BR112020017529B1 - METHOD FOR MANUFACTURING A MULTI-LAYER CARDBOARD, MULTI-LAYER CARDBOARD AND COMPOSITION FOR USE IN MANUFACTURING MULTI-LAYER CARDBOARD - Google Patents
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Abstract
Um método para a fabricação de um papelão de múltiplas camadas, que compreende pelo menos duas camadas fibrosas, em cujo método pelo menos uma camada do papelão de múltiplas cama-das é tratada pela aplicação de uma solução aquosa de um primeiro componente de resistência na forma dissolvida compreendendo polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfotérica em uma superfície da camada, e uma solução aquosa de um segundo componente de resistência catiônica na forma dissolvida é adicionada à matéria-prima de fibra a partir da qual pelo menos uma das camadas fibrosas unidas entre si é formada.A method for manufacturing a multi-layer cardboard comprising at least two fibrous layers, in which method at least one layer of the multi-layer cardboard is treated by applying an aqueous solution of a first strength component in the form solution comprising anionic strength polymer and/or amphoteric strength polymer composition on a surface of the layer, and an aqueous solution of a second cationic strength component in dissolved form is added to the fiber feedstock from which at least one of the fibrous layers joined together is formed.
Description
[0001] A presente invenção refere-se a um método para a fabrica ção de um papelão de múltiplas camadas e um papelão de múltiplas camadas de acordo com os preâmbulos das reivindicações independentes apresentadas abaixo. A invenção também se refere a uma composição aquosa para melhorar a resistência de tração z-direcional de um papelão de múltiplas camadas.[0001] The present invention relates to a method for manufacturing a multi-layer cardboard and a multi-layer cardboard according to the preambles of the independent claims presented below. The invention also relates to an aqueous composition for improving the z-directional tensile strength of a multi-layer cardboard.
[0002] O papelão de múltiplas camadas ou multifoliado compreen de pelo menos duas camadas que são unidas entre si durante a fabricação. As vantagens da construção de papelão de múltiplas camadas residem na capacidade de otimização, por exemplo, características da fibra nas diferentes camadas para atingir certas funcionalidades. Isso pode ser feito, por exemplo, através da variação do teor e da qualidade da matéria-prima da fibra em cada camada.[0002] Multi-layer or multi-layer cardboard comprises at least two layers that are joined together during manufacturing. The advantages of multi-layer cardboard construction lie in the ability to optimize, for example, fiber characteristics in the different layers to achieve certain functionalities. This can be done, for example, by varying the content and quality of the fiber raw material in each layer.
[0003] A resistência de ligação interna, representada tipicamente pela resistência de tração z-direcional, é um fator importante para o papelão de múltiplas camadas, uma vez que determina, por exemplo, a capacidade de processamento do papelão durante a impressão e/ou após o revestimento, e o desempenho em diferentes usos finais. A resistência de ligação interna de um papelão de múltiplas camadas pode ser afetada pela resistência inerente das fibras utilizadas em cada camada ou foliado e a capacidade das fibras de formar fortes ligações fibra-fibra. A resistência inerente diminui após cada reciclagem das fibras, enquanto a capacidade de formar fortes ligações fibra-fibra é adicionalmente afetada pelo nível de refino. A resistência da ligação interna de um papelão de múltiplas camadas também é afetada pela ligação de foliado, isto é, a resistência da ligação das camadas fibrosas entre si. Um problema associado aos métodos de fabricação de papelões de múltiplas camadas é que a ligação de foliado pode não ser suficiente, diminuindo assim a resistência interna da ligação de todo o papelão de múltiplas camadas. Isso pode ser observado, por exemplo, na impressão offset como separação em lâminas do papelão de múltiplas camadas quando submetido à força Z-direcional provoca-da pelo descolamento da folha de uma manta de impressão contendo tinta pegajosa. Da mesma forma, as forças z-direcionais aplicadas durante os processos de revestimento ou laminação de papelões de múltiplas camadas tendo resistência de ligação interna insuficiente podem levar à separação em lâminas das camadas. Além disso, certos usos finais dos papelões de múltiplas camadas podem exigir especificações que dependem direta ou indiretamente da resistência de ligação interna do papelão. Por exemplo, o papelão de múltiplas camadas deve ter resistência de ligação interna elevada para que o papelão central tenha um bom desempenho. Como tal, existe atualmente a necessidade de um método melhorado de fabricação de um papelão de múltiplas camadas tendo resistência de ligação interna suficiente em toda a estrutura de múltiplas camadas, especialmente entre as camadas do papelão de múltiplas camadas.[0003] Internal bond strength, typically represented by z-directional tensile strength, is an important factor for multi-layer cardboard, as it determines, for example, the processability of the cardboard during printing and/or after coating, and performance in different end uses. The internal bond strength of a multi-layer cardboard can be affected by the inherent strength of the fibers used in each layer or veneer and the ability of the fibers to form strong fiber-to-fiber bonds. The inherent strength decreases after each fiber recycling, while the ability to form strong fiber-fiber bonds is additionally affected by the level of refining. The internal bond strength of a multi-layer cardboard is also affected by the veneer bond, i.e. the bond strength of the fibrous layers to each other. A problem associated with multi-layer cardboard manufacturing methods is that the veneer bond may not be sufficient, thereby decreasing the internal bond strength of the entire multi-layer cardboard. This can be observed, for example, in offset printing as the separation into sheets of multi-layer cardboard when subjected to the Z-directional force caused by the detachment of the sheet from a printing blanket containing sticky ink. Likewise, z-directional forces applied during the coating or laminating processes of multi-layer cardboards having insufficient internal bond strength can lead to sheet separation of the layers. Additionally, certain end uses of multi-layer cardboards may require specifications that depend directly or indirectly on the internal bond strength of the cardboard. For example, multi-layer cardboard must have high internal bond strength for the core cardboard to perform well. As such, there is currently a need for an improved method of manufacturing a multi-layer cardboard having sufficient internal bond strength throughout the multi-layer structure, especially between the layers of the multi-layer cardboard.
[0004] Água, e opcionalmente amido granular, podem ser aplica dos nas superfícies das camadas internas para melhorar a resistência de ligação interna entre as camadas do papelão. A aplicação de água pode apenas ajudar a manter o potencial existente da camada para formar ligações com as superfícies da camada adjacente quando unidas através do aumento da quantidade de água livre presente, mas não aumenta a resistência acima de tudo. O amido granular aplicado nas superfícies das camadas internas, comumente por pulverização, gelatiniza quando mantido por tempo prolongado em temperatura elevada na seção de secagem, tornando-se capaz de formar ligações de hidrogênio com as fibras das camadas adjacentes. No entanto, o atraso e a alta temperatura exigem maior capacidade de secagem e velocidade mais lenta da máquina, o que não é desejado do ponto de vista da eficiência e dos custos de fabricação de papelão de múltiplas camadas.[0004] Water, and optionally granular starch, can be applied to the surfaces of the inner layers to improve the internal bond strength between the cardboard layers. The application of water can only help maintain the existing potential of the layer to form bonds with adjacent layer surfaces when joined by increasing the amount of free water present, but does not increase the strength above all. Granular starch applied to the surfaces of the inner layers, commonly by spraying, gelatinizes when kept for a prolonged time at a high temperature in the drying section, becoming capable of forming hydrogen bonds with the fibers of the adjacent layers. However, the delay and high temperature require higher drying capacity and slower machine speed, which is not desired from the point of view of efficiency and costs of manufacturing multi-layer cardboard.
[0005] É um objetivo da presente invenção reduzir ou mesmo eli minar os problemas acima mencionados que aparecem na técnica anterior.[0005] It is an objective of the present invention to reduce or even eliminate the aforementioned problems that appear in the prior art.
[0006] Um objetivo da invenção é fornecer um método que permite a produção de papelão de múltiplas camadas com resistência de tração z-direcional aprimorada e reduzindo o risco de separação em lâminas do papelão de múltiplas camadas.[0006] An object of the invention is to provide a method that allows the production of multi-layer cardboard with improved z-directional tensile strength and reducing the risk of separation into sheets of the multi-layer cardboard.
[0007] Um outro objetivo da presente invenção é fornecer uma composição aquosa para melhorar a resistência de tração z-direcional de um papelão de múltiplas camadas que pode ser facilmente aplicada sobre uma superfície do tecido fibroso úmido.[0007] Another object of the present invention is to provide an aqueous composition for improving the z-directional tensile strength of a multi-layer cardboard that can be easily applied to a wet fibrous tissue surface.
[0008] A fim de alcançar, entre outros, os objetivos apresentados acima, a invenção é caracterizada pelo que é apresentado nas partes de caracterização das reivindicações independentes anexas.[0008] In order to achieve, among others, the objectives presented above, the invention is characterized by what is presented in the characterization parts of the attached independent claims.
[0009] Algumas modalidades preferidas da invenção serão descri tas nas outras reivindicações.[0009] Some preferred embodiments of the invention will be described in the other claims.
[0010] As modalidades e vantagens mencionadas neste texto refe rem-se, quando aplicável, tanto ao método, à composição e ao papelão assim como aos usos de acordo com a invenção, embora nem sempre seja especificamente mencionado.[0010] The modalities and advantages mentioned in this text refer, when applicable, to both the method, the composition and the cardboard as well as the uses according to the invention, although not always specifically mentioned.
[0011] Um método típico de acordo com a invenção refere-se à fabricação de um papelão de múltiplas camadas, o qual compreende pelo menos duas camadas fibrosas, e cujas camadas são formadas por várias unidades de formação separadas, em que pelo menos parte da água é drenada de pelo menos uma camada fibrosa, as camadas são unidas e as camadas unidas são submetidas à drenagem adicional, prensagem a úmido e secagem para obter o produto de papelão de múltiplas camadas. Em um método típico de acordo com a invenção, pelo menos uma camada fibrosa do papelão de múltiplas camadas é tratada mediante a aplicação de uma solução aquosa de um primeiro componente de resistência na forma dissolvida compreendendo polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfotérica em uma superfície da camada, cuja superfície está disposta para estar em contato com outra camada do papelão de múltiplas camadas a ser produzido, antes da união das camadas entre si, e uma solução aquosa de um segundo componente de resistência catiônica na forma dissolvida é adicionada à matéria-prima de fibra da qual pelo menos uma das camadas fibrosas unidas entre si é formada.[0011] A typical method according to the invention relates to the manufacture of a multi-layer cardboard, which comprises at least two fibrous layers, and which layers are formed by several separate forming units, wherein at least part of the Water is drained from at least one fibrous layer, the layers are joined, and the joined layers are subjected to further drainage, wet pressing and drying to obtain the multi-layer cardboard product. In a typical method according to the invention, at least one fibrous layer of the multi-layer cardboard is treated by applying an aqueous solution of a first strength component in dissolved form comprising anionic strength polymer and/or strength polymer composition. amphoteric resistance on a surface of the layer, which surface is arranged to be in contact with another layer of the multi-layer cardboard to be produced, prior to joining the layers together, and an aqueous solution of a second cationic resistance component in dissolved form is added to the fiber raw material from which at least one of the interconnected fibrous layers is formed.
[0012] Um papelão de múltiplas camadas típico de acordo com a presente invenção compreende pelo menos duas camadas fibrosas e é produzido através do uso de um método de acordo com a presente invenção.[0012] A typical multi-layer cardboard according to the present invention comprises at least two fibrous layers and is produced using a method according to the present invention.
[0013] Uma composição aquosa típica para melhorar a resistência de tração z-direcional de um papelão de múltiplas camadas possui uma viscosidade abaixo de 100 mPas, de preferência 1,4 a 100 mPas, e mais preferivelmente de 1,4 a 50 mPas medido pelo viscosímetro Brookfield LV DV1 com adaptador para pequenas amostras utilizando a RPM máxima permitida pelo equipamento, imediatamente após a mistura, na temperatura e teor de sólidos prevalecentes no momento da aplicação, e a composição compreende - um primeiro componente de resistência na forma dissolvi- da compreendendo polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfotérica, e - amido granular, de preferência amido não iônico granular, não degradado ou não iônico não degradado, em que a relação em peso do primeiro componente de resistência para amido granular é de 0,02:1 a 3:1 (seco/seco), de preferência 0,05:1 a 0,9:1 (seco/seco), e mais preferivelmente de 0,1:1 a 0,4:1 (seco/seco).[0013] A typical aqueous composition for improving the z-directional tensile strength of a multi-layer cardboard has a viscosity below 100 mPas, preferably 1.4 to 100 mPas, and more preferably 1.4 to 50 mPas measured by the Brookfield LV DV1 viscometer with adapter for small samples using the maximum RPM allowed by the equipment, immediately after mixing, at the temperature and solids content prevailing at the time of application, and the composition comprises - a first resistance component in dissolved form comprising anionic strength polymer and/or amphoteric strength polymer composition, and - granular starch, preferably granular, non-degraded or non-degraded non-ionic non-ionic starch, wherein the weight ratio of the first strength component to granular starch is from 0.02:1 to 3:1 (dry/dry), preferably 0.05:1 to 0.9:1 (dry/dry), and more preferably from 0.1:1 to 0.4:1 (dry/dry).
[0014] Uma composição aquosa de acordo com a presente inven ção é de preferência utilizada para melhorar a resistência de tração z- direcional de um papelão de múltiplas camadas mediante a aplicação, antes de unir as camadas fibrosas entre si, de uma solução aquosa da composição sobre uma superfície de pelo menos uma camada fibrosa tendo uma secura de 0,5 a 25%, de preferência de 1,5 a 20% e mais preferivelmente de 2 a 18%, e cuja superfície é disposta para estar em contato com uma superfície de outra camada fibrosa do papelão de múltiplas camadas a ser produzido, após a união das camadas.[0014] An aqueous composition according to the present invention is preferably used to improve the z-directional tensile strength of a multi-layer cardboard by applying, before joining the fibrous layers together, an aqueous solution of the composition on a surface of at least one fibrous layer having a dryness of 0.5 to 25%, preferably 1.5 to 20% and more preferably 2 to 18%, and which surface is arranged to be in contact with a surface of another fibrous layer of the multi-layer cardboard to be produced, after joining the layers.
[0015] Agora, observou-se que a resistência de ligação interna, representada tipicamente pela resistência de tração z-direcional, do papelão de múltiplas camadas, pode ser melhorada ao aplicar um primeiro componente de resistência que compreende polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfotérica em uma superfície de pelo menos uma camada fibrosa em uma seção de fios quando a secura da camada, à qual o primeiro componente de resistência é aplicado, está tipicamente na faixa de 0,5 a 25%, e cuja superfície está disposta para estar em contato com uma superfície de outra camada fibrosa do papelão de múltiplas camadas a ser produzido, isto é, a superfície tratada reside dentro do produto final de papelão de múltiplas camadas. Além do primeiro componente de resistência compreendendo polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfotérica, o segundo componente de resistência catiônica também é introduzido no processo de fabricação do papelão de múltiplas camadas. De acordo com a presente invenção, um segundo componente de resistência catiônico é introduzido pela adição de uma solução aquosa de um segundo componente de resistência catiônico na forma dissolvida à matéria-prima de fibra a partir do qual pelo menos uma das camadas fibrosas unidas é formada. Em uma modalidade preferida, um segundo componente de resistência catiônico é adicionado à matéria-prima de fibra a partir do qual é formada uma camada fibrosa para ser tratada posteriormente com o primeiro componente de resistência. De acordo com a presente invenção, as cargas tanto aniônicas quanto catiônicas são introduzidas nas camadas fibrosas e, assim, uma resistência de ligação interna melhorada pode ser fornecida. Especialmente, quando o primeiro componente de resistência aplicado na superfície da camada fibrosa compreende cargas catiônicas e aniônicas, a penetração do primeiro componente de resistência nas camadas fibrosas pode ser ainda mais dificultada, de modo que permanece melhor nas superfícies das camadas fi-brosas ou na linha de ligação das camadas unidas, e fornece uma resistência de ligação interna ainda melhor.[0015] Now, it has been observed that the internal bond strength, typically represented by the z-directional tensile strength, of multi-layer cardboard, can be improved by applying a first strength component comprising anionic strength polymer and/or amphoteric strength polymer composition on a surface of at least one fibrous layer in a section of yarn when the dryness of the layer, to which the first strength component is applied, is typically in the range of 0.5 to 25%, and which surface is arranged to be in contact with a surface of another fibrous layer of the multi-layer cardboard to be produced, that is, the treated surface resides within the final multi-layer cardboard product. In addition to the first strength component comprising anionic strength polymer and/or amphoteric strength polymer composition, the second cationic strength component is also introduced into the multilayer cardboard manufacturing process. According to the present invention, a second cationic strength component is introduced by adding an aqueous solution of a second cationic strength component in dissolved form to the fiber feedstock from which at least one of the bonded fibrous layers is formed. . In a preferred embodiment, a second cationic strength component is added to the fiber feedstock from which a fibrous layer is formed to be further treated with the first strength component. According to the present invention, both anionic and cationic charges are introduced into the fibrous layers and thus improved internal bond strength can be provided. Especially, when the first resistance component applied to the surface of the fibrous layer comprises cationic and anionic charges, the penetration of the first resistance component into the fibrous layers can be further hampered, so that it remains better on the surfaces of the fibrous layers or in the bond line of the joined layers, and provides even better internal bond strength.
[0016] A presente invenção é desenvolvida para a fabricação de um papelão de múltiplas camadas a partir de matérias-primas de fibra compreendendo fibras de fabricação de papel, e em cujo método pelo menos a primeira camada fibrosa e a segunda camada fibrosa são formadas pela primeira unidade de formação de fios e segunda unidade de formação de fios e pelo menos parte da água é drenada em uma seção de fios de pelo menos uma camada, após a drenagem na seção de fios, as camadas fibrosas formadas são unidas e as camadas fibrosas unidas são submetidas à drenagem adicional, prensagem úmida e secagem para formar o produto de papelão de múltiplas camadas. A fabricação das camadas fibrosas através do uso de unidades de formação separadas permite a aplicação de um primeiro componente de resistência em uma superfície de pelo menos uma camada, cuja superfície está em contato com outra camada do papelão de múltiplas camadas final, antes de unir as camadas. Assim, o primeiro componente de resistência pode ser aplicado nas superfícies internas do papelão de múltiplas camadas.[0016] The present invention is developed for the manufacture of a multi-layer cardboard from fiber raw materials comprising papermaking fibers, and in which method at least the first fibrous layer and the second fibrous layer are formed by first yarn forming unit and second yarn forming unit and at least part of the water is drained into a yarn section of at least one layer, after draining in the yarn section, the formed fibrous layers are joined together and the fibrous layers joined together are subjected to additional drainage, wet pressing and drying to form the multi-layer cardboard product. The manufacture of the fibrous layers through the use of separate forming units allows the application of a first strength component to a surface of at least one layer, which surface is in contact with another layer of the final multi-layer cardboard, before joining the layers. Thus, the first strength component can be applied to the inner surfaces of the multi-layer cardboard.
[0017] Um método de acordo com a presente invenção fornece especialmente resistência de tração z-direcional melhorada de um papelão de múltiplas camadas compreendendo pelo menos duas camadas fibrosas. A resistência de tração z-direcional é definida como a força necessária para produzir a fratura de área unitária perpendicular ao plano do papelão (kPa). Ao utilizar o método de acordo com a invenção, qualquer um dos seguintes pode ser melhorado separada ou simultaneamente: resistência à ruptura, picada seca IGT (resistência superficial), teste de cera Dennison, ligação Scott, resistência de tração na direção da máquina (MD) e direção transversal ( CD), resistência à compressão medida pelo Short-Span Compressive Test (SCT), valor do teste médio Concora (CMT) para canelura, valor do teste de esmagamento Ring (RCT) para revestimento e rigidez à flexão.[0017] A method according to the present invention provides especially improved z-directional tensile strength of a multi-layer cardboard comprising at least two fibrous layers. The z-directional tensile strength is defined as the force required to produce the unit area fracture perpendicular to the plane of the cardboard (kPa). When using the method according to the invention, any of the following can be improved separately or simultaneously: breaking strength, dry pitting IGT (surface strength), Dennison wax test, Scott bond, machine direction tensile strength (MD ) and transverse direction (CD), compressive strength measured by Short-Span Compressive Test (SCT), Concora mean test (CMT) value for fluting, Ring crush test (RCT) value for coating and flexural stiffness.
[0018] De acordo com a presente invenção, um papelão de múlti plas camadas pode ser qualquer papelão de múltiplas camadas, que compreende pelo menos duas camadas fibrosas e é produzido utilizando um método de acordo com a presente invenção. A invenção é implementada de forma particularmente vantajosa na formação de papelão rígido dobrável para produzir caixas, papelão para embalagem de líquidos, forro superior branco, forro de papel kraft, forro de teste, papelão canelado, papelão de papel reciclado, papelão central, armário ou papelão de papel reciclado revestido de branco. Os papelões de múltiplas camadas típicos tais como o papelão rígido dobrável para produzir caixas (FBB), o papelão para embalagem de líquidos e o papelão de papel reciclado revestido de branco (WLCB), requerem uma boa ligação de foliado medida como ligação Scott ou resistência de tração z-direcional ou teste de picada seca IGT ou de cera Dennison e rigidez à flexão, e assim, a presente invenção é adequada para esses papelões. Forros, por exemplo, forros de teste de multifoliados com camadas de fração de fibra curta e fração de fibra longa, e papelões de canelura multifoliados, requerem resistência de SCT, ruptura, CMT e RCT. Em métodos comumente utilizados, esses graus são tratados com composição de colagem de superfície aplicada com uma prensa de colagem em um tecido de fibra de múltiplas camadas tendo secura de pelo menos 60% para fornecer resistência à ruptura. No entanto, o amido de colagem superficial aplicado com a prensa de colagem não penetra uniformemente em toda a espessura do papelão e, portanto, a estrutura central do papelão de múltiplas camadas permanece mais fraca. Com a presente invenção, especialmente a estrutura central do papelão de múltiplas camadas pode ser reforçada, uma vez que o primeiro componente de resistência é aplicado na superfície da camada ou tecido de fibra úmida na seção de fios e assim a formação de ligação iônica com o segundo componente de resistência catiônico pode começar já na seção de fios e os componentes de resistência são fixados na camada fibrosa.[0018] According to the present invention, a multi-layer cardboard can be any multi-layer cardboard, which comprises at least two fibrous layers and is produced using a method according to the present invention. The invention is particularly advantageously implemented in forming foldable rigid cardboard to produce boxes, liquid packaging cardboard, white top liner, kraft paper liner, test liner, corrugated cardboard, recycled paperboard, coreboard, cabinet or white coated recycled paper cardboard. Typical multi-layer boardboards such as rigid folding boxboard (FBB), liquid packaging board and white coated recycled paperboard (WLCB) require good veneer bonding measured as Scott bond or strength z-directional tensile test or IGT dry prick or Dennison wax test and bending stiffness, and thus, the present invention is suitable for such cardboards. Linings, for example, multi-ply test linings with layers of short-fiber fraction and long-fiber fraction, and multi-ply fluting boards, require SCT, burst, CMT and RCT strength. In commonly used methods, these grades are treated with surface sizing composition applied with a sizing press to a multilayer fiber fabric having dryness of at least 60% to provide tear strength. However, the surface sizing starch applied with the size press does not penetrate evenly through the entire thickness of the cardboard and therefore the core structure of the multi-layer cardboard remains weaker. With the present invention, especially the core structure of the multi-layer cardboard can be reinforced, since the first strength component is applied to the surface of the wet fiber layer or fabric in the yarn section and thus the formation of ionic bond with the second cationic resistance component can start already in the yarn section and the resistance components are fixed in the fibrous layer.
[0019] Para forros superiores brancos tendo camada superior fina branqueada e camada posterior castanha mais espessa (fibra reciclada e/ou não branqueada), é importante obter resistência à estrutura central, conforme medido, por exemplo, pela ligação de Scott, para melhorar a capacidade de impressão. Da mesma forma, para o papelão de núcleo tendo alta espessura, uma boa ligação de Scott é importante. Tipicamente, altas dosagens de amido granular são aplicadas entre as camadas que requerem velocidades mais baixas da máquina, de modo que todo o amido granular seja gelatinizado na seção de secagem para torná-lo capaz de formar ligações de hidrogênio e fornecer resistência. Na presente invenção, ligações iônicas são formadas as quais não requerem um tempo de secagem mais longo para fornecer o efeito de resistência. Portanto, o método de acordo com a presente invenção também fornece velocidades de máquina mais altas.[0019] For white top linings having a thin bleached top layer and a thicker brown back layer (recycled and/or unbleached fiber), it is important to achieve core structure strength, as measured, for example, by Scott bond, to improve printing capacity. Similarly, for core cardboard having high thickness, a good Scott bond is important. Typically, high dosages of granular starch are applied between layers requiring lower machine speeds so that all of the granular starch is gelatinized in the drying section to make it capable of forming hydrogen bonds and providing strength. In the present invention, ionic bonds are formed which do not require a longer drying time to provide the strength effect. Therefore, the method according to the present invention also provides higher machine speeds.
[0020] Como a presente invenção aplica o tratamento com o pri meiro componente de resistência entre as camadas da estrutura de papelão de múltiplas camadas, o consumo dos componentes de resistência necessários para o nível de resistência desejado é menor em comparação com o tratamento de toda a matéria-prima de fibra de uma ou mais das camadas. Adicionalmente, qualidades de fibra mais fracas tais como as fibras recicladas ou fibras menos refinadas, podem ser utilizadas nas camadas sem comprometer a resistência do papelão de múltiplas camadas final.[0020] As the present invention applies treatment with the first strength component between the layers of the multi-layer cardboard structure, the consumption of the strength components required for the desired level of strength is lower compared to treating the entire the fiber raw material of one or more of the layers. Additionally, weaker fiber qualities such as recycled fibers or less refined fibers can be used in the layers without compromising the strength of the final multi-layer cardboard.
[0021] Especialmente, o método de acordo com a invenção é be néfico para a fabricação de tipos de papelão de múltiplas camadas a serem impressos. A capacidade de impressão dos papelões pode melhorar, uma vez que a resistência interna entre as camadas é melhor e o risco de corte das camadas durante a impressão é reduzido.[0021] Especially, the method according to the invention is beneficial for manufacturing multi-layer cardboard types to be printed. The printability of cardboards can improve, as the internal resistance between the layers is better and the risk of cutting the layers during printing is reduced.
[0022] A presente invenção melhora a resistência de ligação inter na entre as camadas do papelão de múltiplas camadas e, assim, também foi observado que um método de acordo com a presente invenção permite o uso das fibras com menor grau de refino, o que melhora a desidratação do tecido de múltiplas camadas, e também a operabili- dade da máquina pode ser melhorada.[0022] The present invention improves the internal bond strength between the layers of multi-layer cardboard and, thus, it was also observed that a method according to the present invention allows the use of fibers with a lower degree of refinement, which improves the dehydration of multi-layer fabric, and also the operability of the machine can be improved.
[0023] A invenção será descrita com maiores detalhes com refe rência aos desenhos anexos, nos quais a Fig. 1 é uma imagem de mi-croscópio de um tecido de fibra de múltiplas camadas onde uma com- posição aquosa de acordo com a invenção foi aplicada entre as camadas, e a Fig. 2 é uma imagem de microscópio de referência de um tecido de fibra de múltiplas camadas onde uma solução aquosa de amido granular foi aplicada entre as camadas.[0023] The invention will be described in greater detail with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a microscope image of a multi-layer fiber fabric where an aqueous composition according to the invention has been applied between the layers, and Fig. 2 is a reference microscope image of a multilayer fiber fabric where an aqueous solution of granular starch was applied between the layers.
[0024] Na descrição da presente invenção, os termos "um papelão de múltiplas camadas", "uma cartolina de múltiplas camadas" e "um papelão multifoliado" referem-se a um produto de papelão de múltiplas camadas que compreende pelo menos duas camadas fibrosas. Várias camadas do papelão de múltiplas camadas não são limitadas, mas o método de acordo com a invenção é aplicável a todos os tipos de estruturas de papelão de múltiplas camadas, independentemente do número e da qualidade das camadas.[0024] In the description of the present invention, the terms "a multi-layer cardboard", "a multi-layer cardboard" and "a multi-layer cardboard" refer to a multi-layer cardboard product comprising at least two fibrous layers . Multiple layers of multi-layer cardboard are not limited, but the method according to the invention is applicable to all types of multi-layer cardboard structures, regardless of the number and quality of the layers.
[0025] Em uma modalidade típica do presente pedido, um papelão de múltiplas camadas ou multifoliado é tipicamente fabricado a partir de tecidos fibrosos formados por várias unidades de formação separadas, em que cada tecido fibroso úmido, isto é, camada fibrosa, é formado de uma matéria-prima de fibra mediante o uso da própria unidade de formação e pelo menos parte da água é drenada em uma seção de fios, e os tecidos fibrosos formados são unidos e os tecidos fibrosos unidos são submetidos à drenagem adicional, prensagem úmida e secagem para obter o produto de papelão de múltiplas camadas. A unidade de formação refere-se a qualquer disposição que pode ser utilizada para formar o tecido fibroso úmido a partir da matéria-prima fi-brosa, e com a qual disposição os tecidos fibrosos úmidos separados são em primeiro lugar formados no fio ou semelhante e no estágio posterior os tecidos fibrosos separados pelo menos parcialmente drenados estão unidos ao tecido de múltiplas camadas. A unidade de formação pode compreender uma caixa de entrada ou um formador de cilindro. De acordo com uma modalidade da invenção, pelo menos um primeiro tecido fibroso úmido e um segundo tecido fibroso úmido são formados utilizando uma primeira caixa de entrada e uma segunda caixa de entrada e os tecidos fibrosos formados são unidos entre si para obter o tecido fibroso de múltiplas camadas. O papelão de múltiplas camadas pode conter um tipo diferente de matéria-prima de fibra em cada camada, e assim os tecidos fibrosos do papelão de múltiplas camadas podem ser formados de matérias-primas de fibra separadas ou a mesma matéria-prima de fibra pode ser alimentada para várias caixas de entrada. Uma ou mais camadas do produto de papelão de múltiplas camadas também podem ser formadas através do uso da caixa de entrada de multicamadas, em que os tecidos de múltiplas camadas obtidos podem ser utilizados como uma camada fibrosa do papelão de múltiplas camadas de acordo com a presente invenção. A caixa de entrada de multicamadas não é um sistema de múltiplas unidades de formação separadas, como proposto na invenção.[0025] In a typical embodiment of the present application, a multi-layer or multi-layer cardboard is typically manufactured from fibrous fabrics formed by several separate forming units, wherein each wet fibrous fabric, i.e., fibrous layer, is formed from a fiber raw material through the use of the forming unit itself and at least part of the water is drained into a section of yarn, and the formed fibrous fabrics are joined and the joined fibrous fabrics are subjected to further drainage, wet pressing and drying to obtain the multi-layer cardboard product. The forming unit refers to any arrangement that can be used to form the wet fibrous fabric from the fibrous raw material, and with which arrangement the separate wet fibrous fabrics are first formed into yarn or the like and in the later stage the separate at least partially drained fibrous tissues are united with the multilayered tissue. The forming unit may comprise a headbox or a cylinder former. According to an embodiment of the invention, at least one first wet fibrous fabric and a second wet fibrous fabric are formed using a first headbox and a second headbox and the formed fibrous fabrics are joined together to obtain the fibrous fabric of multiple layers. Multi-layer cardboard can contain a different type of fiber raw material in each layer, and thus the fibrous fabrics of multi-layer cardboard can be formed from separate fiber raw materials or the same fiber raw material can be fed to multiple inboxes. One or more layers of the multi-layer cardboard product can also be formed through the use of the multi-layer headbox, wherein the multi-layer fabrics obtained can be used as a fibrous layer of the multi-layer cardboard in accordance with the present invention. invention. The multilayer headbox is not a system of multiple separate forming units, as proposed in the invention.
[0026] De acordo com uma modalidade da invenção, uma ou mais camadas do papelão de múltiplas camadas também podem ser formadas mediante o uso de unidades de formação de modo que a camada fibrosa seja um fluxo extremo da caixa de entrada ou um jato da caixa de entrada. Portanto, uma camada do papelão de múltiplas camadas pode ser fabricada a partir do tecido fibroso formado através da unidade de formação, em que o tecido ou camada fibrosa é formada a partir de uma matéria-prima fibrosa e pelo menos parte da água é drenada em uma seção de fio a partir dela, e depois outra camada fibrosa é aplicada sobre a superfície do tecido fibroso pelo menos parcialmente drenado e as camadas fibrosas unidas são submetidas à drenagem adicional, prensagem úmida e secagem para obter o produto de papelão de múltiplas camadas. Outra camada fibrosa aplicada na superfície da primeira camada não é necessariamente submetida à drenagem antes da união.[0026] According to an embodiment of the invention, one or more layers of the multi-layer cardboard can also be formed using forming units so that the fibrous layer is an end flow from the head box or a jet from the box. input. Therefore, a layer of the multi-layer cardboard can be manufactured from the fibrous fabric formed through the forming unit, wherein the fabric or fibrous layer is formed from a fibrous raw material and at least part of the water is drained into a section of yarn therefrom, and then another fibrous layer is applied to the surface of the at least partially drained fibrous fabric and the joined fibrous layers are subjected to further drainage, wet pressing and drying to obtain the multi-layer cardboard product. Another fibrous layer applied to the surface of the first layer is not necessarily subjected to drainage before joining.
[0027] De acordo com uma modalidade da invenção, um primeiro componente de resistência compreendendo polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfotérica é aplicado em uma superfície da camada fibrosa úmida quando a secura da camada ou tecido fibroso é < 25% ou < 20%. De acordo com uma modalidade preferida da invenção, a solução aquosa do primeiro componente de resistência compreendendo polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfotérica é aplicada sobre uma superfície de pelo menos uma camada ou tecido fibroso úmido em uma seção de fios, quando a secura de a camada fibrosa é de 0,5 a 25%, de preferência de 1,5 a 20%, mais preferivelmente de 2 a 18% e ainda mais preferivelmente de 10 a 15%, e cuja superfície está disposta para estar em contato com uma superfície da outra camada fibrosa do papelão em camadas a ser produzido. A secura de outro tecido de camada fibrosa, com a qual a camada fibrosa tratada é unida, pode diferir da secura da camada fibrosa a ser tratada com o primeiro componente de resistência, isto é, a camada fibrosa úmida pode ser unida em diferentes valores de secura ou outra camada fibrosa não é submetida à drenagem de nenhuma maneira. Os valores de secura acima mencionados são especialmente divulgados para a camada fibrosa a ser tratada com o primeiro componente de resistência, mas tipicamente a secura da camada fibrosa úmida total pode estar na faixa definida acima. Quando a matéria-prima de fibra entra na caixa de entrada, seu nível de secura é tipicamente maior ou igual a 0,3% e menor do que 2%. A primeira remoção de água da camada ou tecido fibroso é conduzida quando o tecido fibroso entra na seção de fio da caixa de entrada. O processo de retirada de água na seção de fio é executado em vários estágios. O mecanismo físico de remoção de água em cada um dos estágios pode ser diferente. Por exemplo, a remoção de água pode ser conduzida por gravidade, pulsos de pressão, forças g ou filtração a vácuo. Existem vários elementos e disposições de desidratação diferentes disponíveis para conduzir a remoção de água na seção de fio, tais como folhas, rolos, caixas de sucção, placas carregáveis, etc. O método de acordo com a invenção é aplicável para ser utilizado com todos os tipos de elementos e disposições de remoção de água. Após a seção de fio, a secura do tecido ou camada fibrosa é geralmente de 14 a 22%. Normalmente, a secura do tecido fibroso aumenta ainda mais para 40 a 55% durante a prensagem úmida. A aplicação do primeiro componente de resistência sobre uma superfície do tecido ou camada fibrosa é de preferência conduzida na seção de fio, preferivelmente através da pulverização. De acordo com a presente invenção, um primeiro componente de resistência pode ser aplicado imediatamente após a caixa de entrada quando a camada fibrosa foi formada. Principalmente, a resistência de ligação do foliado é contribuída pela formação de ligações de hidrogênio fibra-fibra, desse modo é vantajoso unir as camadas fibrosas e, por conseguinte, aplicar o primeiro componente de resistência quando a secura da camada for no máximo 25%, isto é, quando as fibras ainda tiverem capacidade suficiente para formar ligações de hidrogênio. Também é vantajoso que a secura seja suficientemente elevada para que as camadas úmidas não sejam danificadas quando são unidas entre si. O mais preferível, o primeiro componente de resistência é aplicado sobre uma superfície da camada fibrosa úmida, quando a secura da camada fibrosa é de cerca de 10 a 15%, então a lixiviação do primeiro componente de resistência com a água removida pode ser reduzida de forma mais eficiente e o primeiro componente de resistência pode permanecer próximo à linha de ligação da camada unida.[0027] According to an embodiment of the invention, a first strength component comprising anionic strength polymer and/or amphoteric strength polymer composition is applied to a surface of the moist fibrous layer when the dryness of the fibrous layer or tissue is < 25 % or < 20%. According to a preferred embodiment of the invention, the aqueous solution of the first strength component comprising anionic strength polymer and/or amphoteric strength polymer composition is applied to a surface of at least one moist fibrous layer or fabric in a section of yarns. , when the dryness of the fibrous layer is 0.5 to 25%, preferably 1.5 to 20%, more preferably 2 to 18% and even more preferably 10 to 15%, and the surface of which is arranged to be in contact with a surface of the other fibrous layer of the layered cardboard to be produced. The dryness of another fibrous layer fabric, with which the treated fibrous layer is bonded, may differ from the dryness of the fibrous layer to be treated with the first strength component, i.e., the wet fibrous layer may be bonded at different values of dryness or other fibrous layer is not subjected to drainage in any way. The above-mentioned dryness values are especially disclosed for the fibrous layer to be treated with the first strength component, but typically the dryness of the total wet fibrous layer may be in the range defined above. When the fiber raw material enters the headbox, its dryness level is typically greater than or equal to 0.3% and less than 2%. The first removal of water from the fibrous layer or fabric is conducted when the fibrous fabric enters the wire section of the headbox. The process of removing water from the wire section is carried out in several stages. The physical mechanism of water removal at each stage may be different. For example, water removal can be driven by gravity, pressure pulses, g-forces, or vacuum filtration. There are several different dewatering elements and arrangements available to conduct water removal in the wire section, such as sheets, rollers, suction boxes, loadable plates, etc. The method according to the invention is applicable for use with all types of water removal elements and arrangements. After thread sectioning, the dryness of the tissue or fibrous layer is generally 14 to 22%. Typically, the dryness of the fibrous tissue further increases to 40 to 55% during wet pressing. The application of the first resistance component onto a surface of the fabric or fibrous layer is preferably carried out in the yarn section, preferably by spraying. According to the present invention, a first strength component can be applied immediately after the headbox when the fibrous layer has been formed. Mainly, the bond strength of the veneer is contributed by the formation of fiber-fiber hydrogen bonds, therefore it is advantageous to join the fibrous layers and therefore apply the first strength component when the dryness of the layer is at most 25%, that is, when the fibers still have sufficient capacity to form hydrogen bonds. It is also advantageous that the dryness is high enough so that the wet layers are not damaged when they are joined together. Most preferably, the first strength component is applied to a surface of the moist fibrous layer, when the dryness of the fibrous layer is about 10 to 15%, then leaching of the first strength component with the removed water can be reduced by more efficiently and the first resistance component can remain close to the bond line of the bonded layer.
[0028] De acordo com a modalidade típica da invenção, o método apresentado utiliza várias unidades de formação separadas e, em seguida, a aplicação de um primeiro componente de resistência compre- endendo polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfotérica em uma superfície de pelo menos uma camada fibrosa úmida, cuja superfície está em contato com outra camada no papelão de múltiplas camadas final, é possível antes de unir as camadas fibrosas. Portanto, após pelo menos uma camada fibrosa úmida ser formada, e de preferência pelo menos parcialmente drenada, um primeiro componente de resistência compreendendo polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfotérica é aplicado em uma superfície de pelo menos um tecido fibroso antes de unir as camadas fibrosas entre si. De preferência, um primeiro componente de resistência compreendendo polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfoté- rica é aplicado na superfície de pelo menos uma camada do papelão de múltiplas camadas a ser produzido, cuja superfície está disposta para estar em contato com outra camada do papelão de múltiplas camadas a ser produzido. Adicionalmente, de acordo com a presente invenção, um segundo componente catiônico de resistência é adicionado à matéria-prima de fibra de pelo menos uma das camadas fibrosas unidas antes de formar a camada fibrosa da matéria-prima de fibra. A cationicidade do segundo componente de resistência melhora a retenção do primeiro componente de resistência na camada de fibra, através da formação de ligações iônicas entre o primeiro e o segundo componente de resistência. Mediante o uso tanto do primeiro compo-nente de resistência quanto do segundo componente de resistência catiônico, pode ser possível obter maior resistência, tal como a resistência de tração z-direcional e/ou a resistência à ruptura e/ou s resistência de compressão de curto alcance, do que quando se utiliza os componentes de resistência isoladamente, mesmo em dosagem elevada. Em uma modalidade da presente invenção, um primeiro componente de resistência é aplicado sobre uma superfície da camada fibro sa, que é formada a partir da matéria-prima de fibra que compreende um segundo componente de resistência catiônica adicionado, isto é, pelo menos uma camada fibrosa do papelão de múltiplas camadas é tratada através da aplicação de uma solução aquosa de um primeiro componente de resistência na forma dissolvida que compreende polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfotérica em uma superfície da camada e através da adição de uma solução aquosa de um segundo componente de resistência catiô- nico na forma dissolvida à matéria-prima de fibra da qual a camada é formada. Em outra modalidade da presente invenção, um primeiro componente de resistência é aplicado sobre uma superfície da camada fibrosa, que é disposta para estar em contato com a camada que é formada a partir da matéria-prima de fibra que compreende um segundo componente de resistência catiônico adicionado.[0028] In accordance with the typical embodiment of the invention, the presented method utilizes several separate forming units and then the application of a first strength component comprising anionic strength polymer and/or amphoteric strength polymer composition. on a surface of at least one wet fibrous layer, the surface of which is in contact with another layer in the final multilayer cardboard, it is possible before joining the fibrous layers. Therefore, after at least one moist fibrous layer is formed, and preferably at least partially drained, a first strength component comprising anionic strength polymer and/or amphoteric strength polymer composition is applied to a surface of at least one fibrous tissue. before joining the fibrous layers together. Preferably, a first strength component comprising anionic strength polymer and/or amphoteric strength polymer composition is applied to the surface of at least one layer of the multi-layer cardboard to be produced, which surface is arranged to be in contact with with another layer of the multi-layer cardboard to be produced. Additionally, in accordance with the present invention, a second cationic strength component is added to the fiber feedstock of at least one of the joined fibrous layers before forming the fibrous layer of the fiber feedstock. The cationicity of the second strength component improves the retention of the first strength component in the fiber layer, through the formation of ionic bonds between the first and second strength component. Through the use of both the first strength component and the second cationic strength component, it may be possible to obtain greater strength, such as z-directional tensile strength and/or breaking strength and/or compressive strength. short range, than when using the resistance components alone, even at a high dosage. In one embodiment of the present invention, a first strength component is applied to a surface of the fibrous layer, which is formed from fiber feedstock comprising an added second cationic strength component, i.e., at least one layer fibrous layer of multi-layer cardboard is treated by applying an aqueous solution of a first strength component in dissolved form comprising anionic strength polymer and/or amphoteric strength polymer composition to a surface of the layer and by adding a aqueous solution of a second cationic strength component in dissolved form to the fiber raw material from which the layer is formed. In another embodiment of the present invention, a first strength component is applied to a surface of the fibrous layer, which is arranged to be in contact with the layer that is formed from the fiber feedstock comprising a second cationic strength component. added.
[0029] De acordo com a presente invenção, os componentes de resistência são aplicados como soluções aquosas. Solução aquosa do componente de resistência na forma dissolvida significa que pelo menos 70% em peso do componente de resistência se dissolve com apenas algum componente não dissolvido presente. Por exemplo, se a solução aquosa for alimentada através de uma peneira com aberturas de 100 μm e enxaguada conforme requerido, no máximo 30% em peso do componente de resistência na solução aquosa permanece na peneira. Os componentes da resistência estão na forma dissolvida nas soluções aquosas. Em uma modalidade preferida de acordo com a invenção, um primeiro componente de resistência compreendendo polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfotérica é hidrófilo, isto é, essencialmente vazio de grupo hi- drofóbico, para maximizar as interações com base na ligação iônica e ligação de hidrogênio. Mais preferivelmente, ambos os componentes de resistência de acordo com a presente invenção são solúveis em água e hidrófilos.[0029] According to the present invention, the resistance components are applied as aqueous solutions. Aqueous solution of the strength component in dissolved form means that at least 70% by weight of the strength component dissolves with only some undissolved component present. For example, if the aqueous solution is fed through a sieve with 100 μm openings and rinsed as required, at most 30% by weight of the strength component in the aqueous solution remains on the sieve. The resistance components are in dissolved form in aqueous solutions. In a preferred embodiment according to the invention, a first strength component comprising anionic strength polymer and/or amphoteric strength polymer composition is hydrophilic, that is, essentially void of hydrophobic group, to maximize interactions based on ionic bond and hydrogen bond. More preferably, both resistance components according to the present invention are water-soluble and hydrophilic.
[0030] De acordo com a invenção, um primeiro componente de resistência compreendendo polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfotérica é aplicado na superfície de pelo menos uma camada fibrosa e um segundo componente de resistência catiônico é adicionado à matéria-prima de fibra, a partir do qual pelo menos uma das camadas fibrosas unidas entre si é formada. De acordo com a invenção, um primeiro componente de resistência compreendendo polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfotérica e um segundo componente de resistência catiônica são preferivelmente adicionados na mesma camada do papelão de múltiplas camadas.[0030] According to the invention, a first strength component comprising anionic strength polymer and/or amphoteric strength polymer composition is applied to the surface of at least one fibrous layer and a second cationic strength component is added to the material. fiber raw material, from which at least one of the fibrous layers joined together is formed. According to the invention, a first strength component comprising anionic strength polymer and/or amphoteric strength polymer composition and a second cationic strength component are preferably added in the same layer of the multi-layer cardboard.
[0031] De acordo com uma modalidade da presente invenção, um primeiro componente de resistência compreende o polímero de resistência aniônica que compreende um polímero de vinila aniônico, car- boximetil celulose (CMC) ou qualquer combinação dos mesmos. Um peso molecular médio ponderado de CMC é tipicamente < 2.000.000 g/mol. De acordo com uma modalidade da invenção, um peso molecular médio ponderado de polímero de vinila aniônico é < 20.000.000 g/mol, de preferência < 5.000.000 g/mol ou < 1.000.000 g/mol. Além disso, de acordo com algumas modalidades da presente invenção, um peso molecular médio ponderado de CMC e polímero de vinila aniôni- co é > 50.000 g/mol, de preferência > 200.000 g/mol ou > 400.000 g/mol para intensificar as interações entre polímeros e fibras. O peso molecular mais baixo dos polímeros pode favorecer a ligação com res-tos, cargas e refinados aniônicos, enquanto o peso molecular mais elevado aumenta a ligação com as fibras. Um peso molecular médio ponderado de um polímero de vinila aniônico entre 400.000 a 1.000.000 g/mol é especialmente eficaz, uma vez que fornece boa ligação com cargas e refinados, mas também com fibras longas.[0031] According to an embodiment of the present invention, a first resistance component comprises the anionic resistance polymer comprising an anionic vinyl polymer, carboxymethyl cellulose (CMC) or any combination thereof. A weight average molecular weight of CMC is typically < 2,000,000 g/mol. According to one embodiment of the invention, a weight average molecular weight of anionic vinyl polymer is < 20,000,000 g/mol, preferably < 5,000,000 g/mol or < 1,000,000 g/mol. Furthermore, in accordance with some embodiments of the present invention, a weight average molecular weight of CMC and anionic vinyl polymer is > 50,000 g/mol, preferably > 200,000 g/mol or > 400,000 g/mol to enhance interactions. between polymers and fibers. The lower molecular weight of the polymers can favor the connection with anionic residues, fillers and refined products, while the higher molecular weight increases the connection with the fibers. A weight average molecular weight of an anionic vinyl polymer between 400,000 to 1,000,000 g/mol is especially effective, as it provides good binding with fillers and raffinates, but also with long fibers.
[0032] De acordo com outra modalidade da presente invenção, um primeiro componente de resistência compreende uma composição de polímero de resistência anfotérica. O polímero de resistência anfotéri- ca possui a capacidade de efetuar ligações iônicas entre os polímeros na composição anfotérica. Esta autorreticulação por ligação iônica permite o aumento do tamanho do polímero. Outra vantagem da composição de polímero anfotérico é que ela pode alterar a carga iônica se for aplicada em um pH diferente do pH do tecido. Em comparação com um primeiro componente de resistência compreendendo o polímero de resistência aniônica, o pH da composição de polímero de resistência anfotérica pode ser vantajoso para pulverização, por exemplo, devido à menor viscosidade, e no pH da aplicação, o polímero anfotérico pode ter mais interações iônicas com o tecido contendo aditivos de extremidade úmida tais como amido catiônico. Em uma modalidade de acordo com a invenção, um primeiro componente de resistência compreende a composição de polímero de resistência anfotérica que compreende polímero de vinila anfotérico, ou uma combinação de polímeros de resistência aniônica e polímeros de resistência catiônica. Na presente invenção, um primeiro componente de resistência compreendendo a composição de polímero de resistência anfotérica significa que a referida composição possui cargas aniônicas e catiônicas presentes no pH 7. De preferência, a composição de polímero de resistência anfotérica possui carga catiônica de 0,1 a 2 meq/g (seca) em pH 2,7.[0032] According to another embodiment of the present invention, a first resistance component comprises an amphoteric resistance polymer composition. The amphoteric strength polymer has the ability to make ionic bonds between the polymers in the amphoteric composition. This self-crosslinking by ionic bonding allows the polymer to increase in size. Another advantage of the amphoteric polymer composition is that it can change the ionic charge if applied at a pH different from the pH of the tissue. Compared to a first strength component comprising the anionic strength polymer, the pH of the amphoteric strength polymer composition may be advantageous for spraying, for example, due to lower viscosity, and at the pH of application, the amphoteric polymer may have more ionic interactions with fabric containing wet end additives such as cationic starch. In an embodiment according to the invention, a first strength component comprises amphoteric strength polymer composition comprising amphoteric vinyl polymer, or a combination of anionic strength polymers and cationic strength polymers. In the present invention, a first strength component comprising the amphoteric strength polymer composition means that said composition has anionic and cationic charges present at pH 7. Preferably, the amphoteric strength polymer composition has a cationic charge of 0.1 to 2 meq/g (dry) at pH 2.7.
[0033] De acordo com uma modalidade da invenção, a composi ção de polímero de resistência anfotérica compreendendo polímero de vinila anfotérico, que compreende pelo menos o monômero aniônico e o monômero catiônico e, opcionalmente, monômero não iônico. De acordo com uma modalidade, o polímero de vinila anfotérico compreende de 2 a 20% em mole de preferência de 2 a 8% em molde monô- meros aniônicos, de 0,5 a 18% em mole de preferência de 0,5 a 5% em molde monômeros catiônicos e de 65 a 95%, de preferência de 85 a 95% em molde monômeros não iônicos.[0033] According to one embodiment of the invention, the amphoteric resistance polymer composition comprising amphoteric vinyl polymer, which comprises at least the anionic monomer and the cationic monomer and, optionally, non-ionic monomer. According to one embodiment, the amphoteric vinyl polymer comprises from 2 to 20 mol%, preferably 2 to 8 mol% anionic monomers, from 0.5 to 18 mol%, preferably 0.5 to 5 % in mold cationic monomers and 65 to 95%, preferably 85 to 95% in mold nonionic monomers.
[0034] De acordo com outra modalidade da invenção, a composi ção de polímero de resistência anfotérica compreende uma combinação de polímeros de resistência aniônica e polímeros de resistência catiônica. A combinação de polímeros de resistência aniônica e polímeros de resistência catiônica pode estar em qualquer forma, por exemplo, complexo de poliíon ou mistura dos polímeros. Na combinação de polímeros de resistência aniônica e polímeros de resistência catiônica, pode haver ligações iônicas entre os polímeros, mas a mistura dos polímeros também pode compreender uma mistura dos polímeros sem ligações iônicas entre os componentes, uma vez que as ligações iônicas dependem do pH da composição. De acordo com uma modalidade da invenção, a combinação de polímeros de resistência aniônica e polímeros de resistência catiônica compreende polímero de resistência aniônica que compreende polímero de vinila aniônico, car- boximetil celulose (CMC) ou qualquer combinação dos mesmos, e o polímero de resistência catiônica compreendendo polímero de vinila catiônico, amido catiônico, poliamina ou qualquer combinação dos mesmos. De acordo com uma modalidade preferida da invenção, um polímero catiônico compreende pelo menos monômeros de vinila tais como acrilamida. Exemplos de polímero de vinila catiônico incluem po- liacrilamidas catiônicas (CPAM), tais como copolímeros de acrilamida e pelo menos um monômero de vinila catiônico como cloreto de dialil- dimetilamônio (DADMAC) ou cloreto de [2-(acriloilóxi)etil]trimetilamônio (ADAM-Cl); polímeros de vinila catiônicos glioxilados, tais como poli- DADMAC glioxilado; polivinilaminas (PVAM), tais como poli-N- vinilformamidas parcial ou totalmente hidrolisadas; homopolímeros ca- tiônicos e quaisquer combinações dos mesmos. Exemplos de poliami- na incluem poliamidoamina, copolímero de dimetilamina e epicloridri- na, copolímero de dimetilamina, epicloroidrina e etilenodiamina, polia- midoamina epicloridrina, polietilenoimina e quaisquer combinações dos mesmos. Em uma combinação de polímeros de resistência aniônica e polímeros de resistência catiônica, o polímero de resistência catiônica pode ser um polímero catiônico, tal como amido catiônico. Em uma modalidade da invenção, o polímero catiônico possui uma densidade de carga de 0,2 a 3 meq/g (seco) e, de preferência, de 0,4 a 2 meq/g (seco), medida em pH 7. De acordo com uma modalidade da invenção, o amido catiônico utilizado na combinação pode ter um peso molecular médio MW na faixa de 10.000.000 a 400.000.000 Da, de preferência de 50.000.000 a 400.000.000 Da, mais preferivelmente de 100.000.000 a 400.000.000 Da. O amido catiônico pode ser amido ca- tiônico não degradado, que compreende unidades de amilopectina. Em uma modalidade preferida de acordo com a invenção, uma combinação de polímeros de resistência aniônica e polímeros de resistência catiônica compreende polímero de vinila aniônico como o polímero de resistência aniônica e amido catiônico como o polímero de resistência catiônica. Mais preferivelmente, uma combinação de polímeros de resistência aniônica e polímeros de resistência catiônica compreende o polímero de acrilamida vinila e o amido catiônico não degradado. Em consideração à clareza, visto que as soluções aquosas do primeiro componente de resistência e do segundo componente de resistência catiônica, na forma dissolvida, são utilizadas, fica evidente que o amido granular, mesmo compreendendo cargas aniônicas e/ou catiônicas, não é incluído pelas expressões o primeiro componente de resistência e o segundo componente de resistência catiônica.[0034] According to another embodiment of the invention, the amphoteric resistance polymer composition comprises a combination of anionic resistance polymers and cationic resistance polymers. The combination of anionic strength polymers and cationic strength polymers can be in any form, for example, polyion complex or mixture of the polymers. In the combination of anionic strength polymers and cationic strength polymers, there may be ionic bonds between the polymers, but the polymer mixture may also comprise a mixture of the polymers without ionic bonds between the components, since the ionic bonds depend on the pH of the composition. According to one embodiment of the invention, the combination of anionic strength polymers and cationic strength polymers comprises an anionic strength polymer comprising anionic vinyl polymer, carboxymethyl cellulose (CMC) or any combination thereof, and the strength polymer. cationic comprising cationic vinyl polymer, cationic starch, polyamine or any combination thereof. According to a preferred embodiment of the invention, a cationic polymer comprises at least vinyl monomers such as acrylamide. Examples of cationic vinyl polymers include cationic polyacrylamides (CPAM) such as acrylamide copolymers and at least one cationic vinyl monomer such as diallyldimethylammonium chloride (DADMAC) or [2-(acryloyloxy)ethyl]trimethylammonium chloride ( ADAM-Cl); glyoxylated cationic vinyl polymers, such as glyoxylated polyDADMAC; polyvinylamines (PVAM), such as partially or fully hydrolyzed poly-N-vinylformamides; cationic homopolymers and any combinations thereof. Examples of polyamine include polyamidoamine, copolymer of dimethylamine and epichlorohydrin, copolymer of dimethylamine, epichlorohydrin and ethylenediamine, polyamidoamine epichlorohydrin, polyethyleneimine and any combinations thereof. In a combination of anionic strength polymers and cationic strength polymers, the cationic strength polymer may be a cationic polymer, such as cationic starch. In one embodiment of the invention, the cationic polymer has a charge density of 0.2 to 3 meq/g (dry), and preferably 0.4 to 2 meq/g (dry), measured at pH 7. According to one embodiment of the invention, the cationic starch used in the combination may have an average molecular weight MW in the range of 10,000,000 to 400,000,000 Da, preferably 50,000,000 to 400,000,000 Da, more preferably 100,000,000 to 400,000,000 Da. Cationic starch may be undegraded cationic starch, which comprises amylopectin units. In a preferred embodiment according to the invention, a combination of anionic strength polymers and cationic strength polymers comprises anionic vinyl polymer as the anionic strength polymer and cationic starch as the cationic strength polymer. More preferably, a combination of anionic strength polymers and cationic strength polymers comprises vinyl acrylamide polymer and undegraded cationic starch. In consideration of clarity, since aqueous solutions of the first strength component and the second cationic strength component, in dissolved form, are used, it is evident that granular starch, even comprising anionic and/or cationic charges, is not included by the expressions the first resistance component and the second cationic resistance component.
[0035] De acordo com uma modalidade da invenção, um primeiro componente de resistência pode compreender tanto um polímero de resistência aniônica quanto uma composição de polímero de resistência anfotérica. Polímeros e composições preferidos são os mesmos descritos mais detalhadamente acima.[0035] According to an embodiment of the invention, a first resistance component may comprise both an anionic resistance polymer and an amphoteric resistance polymer composition. Preferred polymers and compositions are the same as those described in more detail above.
[0036] De acordo com uma modalidade da invenção, uma viscosi dade do polímero de resistência aniônica ou da composição de polímero de resistência anfotérica pode estar na faixa de 5 a 10.000 mPas, medida em 2% em peso de sólidos no pH 7 e 23o C utilizando o viscosímetro Brookfield LVDV1 com adaptador de amostra pequena utilizando a rpm máxima permitida pelo equipamento.[0036] According to one embodiment of the invention, a viscosity of the anionic strength polymer or amphoteric strength polymer composition may be in the range of 5 to 10,000 mPas, measured at 2% by weight of solids at pH 7 and 23° C using the Brookfield LVDV1 viscometer with small sample adapter using the maximum rpm allowed by the equipment.
[0037] De acordo com uma modalidade da invenção, um primeiro componente de resistência compreendendo o polímero de resistência aniônica e/ou a composição de polímero de resistência anfotérica, possui carga líquida aniônica, no pH 7. De acordo com uma modalidade da invenção, o primeiro componente de resistência possui uma carga líquida de -0,1 a -3,0 meq/g (seco), mais preferivelmente de -0,2 a -1,0 meq/g (seco) no pH 7. Enquanto a carga líquida aniônica fornece boa interação com o segundo componente de resistência catiônica e evita a super-cationização das fibras ou águas brancas, as cargas líquidas nas faixas especificadas facilitam as faixas de dosagem mais amplas, quando se utiliza matérias-primas de fibra tendo valores de potencial zeta típicos, tais como -30 mV a 0 mV, com um risco diminuído de provocar repulsão de carga entre as fibras e/ou as camadas fibrosas. Em uma modalidade, um primeiro componente de resistência compreendendo o polímero de resistência aniônica pode ter uma carga aniônica de 0,1 a 5 meq/g (seco), de preferência de 0,2 a 3,5 meq/g (seco), mais preferivelmente de 0,5 a 3,5 meq/g (seco), no pH 7, para fornecer boa interação com o segundo componente de resistência ca- tiônica. Maior capacidade aniônica pode provocar forças de repulsão entre as fibras. A carga neutra líquida pode provocar o colapso do tamanho do polímero, quando as cargas catiônicas e aniônicas se neutralizam entre si.[0037] According to an embodiment of the invention, a first resistance component comprising the anionic resistance polymer and/or the amphoteric resistance polymer composition has anionic net charge, at pH 7. According to an embodiment of the invention, the first resistance component has a net charge of -0.1 to -3.0 meq/g (dry), more preferably -0.2 to -1.0 meq/g (dry) at pH 7. While the anionic liquid filler provides good interaction with the second cationic strength component and prevents over-cationization of the fibers or whitewater, net fillers in the specified ranges facilitate wider dosage ranges, when using fiber raw materials having values of typical zeta potentials, such as -30 mV to 0 mV, with a decreased risk of causing charge repulsion between fibers and/or fibrous layers. In one embodiment, a first strength component comprising the anionic strength polymer may have an anionic charge of 0.1 to 5 meq/g (dry), preferably 0.2 to 3.5 meq/g (dry), more preferably from 0.5 to 3.5 meq/g (dry), at pH 7, to provide good interaction with the second cationic resistance component. Greater anionic capacity can cause repulsion forces between the fibers. The net neutral charge can cause the polymer to collapse in size as the cationic and anionic charges neutralize each other.
[0038] Em uma modalidade da invenção, um primeiro componente de resistência compreendendo a composição de polímero de resistência anfotérica, de preferência o polímero de vinila anfotérico ou a combinação de polímeros de resistência aniônica e polímeros de resistência catiônica, pode ter uma densidade de carga de -3,5 meq/g a +1,0 meq/g (seco), de preferência de -2,5 meq/g a -0,1 meq/g (seco), mais preferivelmente de -2 meq/g a -0,5 meq/g (seco), no pH 7. De prefe-rência, um primeiro componente de resistência compreendendo a composição de polímero de resistência anfotérica possui uma carga líquida no pH da composição aquosa a ser aplicada, menor do que - 0,1 meq/g (seco) ou maior do que +0,1 meq/g (seco), de modo a evitar a formação de gel da composição de polímero de resistência anfotéri- ca.[0038] In one embodiment of the invention, a first strength component comprising the amphoteric strength polymer composition, preferably amphoteric vinyl polymer or the combination of anionic strength polymers and cationic strength polymers, may have a charge density from -3.5 meq/g to +1.0 meq/g (dry), preferably from -2.5 meq/g to -0.1 meq/g (dry), more preferably from -2 meq/g to -0 .5 meq/g (dry), at pH 7. Preferably, a first resistance component comprising the amphoteric resistance polymer composition has a net charge at the pH of the aqueous composition to be applied, less than -0. 1 meq/g (dry) or greater than +0.1 meq/g (dry), so as to prevent gel formation of the amphoteric strength polymer composition.
[0039] De acordo com uma modalidade da presente invenção, uma solução aquosa do segundo componente de resistência catiônica com cargas catiônicas no pH 7 pode ser adicionada a uma matéria- prima de fibra a partir da qual pelo menos uma das camadas fibrosas unidas é formada. O segundo componente de resistência a ser adicionado à matéria-prima de fibra pode compreender polímero de resistência catiônica compreendendo amido catiônico e/ou polímeros de resistência catiônica sintéticos, tal como polímeros de vinila catiônicos tais como poliacrilamida catiônica (CPAM), polímeros de vinila catiôni- cos glioxilados, tais como poliacrilamida catiônica glioxilada (GPAM), polivinilaminas (PVAM), tais como poli-N-vinilformamidas parcial ou totalmente hidrolisadas, ou polímeros de condensação catiônicos, tais como polietilenoimina (PEI) ou epicloridrina de poliamidoamina (PAE). Em uma modalidade preferida, o segundo componente de resistência compreende amido catiônico e/ou polímero de vinila catiônico, mais preferivelmente o amido catiônico é utilizado como o segundo componente de resistência. O amido catiônico pode ser amido cozido não degradado, tipicamente tendo grau catiônico de substituição DS de 0,015 a 0,06. De preferência, o amido catiônico é amido de batata, milho ou tapioca. O polímero sintético de resistência catiônica pode ter um peso molecular médio MW na faixa de 400.000 a 3.000.000 Da. O peso molecular pode ser medido, por exemplo, através da calibração de GPC SEC óxido de polietileno PEO. De preferência, o polímero sintético de resistência catiônica pode ter densidade de carga de 0,5 a 4 meq/g (seco), de preferência de 0,5 a 2,5 meq/g (seco), mais preferivelmente de 0,6 a 1,8 meq/g (seco), no pH 7. Estas densidades de carga do polímero de resistência catiônica sintético podem fornecer boa interação com o primeiro componente de resistência e propriedades de resistência desejadas com quantidades de dosagem substan-cialmente pequenas.[0039] According to an embodiment of the present invention, an aqueous solution of the second cationic strength component with cationic charges at pH 7 can be added to a fiber raw material from which at least one of the joined fibrous layers is formed. . The second strength component to be added to the fiber feedstock may comprise cationic strength polymer comprising cationic starch and/or synthetic cationic strength polymers, such as cationic vinyl polymers such as cationic polyacrylamide (CPAM), cationic vinyl polymers. - glyoxylated cos, such as glyoxylated cationic polyacrylamide (GPAM), polyvinylamines (PVAM), such as partially or fully hydrolyzed poly-N-vinylformamides, or cationic condensation polymers, such as polyethyleneimine (PEI) or polyamidoamine epichlorohydrin (PAE). In a preferred embodiment, the second strength component comprises cationic starch and/or cationic vinyl polymer, more preferably cationic starch is used as the second strength component. Cationic starch can be undegraded cooked starch, typically having cationic degree of substitution DS of 0.015 to 0.06. Preferably, the cationic starch is potato, corn or tapioca starch. The synthetic cationic strength polymer can have an average molecular weight MW in the range of 400,000 to 3,000,000 Da. The molecular weight can be measured, for example, by calibrating GPC SEC polyethylene oxide PEO. Preferably, the cationic strength synthetic polymer may have a charge density of 0.5 to 4 meq/g (dry), preferably 0.5 to 2.5 meq/g (dry), more preferably 0.6 at 1.8 meq/g (dry), at pH 7. These charge densities of the synthetic cationic strength polymer can provide good interaction with the first strength component and desired strength properties with substantially small dosage amounts.
[0040] De acordo com uma modalidade da invenção, um primeiro componente de resistência e um segundo componente de resistência catiônica podem ser aplicados de tal maneira que uma relação das "cargas adicionadas, como medidas no pH 7 do primeiro componente de resistência" para "cargas adicionadas, como medidas no pH 7 do segundo componente de resistência catiônica”, adicionadas a uma camada do papelão de múltiplas camadas, está em uma faixa de 0,05:1 a 2:1, de preferência de 0,3:1 a 1:1. Desta forma, boas interações entre o primeiro componente de resistência e o segundo compo-nente de resistência catiônica são obtidas, fornecendo efeito de resistência intensificada, mas evitando dosagens excessivas dos componentes.[0040] According to one embodiment of the invention, a first resistance component and a second cationic resistance component may be applied in such a way that a ratio of the "added charges, as measured at pH 7 of the first resistance component" to " "added fillers, as measured at pH 7 of the second cationic strength component", added to a layer of the multi-layer cardboard, is in a range of 0.05:1 to 2:1, preferably 0.3:1 to 1:1. In this way, good interactions between the first resistance component and the second cationic resistance component are obtained, providing an intensified resistance effect, but avoiding excessive dosages of the components.
[0041] De acordo com a invenção, uma solução aquosa do primei ro componente de resistência é aplicada na superfície de pelo menos uma camada fibrosa. Em uma modalidade preferida da invenção, uma solução aquosa do primeiro componente de resistência é aplicada na superfície de pelo menos uma camada fibrosa em combinação com amido granular. De preferência, o primeiro componente de resistência é aplicado na superfície de pelo menos uma camada fibrosa em combinação com amido granular não iônico, não degradado ou não iônico não degradado. A aplicação com amido granular melhora a aderência do componente polimérico à camada fibrosa, tal como o tecido fibroso. Quando se utiliza amido granular e o primeiro componente de resistência, a resistência é gerada tanto pela formação de ligações de hidrogênio, uma vez que o amido granular aplicado foi gelatinizado, quanto pela formação de ligações iônicas pelas espécies carregadas, que não competem entre si por sítios de ligação, mas são complementares. Adicionalmente, o amido granular é móvel e pode penetrar nas camadas na baixa secura de tecido, e isso pode ser diminuído pela presença do primeiro componente de resistência, através do aumento da viscosidade da solução aplicada. Por amido granular entende-se amido que é capaz de ser gelatinizado quando aquecido acima de sua temperatura de coagulação. Quando aplicado à camada, o amido granular não está em sua forma gelatinizada. A granulação do amido granular pode ser conseguida, por exemplo, quando o tecido úmido de múltiplas camadas compreendendo amido granular é secado na seção de secagem. Tipicamente, o amido granular é o amido não cozido. O amido granular pode ser modificado quimicamente, por exemplo, compreendendo grupos de carga aniônica e/ou catiônica. Em algumas modalidades, o amido granular é essencialmente não iônico, para re-duzir ou evitar a formação de complexo entre o amido granular e o primeiro componente de resistência quando se carrega cargas opostas. Essencialmente não iônico significa que não foi aniônica ou catio- nicamente submetido a derivatização, mas pode conter naturalmente quantidades residuais de cargas aniônicas e/ou catiônicas. Em algumas modalidades, o amido granular é essencialmente amido não degradado, já que pode ser mais resistente à gelatinização prematura, por exemplo, quando a temperatura de aplicação é ligeiramente eleva da. Essencialmente não degradado significa que não foi submetido a um processo de unidade de degradação, mas pode ter sofrido degradação parcial durante outro processo de unidade, tal como durante a modificação química. Mais preferivelmente, o amido granular é amido não iônico não degradado. De acordo com uma modalidade da invenção, uma concentração de amido granular, tal como amido granular não iônico, não degradado ou não iônico não degradado, pode estar na faixa de 0,1 a 30% em peso, de preferência de 1 a 8% em peso, e mais preferivelmente de 1 - 6% em peso, calculada a partir da solução aquosa, na solução.[0041] According to the invention, an aqueous solution of the first resistance component is applied to the surface of at least one fibrous layer. In a preferred embodiment of the invention, an aqueous solution of the first strength component is applied to the surface of at least one fibrous layer in combination with granular starch. Preferably, the first strength component is applied to the surface of at least one fibrous layer in combination with non-ionic, non-degraded or non-degraded non-ionic granular starch. Application with granular starch improves the adhesion of the polymeric component to the fibrous layer, such as fibrous tissue. When using granular starch and the first resistance component, the resistance is generated both by the formation of hydrogen bonds, since the applied granular starch has been gelatinized, and by the formation of ionic bonds by the charged species, which do not compete with each other for binding sites, but they are complementary. Additionally, granular starch is mobile and can penetrate layers at low tissue dryness, and this can be reduced by the presence of the first resistance component, through increasing the viscosity of the applied solution. By granular starch is meant starch that is capable of being gelatinized when heated above its coagulation temperature. When applied to the layer, the granular starch is not in its gelatinized form. Granulation of granular starch can be achieved, for example, when multilayer wet tissue comprising granular starch is dried in the drying section. Typically, granular starch is uncooked starch. Granular starch can be chemically modified, for example, comprising anionic and/or cationic charge groups. In some embodiments, the granular starch is essentially non-ionic, to reduce or prevent complex formation between the granular starch and the first resistance component when carrying opposite charges. Essentially non-ionic means that it has not been anionic or cationically derivatized, but may naturally contain trace amounts of anionic and/or cationic charges. In some embodiments, the granular starch is essentially undegraded starch, as it may be more resistant to premature gelatinization, for example, when the application temperature is slightly elevated. Essentially undegraded means that it has not been subjected to a degradation unit process, but may have undergone partial degradation during another unit process, such as during chemical modification. More preferably, the granular starch is non-degraded nonionic starch. According to one embodiment of the invention, a concentration of granular starch, such as non-ionic, non-degraded or non-ionic non-degraded granular starch, may be in the range of 0.1 to 30% by weight, preferably 1 to 8% by weight. by weight, and more preferably 1 - 6% by weight, calculated from the aqueous solution, in the solution.
[0042] De acordo com uma modalidade da invenção, o primeiro componente de resistência e o amido granular são aplicados sobre uma superfície do papelão em uma relação de peso de 0,02:1 a 3:1 (seco/seco), de preferência de 0,05:1 a 0,9:1 (seco/seco) e mais preferivelmente de 0,1:1 a 0,4:1 (seco/seco).[0042] According to an embodiment of the invention, the first strength component and the granular starch are applied to a cardboard surface in a weight ratio of 0.02:1 to 3:1 (dry/dry), preferably from 0.05:1 to 0.9:1 (dry/dry) and more preferably from 0.1:1 to 0.4:1 (dry/dry).
[0043] Uma composição aquosa típica a ser aplicada na superfície da camada fibrosa possui uma viscosidade abaixo de 100 mPas, tipicamente a viscosidade está na faixa de 1,4 a 100 mPas, de preferência de 1,4 a 50 mPas e mais preferivelmente de 2 a 30 mPas ou de 2 a 15 mPas medido pelo viscosímetro Brookfield LV DV1 com pequeno adaptador de amostra utilizando a rpm máxima permitida pelo equipamento, imediatamente após a mistura, na temperatura e teor de sólidos prevalecentes no momento da aplicação, e compreende - um primeiro componente de resistência na forma dissolvida compreendendo o polímero de resistência aniônica e/ou a composição de polímero de resistência anfotérica, e - amido granular, de preferência amido granular não iônico, não degradado ou não iônico não degradado, em que a relação em peso do primeiro componente de resistência para o amido granular é de 0,02:1 a 3:1 (seco/seco), de pre- ferência de 0,05:1 a 0,9:1 (seco/seco) e mais preferivelmente de 0,1:1 a 0,4:1 (seco/seco). A temperatura e o teor de sólidos prevalecentes no momento da aplicação referem-se às condições prevalecentes presentes no momento em que a referida solução aquosa é aplicada na superfície da camada fibrosa.[0043] A typical aqueous composition to be applied to the surface of the fibrous layer has a viscosity below 100 mPas, typically the viscosity is in the range of 1.4 to 100 mPas, preferably from 1.4 to 50 mPas and more preferably from 2 to 30 mPas or 2 to 15 mPas measured by the Brookfield LV DV1 viscometer with small sample adapter using the maximum rpm allowed by the equipment, immediately after mixing, at the temperature and solids content prevailing at the time of application, and comprises - a first strength component in dissolved form comprising the anionic strength polymer and/or the amphoteric strength polymer composition, and - granular starch, preferably non-ionic, non-degraded or non-ionic non-degraded granular starch, wherein the weight ratio of the first resistance component for the granular starch is 0.02:1 to 3:1 (dry/dry), preferably 0.05:1 to 0.9:1 (dry/dry) and more preferably from 0.1:1 to 0.4:1 (dry/dry). The temperature and solids content prevailing at the time of application refer to the prevailing conditions present at the time when said aqueous solution is applied to the surface of the fibrous layer.
[0044] De acordo com uma modalidade da invenção, a composi ção aquosa a ser aplicada na superfície da camada fibrosa possui uma viscosidade abaixo de 100 mPas, tipicamente a viscosidade está na faixa de 1,4 a 100 mPas, de preferência de 1,4 a 50 mPas e mais preferivelmente de 2 a 30 mPas ou de 2 a 15 mPas medidos pelo visco- símetro Brookfield LV DV1 com pequeno adaptador de amostra utilizando a rpm máxima permitida pelo equipamento, imediatamente após a mistura, na temperatura e teor de sólidos prevalecentes no momento da aplicação, e compreende o primeiro componente de resistência compreendendo polímero de resistência aniônica, que compreende um polímero de vinila aniônico, carboximetil celulose ou qualquer combinação dos mesmos.[0044] According to one embodiment of the invention, the aqueous composition to be applied to the surface of the fibrous layer has a viscosity below 100 mPas, typically the viscosity is in the range of 1.4 to 100 mPas, preferably 1. 4 to 50 mPas and more preferably 2 to 30 mPas or 2 to 15 mPas measured by the Brookfield LV DV1 viscometer with small sample adapter using the maximum rpm allowed by the equipment, immediately after mixing, at the temperature and solids content prevailing at the time of application, and comprises the first resistance component comprising an anionic resistance polymer, which comprises an anionic vinyl polymer, carboxymethyl cellulose or any combination thereof.
[0045] De acordo com outra modalidade da invenção, a composi ção aquosa a ser aplicada na superfície da camada fibrosa possui uma viscosidade abaixo de 100 mPas, tipicamente a viscosidade está na faixa de 1,4 a 100 mPas, de preferência de 1,4 a 50 mPas e mais preferivelmente de 2 a 30 mPas ou de 2 a 15 mPas medido pelo viscosí- metro Brookfield LV DV1 com pequeno adaptador de amostra utilizando a rpm máxima permitida pelo equipamento, imediatamente após a mistura, na temperatura e teor de sólidos prevalecentes no momento da aplicação, e compreende o primeiro componente de resistência compreendendo um composição de polímero de resistência anfotérica que compreende polímeros de vinila anfotéricos ou uma combinação de polímeros de resistência aniônica e polímeros de resistência catiô- nica, em que a combinação pode compreender polímero de resistência aniônica compreendendo polímero de vinila aniônico, carboximetil celulose ou qualquer combinação dos mesmos, e polímero resistência catiônica compreendendo polímero de vinila catiônico, amido catiônico, poliamina ou qualquer combinação dos mesmos. De acordo com uma modalidade da invenção, a composição aquosa a ser aplicada na superfície da camada fibrosa compreende o primeiro componente de resistência compreendendo tanto um polímero de resistência aniônica quanto uma composição de polímero de resistência anfotérica. De acordo com uma modalidade da invenção, a composição aquosa a ser aplicada na superfície da camada fibrosa compreende amido granular na concentração de 0,1 a 30% em peso, de preferência de 1 a 8% em peso, calculado a partir da composição aquosa. A composição aquosa possui carga aniônica líquida, medida no pH 7.[0045] According to another embodiment of the invention, the aqueous composition to be applied to the surface of the fibrous layer has a viscosity below 100 mPas, typically the viscosity is in the range of 1.4 to 100 mPas, preferably 1. 4 to 50 mPas and more preferably 2 to 30 mPas or 2 to 15 mPas measured by Brookfield LV DV1 viscometer with small sample adapter using the maximum rpm allowed by the equipment, immediately after mixing, at the temperature and solids content prevailing at the time of application, and comprises the first strength component comprising an amphoteric strength polymer composition comprising amphoteric vinyl polymers or a combination of anionic strength polymers and cationic strength polymers, wherein the combination may comprise polymer anionic strength polymer comprising anionic vinyl polymer, carboxymethyl cellulose or any combination thereof, and cationic strength polymer comprising cationic vinyl polymer, cationic starch, polyamine or any combination thereof. According to one embodiment of the invention, the aqueous composition to be applied to the surface of the fibrous layer comprises the first strength component comprising both an anionic strength polymer and an amphoteric strength polymer composition. According to an embodiment of the invention, the aqueous composition to be applied to the surface of the fibrous layer comprises granular starch at a concentration of 0.1 to 30% by weight, preferably 1 to 8% by weight, calculated from the aqueous composition. . The aqueous composition has a net anionic charge, measured at pH 7.
[0046] Em uma modalidade preferida de acordo com a invenção, uma solução aquosa compreendendo o primeiro componente de resistência que compreende polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfotérica e opcionalmente amido granular é aplicada na superfície de pelo menos uma camada fibrosa através de pulverização ou através da aplicação de camada de espuma. Em uma modalidade preferida da invenção, uma solução aquosa compreendendo o primeiro componente de resistência e opcionalmente amido granular é aplicada na superfície de pelo menos uma camada fibrosa através de pulverização. Portanto, uma viscosidade de uma solução aquosa compreendendo o primeiro componente de resistência que compreende polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfotérica e opcionalmente amido granular deve ser aplicável à pulverização. Além disso, uma temperatura de aplicação deve ser apropriada para eliminar a granulação do amido durante a pulverização. De acordo com a invenção, uma temperatura de aplicação de uma solução aquosa compreendendo o primeiro compo- nente de resistência que compreende polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfotérica e, opcionalmente, amido granular, é tipicamente ao redor de 20o C. A temperatura da aplicação pode estar na faixa de 5 a 60oC ou de 20 a 40o C.[0046] In a preferred embodiment according to the invention, an aqueous solution comprising the first strength component comprising anionic strength polymer and/or amphoteric strength polymer composition and optionally granular starch is applied to the surface of at least one layer fibrous by spraying or applying a layer of foam. In a preferred embodiment of the invention, an aqueous solution comprising the first strength component and optionally granular starch is applied to the surface of at least one fibrous layer by spraying. Therefore, a viscosity of an aqueous solution comprising the first strength component comprising anionic strength polymer and/or amphoteric strength polymer composition and optionally granular starch should be applicable to spraying. Furthermore, an application temperature must be appropriate to eliminate starch granulation during spraying. According to the invention, an application temperature of an aqueous solution comprising the first strength component comprising anionic strength polymer and/or amphoteric strength polymer composition and, optionally, granular starch, is typically around 20°. C. The application temperature can be in the range of 5 to 60oC or 20 to 40o C.
[0047] De acordo com uma modalidade típica da invenção, um pH de uma solução aquosa compreendendo o primeiro componente de resistência que compreende polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfotérica é de cerca de 3 a 5, tal como de 4 a 4,5, quando a solução aquosa é aplicada a uma superfície da camada fibrosa. O pH da camada ou tecido fibroso está tipicamente entre 6 e 9, tal como ao redor de 7. Portanto, especialmente quando uma solução aquosa do primeiro componente de resistência que compreende composição de polímero de resistência anfotérica tendo um pH mais baixo do que o pH da suspensão de fibra, pelo menos parte das cargas aniônicas do componente anfotérico se formará apenas na superfície da camada fibrosa. Isso possibilita, por exemplo, que a solução aquosa possa ser aplicada na viscosidade mais baixa e após a aplicação, a estrutura complexa do polímero anfotérico pode ser formada em consequência da mudança de pH e assim retém melhor na superfície da camada fibrosa.[0047] According to a typical embodiment of the invention, a pH of an aqueous solution comprising the first resistance component comprising anionic resistance polymer and/or amphoteric resistance polymer composition is about 3 to 5, such as 4 to 4.5, when the aqueous solution is applied to a surface of the fibrous layer. The pH of the fibrous layer or tissue is typically between 6 and 9, such as around 7. Therefore, especially when an aqueous solution of the first strength component comprising amphoteric strength polymer composition having a pH lower than the pH of the fiber suspension, at least part of the anionic charges of the amphoteric component will form only on the surface of the fibrous layer. This makes it possible, for example, that the aqueous solution can be applied at the lowest viscosity and after application, the complex structure of the amphoteric polymer can be formed as a result of the pH change and thus retains better on the surface of the fibrous layer.
[0048] De acordo com a presente invenção, um primeiro compo nente de resistência compreendendo polímero de resistência aniônica e/ou composição de polímero de resistência anfotérica é aplicado em uma superfície de pelo menos uma camada fibrosa antes de unir as camadas fibrosas entre si. Uma aplicação do primeiro componente de resistência é de preferência realizada imediatamente antes de unir as camadas fibrosas, mas a aplicação pode ser disposta em qualquer ponto entre a unidade de formação e a disposição união das camadas fibrosas. De preferência, um primeiro componente de resistência é aplicado nas superfícies das camadas internas do papelão de múlti- plas camadas a ser produzido. O primeiro componente de resistência pode ser aplicado apenas em algumas das camadas internas ou pode ser aplicado a todas as camadas internas do papelão de múltiplas camadas a ser produzido. De acordo com uma modalidade da invenção, a camada interna é um foliado ou foliados entre o foliado superior e o foliado posterior. De acordo com uma modalidade preferida da invenção, o primeiro componente de resistência é aplicado sobre uma superfície da camada fibrosa do papelão de múltiplas camadas. Tipicamente, a superfície é a superfície da camada que pode afetar principalmente a possível separação em lâminas. Em uma modalidade, o primeiro componente de resistência é aplicado na superfície da camada que está no meio do papelão de múltiplas camadas final quando calculado em relação à gramatura do papelão. A secura das camadas fibrosas no momento da aplicação do primeiro componente de resistência e, opcionalmente, o amido granular, pode ser de 0,5 a 25%, de preferência de 1,5 a 20% e mais preferivelmente de 2 a 18% e ainda mais preferivelmente de 10 a 15% para evitar a penetração excessiva do componente de resistência aplicado e ainda facilitar a união das camadas fibrosas após a aplicação. A união com maior secura pode resultar em formação insuficiente de ligação fibra-fibra e, portanto, menor resistência de tração z-direcional. A água aplicada juntamente com o componente de resistência pode melhorar ainda mais a formação de ligação fibra-fibra na união.[0048] According to the present invention, a first strength component comprising anionic strength polymer and/or amphoteric strength polymer composition is applied to a surface of at least one fibrous layer before joining the fibrous layers together. An application of the first strength component is preferably carried out immediately before joining the fibrous layers, but the application can be arranged at any point between the forming unit and the joining arrangement of the fibrous layers. Preferably, a first strength component is applied to the surfaces of the inner layers of the multi-layer cardboard to be produced. The first strength component can be applied only to some of the inner layers or can be applied to all inner layers of the multi-layer cardboard to be produced. According to one embodiment of the invention, the inner layer is a veneer or veneers between the upper veneer and the back veneer. According to a preferred embodiment of the invention, the first strength component is applied to a surface of the fibrous layer of the multi-layer cardboard. Typically, the surface is the surface of the layer that can mainly affect the possible separation into sheets. In one embodiment, the first strength component is applied to the surface of the layer that is in the middle of the final multi-layer cardboard when calculated relative to the weight of the cardboard. The dryness of the fibrous layers at the time of application of the first strength component and, optionally, the granular starch, can be from 0.5 to 25%, preferably from 1.5 to 20% and more preferably from 2 to 18% and even more preferably 10 to 15% to avoid excessive penetration of the applied resistance component and also facilitate the union of the fibrous layers after application. Joining with greater dryness may result in insufficient fiber-fiber bond formation and therefore lower z-directional tensile strength. Water applied together with the strength component can further improve fiber-fiber bond formation at the joint.
[0049] Quando as camadas do papelão de múltiplas camadas fo ram produzidas a partir das matérias-primas de fibra compreendendo diferentes características, a resistência de ligação interna desejada entre as camadas pode ser um problema. Em uma modalidade da invenção, um primeiro componente de resistência pode ser aplicado na superfície da camada, camada essa que foi produzida a partir da matéria-prima de fibra tendo o maior valor de abertura no papelão de múl- tiplas camadas, quando medido a partir da matéria-prima espessa dosada no fluxo de abordagem da unidade de formação. Isso também se aplica ao papelão de 2 foliados. De preferência, a abertura é > 200 ml, > 400 ml, ainda > 550 ml na camada, onde o primeiro componente de resistência é aplicado.[0049] When the layers of multi-layer cardboard have been produced from fiber raw materials comprising different characteristics, the desired internal bond strength between the layers can be a problem. In one embodiment of the invention, a first strength component may be applied to the surface of the layer, which layer was produced from the fiber feedstock having the largest opening value in the multi-layer cardboard, when measured from of the thick raw material dosed into the forming unit approach flow. This also applies to 2-ply cardboard. Preferably, the opening is > 200 ml, > 400 ml, even > 550 ml in the layer where the first resistance component is applied.
[0050] Em algumas modalidades, um primeiro componente de re sistência pode ser aplicado na superfície da camada, cuja camada possui o maior valor em massa no papelão de múltiplas camadas, quando medido a partir de uma placa manual produzida de matéria- prima espessa dosada para o fluxo de abordagem da unidade de formação. O valor em massa é determinado em uma placa manual produzida de matéria-prima espessa de acordo com o método padrão. Isso também se aplica ao papelão de 2 foliados. De preferência, o volume é > 1,5, > 2,0, ainda > 3, determinado pelo formador de placa Rapid Kochen utilizado de acordo com o método de acordo com ISO 5269-2:2012.[0050] In some embodiments, a first resistance component may be applied to the surface of the layer, which layer has the greatest mass value in the multi-layer cardboard, when measured from a manual plate produced from dosed thick raw material. for the training unit approach flow. The mass value is determined on a manual plate produced from thick raw material according to the standard method. This also applies to 2-ply cardboard. Preferably, the volume is > 1.5, > 2.0, even > 3, determined by the Rapid Kochen plate former used according to the method according to ISO 5269-2:2012.
[0051] Uma quantidade do primeiro componente de resistência a ser aplicada na superfície da camada fibrosa depende, por exemplo, da composição do primeiro componente de resistência, da matéria- prima de fibra e das características exigidas do papelão de múltiplas camadas a ser produzido. Em uma modalidade típica da invenção, um primeiro componente de resistência pode ser aplicado em uma superfície da camada fibrosa em uma quantidade de 0,02 a 1,0 g/m3, de preferência de 0,05 a 0,5 g/m2, e mais preferivelmente de 0,08 a 0,3 g/m2. Se uma solução aquosa do primeiro componente de resistência também compreende amido granular, o amido é tipicamente aplicado em uma superfície da camada fibrosa em uma quantidade de 0,05 a 3 g/m2.[0051] An amount of the first strength component to be applied to the surface of the fibrous layer depends, for example, on the composition of the first strength component, the fiber raw material and the required characteristics of the multi-layer cardboard to be produced. In a typical embodiment of the invention, a first strength component can be applied to a surface of the fibrous layer in an amount of 0.02 to 1.0 g/m3, preferably 0.05 to 0.5 g/m2, and more preferably from 0.08 to 0.3 g/m2. If an aqueous solution of the first strength component also comprises granular starch, the starch is typically applied to a surface of the fibrous layer in an amount of 0.05 to 3 g/m2.
[0052] Um segundo componente de resistência catiônica pode ser adicionado a uma matéria-prima de fibra em uma quantidade de 2 a 25 kg/ton de matéria-prima de fibra como seca no caso de amido catiôni- co, ou de 0,7 a 5 kg/ton de matéria-prima de fibra como seca no caso de polímero de resistência catiônica sintético. Um segundo componente de resistência pode ser adicionado à matéria-prima fina ou matéria- prima espessa. Em uma modalidade preferida, o segundo componente de resistência é adicionado à matéria-prima espessa. A matéria-prima espessa é aqui entendida como uma matéria-prima fibrosa ou de fornecimento, que possui uma consistência de pelo menos 20 g/l, de preferência mais do que 25 g/l, mais preferivelmente mais do que 30 g/l. De acordo com uma modalidade, a adição do segundo componente de resistência está localizada após as torres de armazenamento de matéria-prima, mas antes que a matéria-prima espessa seja diluída. No presente contexto, o termo "matéria-prima de fibra" é entendido como uma suspensão aquosa, que compreende fibras e, opcionalmente, cargas. Uma matéria-prima de fibra pode compreender material de fibra reciclado e/ou refugo. Uma matéria-prima de fibra pode ser polpa de caixas de papelão enrugadas (OCC) ou resíduos misturados. Uma matéria-prima de fibra também pode ser celulose ChemiThermoMechanical (CTMP) ou polpa mecânica, tal como a celulose ThermoMechanica (TMP), madeira moída pressurizada (PGW), polpa mecânica de peróxido alcalino (APMP) ou madeira moída em pedra (SGW).[0052] A second cationic strength component can be added to a fiber feedstock in an amount of 2 to 25 kg/ton of fiber feedstock as dry in the case of cationic starch, or 0.7 at 5 kg/ton of fiber raw material as dry in case of synthetic cationic strength polymer. A second strength component can be added to the thin raw material or thick raw material. In a preferred embodiment, the second strength component is added to the thickened raw material. Thick raw material is understood here as a fibrous raw material or supply, which has a consistency of at least 20 g/l, preferably more than 25 g/l, more preferably more than 30 g/l. According to one embodiment, the addition of the second strength component is located after the feedstock storage towers, but before the thick feedstock is diluted. In the present context, the term "fiber raw material" is understood to mean an aqueous suspension, which comprises fibers and, optionally, fillers. A fiber feedstock may comprise recycled fiber material and/or scrap. A fiber feedstock can be corrugated cardboard box (OCC) pulp or mixed waste. A fiber feedstock can also be ChemiThermoMechanical cellulose (CTMP) or mechanical pulp, such as ThermoMechanica cellulose (TMP), pressurized milled wood (PGW), alkaline peroxide mechanical pulp (APMP) or stone-ground wood (SGW). .
[0053] De acordo com a presente invenção, um papelão de múlti plas camadas pode ser qualquer papelão de múltiplas camadas, que compreende pelo menos duas camadas fibrosas e é produzido através do uso de um método de acordo com a presente invenção. A invenção é implementada de forma particularmente vantajosa quando se forma papelão rígido dobrável para produzir caixas, papelão para embalagem de líquidos, forro superior branco, forro de papel kraft, forro de teste, papelão canelado, placa de gesso, papelão de papel reciclado, papelão central, armário ou papelão de papel reciclado revestido de branco. No entanto, a invenção também pode ser implementada quando se forma outros tecidos de papel ou papelão compreendendo pelo menos duas camadas. De acordo com uma modalidade da invenção, um papelão ou papel de múltiplas camadas refere-se também a papéis de embalagem. Em algumas modalidades da invenção, o papelão compreende ainda um revestimento contendo pigmentos minerais e impressão offset.[0053] According to the present invention, a multi-layer cardboard can be any multi-layer cardboard, which comprises at least two fibrous layers and is produced using a method according to the present invention. The invention is implemented particularly advantageously when forming foldable rigid cardboard to produce boxes, cardboard for liquid packaging, white top lining, kraft paper lining, test lining, corrugated cardboard, gypsum board, recycled paperboard, cardboard central, cabinet or white-coated recycled paper cardboard. However, the invention can also be implemented when forming other paper or cardboard fabrics comprising at least two layers. According to an embodiment of the invention, a multi-layer cardboard or paper also refers to packaging papers. In some embodiments of the invention, the cardboard further comprises a coating containing mineral pigments and offset printing.
[0054] Os papelões espessos de múltiplas camadas se beneficiam mais do método de fabricação de acordo com a presente invenção, porque os papelões espessos podem precisar ser formados a partir de multifoliados para manter a velocidade de fabricação desejada, tal como > 300 m/min e, portanto, a resistência de tração z-direcional do papelão pode se tornar um problema. De acordo com uma modalidade preferida da invenção, um papelão de múltiplas camadas pode ter uma espessura total de mais de 100 μm ou mais de 150 μm e, de preferência, mais de 200 μm.[0054] Thick multi-layer cardboards benefit most from the manufacturing method according to the present invention, because thick cardboards may need to be formed from multi-layers to maintain the desired manufacturing speed, such as > 300 m/min and therefore the z-directional tensile strength of cardboard can become a problem. According to a preferred embodiment of the invention, a multi-layer cardboard may have a total thickness of more than 100 μm or more than 150 μm and preferably more than 200 μm.
[0055] Uma melhor compreensão da presente invenção pode ser obtida através dos seguintes exemplos que são determinados dignos para ilustrar, mas não devem ser interpretados como o limite da presente invenção.[0055] A better understanding of the present invention can be obtained through the following examples which are determined worthy to illustrate, but should not be interpreted as the limit of the present invention.
[0056] Este exemplo simula a preparação do papelão de múltiplas camadas, tal como o papelão de forro, papelão de papel reciclado revestido de branco ou papelão central. As placas de teste foram produzidas com o molde de placas manual dinâmica Formette fabricado pela Techpap.[0056] This example simulates the preparation of multi-layer cardboard, such as lining cardboard, white coated recycled paperboard or core cardboard. The test plates were produced using the Formette dynamic manual plate mold manufactured by Techpap.
[0057] A matéria-prima de fibra de teste foi produzida para simular a fibra reciclada. O papelão de forro de tese da Central European foi utilizado como matéria-prima. Este forro de teste contém cerca de 17% de cinzas e 5% de amido de tamanho da superfície. A água de diluição foi produzida da água da bica mediante o ajuste da concentração de Ca2+ para 520 mg/l com CaCl2 e mediante o ajuste da condutividade para 4 mS/cm por NaCl. O papelão de forro de teste foi cortado em quadrados de 2 x 2 cm. 2,7 L de água de diluição foram aquecidos a 70 °C. Os pedaços de forro de teste foram molhados durante 10 minutos em água de diluição na concentração de 2% antes da desintegração. A pasta fluida foi desintegrada no desintegrador Britt jar com 30.000 rotações. A polpa foi diluída para 0,6% através da adição de água de diluição. Os produtos químicos de teste foram preparados de acordo com a Tabela 1.[0057] The test fiber raw material was produced to simulate recycled fiber. Central European thesis lining cardboard was used as raw material. This test liner contains about 17% ash and 5% surface size starch. Dilution water was produced from tap water by adjusting the Ca2+ concentration to 520 mg/l with CaCl2 and by adjusting the conductivity to 4 mS/cm by NaCl. The test lining cardboard was cut into 2 x 2 cm squares. 2.7 L of dilution water was heated to 70 °C. The test liner pieces were wet for 10 minutes in dilution water at 2% concentration before disintegration. The slurry was disintegrated in the Britt jar disintegrator at 30,000 rotations. The pulp was diluted to 0.6% by adding dilution water. Test chemicals were prepared according to Table 1.
[0058] A matéria-prima de fibra de teste foi adicionada ao molde de placa manual dinâmica Formette da Techpap. As adições químicas foram feitas no tanque de mistura de Formette de acordo com a Tabela 2. Todas as quantidades químicas são fornecidas como kg de produto químico seco por tonelada de matéria-prima de fibra seca. O teste foi efetuado na temperatura ambiente. O tambor funcionou com 1000 rpm, misturador para polpa 400 rpm, bomba de polpa 1100 rpm/min, toda a polpa foi pulverizada. O foliado posterior de 50 g/m2 foi formado em primeiro lugar, depois a camada de pulverização consistindo de 2 litros de água, amido granular e produto químico de teste e finalmente o foliado superior de 50 g/m2. A concentração de tecido foi de cerca de 1%, quando o amido e o produto químico de teste foram pulverizados entre os foliados. Tipicamente, as concentrações são mais baixas no equipamento de laboratório em comparação com a máquina de papelão para produzir resultados de qualidade uniforme e repetíveis. Toda a água foi drenada no final. O tempo de coleta foi de 60 s. A placa foi removida do tambor entre o fio e 1 papel absorvente do outro lado da placa. O papel absorvente molhado e o fio foram removidos. As placas foram prensadas a úmido na prensa de aperto Techpap com 4,5 bar de pressão com 2 passagens com novo papel absorvente de cada lado da placa antes de cada passagem. As placas foram cortadas em tamanho de 15 cm x 20 cm. As placas foram secas em condição restrita em secadores contidos STFI 10 min a 130 °C. Antes do teste no laboratório, as placas foram pré-condicionadas durante 24 h a 23 °C em umidade relativa 50%, de acordo com ISO 187. A tração z-direcional (ZDT) foi medida de acordo com ISO 15754. A resistência à compressão de curto alcance (SCT) foi medida na direção transversal (CD) de acordo com ISO 9895. A resistência de ruptura (Burst) foi medida de acordo com Tappi T 569. Tabela 1. Produtos químicos de teste. (Mw = peso molecular médio ponderado) Tabela 2. Adições químicas. [0058] Test fiber raw material was added to Techpap's Formette dynamic hand plate mold. Chemical additions were made in the Formette mixing tank according to Table 2. All chemical quantities are given as kg of dry chemical per ton of dry fiber feedstock. The test was carried out at room temperature. The drum ran at 1000 rpm, pulp mixer at 400 rpm, pulp pump at 1100 rpm/min, all the pulp was pulverized. The 50 g/m2 back sheet was formed first, then the spray layer consisting of 2 liters of water, granular starch and test chemical and finally the 50 g/m2 top sheet. The tissue concentration was about 1% when the starch and test chemical were sprayed between the foliates. Typically, concentrations are lower in the laboratory equipment compared to the cardboard machine to produce uniform quality and repeatable results. All the water was drained at the end. Collection time was 60 s. The plate was removed from the drum between the wire and 1 absorbent paper on the other side of the plate. The wet tissue paper and string were removed. The plates were wet pressed in the Techpap clamping press at 4.5 bar pressure with 2 passes with new absorbent paper on each side of the plate before each pass. The plates were cut to size 15 cm x 20 cm. The plates were dried under strict conditions in dryers containing STFI 10 min at 130 °C. Before testing in the laboratory, the boards were preconditioned for 24 h at 23 °C at 50% relative humidity in accordance with ISO 187. The z-directional tensile (ZDT) was measured in accordance with ISO 15754. The compressive strength short range resistance (SCT) was measured in the transverse direction (CD) according to ISO 9895. Burst resistance was measured according to Tappi T 569. Table 1. Test chemicals. (Mw = weight average molecular weight) Table 2. Chemical additions.
[0059] Os resultados da resistência das placas manuais dinâmicas são apresentados na Tabela 3. O teste 1 foi a referência e os pontos de teste 2 a 6 estavam de acordo com a invenção. Todas as propriedades de resistência foram melhoradas em comparação com a referência. O peso molecular mais elevado da composição melhorou muito a ZDT. A viscosidade da pasta fluida de pulverização está limitando a dosagem ou o peso molecular do polímero linear utilizado na composição de pulverização. Por outro lado, não é possível diminuir o teor de sólidos da composição aquosa a ser aplicada, para evitar o risco de quebra do tecido e para reduzir a necessidade com relação à capacidade de drenagem adicional. O peso molecular também afeta a reolo- gia da pasta fluida de pulverização que penetra no tecido fibroso úmido. Seria benéfico para a ZDT se o amido nativo fosse retido no tecido fibroso entre os foliados e não atravessasse a estrutura da placa, o que pode ser controlado pela viscosidade da composição aquosa que compreende o amido granular. O SCT e a resistência à ruptura são importantes para o papelão de revestimento. Todos os três parâmetros de resistência são necessários para a fabricação do forro superior branco.[0059] The resistance results of the dynamic hand plates are presented in Table 3. Test 1 was the reference and test points 2 to 6 were in accordance with the invention. All strength properties have been improved compared to the reference. The higher molecular weight of the composition greatly improved the ZDT. The viscosity of the spray slurry is limiting the dosage or molecular weight of the linear polymer used in the spray composition. On the other hand, it is not possible to reduce the solids content of the aqueous composition to be applied, to avoid the risk of tissue breakage and to reduce the need for additional drainage capacity. Molecular weight also affects the rheology of the spray slurry that penetrates the moist fibrous tissue. It would be beneficial to the ZDT if the native starch was retained in the fibrous tissue between the foliates and did not cross the plate structure, which can be controlled by the viscosity of the aqueous composition comprising the granular starch. SCT and tear strength are important for linerboard. All three strength parameters are required for manufacturing the white top lining.
[0060] A Tabela 4 mostra como o primeiro componente de resis tência influencia a viscosidade. As viscosidades foram medidas com viscosímetro Brookfield LV DV1 com pequeno adaptador de amostra, utilizando a rpm máxima permitidas pelo equipamento, imediatamente a partir das pastas fluidas misturadas para evitar a sedimentação dos grânulos de amido. Para obter um resultado de pulverização uniforme, as viscosidades devem ser suficientemente baixas, por exemplo, < 100 mPas. Para melhorar a retenção do amido granular e ligar o amido granular entre os foliados, é benéfico que a viscosidade seja elevada em relação ao nível obtido com a pasta fluida de amido granular. Tabela 3. Medidas de resistência. Tabela 4. Viscosidade da composição aquosa compreendendo amido granular e o primeiro componente de resistência. Teste Primeiro compo-nente de resis-tência, % de seco Amido granular, % de seco Concentração total, % de seco viscosidade, mPas a 23 oC [0060] Table 4 shows how the first resistance component influences viscosity. Viscosities were measured with a Brookfield LV DV1 viscometer with a small sample adapter, using the maximum rpm allowed by the equipment, immediately from the mixed fluid pastes to avoid sedimentation of the starch granules. To obtain a uniform spray result, viscosities must be sufficiently low, e.g. < 100 mPas. To improve retention of the granular starch and bind the granular starch between the foliates, it is beneficial for the viscosity to be high relative to the level obtained with the granular starch slurry. Table 3. Resistance measurements. Table 4. Viscosity of the aqueous composition comprising granular starch and the first strength component. Test First resistance component, % dry Granular starch, % dry Total concentration, % dry viscosity, mPas at 23 oC
[0061] Neste exemplo, as imagens de microscopia óptica (largura 1 mm, altura 0,1 mm) foram tiradas da placa cortada transversalmente colorida com solução de iodo. A Fig. 1 apresenta uma imagem de mi-croscópio de um papelão de múltiplas camadas onde uma composição aquosa de acordo com a invenção foi aplicada entre as camadas, e a Fig. 2 apresenta uma imagem de microscópio de referência de um papelão de múltiplas camadas onde a solução aquosa de amido granular foi aplicada entre as camadas. As imagens incluem foliado central e o foliado posterior de um papelão de múltiplas camadas. O foliado posterior (lado do fio) do papelão de múltiplas camadas está no lado inferior da imagem. A linha de ligação entre o foliado central e o foliado posterior foi apontada por uma seta nas Figuras. As polpas de foliado superior e posterior eram polpas kraft branqueadas refinadas para SR 25, e a polpa de foliado central foi branqueada CTMP refinada para 440 ml de CSF, e o refugo foi desintegrado das placas de papelão rígido do- brável para produzir caixas igual ao fornecimento deste teste.[0061] In this example, optical microscopy images (width 1 mm, height 0.1 mm) were taken of the transversely cut plate colored with iodine solution. Fig. 1 shows a microscope image of a multi-layer cardboard where an aqueous composition according to the invention has been applied between the layers, and Fig. 2 shows a reference microscope image of a multi-layer cardboard where the aqueous solution of granular starch was applied between the layers. Images include central veneer and back veneer of a multi-layer cardboard. The back veneer (wire side) of the multi-layer cardboard is on the bottom side of the image. The connection line between the central leaflet and the posterior leaflet was pointed out by an arrow in the Figures. The top and back veneer pulps were bleached kraft pulps refined to SR 25, and the center veneer pulp was CTMP bleached refined to 440 ml CSF, and the scrap was disintegrated from the rigid folding cardboard sheets to produce boxes equal to provision of this test.
[0062] Os papelões de múltiplas camadas foram produzidos utili zando um molde de placa manual dinâmica. O ciclo de preparação da placa foi concluído de acordo com o exemplo 1. O papelão de múltiplas camadas possui a seguinte composição apresentada na Tabela 5. Tabela 5 [0062] The multi-layer cardboards were produced using a dynamic manual plate mold. The board preparation cycle was completed according to example 1. The multi-layer cardboard has the following composition shown in Table 5. Table 5
[0063] Além disso, amido catiônico cozido 5 kg/t foi adicionado nas polpas de foliado superior, central e posterior. No caso de referência da Fig. 2, apenas amido nativo granular 0,8 g/m2 foi aplicado entre as camadas por pulverização (isto é, nenhum polímero em combinação com o amido granular). No caso da Fig. 1, amido nativo granular 0,8 g/m2 e composição de polímero de resistência anfotérica 0,4 g/m2 foram aplicados entre as camadas por pulverização.[0063] In addition, cooked cationic starch 5 kg/t was added to the upper, central and posterior leaf pulps. In the reference case of Fig. 2, only 0.8 g/m2 granular native starch was applied between the layers by spraying (i.e., no polymer in combination with the granular starch). In the case of Fig. 1, granular native starch 0.8 g/m2 and amphoteric strength polymer composition 0.4 g/m2 were applied between the layers by spraying.
[0064] Nas Figuras 1 e 2, pode-se ver que mais grânulos de amido corados com iodo (manchas escuras) estão entre os foliados quando se utiliza o método de acordo com a invenção. Os grânulos de amido mantêm-se na linha de ligação entre as camadas quando se utiliza a composição de polímero de resistência anfotérica de acordo com a presente invenção como mostrado na Fig. 1, enquanto na Figura 2 de referência, os grânulos de amido foram lavados com a água removida.[0064] In Figures 1 and 2, it can be seen that more iodine-stained starch granules (dark spots) are among the foliates when using the method according to the invention. The starch granules remain at the bond line between the layers when using the amphoteric strength polymer composition according to the present invention as shown in Fig. 1, while in reference Figure 2, the starch granules were washed with the water removed.
Claims (17)
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20185269 | 2018-03-22 | ||
| FI20185269 | 2018-03-22 | ||
| PCT/FI2019/050037 WO2019180303A1 (en) | 2018-03-22 | 2019-01-18 | Method for manufacturing a multi-layered paperboard, multi-layered paperboard and composition for use in multi-layered paperboard manufacturing |
Publications (2)
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