<Desc/Clms Page number 1>
WERKWIJZE VOOR HET LIJMEN VAN PAPIER
Deze uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het lijmen van papier met harslijm en een aluminiumverbinding in aanwezigheid van CaC03.
Papier wordt gelijmd om het waterafstotend te maken, zodat er met inkt kan op geschreven of gedrukt worden zonder dat de inkt zich in het papier verspreidt. Het lijmen bestaat erin, een laagje harslijm neer te zetten op de cellulosevezels in de papierpulp en dit in aanwezigheid van een aluminiumverbinding die fungeert als bron van positief geladen ionen ; de aanwezigheid van deze positief geladen ionen is vereist, omdat zowel de cellulosevezels als de harslijm negatief geladen zijn en elkaar dus afstoten.
CaC03 (krijt) kan op verschillende manieren terechtgekomen zijn in een te lijmen papierpulp. Het kan er aan toegevoegd zijn als vulmiddel om de doorzichtigheid van het papier te verminderen. Het kan er ook aan toegevoegd zijn als bestanddeel van te recycleren papierafval, dat CaC03 bevat als vulmiddel of als oppervlaktepigment. Het kan er bovendien aan toegevoegd zijn gedeeltelijk als vulmiddel en gedeeltelijk als bestanddeel van te recycleren papierafval. Wanneer CaC03 in de papierpulp belandt als bestanddeel van te recycleren papierafval, dan kan het CaC03-gehalte van de papierpulp natuurlijk sterk veranderen in funktie van de tijd.
Een werkwijze voor het lijmen van papier met harslijm en een aluminiumverbinding is gekend uit het artikel "Zur Problematik des Aluminiumsulfats in Kalziumkarbonathaltigen Systemen - Neutrallei- mung"door R. Thummer en K. Schubert, Wochenblatt für Papierfabrikation, 1979, 107 (17), p. 645-649. In deze gekende werkwijze wordt als aluminiumverbinding aluminiumsulfaat gebruikt en het CaC03 is in de papierpulp aanwezig doordat er CaC03-houdend papierafval gerecycleerd wordt. Drie uitvoeringsvormen van deze werkwijze werden getest.
<Desc/Clms Page number 2>
De eerste uitvoeringsvorm bestond erin van volledig klassiek te werken, namelijk bij een pH van 4, 5-5, 5. Er moesten dan grote hoeveelheden aluminiumsulfaat ingezet worden. Verder had men af te rekenen met neerslagvorming van gips en moeilijk oplosbare basische aluminiumsulfaten, wat zijn weerslag had op de kwaliteit van het papier.
De tweede uitvoeringsvorm bestond erin van te lijmen bij een pH van 6, 0-6, 7 (pseudoneutraal). In dit pH-gebied werd een bevredigende lijming bekomen, niettegenstaande de klassieke lijmingstheorie een pH van 4, 5-5, 5 voorschrijft. De voormelde problemen verminderden, doch er traden hier nieuwe moeilijkheden op. De hoeveelheid aluminiumsulfaat, die vereist was om de pH tussen 6, 0 en 6, 7 te houden, schommelde sterk doordat het CaC03-gehalte in het afval niet konstant was. Soms moest er helemaal geen aluminiumsulfaat toegevoegd worden, zodat bepaalde delen van het papier dan ook niet gelijmd werden.
In de derde uitvoeringsvorm werd er gewerkt met een konstante aluminiumsulfaatdosering om er zeker van te zijn dat het papier steeds gelijmd was. Hierbij traden echter grote schommelingen in de pH op (van 4 tot 7), zodat er grote schommelingen waren in de retentie van de pulpbestanddelen in het papier en dus in de papierkwaliteit. Een optimale retentie werd bekomen bij pH - 6-7.
Deze gekende werkwijze geeft dus geen bevredigend resultaat.
Het doel van deze uitvinding is een werkwijze te brengen zoals hierboven gedefinieerd, die de nadelen van de bovenvermelde gekende werkwijze vermijdt.
In de werkwijze van de uitvinding gebruikt men als aluminiumverbinding een polyhydroxyaluminiumsulfaat met een OH/AI-verhouding van 1-2, 5.
Inderdaad, men heeft gevonden dat, wanneer men een dergelijke aluminiumverbinding gebruikt bij het lijmen van papier met harslijm in aanwezigheid van CaCOss, men enerzijds een voldoende hoeveelheid aluminium kan inzetten om een goede lijming te bekomen, zonder dat
<Desc/Clms Page number 3>
daarbij gipsvorming optreedt, en men anderzijds een pH van 6-7 genereert, zelfs wanneer het CaC03-gehalte van de pulp sterk schommelt, waardoor een optimale retentie gewaarborgd is.
De OH/AI-verhouding van het polyhydroxyaluminiumsulfaat dient te gaan van 1 tot 2, 5. Is die verhouding kleiner dan 1, dan bestaat er gevaar voor gipsvorming en kan de pH van de pulp beneden 6 dalen.
Is de verhouding groter dan 2, 5, dan is het polyhydroxyaluminiumsulfaat onstabiel. Men bekomt zeer goede resultaten vanaf een OH/A1- verhouding van 1, 4. De resultaten verbeteren echter niet meer wanneer de OH/AI-verhouding groter wordt dan 1, 6 ; de werkwijze wordt dan alleen maar duurder, aangezien de kostprijs van het polyhydroxyaluminiumsulfaat dan stijgt. Daarom wordt de voorkeur gegeven aan een OHjA1-verhouding van 1, 4-1, 6.
In de werkwijze van de uitvinding kunnen de verschillende gekende soorten harslijmen gebruikt worden : niet-verzeepte, verzeepte en kationische.
De hoeveelheid in te zetten polyhydroxyaluminiumsulfaat hangt natuurlijk af van de ingezette hoeveelheid harslijm, die op haar beurt afhangt van een aantal faktoren zoals de gewenste lijmingsgraad, de natuur en de maalgraad van de grondstoffen.
Polyhydroxyaluminiumsulfaat voor gebruik in de werkwijze van de uitvinding kan gemaakt worden volgens de werkwijzen beschreven in EP-B-0062015 en EP-A-0110846.
<Desc / Clms Page number 1>
METHOD FOR GLUEING PAPER
This invention relates to a method of gluing paper with resin glue and an aluminum compound in the presence of CaCO3.
Paper is glued to make it water resistant, so that it can be written or printed with ink without the ink spreading into the paper. The gluing consists in depositing a layer of resin glue on the cellulose fibers in the paper pulp in the presence of an aluminum compound that acts as a source of positively charged ions; the presence of these positively charged ions is required because both the cellulose fibers and the resin adhesive are negatively charged and thus repel each other.
CaCO3 (chalk) may have ended up in a glued paper pulp in various ways. It can be added as a filler to reduce the transparency of the paper. It can also be added as a component of recyclable waste paper, which contains CaCO3 as a filler or as a surface pigment. It can also be added partly as a filler and partly as a component of paper waste to be recycled. When CaCO3 ends up in the paper pulp as a component of paper waste to be recycled, the CaCO3 content of the paper pulp can of course change considerably as a function of time.
A method for gluing paper with resin glue and an aluminum compound is known from the article "Zur Problematik des Aluminumsulfats in Kalziumkarbonathaltigen Systemen - Neutralleimung" by R. Thummer and K. Schubert, Wochenblatt für Papierfabrikation, 1979, 107 (17), p. 645-649. In this known method aluminum sulphate is used as the aluminum compound and the CaCO3 is present in the paper pulp because paper waste containing CaCO3 is recycled. Three embodiments of this method were tested.
<Desc / Clms Page number 2>
The first embodiment consisted of working completely classical, namely at a pH of 4.5-5.5. Large quantities of aluminum sulphate had to be used then. Furthermore, plaster precipitation and difficultly soluble basic aluminum sulphates were accounted for, which had an impact on the quality of the paper.
The second embodiment consisted of gluing at a pH of 6.0-6.7 (pseudo-neutral). In this pH range, a satisfactory gluing was obtained, despite the classical gluing theory prescribing a pH of 4.5-5.5. The aforementioned problems diminished, but new difficulties arose here. The amount of aluminum sulfate required to maintain the pH between 6.0 and 6.7 varied widely because the CaCO3 content in the waste was not constant. Sometimes aluminum sulphate did not have to be added at all, so that certain parts of the paper were not glued.
In the third embodiment, a constant aluminum sulfate dosage was used to ensure that the paper was always glued. However, large fluctuations in pH occurred (from 4 to 7), so that there were large fluctuations in the retention of the pulp ingredients in the paper and thus in the paper quality. Optimal retention was obtained at pH-6-7.
This known method therefore does not give a satisfactory result.
The object of this invention is to provide a method as defined above which avoids the disadvantages of the above known known method.
In the process of the invention, the aluminum compound used is a polyhydroxyaluminum sulfate with an OH / Al ratio of 1-2.5.
Indeed, it has been found that when such an aluminum compound is used in the gluing of paper with resin glue in the presence of CaCOss, on the one hand a sufficient amount of aluminum can be used to obtain a good gluing without
<Desc / Clms Page number 3>
gypsum formation occurs and, on the other hand, a pH of 6-7 is generated, even when the CaCO3 content of the pulp fluctuates strongly, so that optimum retention is guaranteed.
The OH / AI ratio of the polyhydroxyaluminum sulfate should range from 1 to 2.5. If that ratio is less than 1, there is a risk of gypsum formation and the pH of the pulp may drop below 6.
If the ratio is greater than 2.5, the polyhydroxyaluminum sulfate is unstable. Very good results are obtained from an OH / A1 ratio of 1.4. However, the results no longer improve when the OH / Al ratio exceeds 1.6; the process then becomes even more expensive, since the cost of the polyhydroxyaluminum sulfate then increases. Therefore, an OHjA1 ratio of 1.4-1.6 is preferred.
In the method of the invention, the different known types of resin adhesives can be used: unsaponified, saponified and cationic.
The amount of polyhydroxyaluminum sulphate to be used naturally depends on the amount of resin glue used, which in turn depends on a number of factors such as the desired degree of adhesion, the nature and the grinding degree of the raw materials.
Polyhydroxyaluminum sulfate for use in the method of the invention can be made according to the methods described in EP-B-0062015 and EP-A-0110846.