CA1312708C - Procedes de fabrication du papier - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication du papier, caractérisé en ce qu'on ajoute plusieurs commposés à la suspension contenant les fibres de cellulose avant la formation de la feuille, à savoir: du carbonate de calcium, un agent de collage tel qu'un alkyl cétène dimère ou un anhydride d'acide carboxylique, de l'amidon cationique et un polychlorosulfate basique d'aluminium. Ce procédé est particulièrement utile pour la fabrication de papier collé en milieu neutre. Un de ses avantages est notamment d'assurer une bonne retention des charges et par conséquent une forte diminution des matières en suspension dans les eaux obtenues lors de la formation de la feuille.
Description
13:~27~
PERFECTIONNEMENT AUX PROCEDES DE F~RICATION DU PAPIER
__ __ I,a présente lnventlon concerne Ull perfectlonnement aux procédés de fabricatlon du papler.
La pâte à papler brute consti~uée essentiellement de flbres de cellulose est mi~e ~ou8 forme d'une suspension squeuse diluée qui est amenée dans la caisse de tête de la machine à papier d'où elle e8t distribuée sur une toile filtrante sur laquelle se forme la feuille de papier. Cette feuille est ensuite çssorée puis séchée. ~es qualités et les propriétés du papier obtenues sont déterminées nota ;ent par les conditions de marche de la machine à papier, la pâte brute, les diffé-rents additifs qu'on a~oute dans la suspension avant la formation de la feuille et aussi les produits qu'on couche sur la feuille de papier après la toile filtrante.
La présente lnvention concerne plus spécialement les produits qu'on aJoute avan~ la formation de la feuille. C'est ainsi qu'on a~oute des charges minérales telles que du carbonate de calcium, du dioxyde de titane,... Ces charges rendent la feuille de papier opaque ce qui facillte l'écriture et l'impression. On a~oute aussi un agent de collage pour rendre la feuille résistante aux liquides c'est-à-dire que la feuille de papier collée peut être utilisée pour l'écriture et l'impression. Il faut aussi a~outer un système retenteur qui précipite l'agent de collage sur les fibres de cellulose et qui permet aussi la rétention des charges minérales dans la feuille de papier.
Le système retenteur est souvent un mélange de plusleurs produits.
On a~oute aussi des produits pour améliorer les qualités mécaniques du papier, des colorants etc...
Tous ces produits qu'on a~oute n'ont pas u,ne action bien détermi-née sur une seule caractéristique du papier mais agissent plus ou moins con~olntement et sur plusieurs paramètres. Quand on utilise des charges sensibles aux acides, par exemple du carbonate de calclum, il est important que l'agent de collage et le système rétenteur ne conduisent pas à une suspension aqueuse acide qui provoque une décompositlon du carbonate et des mousses.
Souvent on couche sur la feuille de papier des produits et notam-ment du carbonate de calciu~. Une partie du papier couché peut aussl être recyclé en tête de la fabrication, avant la formation de la ~ 3 ~ 8 feuille ce qui nmène du carbonate dans In su~pen~ion avant la machine à
papler même si on a mis d'autres charges que du carbonate dans la su~pension. C'e6t pourquoi on préfère utili6er des agents de collage et de3 sy~tèmes retenteurs qui ne ~ondui6ent pa~ à une su6pen3ion acide, clest ce qu'on appelle le collage en milieu neutrQ.
L'article "papermaking additives", page~ 803 à 825, volume 16 de la 3ème éditlon du KIRR OT~MER ed John Wlley 1981, decrit en psges 811-812 des agent~ de collage de la famille des alkyls cétènes di~ères utllisables en mllieu neutre, mais ne précise pas le système rétenteur.
La demande de brevet japonais no. 61-194299 publiée le 8 août 1986 au nom de KYORITSU YUKI KOGYO parle d'un collage en milieu neutre. La charge est du carbonate de calcium, on ajoute du polychlorure d'alumi-nium et un agent de rétention à haut poids moléculaire.
Le brevet GB 2 015 614 décrlt des procédés de fabrication de papier et de carton dans le~quels on a~oute, dans la suspension avant la formatlon de la feuille, u~ polychlorosulfate baslque d'aluminium.
Mais soit on ne colle pas, soit on utillse de la collophane, et on sait que la collophane doit être utilisée en milleu acide, voir KIRK OTHMER
dé~à cité, page 810.
On a maintenant trouvé un procédé perfectionné de fabri-cation du papier,caractérisé en ce qu'on a~oute à la suspenslon conte-nant le~ fibres de cellulo6e, a~ant la formation de la feuille :
a) une charge minérale, b) un agent de collage, c) de l'amidon catlonique, et d) du polychlorure d'aluminium.
La suspension contenant les fibres de cellulose peut être de la pâte brute ou blanchie, ou un mélange de pate brute et de pâte blan-chie, ou une pate contenant déjà des additlfs.
La charge minérale peut etre un ou plusleurs produits quelconques, de préférence cholsis parmi l'argile, le carbonate de calcium, la 611ice, l'alumlne hydratée, le talc, le dioxyde de titane, etc...
Ce~ produits sont introduits sous forme finement dlvlsée ou sous forme de pate ou solutlon dans la suspension. On préfère utlll~er 12 carbonate de calcium. La quantlté de carbonate peut être quelconque, et souvent est au plus de 40 parties pour 100 partles de flbres de cellu-lose, et de préférence comprise entre 10 et 25. Cette quantlté ne tlent 13~ ~J7 ~ ~J
pas compte des ch~rges contenues d~ns le papier recycle en tete de la fabrication dalls la suspenslon.
Blen qu'on puisse utiliser tout agellt de collage, on préfère un agent qui s'utilise en milieu neutre.
Avantageusement, l'agent de collage peut être un mélange d'un ou plusieurs prodults choisis parmi les nlkyls cétènes dimères et leurs dérives, les phosphate~ fluorés, le6 anhydrides d'acides carboxyliques à chaIne gras~e, certains polyurethanes, des copolymères styrène anhydride maléIque.
On préfère utiliser les alkyls cétènes dlmères et les anhydrides d'acites carboxyliques. La quan~ité à utiliser est fonction des pro-priété~ recherchées du papler. Avantageusement, la qusntité est infé-J rieure à lO parties pour lOO parties de fibres de cellulose, et de préférence comprise entre 0,1 et 2 parties.
L'amidon cationique est un mélange d'un ou plusieurs produits commercialisés sous le nom générique d'a~idon cationique. Ces produits sont par exemple ceux décrits dans ~IRK OTHMER, 3ème édition, Vol. 21 page 503. La quantité est avantageusement lnférieure à 5 parties pour lOO pàrties de flbres de cellulose et de préférence inférieure à 2.
~e polychlorure d'aluminium dé81gne les prodults qu'on appelle habltuellement "polychlorure d'aluminium", "polychlorure basique ) d'aluminium", "polychlorosulfate basique d'aluminlum", et de préférence un ou plusieurs des prodults suivants :
l/ le sel de formule :
) Aln(OH)mC13n m (I) - dans laquelle n est quelconque, 3n-m est positif, m et n étant des nombres entiers positifs ; ledit sel pouvant contenir en outre un anion polyvalent Y choisi parmi les anlons des acldes sulfuriques, phosphorique, polyphosphorlque, silicique, chromique, carboxylique, et sulfoniques, le rapport molaire - étant de préférence compris entre Al 0,015 et 0,4.
PERFECTIONNEMENT AUX PROCEDES DE F~RICATION DU PAPIER
__ __ I,a présente lnventlon concerne Ull perfectlonnement aux procédés de fabricatlon du papler.
La pâte à papler brute consti~uée essentiellement de flbres de cellulose est mi~e ~ou8 forme d'une suspension squeuse diluée qui est amenée dans la caisse de tête de la machine à papier d'où elle e8t distribuée sur une toile filtrante sur laquelle se forme la feuille de papier. Cette feuille est ensuite çssorée puis séchée. ~es qualités et les propriétés du papier obtenues sont déterminées nota ;ent par les conditions de marche de la machine à papier, la pâte brute, les diffé-rents additifs qu'on a~oute dans la suspension avant la formation de la feuille et aussi les produits qu'on couche sur la feuille de papier après la toile filtrante.
La présente lnvention concerne plus spécialement les produits qu'on aJoute avan~ la formation de la feuille. C'est ainsi qu'on a~oute des charges minérales telles que du carbonate de calcium, du dioxyde de titane,... Ces charges rendent la feuille de papier opaque ce qui facillte l'écriture et l'impression. On a~oute aussi un agent de collage pour rendre la feuille résistante aux liquides c'est-à-dire que la feuille de papier collée peut être utilisée pour l'écriture et l'impression. Il faut aussi a~outer un système retenteur qui précipite l'agent de collage sur les fibres de cellulose et qui permet aussi la rétention des charges minérales dans la feuille de papier.
Le système retenteur est souvent un mélange de plusleurs produits.
On a~oute aussi des produits pour améliorer les qualités mécaniques du papier, des colorants etc...
Tous ces produits qu'on a~oute n'ont pas u,ne action bien détermi-née sur une seule caractéristique du papier mais agissent plus ou moins con~olntement et sur plusieurs paramètres. Quand on utilise des charges sensibles aux acides, par exemple du carbonate de calclum, il est important que l'agent de collage et le système rétenteur ne conduisent pas à une suspension aqueuse acide qui provoque une décompositlon du carbonate et des mousses.
Souvent on couche sur la feuille de papier des produits et notam-ment du carbonate de calciu~. Une partie du papier couché peut aussl être recyclé en tête de la fabrication, avant la formation de la ~ 3 ~ 8 feuille ce qui nmène du carbonate dans In su~pen~ion avant la machine à
papler même si on a mis d'autres charges que du carbonate dans la su~pension. C'e6t pourquoi on préfère utili6er des agents de collage et de3 sy~tèmes retenteurs qui ne ~ondui6ent pa~ à une su6pen3ion acide, clest ce qu'on appelle le collage en milieu neutrQ.
L'article "papermaking additives", page~ 803 à 825, volume 16 de la 3ème éditlon du KIRR OT~MER ed John Wlley 1981, decrit en psges 811-812 des agent~ de collage de la famille des alkyls cétènes di~ères utllisables en mllieu neutre, mais ne précise pas le système rétenteur.
La demande de brevet japonais no. 61-194299 publiée le 8 août 1986 au nom de KYORITSU YUKI KOGYO parle d'un collage en milieu neutre. La charge est du carbonate de calcium, on ajoute du polychlorure d'alumi-nium et un agent de rétention à haut poids moléculaire.
Le brevet GB 2 015 614 décrlt des procédés de fabrication de papier et de carton dans le~quels on a~oute, dans la suspension avant la formatlon de la feuille, u~ polychlorosulfate baslque d'aluminium.
Mais soit on ne colle pas, soit on utillse de la collophane, et on sait que la collophane doit être utilisée en milleu acide, voir KIRK OTHMER
dé~à cité, page 810.
On a maintenant trouvé un procédé perfectionné de fabri-cation du papier,caractérisé en ce qu'on a~oute à la suspenslon conte-nant le~ fibres de cellulo6e, a~ant la formation de la feuille :
a) une charge minérale, b) un agent de collage, c) de l'amidon catlonique, et d) du polychlorure d'aluminium.
La suspension contenant les fibres de cellulose peut être de la pâte brute ou blanchie, ou un mélange de pate brute et de pâte blan-chie, ou une pate contenant déjà des additlfs.
La charge minérale peut etre un ou plusleurs produits quelconques, de préférence cholsis parmi l'argile, le carbonate de calcium, la 611ice, l'alumlne hydratée, le talc, le dioxyde de titane, etc...
Ce~ produits sont introduits sous forme finement dlvlsée ou sous forme de pate ou solutlon dans la suspension. On préfère utlll~er 12 carbonate de calcium. La quantlté de carbonate peut être quelconque, et souvent est au plus de 40 parties pour 100 partles de flbres de cellu-lose, et de préférence comprise entre 10 et 25. Cette quantlté ne tlent 13~ ~J7 ~ ~J
pas compte des ch~rges contenues d~ns le papier recycle en tete de la fabrication dalls la suspenslon.
Blen qu'on puisse utiliser tout agellt de collage, on préfère un agent qui s'utilise en milieu neutre.
Avantageusement, l'agent de collage peut être un mélange d'un ou plusieurs prodults choisis parmi les nlkyls cétènes dimères et leurs dérives, les phosphate~ fluorés, le6 anhydrides d'acides carboxyliques à chaIne gras~e, certains polyurethanes, des copolymères styrène anhydride maléIque.
On préfère utiliser les alkyls cétènes dlmères et les anhydrides d'acites carboxyliques. La quan~ité à utiliser est fonction des pro-priété~ recherchées du papler. Avantageusement, la qusntité est infé-J rieure à lO parties pour lOO parties de fibres de cellulose, et de préférence comprise entre 0,1 et 2 parties.
L'amidon cationique est un mélange d'un ou plusieurs produits commercialisés sous le nom générique d'a~idon cationique. Ces produits sont par exemple ceux décrits dans ~IRK OTHMER, 3ème édition, Vol. 21 page 503. La quantité est avantageusement lnférieure à 5 parties pour lOO pàrties de flbres de cellulose et de préférence inférieure à 2.
~e polychlorure d'aluminium dé81gne les prodults qu'on appelle habltuellement "polychlorure d'aluminium", "polychlorure basique ) d'aluminium", "polychlorosulfate basique d'aluminlum", et de préférence un ou plusieurs des prodults suivants :
l/ le sel de formule :
) Aln(OH)mC13n m (I) - dans laquelle n est quelconque, 3n-m est positif, m et n étant des nombres entiers positifs ; ledit sel pouvant contenir en outre un anion polyvalent Y choisi parmi les anlons des acldes sulfuriques, phosphorique, polyphosphorlque, silicique, chromique, carboxylique, et sulfoniques, le rapport molaire - étant de préférence compris entre Al 0,015 et 0,4.
2/ le sel de formule :
Aln(O~)mCl3n_m_2k(so4)k (II) 13 12 ~
dans la~uelle k, m et n sont des entiers posltifs, 3n > m ~ 2k, la basicité m/3n est comprise entre 0,3 et 0,7 et k/n ~ 0,01 à 0,3. Ce produit peut être préparé selon le procédé décrlt dan~ le bre~et US 3 929 666 ;
Aln(O~)mCl3n_m_2k(so4)k (II) 13 12 ~
dans la~uelle k, m et n sont des entiers posltifs, 3n > m ~ 2k, la basicité m/3n est comprise entre 0,3 et 0,7 et k/n ~ 0,01 à 0,3. Ce produit peut être préparé selon le procédé décrlt dan~ le bre~et US 3 929 666 ;
3/ le sel de formule :
~Aln(0~)3n-m-2pclm( 4)P~ (III) dans laquelle (3n-m-2p)/3n = 0,4 à 0,7 ; p = 0,04 à 0,25n ; m/p = 8 à
35 ; k, m, n et p sont des nombres entlers et z est au moins 1. Ce produit est décrit dans le brevet GB 2 128 977 ;
~Aln(0~)3n-m-2pclm( 4)P~ (III) dans laquelle (3n-m-2p)/3n = 0,4 à 0,7 ; p = 0,04 à 0,25n ; m/p = 8 à
35 ; k, m, n et p sont des nombres entlers et z est au moins 1. Ce produit est décrit dans le brevet GB 2 128 977 ;
4/ le chlorosulfate d'aluminium basique de formule :
..
AlnO~Im(S04)kcl3n_m-2k (IV) dans laquelle la basicité ou le rapport molaire 3 x 100 est compris entre 40 X environ et 65 % environ et en ce qu'll présente un rapport équlvalent Al/équivslent Cl compris entre 2,8 et 5, une masse molécu-laire apparente MA mesurée par diffusion de lumière classlque et des dlamètres hydrodynamiques apparents 0Z et 0W mesurés par dlffusion quasl-élastique de la lumlère de valeurs sulvantes :
MA o = 7000 - 35000 0Z (A) ~ 350 - 2500 0W (A) = 200 - 1200 . .
Ce produit est décrit dans le brevet fransais FR 2 584 699.
La quantlté de polychlorure d'aluminlum à utlliser exprlmée en A1203 est avantageusement inférieure à 0,5 parties pour 100 partles de fibres de cellulose et de préférence comprise entre 0,05 et 0,2 partles.
Les produits a à d sont ajoutés séparément ou en mélange, ou partlellement mélangés et dans un ordre quelconque. Cependant on préfère ajouter le polychlorure d'aluminium après- les autres. On préfère aussi que le polychlorure d'aluminium soit ajouté le plus près posslble de la caisse de tête. On ne qualifie pas l'amldon cationique et le polychlorure d'aluminlum de système rétenteur ; comme on l'a ~ 2~t~
indlque plus haut tous les pro~uit~i njoutés dans la suspension avant la formatlon de la feuille de papier aKissent ensemble. La présente lnventlon consiste à a~outer les produits a a d dans ln suspension et la demsnderesse à trouvé que l'utllisation con~ointe de ces prodults avait de nombreux avantages. La présente inventlon est particullèrement utlle pour la fabrication du papier collé en milleu neutre. Le procédé
de la présente inventlon permet de charger le papler en produits sensibles aux acides tels que le carbona~e de calcium.
Un autre avantage de l'inventlon est une bonne retentlon des charges et par conséquent une forte dlminutlon des matlères en suspen-sion dans les eaux obtenues lors de la formation de la feuille.
Un autre avantage de l'inventlon est une plus grande productivité
de la machine à papier et une mellleure cohésion interne. Tous ces avantages apparaItront dans les exemples.
On peut aussl a~outer dans la suspenslon de flbres de cellulose, avant la formation de la feullle et en plus des produits a à d, d'au-tres produits tels que des colorants, des agents de renforcement mécanique de la feuille.
Selon un autre mode de réallsation de l'lnventlon on peut a~outer en plus des produits a à d un ou plusleurs prodults choisis parml les polyacrylamldes, les poly(éthylenelmlnes), la carboxyméthylcellulose, les réslnes urée-formol, les réslnes mélamine-formol, les résines aminopolyamide-épichlorhydrine, les réslnes polyamide-éplchlorhydrine.
Avantageusement on utlllse ces prodults en plus de l'amldon cationlque et dans les mêmes quantités.
Les exemples sulvants lllustrent l'inventlon :
EXEMPLE l (non conforme à l'lnvention) Fabricatlon d'un papier pour lmpresslon et écriture destlné à être couché.
- Compositlon de la suspenslon aqueuse, avant la formation de la feuille, dite "composition en calsse de tete" :
Fibres = pate chimique blanchie 60 parties papier couché recyclé 20 parties Charges = CaCO3 20 parties Agents de collage = Alkyl cétène dimère 0,15 parties - Caractéristlque~ de fonctionnement de la machine :
1 3 ~ 3 8 Table plate, laize utlle 3,5 m ,rammage du papler : 180 g/m2 Nature du papier : support de couche, puls enduction à la presse d'amidon dextrinlflé ou enzymé ou oxydé.
- On a~oute de l'amidon cationlque (093 partie pour 100 partle~ de fibres) et 420 g/tonne de fibres de poly(éthylèneimine).
- On obtient une vlte~se de production de 207 m/mn, une rétention des charges de 77 %, une rétentlon totale de 92 ~.
Ls cohésion interne, mesurée par l'appareil dit "à pendule" est de 87. L'appareil à pendule utllisé est le INTERNAL BOND IMPACT TESTE~
MODEL B fourni par GCA/PRECISION SCIENTIFIC, 3737 W. Cortland street~
CHICAGO, US~.
i Le pH de la suspension lors de la formation de la feNille est 7,4.
Les matlères en suspension (MES) dans les eaux de retour clarl-flées sont 170 mg/l.
EXEMPLE 2 (conforme à l'invention) On opère comme dans l'exemple 1 mais au lieu du poly(éthylènei-mine) on a~oute un polychlorure d'aluminium de formule (II) à raison de 0,1 partie (exprimée en Al2O3) pour 100 parties de flbres de cellulose.
On obtient alors une vitesse de production de 221 m/mn, une ) rétentlon des charge~ de 86 %, une r~tention totale de 95,5 Z.
La cohésion interne devient 110, les MES dans les eaux de retour clarlfiées 100 mg/l et le pH dans la calsse de tête 7j3.
Malgré sa nature aclde, le polychlorure d'aluminium conserve le milieu aans la zone de pH compatible avec 1'emploi de carbonate de calcium. Il apporte un gain de rétention totale de 3,5 points et de rétention des charges de 9 points. La vitesse de la machine a pu etre augmentée de 7 %. La teneur en matières en suspension des eaux sous toile a nettement diminué. On note un gain de cohésion interne.
EXEMPLE 3 (non conforme à l'invention) - Composition en caisse de tete :
Fibres : pâte chimique blanchle : 69 parties pâte mécanique blanchie : 15 parties Charges : CaC03 : 16 parties Collage : Alkyl cétène dlmère : 0,10 parties - Caractéri~.tlques de fonctionnement de la mach1nc :
Double toile laize utile 2 J 7 m Grammage : 60 g/m2 Nature du papler : impres~ion Offset puis enduction d'amidon à la pre~se.
On a~oute de l'amidon catlonique 0,4 partie pour 100 parties de fibres et 400 gltonne de fibres de polyacrylamide de poids moléculaire supérieur à 107.
On obtient :
Une vitesse de machine : 502 m/mn Rétention totale : 55,1 %
Rétention des charges . 36,4 pH (dans la caisse de tête) : 7,6 EXEMPLE 4 (conforme à l'inventlon) On opère comme dans l'exemple 3, mai~ au lieu de polyacrylamide on utilise du polychlorure d'aluminium de formule (II) en proportion de 0,1 partie exprimée en A1203 pour 100 parties de fibres.
On obtient :
Vitesse machine : 528 m/mn Rétention totale : 57 %
) Rétention des charges : 40 Z
pa (dans la caisse de tête) : 7,6 EXEMPLE 5 (non conforme à l'invention) - Composition en caisse de tête :
Fibres : pâte chimique blanchie : 85 parties Charges : CaC03 : 15 parties Collage : Anhydride d'acide carboxylique à chaIne grasse 0,2 parties - Caractéristiques de fonctionnement de la ~achine :
Table plate laize utile : 2,6 ~
Grammage : 80 g/m2 Nature du papier : Reprographie Couchage par enduction d'amidon à la presse.
On ajoute de l'amidon cationique 0,3 partie pour 100 parties de fibres et du polyacrylamide 300 g/T de fibres. On obtient :
~27~g Vltesse machine : 495 m/mn Rétentl.on totale : 73,5 %
Rétention des charges : 42,5 %
pH (en calsse de tête): 7,8 EXEMPLE 6 (conforme à l'lnvention) On opère comme dans l'exemple 5 mais on introduit moin~ de polya-crylsmide, 100 g/T au lieu de 300 g/T, et on a~oute un polychlorure d'aluminium de formule (II) en proportion de O,l partie exprimée en Al203 pour 100 parties de fibres.
) On obtlent les résultat~ suivants :
Vitesse machine : 501 m/mn Rétention totale : 81 %
Rétention des charges : 48 Z
pH (en caisse de tête): 7,8 Dans l'ensemble du mémoire descriptif et des revendi-cations qui suivent, les "parties" auxquelles il est fait référence, sont exprimées en poids.
..
AlnO~Im(S04)kcl3n_m-2k (IV) dans laquelle la basicité ou le rapport molaire 3 x 100 est compris entre 40 X environ et 65 % environ et en ce qu'll présente un rapport équlvalent Al/équivslent Cl compris entre 2,8 et 5, une masse molécu-laire apparente MA mesurée par diffusion de lumière classlque et des dlamètres hydrodynamiques apparents 0Z et 0W mesurés par dlffusion quasl-élastique de la lumlère de valeurs sulvantes :
MA o = 7000 - 35000 0Z (A) ~ 350 - 2500 0W (A) = 200 - 1200 . .
Ce produit est décrit dans le brevet fransais FR 2 584 699.
La quantlté de polychlorure d'aluminlum à utlliser exprlmée en A1203 est avantageusement inférieure à 0,5 parties pour 100 partles de fibres de cellulose et de préférence comprise entre 0,05 et 0,2 partles.
Les produits a à d sont ajoutés séparément ou en mélange, ou partlellement mélangés et dans un ordre quelconque. Cependant on préfère ajouter le polychlorure d'aluminium après- les autres. On préfère aussi que le polychlorure d'aluminium soit ajouté le plus près posslble de la caisse de tête. On ne qualifie pas l'amldon cationique et le polychlorure d'aluminlum de système rétenteur ; comme on l'a ~ 2~t~
indlque plus haut tous les pro~uit~i njoutés dans la suspension avant la formatlon de la feuille de papier aKissent ensemble. La présente lnventlon consiste à a~outer les produits a a d dans ln suspension et la demsnderesse à trouvé que l'utllisation con~ointe de ces prodults avait de nombreux avantages. La présente inventlon est particullèrement utlle pour la fabrication du papier collé en milleu neutre. Le procédé
de la présente inventlon permet de charger le papler en produits sensibles aux acides tels que le carbona~e de calcium.
Un autre avantage de l'inventlon est une bonne retentlon des charges et par conséquent une forte dlminutlon des matlères en suspen-sion dans les eaux obtenues lors de la formation de la feuille.
Un autre avantage de l'inventlon est une plus grande productivité
de la machine à papier et une mellleure cohésion interne. Tous ces avantages apparaItront dans les exemples.
On peut aussl a~outer dans la suspenslon de flbres de cellulose, avant la formation de la feullle et en plus des produits a à d, d'au-tres produits tels que des colorants, des agents de renforcement mécanique de la feuille.
Selon un autre mode de réallsation de l'lnventlon on peut a~outer en plus des produits a à d un ou plusleurs prodults choisis parml les polyacrylamldes, les poly(éthylenelmlnes), la carboxyméthylcellulose, les réslnes urée-formol, les réslnes mélamine-formol, les résines aminopolyamide-épichlorhydrine, les réslnes polyamide-éplchlorhydrine.
Avantageusement on utlllse ces prodults en plus de l'amldon cationlque et dans les mêmes quantités.
Les exemples sulvants lllustrent l'inventlon :
EXEMPLE l (non conforme à l'lnvention) Fabricatlon d'un papier pour lmpresslon et écriture destlné à être couché.
- Compositlon de la suspenslon aqueuse, avant la formation de la feuille, dite "composition en calsse de tete" :
Fibres = pate chimique blanchie 60 parties papier couché recyclé 20 parties Charges = CaCO3 20 parties Agents de collage = Alkyl cétène dimère 0,15 parties - Caractéristlque~ de fonctionnement de la machine :
1 3 ~ 3 8 Table plate, laize utlle 3,5 m ,rammage du papler : 180 g/m2 Nature du papier : support de couche, puls enduction à la presse d'amidon dextrinlflé ou enzymé ou oxydé.
- On a~oute de l'amidon cationlque (093 partie pour 100 partle~ de fibres) et 420 g/tonne de fibres de poly(éthylèneimine).
- On obtient une vlte~se de production de 207 m/mn, une rétention des charges de 77 %, une rétentlon totale de 92 ~.
Ls cohésion interne, mesurée par l'appareil dit "à pendule" est de 87. L'appareil à pendule utllisé est le INTERNAL BOND IMPACT TESTE~
MODEL B fourni par GCA/PRECISION SCIENTIFIC, 3737 W. Cortland street~
CHICAGO, US~.
i Le pH de la suspension lors de la formation de la feNille est 7,4.
Les matlères en suspension (MES) dans les eaux de retour clarl-flées sont 170 mg/l.
EXEMPLE 2 (conforme à l'invention) On opère comme dans l'exemple 1 mais au lieu du poly(éthylènei-mine) on a~oute un polychlorure d'aluminium de formule (II) à raison de 0,1 partie (exprimée en Al2O3) pour 100 parties de flbres de cellulose.
On obtient alors une vitesse de production de 221 m/mn, une ) rétentlon des charge~ de 86 %, une r~tention totale de 95,5 Z.
La cohésion interne devient 110, les MES dans les eaux de retour clarlfiées 100 mg/l et le pH dans la calsse de tête 7j3.
Malgré sa nature aclde, le polychlorure d'aluminium conserve le milieu aans la zone de pH compatible avec 1'emploi de carbonate de calcium. Il apporte un gain de rétention totale de 3,5 points et de rétention des charges de 9 points. La vitesse de la machine a pu etre augmentée de 7 %. La teneur en matières en suspension des eaux sous toile a nettement diminué. On note un gain de cohésion interne.
EXEMPLE 3 (non conforme à l'invention) - Composition en caisse de tete :
Fibres : pâte chimique blanchle : 69 parties pâte mécanique blanchie : 15 parties Charges : CaC03 : 16 parties Collage : Alkyl cétène dlmère : 0,10 parties - Caractéri~.tlques de fonctionnement de la mach1nc :
Double toile laize utile 2 J 7 m Grammage : 60 g/m2 Nature du papler : impres~ion Offset puis enduction d'amidon à la pre~se.
On a~oute de l'amidon catlonique 0,4 partie pour 100 parties de fibres et 400 gltonne de fibres de polyacrylamide de poids moléculaire supérieur à 107.
On obtient :
Une vitesse de machine : 502 m/mn Rétention totale : 55,1 %
Rétention des charges . 36,4 pH (dans la caisse de tête) : 7,6 EXEMPLE 4 (conforme à l'inventlon) On opère comme dans l'exemple 3, mai~ au lieu de polyacrylamide on utilise du polychlorure d'aluminium de formule (II) en proportion de 0,1 partie exprimée en A1203 pour 100 parties de fibres.
On obtient :
Vitesse machine : 528 m/mn Rétention totale : 57 %
) Rétention des charges : 40 Z
pa (dans la caisse de tête) : 7,6 EXEMPLE 5 (non conforme à l'invention) - Composition en caisse de tête :
Fibres : pâte chimique blanchie : 85 parties Charges : CaC03 : 15 parties Collage : Anhydride d'acide carboxylique à chaIne grasse 0,2 parties - Caractéristiques de fonctionnement de la ~achine :
Table plate laize utile : 2,6 ~
Grammage : 80 g/m2 Nature du papier : Reprographie Couchage par enduction d'amidon à la presse.
On ajoute de l'amidon cationique 0,3 partie pour 100 parties de fibres et du polyacrylamide 300 g/T de fibres. On obtient :
~27~g Vltesse machine : 495 m/mn Rétentl.on totale : 73,5 %
Rétention des charges : 42,5 %
pH (en calsse de tête): 7,8 EXEMPLE 6 (conforme à l'lnvention) On opère comme dans l'exemple 5 mais on introduit moin~ de polya-crylsmide, 100 g/T au lieu de 300 g/T, et on a~oute un polychlorure d'aluminium de formule (II) en proportion de O,l partie exprimée en Al203 pour 100 parties de fibres.
) On obtlent les résultat~ suivants :
Vitesse machine : 501 m/mn Rétention totale : 81 %
Rétention des charges : 48 Z
pH (en caisse de tête): 7,8 Dans l'ensemble du mémoire descriptif et des revendi-cations qui suivent, les "parties" auxquelles il est fait référence, sont exprimées en poids.
Claims (13)
1. Procédé perfectionne de fabrication du papier, caractérisé en ce qu'on ajoute à la suspension contenant les fibres de cellulose, avant la formation de la feuille:
a) une charge minérale;
b) un agent de collage parmi les alkyls cétènes dimères et leurs dérivés, les phosphates fluorés, les anhydrides d'acides carboxyliques à chaîne grasse, des polyuréthanes et des copo-lymères styrène anhydride maléïque;
c) de l'amidon cationique, et d) un polychlorosulfate basique d'aluminium.
a) une charge minérale;
b) un agent de collage parmi les alkyls cétènes dimères et leurs dérivés, les phosphates fluorés, les anhydrides d'acides carboxyliques à chaîne grasse, des polyuréthanes et des copo-lymères styrène anhydride maléïque;
c) de l'amidon cationique, et d) un polychlorosulfate basique d'aluminium.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que a est du carbonate de calcium.
en ce que a est du carbonate de calcium.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la quantité de a est inférieure à 40 parties en poids pour 100 parties en poids de fibres de cellulose.
4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérise en ce que la quantité de a est comprise entre 10 et 25 parties en poids pour 100 parties en poids de fibres de cellulose.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que b est choisi parmi les alkyl cétènes dimères et les anhydrides d'acides carboxyliques.
en ce que b est choisi parmi les alkyl cétènes dimères et les anhydrides d'acides carboxyliques.
6. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 5, caractérisé en ce que la quantité de b est inférieure à 10 parties en poids pour 100 parties en poids de fibres de cellulose.
7. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 5, caractérisé en ce que la quantité de b est comprise entre 0,1 et 2 parties en poids pour 100 parties en poids de fibre de cellulose.
8. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 5, caractérisé en ce que la quantité de c est inférieure à 5 parties en poids pour 100 parties en poids de fibres de cellulose.
9. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 5, caractérisé en ce que la quantité de c est inférieure à 2 parties en poids pour 100 parties en poids de fibres de cellulose.
10. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 5, caractérisé en ce que la quantité de d exprimée en A12O3 est inférieure à 0,5 parties en poids pour 100 parties en poids de fibres de cellulose.
11. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 5, caractérisé en ce que la quantité de d exprimée en A12O3 est comprise entre 0,05 et 0,2 partie en poids pour 100 parties en poids de fibre de cellulose.
12. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 5, caractérisé en ce que les produits a à d sont complétés par au moins un produit choisi dans le groupe constitué par les polyacrylamides, les poly(éthylèneimine), la carboxyméthyl-cellulose, les résines urée-formol, les résines mélamine-formol, les résines aminopolyamide-épichlorhydrine et les résines polyamide-épichlorhydrine.
13. Procédé perfectionné de fabrication du papier, caractérisé en ce que l'on ajoute à la suspension contenant les fibres de cellulose, avant la formation de la feuille:
a) de 10 à 25 parties en poids de carbonate, de calcium pour 100 parties en poids de fibres de cellulose;
b) de 0,1 à 2 parties en poids d'un agent de collage choisi parmi les alkyl cétènes dimères et les anhydrides d'acides carboxyliques, pour 100 parties en poids de fibres de cellulose;
c) moins de 2 parties en poids d'amidon cationique pour 100 parties en poids de fibres de cellulose; et d) de 0,05 à 0,2 partie en poids, exprimée en A12O3, de polychlorosulfate basique d'aluminium pour 100 parties en poids de fibres de cellulose.
. 11 ?
a) de 10 à 25 parties en poids de carbonate, de calcium pour 100 parties en poids de fibres de cellulose;
b) de 0,1 à 2 parties en poids d'un agent de collage choisi parmi les alkyl cétènes dimères et les anhydrides d'acides carboxyliques, pour 100 parties en poids de fibres de cellulose;
c) moins de 2 parties en poids d'amidon cationique pour 100 parties en poids de fibres de cellulose; et d) de 0,05 à 0,2 partie en poids, exprimée en A12O3, de polychlorosulfate basique d'aluminium pour 100 parties en poids de fibres de cellulose.
. 11 ?
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