Un método de introducción de una emulsión de ASA en un proceso de fabricación de papel.

Un método para introducir una emulsión de ASA en un proceso de fabricación de papel,

caracterizado por que el método comprende fabricar de forma esencialmente simultánea la emulsión e introducir la emulsión en una tubería de proceso (27) en el extremo húmedo de un proceso de fabricación de papel con una materia prima para fabricación de papel que tiene una consistencia másica intrínseca entre el 0,1% y el 5%.

Un método de introducción de una emulsión de ASA en un proceso de fabricación de papel

Declaración respecto a la investigación o desarrollo patrocinada federalmente No Aplicable.

Antecedentes de la invención La presente invención se refiere a un método y aparato para emulsionar de forma esencialmente simultánea e introducir anhídrido alquenil succínico (ASA) en una corriente de proceso de un proceso de fabricación de papel. El ASA es un aditivo para la fabricación de papel, que potencia un número de propiedades hidrófobas del papel. Debido a que el ASA es insoluble en aceite, debe emulsionarse antes de su introducción en un proceso de fabricación de papel. Actualmente se usan numerosas tecnologías para facilitar la emulsión de ASA en los procesos de fabricación de papel.

Para emulsionar ASA adecuadamente para un proceso de fabricación de papel, deben satisfacerse dos requisitos. En primer lugar, la emulsión resultante debe conferir sobre el papel producido buenas propiedades de encolado. En segundo lugar, la emulsión también debe ser fácilmente dirigible a través de las máquinas de fabricación de papel. Una manera actualmente conocida para la producción de emulsiones de ASA implica el uso de métodos de emulsión mecánicos, pero no es una manera eficaz para formar la emulsión.

Adicionalmente, la introducción óptima de ASA en una corriente de proceso ocurre cuando hay una mezcla rápida de ASA con otros compuestos químicos en la corriente de proceso, en presencia de condiciones estequiométricas precisas, con un uso de agua mínimo y tiempos de residencia y contacto óptimos con otros productos químicos. Como resultado, las mezclas que contienen ASA y otros productos químicos deberían introducirse después de que los diversos reactivos hayan tenido suficiente tiempo para surtir efecto pero no demasiado para poder mantener el efecto deseado. Debido a que los métodos actuales de emulsionado de ASA no introducen óptimamente la emulsión en una corriente de producto y debido a que no abordan eficazmente los dos requisitos inherentes con las emulsiones de ASA, sigue habiendo una necesidad de un método mejorado para producir emulsiones de ASA e introducirlas eficazmente en el proceso de fabricación de papel.

El documento US 4.687.519 divulga que puede prepararse una cola para papel que tiene la capacidad de ser preparada en condiciones de baja cizalla y que tiene propiedades de encolado superiores a las de las colas de la técnica anterior que comprende agua y del 0, 1 al 15% en peso de al menos un agente de encolado hidrófobo y del 0, 4 al 30% en peso de una dispersión cocinada a chorro de un derivado de alquilo de cadena larga de almidón o una dispersión de un derivado de goma correspondiente. El documento WO 97/02088 divulga un procesador ultrasónico para el tratamiento, por ejemplo por dispersión, emulsión, disolución, mezcla o desaglomeración de materiales mediante la aplicación de ultrasonidos al mismo. El documento US 6.440.272 divulga un proceso y dispositivo para mezclar suspensiones con naturalezas y/o composiciones posiblemente diferentes en la sección estable de una máquina de papel.

La técnica descrita en esta sección no pretende constituir una admisión de que cualquier patente, publicación u otra información a la que se haga referencia en este documento sea "técnica anterior" con respecto a esta invención, a menos que se designe específicamente como tal. Además, no debería considerarse que esta sección significa que se ha hecho una búsqueda o que no existe otra información pertinente según se define en 37 C.F.R. § 1.56 (a) .

Breve sumario de la invención Al menos una realización se refiere a un método y aparato para emulsionar de forma sustancialmente simultánea e introducir ASA en una corriente de proceso de un proceso de fabricación de papel. El ASA se premezcla con un emulsionante diluido con agua (por ejemplo, polímero o almidón) en condiciones predeterminadas (por ejemplo, dosificación, concentración) y la solución premezclada se emulsiona después con un procesador ultrasónico en un modo continuo. De forma esencialmente simultánea, la emulsión preparada se introduce a través de un alimentador en un proceso de fabricación de papel. La emulsión puede introducirse en el extremo húmedo del proceso de fabricación de papel.

Breve descripción de los dibujos Posteriormente en este documento se describe una descripción detallada de la invención haciéndose referencia específica a los dibujos, en los que:

La Figura 1 es una vista en perspectiva de un aparato para introducir una emulsión de ASA a un proceso de fabricación de papel.

La Figura 2 es una vista representativa de un aparato de emulsionado e introducción.

La Figura 3 es una ilustración representativa de un aparato para fabricar una emulsión de encolado.

La Figura 4 es un gráfico que contrasta el emulsionado ultrasónico con el emulsionado mecánico.

La Figura 5 es un gráfico que muestra tamaños de partícula del emulsionado ultrasónico.

La Figura 6 es un gráfico que compara los tamaños de partícula de los emulsionados ultrasónicos con las de los emulsionados mecánicos.

Descripción detallada de la invención Para los fines de esta solicitud la definición de estos términos es la siguiente:

"ASA" significa anhídrido alquenil succínico. "Cavitación" es la formación, crecimiento y colapso implosivo de burbujas de vacío en un líquido. "Distal" significa posterior a una etapa particular en un proceso secuencial. "Emulsión" significa una mezcla de líquido en la que una fase líquida dispersada, que por lo demás es inmiscible en una fase líquida continua, se distribuye eficazmente a través de la fase líquida continua mediante algún producto químico y/o proceso. "Proceso de fabricación de papel" significa un método de fabricación de cualquier clase de producto de papel (por ejemplo, papel, papel tisú, cartón etc.) a partir de pasta que comprende la formación de una materia prima de fabricación de papel celulósica acusa, drenar la materia prima para formar una lámina y secar la lámina, y puede incluir también una fase de desfibrado. "Proximal" significa antes de una etapa particular en un proceso secuencial. "Fase de desfibrado" significa una fase opcional en un proceso de fabricación de papel que comprende fabricar la pasa a partir de madera y/o materia prima distinta de madera y opcionalmente blanquear la pasta para mejorar su brillo. "Lámina" se refiere a capas relativamente finas de precursores de papel formados como resultado de o durante el proceso de fabricación de papel. "Encolado" significa un proceso de fabricación de papel para reducir la naturaleza hidrófila de la celulosa en el papel para aumentar su resistencia a la penetración por impresión o tinta de escritura. "Emulsionado ultrasónico" y "emulsionado por ultrasonidos" se refiere a un método de producción de una emulsión por ondas de sonido de alta frecuencia que se cree que está gobernada por el efecto de cavitación. "Extremo húmedo" se refiere a la parte del proceso de fabricación de papel que implica un sistema de aproximación, una sección de formación de láminas y/o una sección de presión.

El ASA se añade habitualmente a los procesos de fabricación de papel para mejorar las propiedades de encolado del papel resultante. El ASA típicamente se añade en forma de una emulsión. Una emulsión de ASA puede comprender ASA en combinación con uno, algunos o todos de un emulsionante, agua, un tensioactivo y/o un agente estabilizador. Los ejemplos de emulsionantes usados habitualmente son polímeros, almidón líquido y almidón cocinado. Un ejemplo de un agente estabilizador usado habitualmente es un tensioactivo.

En al menos una realización, una emulsión de ASA se prepara y se introduce en un proceso de fabricación de papel añadiéndola rápidamente en condiciones controladas de acuerdo con diversas químicas y esquemas de emulsión de encolado predeterminadas para controlar la absorción de agua y la voluminosidad del papel resultante. Las condiciones controladas incluyen controlar con precisión el tiempo que los diversos productos químicos y composiciones están en contacto o no entre sí, y el tiempo entre la formación ultrasónica de una emulsión de ASA y la introducción de la emulsión en una corriente de producto. Debido a que ASA es fuertemente reactivo con el agua, esta preparación eficaz de una emulsión de ASA se introduce de forma óptima para evitar la hidrólisis y la formación de hidrolizados.

Una tecnología de la técnica anterior descrita en la Patente Europea EP O961856 es usar un emulsionado mecánico que produce la emulsión mediante el uso de un rotor... [Seguir leyendo]

1. Un método para introducir una emulsión de ASA en un proceso de fabricación de papel, caracterizado por que el método comprende fabricar de forma esencialmente simultánea la emulsión e introducir la emulsión en una tubería de proceso (27) en el extremo húmedo de un proceso de fabricación de papel con una materia prima para fabricación de papel que tiene una consistencia másica intrínseca entre el 0, 1% y el 5%.

2. El método de la reivindicación 1, donde la emulsión se fabrica y se introduce de forma esencialmente simultánea en un proceso de fabricación de papel en una localización que está a una distancia muy cercana de la tubería de proceso.

3. El método de la reivindicación 2, donde la distancia muy cercana es una distancia de 0 cm a aproximadamente 2 cm.

4. El método de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un emulsionante.

5. El método de la reivindicación 4, donde el emulsionante es uno seleccionado entre la lista que consiste en almidón de tipo polímero orgánico y poliacrilamida catiónica de tipo polímero sintético.

6. El método de la reivindicación 5, donde la concentración másica de ASA como producto durante el emulsionado varía entre el 5-25% de la concentración total.

7. El método de la reivindicación 1 que comprende adicionalmente la etapa de fabricar la emulsión de ASA transmitiendo ondas ultrasónicas a un lumen que contiene ASA y al menos un líquido que se convierte en la fase líquida continua de la emulsión.

8. El método de la reivindicación 7 que comprende adicionalmente las etapas de:

a) proporcionar uno o más aparatos alimentadores (12) , comprendiendo cada aparato alimentador:

un primer conducto (1) que tiene una o más entradas (2) y salidas (3) ; un segundo conducto (4) que tiene una o más entradas (5) y salidas (6) , donde el primer conducto se asegura al segundo conducto y atraviesa el segundo conducto; una cámara de mezcla (7) que tiene una o más entradas (17) y salidas (18) , donde el segundo conducto se asegura a la cámara de mezcla y donde las salidas del primer conducto y las salidas del segundo conducto están en comunicación fluida con la cámara de mezcla; y un adaptador (8) que está en comunicación fluida con la salida de la cámara de mezcla y que está asegurado a la cámara de mezcla;

b) montar al menos un aparato alimentador que contiene un adaptador (8) sobre una abertura en la tubería de proceso (27) , c) introducir la emulsión de ASA y uno o más productos químicos en la cámara de mezcla del aparato alimentador introduciendo la emulsión de ASA o uno o más productos químicos en las entradas del primer conducto y el segundo conducto, introduciéndose la emulsión de ASA casi simultáneamente a su fabricación ultrasónica; d) mezclar la emulsión de ASA y uno o más productos químicos en la cámara de mezcla del aparato alimentador para formar una mezcla; y e) dispensar la mezcla en la corriente de proceso (13) a través del adaptador del aparato alimentador que está en comunicación con la corriente de proceso.

9. El método de la reivindicación 8 donde el adaptador comprende adicionalmente una salida de control, teniendo la salida de control una válvula precintable construida y dispuesta para permitir de forma deseable que una muestra de la mezcla formada en la cámara de mezcla sea retirada, comprendiendo adicionalmente el método en las etapas de:

retirar una muestra de la mezcla a través de la salida de control, y medir al menos un atributo de la mezcla de la lista que consiste en: tamaño de partícula, temperatura, pH, concentración, pureza y cualquier combinación de los mismos

10. El método de la reivindicación 9, que comprende adicionalmente la etapa de proporcionar un procesador, estando el procesador construido y dispuesto para modular al menos un atributo en el lumen seleccionado entre la lista que consiste en la frecuencia de las ondas ultrasónicas transmitidas, la amplitud de las ondas ultrasónicas transmitidas, el caudal de entrada al lumen, el caudal de salida del lumen, la temperatura del líquido en el lumen o cualquier combinación de los mismos.

11. El método de la reivindicación 10, en el que el procesador se construye y dispone para recibir datos de entrada de al menos un atributo medido de la muestra de la mezcla y para modular automáticamente al menos un atributo en el lumen como respuesta a los datos de entrada.

12. El método de la reivindicación 10, en el que procesador modula automáticamente las ondas ultrasónicas transmitidas como respuesta al tamaño de partícula medido de la muestra de la mezcla.

13. El método de la reivindicación 9, que comprende adicionalmente la etapa de proporcionar una primera máquina de mezcla, estando la primera máquina de mezcla construida y dispuesta para recibir y mezclar al menos dos corrientes líquidas y transferir la mezcla de las dos corrientes líquidas a un lumen, al menos una corriente líquida contiene ASA, la mezcla de las dos corrientes líquidas da como resultado una dosificación de ASA óptima para formar una emulsión de ASA ultrasónica.

14. El método de la reivindicación 13, que comprende adicionalmente la etapa de proporcionar una segunda máquina de mezcla, estando la segunda máquina de mezcla construida y dispuesta para recibir y mezclar al menos dos corrientes líquidas y transferir la mezcla a una de las dos corrientes líquidas recibidas por la primera máquina de mezcla.

15. El método de la reivindicación 1, donde la emulsión se produce por emulsionado ultrasónico con un tamaño de partícula medio de la emulsión de 1 !m y menor, y con menos del 10% de la emulsión por encima de 2 !m, donde es necesario un máximo de 1 kW de potencia de sonificación para un caudal de solución de encolado menor de 30 litros/hora.