Composición que contiene sílice acuosa y procedimiento para la producción de papel.

El procedimiento para la fabricación de papel a partir de una suspensión que contiene fibras celulósicas,

y opcionalmente cargas, que comprende añadir a la suspensión por lo menos un polímero catiónico orgánico y una composición acuosa que contiene sílice, que comprende un condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno, que tiene una conductividad inferior a 20 mS/cm y partículas aniónicas basadas en sílice, que comprende partículas basadas en sílice en forma de agregado o microgel, teniendo la composición una relación en peso de condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno a partículas basadas en sílice, calculada como SiO2, en el intervalo de 0,2:1 a 90,1 y conteniendo un condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno y partículas basadas en sílice, calculada como SiO2, en una cantidad de por lo menos 0,01% en peso, basado en el peso total de la composición acuosa que contiene sílice y en donde la composición contiene igual o menos de 10% en peso de agente de encolado reactivo con celulosa.

Composición que contiene sílice acuosa y procedimiento para la producción de papel

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de papel a partir de una suspensión que contiene fibras celulósicas, que comprende añadir por lo menos un polímero orgánico catiónico y una composición que contiene sílice acuosa, que comprende un condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno y partículas aniónicas basadas en sílice. La invención se refiere además a una composición que contiene sílice acuosa y a métodos para la preparación de la composición que contiene sílice acuosa y usos de la composición que contiene sílice acuosa.

Antecedentes de la invención En la técnica para la fabricación de papel, una suspensión acuosa que contiene fibras celulósicas, y opcionalmente cargas y aditivos, citada como pasta papelera, se alimenta a una cabeza de máquina que expulsa la suspensión sobre una malla metálica de formación. Se extrae agua de la pasta papelera por medio de la malla metálica de formación, de manera que se forma una banda continua húmeda de papel y se escurre sobre la malla metálica. A continuación, esta banda de papel se seca en la sección de secado de la máquina de papel. Se introducen convencionalmente ayudas de drenaje y retención en la pasta papelera con el fin de facilitar el drenaje y para aumentar la adsorción de las partículas finas sobre las fibras celulósicas de tal modo que las partículas finas son retenidas con las fibras sobre la malla metálica.

La patente de EE.UU. 4.388.150 describe un aglutinante en la fabricación de papel que comprende un complejo de almidón catiónico y ácido silícico coloidal, para producir un papel que tiene una resistencia aumentada y unos niveles mejorados de retención de minerales añadidos y finos para la fabricación de papel.

La patente de EE.UU. 4.750.974 describe un aglutinante coacervado para usar en la fabricación de papel que comprende una combinación terciaria de un almidón catiónico, un polímero aniónico de alto peso molecular y una sílice dispersa.

La patente de EE.UU. 5.368.833 describe soles de sílice que contienen partículas de sílice modificada con aluminio, con alta superficie específica y un alto contenido de microgel.

La patente de EE.UU. 6.083.997 describe nanocompuestos, que se preparan añadiendo un polielectrolito a una disolución de silicato y combinándolos luego con ácido silícico. Los nanocompuestos presentan rendimientos de drenaje y retención en la fabricación de papel.

La solicitud de patente de europea EP 0418015 A1 describe una composición de encolado activa, que contiene una emulsión acuosa en combinación con un dispersante o emulsionante aniónico. Al usar poliacrilamida aniónica, almidón aniónico o sílice coloidal, se puede extender la densidad de carga aniónica en la composición de encolado.

La patente de EE.UU. 4.443.496 se refiere a un método para modificar una capa de superficie de cemento endurecido o sustratos con uso del agente que comprende, en una relación específica, una disolución de silicato de metal alcalino y un condensado de formaldehído de naftaleno sulfonato sódico.

La patente de EE.UU. 4.559.241 se refiere a una disolución acuosa de silicato y nitrito de metal alcalino. La disolución también puede contener aditivos, tal como condensado de formaldehído con sulfonato de naftaleno.

La patente de EE.UU. 5.595.629 se refiere a un procedimiento para la fabricación de papel que comprende añadir a la suspensión un polímero aniónico y un polímero catiónico, con el fin de aumentar la retención y/o drenaje. El polímero aniónico comprende un condensado de formaldehído de una sal de ácido naftaleno sulfónico con un peso molecular en el intervalo de 500 a 120.000.

La patente de EE.UU. 6.033.524 describe un método para aumentar la retención y drenaje de los componentes de carga en la materia prima para la fabricación de papel en un procedimiento de fabricación de papel, que comprende añadir a la materia prima una suspensión de componentes de carga, que contiene además un mejorador fenólico.

La patente de EE.UU. 4.772.332 se refiere a una suspensión termoestable de un pigmento de caolín en masa, que se prepara mezclando un material catiónico soluble en agua con un pigmento de arcilla de caolín en presencia de agua.

La patente de EE.UU. 5.733.414 se refiere a un procedimiento para fabricar papel a partir de una suspensión celulósica, que comprende añadir un polímero catiónico soluble en agua y una resina de condensado de formaldehído soluble en agua.

La patente de EE.UU. 5.110.414 describe un procedimiento para fabricar productos de material lignocelulósicos y mejorar sus características de resistencia y de impermeabilidad al agua, añadiéndose derivados de lignina de alta

masa en moles al material.

Sería ventajoso ser capaces de proporcionar agentes adyuvantes de drenaje y retención con rendimiento mejorado. También, sería ventajoso ser capaces de proporcionar agentes adyuvantes de retención y drenaje con buena estabilidad de almacenamiento. Sería ventajoso además ser capaces de proporcionar un procedimiento de fabricación de papel con rendimiento mejorado de drenaje y/o retención.

La invención Según la presente invención, se ha encontrado inesperadamente que se puede obtener un efecto mejorado de drenaje y/o retención de una suspensión celulósica sobre una malla metálica usando una composición acuosa que contiene sílice, que comprende un condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno y partículas basadas en sílice. La presente invención hace posible aumentar la velocidad de la máquina de papel y usar una dosis más baja de aditivos para proporcionar un correspondiente efecto de drenaje y/o retención, conduciendo por ello a un procedimiento mejorado de fabricación de papel y beneficios económicos.

La expresión “adyuvante de drenaje y retención”, como se usa en la presente memoria, se refiere a uno o más componentes, que cuando se añaden a una suspensión celulósica acuosa, proporcionan mejor drenaje y/o retención de la que se obtiene cuando no se añaden dichos uno o más componentes. Todos los tipos de pasta papelera, en particular las pastas papeleras que tienen altos contenidos de sales (alta conductividad) y sustancias coloidales obtendrán mejores rendimientos de drenaje y retención mediante la adición de la composición según la presente invención. Unos mejores rendimientos de drenaje y retención son importantes, en procedimientos para la fabricación de papel con un alto grado de cierre del agua blanca, es decir, extenso reciclado de agua blanca y limitado suministro de agua de nueva aportación.

Según la presente invención, se proporciona un procedimiento para la fabricación de papel a partir de una suspensión que contiene fibras celulósicas, y opcionalmente cargas, que comprende añadir a la suspensión por lo menos un polímero catiónico orgánico y una composición acuosa que contiene sílice, que comprende un condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno, que tiene una conductividad inferior a 20 mS/cm y partículas aniónicas basadas en sílice, que comprende partículas basadas en sílice en forma de agregado o microgel, teniendo la composición una relación en peso de un condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno a partículas basadas en sílice, calculada como SiO2, en el intervalo de 0, 2:1 a 90, 1 y conteniendo un condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno y partículas basadas en sílice, calculada como SiO2, en una cantidad de por lo menos 0, 01% en peso, basado en el peso total de la composición acuosa que contiene sílice y en donde la composición contiene igual o menos de 10% en peso de agente de encolado reactivo con celulosa.

Se proporciona además un método para la preparación de una composición acuosa que contiene sílice, que comprende mezclar en presencia de igual o menos de 10% en peso de agente de encolado reactivo con celulosa, un condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno con un sol basado en sílice acuosa estabilizada con metal alcalino que tiene un valor S en el intervalo de aproximadamente 5 a aproximadamente 50%, que contiene partículas basadas en sílice en forma de agregado aniónico o microgel para proporcionar una composición acuosa que contiene sílice, que tiene una relación en peso de condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno a partículas basadas en sílice en el intervalo de 0, 2:1 a 90, 1, y que contiene condensado aniónico de formaldehídosulfonato de naftaleno y partículas basadas en sílice,... [Seguir leyendo]

1. El procedimiento para la fabricación de papel a partir de una suspensión que contiene fibras celulósicas, y opcionalmente cargas, que comprende añadir a la suspensión por lo menos un polímero catiónico orgánico y una composición acuosa que contiene sílice, que comprende un condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno, que tiene una conductividad inferior a 20 mS/cm y partículas aniónicas basadas en sílice, que comprende partículas basadas en sílice en forma de agregado o microgel, teniendo la composición una relación en peso de condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno a partículas basadas en sílice, calculada como SiO2, en el intervalo de 0, 2:1 a 90, 1 y conteniendo un condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno y partículas basadas en sílice, calculada como SiO2, en una cantidad de por lo menos 0, 01% en peso, basado en el peso total de la composición acuosa que contiene sílice y en donde la composición contiene igual o menos de 10% en peso de agente de encolado reactivo con celulosa.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en donde el condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno tiene una conductividad inferior a 15 mS/cm.

3. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, en donde la composición acuosa que contiene sílice tiene una relación en peso de condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno a partículas basadas en sílice, calculada como SiO2, en el intervalo de 0, 2:1 a 85, 1.

4. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, en donde las partículas aniónicas basadas en sílice tienen una superficie específica en el intervalo de 300 a 1.300 m2/g.

5. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, en donde el polímero catiónico orgánico es almidón catiónico o poliacrilamida catiónica.

6. El procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en donde el polímero catiónico orgánico tiene por lo menos un grupo aromático.

7. La composición acuosa que contiene sílice para usar como un agente de floculación en la producción de pulpa y papel y purificación de agua, que comprende un condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno, que tiene una conductividad inferior a 20 mS/cm y partículas aniónicas basadas en sílice, que comprende partículas basadas en sílice en forma de agregado o microgel, teniendo la composición una relación en peso de condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno a partículas basadas en sílice, calculada como SiO2, en el intervalo de 0, 2:1 a 90, 1 y conteniendo un condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno y partículas basadas en sílice, calculada como SiO2, en una cantidad de por lo menos 0, 01% en peso, basado en el peso total de la composición acuosa que contiene sílice y en donde la composición contiene igual o menos de 10% en peso de agente de encolado reactivo con celulosa.

8. La composición según la reivindicación 7, en donde el condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno tiene una conductividad inferior a 15 mS/cm.

9. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones 7 y 8, en donde la composición acuosa que contiene sílice tiene una relación en peso de condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno a partículas basadas en sílice, calculada como SiO2, en el intervalo de 0, 2:1 a 85, 1.

10. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones 7-9, en donde las partículas aniónicas basadas en sílice tienen una superficie específica en el intervalo de 300 a 1.300 m2/g.

11. Un método para la preparación de una composición acuosa que contiene sílice, que comprende mezclar en presencia de igual o menos de 10% en peso de agente de encolado reactivo con celulosa, un condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno que tiene una conductividad inferior a 20 mS/cm con un sol basado en sílice acuosa estabilizada con metal alcalino que tiene un valor S en el intervalo de aproximadamente 5 hasta aproximadamente 50%, que contiene partículas basadas en sílice en forma de agregado aniónico o microgel, para proporcionar una composición acuosa que contiene sílice que tiene una relación en peso de condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno a partículas basadas en sílice, calculada como SiO2, en el intervalo de 0, 2:1 a 90, 1, y que contiene condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno y partículas basadas en sílice, calculada como SiO2, en una cantidad de por lo menos 0, 01% en peso.

12. El método según la reivindicación 11, en donde el condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno tiene una conductividad inferior a 15 mS/cm.

13. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 11 y 12, que comprende desalinizar la disolución acuosa de condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno.

14. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 11-13, en donde la composición acuosa que contiene sílice tiene una relación en peso de condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno a partículas basadas en sílice, calculada como SiO2, en el intervalo de 0, 2:1 a 85, 1.

15. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 11-14, en donde las partículas aniónicas basadas en sílice tienen una superficie específica en el intervalo de 300 a 1.300 m2/g.

16. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 11-15, en donde el sol tiene un valor S en el intervalo de 5 a 50% antes de mezclar con el condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno.

17. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 11-16, en donde el sol tiene un valor S en el intervalo de 8 a 45% antes de mezclar con el condensado aniónico de formaldehído-sulfonato de naftaleno.