cocido o de polímeros sintéticos, los cuales actúan respectivamente como agentes de resistencia en seco. Las cantidades de agentes de resistencia en seco son por lo regular de 0, 1 a 6 % en peso respecto del papel seco. Puesto que los agentes de resistencia en seco, incluido el almidón, se aplican en una solución acuosa - en términos generales la concentración de polímero y de almidón de la solución acuosa de preparación está entre 1% y 10 % en peso – debe evaporarse una cantidad considerable de agua durante el proceso de secado siguiente. Por lo tanto, la etapa de secado es muy intensa en términos de energía. Pero la capacidad de los equipos para secar en las máquinas para papel en muchos casos no es tan grande como para poder operar la máquina a la velocidad de producción máxima posible. Más bien, la velocidad de producción de la máquina para papel debe reducirse para que el papel se seque en una medida suficiente.

De la patente CA 1 110 019 se conoce un proceso para la preparación de papel con alta resistencia en seco en el que a la pulpa de papel se adiciona un polímero catiónico hidrosoluble, por ejemplo polietilenimina, y después se agrega un polímero aniónico hidrosoluble, por ejemplo una poliacrilamida hidrolizada y se retira el agua sobre la máquina para papel con la formación de una hoja. Los polímeros aniónicos contienen incorporados al polímero hasta 30 % molar de ácido acrílico.

De la DE-A 35 06 832 se conoce un proceso para la preparación de papel con alta resistencia en seco en el que a la pulpa de papel primero se adiciona un polímero catiónico hidrosoluble y después un polímero aniónico hidrosoluble. Como polímeros aniónicos se toman en consideración, por ejemplo, homo- o copolímeros de ácidos carboxílicos de C3-C5 etilénicamente insaturados. Los copolímeros contienen incorporados al polímero al menos 35 % en peso de un ácido carboxílico de C3-C5 etilénicamente insaturado (por ejemplo ácido acrílico) . Como polímeros catiónicos en los ejemplos se describen polietilenimina, polivinilamina, cloruro de polidialildimetilamonio y productos de condensación reticulados con epiclorhidrina de ácido adípico y dietilentriamina. El uso de homo- y co-polímeros parcialmente hidrolizados de la N-vinilformamida también ha sido tomado en consideración. El grado de hidrólisis de los polímeros de la N-vinilformamida es en tal caso de al menos 30 % molar y preferentemente de 50 a 100 % molar.

La JP-A 1999-140787 se refiere a un proceso para la preparación de cartón ondulado en cuyo caso, para mejorar las propiedades de resistencia de un producto de papel, a la pulpa de papel se adicionan 0, 05 bis 0, 5 % en peso, respecto de la pulpa de papel seca, de una polivinilamina, la cual es accesible mediante hidrólisis de polivinilformamida con un grado de hidrólisis de 25 a 100%, en combinación con una poliacrilamida aniónica, luego se retira el agua de la pulpa de papel y se seca.

De la WO 03/052206 se conoce un producto de papel con propiedades de resistencia mejoradas, el cual puede obtenerse aplicando sobre la superficie de un producto de papel una polivinilamina y un compuesto aniónico polimérico, el cual puede formar un complejo polielectrolítico con la polivinilamina, o un compuesto polimérico con funciones aldehído tales como polisacáridos que contienen grupos aldehído. Se obtiene no solo un mejoramiento de la resistencia del papel en seco y en mojado, sino que también se observa un efecto de adherencia del agente de tratamiento.

De la WO 04/061235 se conoce un proceso para la preparación de papel, principalmente papel tisú, con resistencia en mojado y/o en seco particularmente altas, en el cual a la pulpa de papel primero se adiciona un polímero catiónico hidrosoluble que contiene al menos 1, 5 meq/g de polímero de funcionalidades amino y tiene un peso molecular de al menos 10.000 Dalton. Principalmente se resaltan en tal caso los homopolímeros parcial y totalmente hidrolizados de la N-vinilformamida. A continuación se adiciona un polímero aniónico hidrosoluble que contiene grupos aniónicos y/o aldehídicos. Como ventaja de este proceso se ha destacado ante todo la variabilidad del sistema bicomponente descrito respecto de las diferentes propiedades del papel, entre ellas la resistencia en mojado y en seco.

De la EP-A 438 744 se conoce el uso de copolímeros de, por ejemplo, N-vinilformamida y ácido acrílico, ácido metacrílico y/o ácido maleico con un valor K de 8 a 50 (determinado según H. Fikentscher en solución acuosa al 1 %, a pH 7 y 25°C) así como de los polímeros que pueden obtenerse de los mismos mediante disociación parcial o total de los grupos formilo de la vinilformamida incorporada al polímero, con formación de unidades de vinilamina, como inhibidores de incrustaciones en sistemas conductores de agua, tales como calderas o tubos.

Además, se conoce que los copolímeros que pueden obtenerse copolimerizando N-vinilcarboxamidas, ácidos carboxílicos monoetilénicamente insaturados y opcionalmente otros monómeros etilénicamente insaturados e hidrolizando a continuación las unidades de ácido vinilcarboxílico contenidas en los copolímeros en unidades correspondientes de amina o amonio, pueden emplearse en la producción de papel como aditivo a la pulpa de papel

para incrementar la velocidad de remoción de agua y la retención así como la resistencia en seco y en mojado del papel, compárese EP-B 672 212.

El objetivo fundamental de la presente invención es proporcionar un proceso más para la preparación de papel con alta resistencia en seco y resistencia en mojado tan baja como posible. Sin embargo, en tal caso, el incremento de la resistencia en seco debe mejorarse aún más frente a los procesos conocidos hasta ahora, principalmente en papeles para embalaje (por ejemplo, papel liner) . Además, la resistencia en mojado o la proporción de resistencia en mojado a resistencia en seco deben minimizarse más.

El objetivo se logra según la invención con un proceso para la preparación de papel, cartulina y cartón con alta resistencia en seco mediante la adición por separado de un polímero que contiene unidades de vinilamina y de un compuesto polimérico aniónico a una pulpa de papel, la remoción de agua de la pulpa de papel y el secado de los productos de papel, si como compuesto polimérico aniónico se emplea al menos un copolímero que puede obtenerse copolimerizando (a) al menos una N-vinilcarboxamida de la fórmula en la cual R1, R2 = H o significa alquilo de C1 a C6,

(b) al menos un monómero monoetilénicamente insaturado que contiene grupos ácidos y/o sus sales de metal alcalino, alcalino térreo sales de amonio y opcionalmente

(c) otro monómero monoetilénicamente insaturado, y opcionalmente

(d) Compuestos que tiene al menos dos enlaces dobles etilénicamente insaturados en la molécula.

Como compuesto polimérico aniónico se emplea preferentemente un copolímero que puede obtenerse 25 copolimerizando

(a) N-vinilformamida,

(b) ácido acrílico, ácido metacrílico y/o sus sales de metal alcalino o de amonio y opcionalmente

(c) otros monómeros monoetilénicamente insaturados.

El compuesto polimérico aniónico contiene, por ejemplo 30 (a) 10 a 95 % molar de unidades de la fórmula I

(b) 5 a 90 % molar de unidades de un ácido carboxílico monoetilénicamente insaturado con 3 a 8 átomos de C en la molécula y/o de sus sales de metal alcalino, alcalino térreo o amonio y

(c) 0 a 30 % molar de unidades de al menos otro monómero monoetilénicamente insaturado.

Estos compuestos pueden modificarse en tal sentido que contengan adicionalmente copolimerizado al menos un compuesto con al menos dos enlaces dobles etilénicamente insaturados en la molécula. Si se copolimerizan los monómeros (a) y (b) o (a) , (b) y (c) en presencia de un compuesto de este tipo, se obtienen copolímeros ramificados. En tal caso se seleccionan las proporciones de cantidades y las condiciones de reacción de tal manera que aún se obtienen polímeros hidrosolubles. En ciertas circunstancias para esto puede ser necesario emplear reguladores de polimerización.... [Seguir leyendo]

1. Proceso para la preparación de papel, cartulina y cartón con alta resistencia en seco mediante adición por separado de un polímero que contiene unidades de vinilamina y de un compuesto polimérico aniónico a una pulpa de papel, remoción de agua de la pulpa de papel y secado de los productos de papel, caracterizado porque como compuesto polimérico aniónico se emplea al menos un copolímero que puede obtenerse mediante copolimerización de (a) al menos una N-vinilcarboxamidas de la fórmula

en la cual R1, R2 = H o significan alquilo de C1 a C6,

(b) al menos un monómero monoetilénicamente insaturado que contiene grupos ácidos y/o sus sales de metal alcalino, alcalino térreo o amonio y opcionalmente

(c) otros monómeros monoetilénicamente insaturados, y opcionalmente

(d) compuestos que tienen al menos dos enlaces dobles etilénicamente insaturados en la molécula.

2. Proceso según la reivindicación 1, caracterizado porque se emplea un copolímero que puede obtenerse 15 mediante copolimerización de

(a) N-vinilformamida,

(b) ácido acrílico, ácido metacrílico y/o sus sales de álcali o amonio y opcionalmente

(c) otros monómeros monoetilénicamente insaturados.

3. Proceso según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el compuesto polimérico aniónico contiene 20 copolimerizados

(a) 10 a 95 % molar de unidades de la fórmula I

(b) 5 a 90 % molar de unidades de un ácido carboxílico monoetilénicamente insaturado con 3 a 8 átomos de C en la molécula y/o sus sales de metal alcalino, alcalino térreo o amonio y

(c) 0 a 30 % molar de unidades de al menos otro monómero monoetilénicamente insaturado.

4. Proceso según la reivindicación 4, caracterizado porque el compuesto polimérico aniónico contiene copolimerizados

(a) 10 a 95 % molar de unidades de la fórmula I

(b) 5 a 90 % molar de unidades de un monómero monoetilénicamente insaturado que contiene grupos ácidos y/o sus sales de metal alcalino, alcalino térreo o amonio,

(c) 0 a 30 % molar de unidades de al menos otro monómero monoetilénicamente insaturado y

(d) 0 a 2 % molar, preferentemente 0, 001 a 1 % molar de al menos un compuesto con al menos dos enlaces dobles etilénicamente insaturados.

5. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el compuesto polimérico aniónico puede obtenerse mediante copolimerización de (a) al menos una N-vinilcarboxamida de la fórmula en la cual R1, R2 = H o significan alquilo de C1 a C6,

(b) al menos un ácido carboxílico monoetilénicamente insaturado con 3 a 8 átomos de C en la molécula y/o sus sales de metal alcalino, alcalino térreo o amonio y opcionalmente (c) otros monómeros monoetilénicamente insaturados, y opcionalmente (d) compuestos que tienen al menos dos enlaces dobles etilénicamente insaturados en la molécula,

Y en seguida una disociación parcial de los grupos -CO-R1 de los monómeros, copolimerizados en el copolímero, de la fórmula I con la formación de grupos amino, en cuyo caso el contenido de los grupos amino en el copolímero es de al menos 5 % molar por debajo del contenido de monómeros (b) que contienen grupos ácidos copolimerizados.

6. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el compuesto polimérico aniónico contiene copolimerizados

(a) 10 a 95 % molar Unidades de la fórmula I

(b) 5 a 90 % molar de unidades de un monómero monoetilénicamente insaturado que contiene grupos ácidos y/o sus sales de metal alcalino, alcalino térreo o amonio,

(c) 0 a 30 % molar de unidades de al menos otro monómero monoetilénicamente insaturado,

(d) 0 a 2 % molar de unidades de al menos un compuesto que tiene al menos dos dobles enlaces etilénicamente insaturados, y

(e) 0 a 42 % molar de unidades de vinilamina, en cuyo caso el contenido de grupos amino en el copolímero es de al menos 5 % molar por debajo del contenido de monómeros (b) que contienen grupos ácidos copolimerizados.

7. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el compuesto polimérico aniónico contiene copolimerizados

(a) 50 a 90 % molar de N-vinilformamida,

(b) 10 a 50 % molar de ácido acrílico, ácido metacrílico y/o sus sales de metal alcalino, alcalino térreo o amonio, y opcionalmente

(c) 0 a 30 % molar de al menos otro monómero monoetilénicamente insaturado.

8. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque como polímero que contiene unidades de vinilamina se emplea al menos un compuesto que puede obtenerse polimerizando al menos un monómeros de la fórmula

en la que R1, R2 = H o significan alquilo de C1 a C6,

y disociando a continuación parcial o totalmente los grupos -CO-R1 de las unidades de los monómeros I copolimerizados en el polímero con la formación de grupos amino.

9. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque como polímero que contiene unidades de vinilamina se emplea un homopolímero de N-vinilformamida hidrolizado en al menos 10 % molar.

10. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque como polímero que contiene unidades de vinilamina se emplea un copolímero que puede obtenerse copolimerizando

(a) al menos una N-vinilcarboxamida de la fórmula

en la cual R1, R2 = H o significan alquilo de C1 a C6,

(b) al menos un monómero monoetilénicamente insaturado que contiene grupos ácidos y/o sus sales de metal alcalino, alcalino térreo o amonio y opcionalmente

(c) otros monómeros monoetilénicamente insaturados, y opcionalmente

(d) compuestos que tienen al menos dos enlaces dobles etilénicamente insaturados en la molécula

y a continuación disociando parcial o totalmente los grupos -CO-R1 de las unidades de los monómeros I copolimerizadas en el polímero con la formación de grupos amino, en cuyo caso la fracción de los grupos amino en el copolímero es al menos un 10 % molar más grande que la fracción de las unidades de monómeros (b) que contienen grupos ácidos.

11. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque como polímero que contiene unidades de vinilamina se emplea polivinilamina y/o homopolímero de la N-vinilformamida hidrolizada en al menos 50 % molar.

12. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el polímero que contiene unidades de vinilamina y el compuesto polimérico aniónico se emplean respectivamente en una cantidad de 0, 1 a 2, 0 % en peso, respecto de la pulpa de papel seca.

13. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la proporción entre el polímero que contiene unidades de vinilamina y el compuesto polimérico aniónico es de 5 : 1 hasta 1 : 5.

14. Proceso según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la proporción entre el polímero que contiene unidades de vinilamina y el compuesto polimérico aniónico es de 2 : 1 a 1 : 2.