CA1324704C - Procede de fabrication du papier d'emballage et du carton - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de fabrication du papier d'emballage et du carton dans lequel on ajoute à la suspension contenant les fibres de cellulose, avant la formation de la feuille, (a) entre 0,5 et 5 parties d'amidon cationique pour 100 parties de fibres, (b) du polychlorure d'aluminium et éventuellement (c) un agent de collage. Ce procédé permet d'obtenir des produits ayant de bonnes propriétés mécaniques. Ce procédé permet également de diminuer les matières en suspension dans les eaux recueillies sous la toile filtrante lors de la formation de la feuille et d'obtenir une plus grande productivité de la machine à papier et une meilleure cohésion interne.
Description
' . ' 132~704 ~
PROCEDE DE FABRICATION DU PAPIER D'EMBALLAGE_ET DU CARTON
La présente lnventlon concerne un procédé de fabrlcatlon du papler et plus partlculièrement le papler d'emballage et le carton. -.
La pâte à papier brute constituée es~entiellement de flbres de cellulose est mise sous forme d'une suspension aqueuse dlluée qul est amenée dans la caisse de tête de la machlne à papier d'où elle est dlstribuée sur une tolle flltrante sur laquelle se forme la feullle de papler. Cette feullle est ensulte essorée puls séchée. Les qualltés et les proprlétés du papier obtenues sont déterminées notamment par les ;:
conditions de marche te la machine à papier, la pâte brute, les diffé-rents sdditifs qu'on a~oute dans la suspenslon avant la formation de la feullle et aussi les produits qu'on couche sur la feullle de papler -~
après la tolle flltrante. ., La présente lnventlon concerne plus spéclalement les prodults qu'on a~oute avant la formation de la feullle. ." -,:-La prlnclpale quallté recherchée pour l'emballage est la solldlté, 11 peut aussi être Intéressant de rendre le papier résistant à l'huml-dité. Les flbres de cellulose provlennent de pate à papler brute mals souvent de papiers ou cartons recyclés, parfols mélang~s avec de la , ~:
pâte brute.
Le brevet anglais GB 2 015 614 décrlt un procédé de fabrication du papier d'omballago et des cannelures du carton dans lequel on aJoute à . ~:
la su~pension de fibres, avant la calsse de tête, de l'amldon catlonl- ~
que et un polychlorosulfate baslque d'aluminlum, ou du sulfate d'alumi-nlum. La quantlté d'amidon catlonlque ne dépasse pas 0,4 Z du poids de flbres de cellulose. On sait que l'amidon catlonlque contrlbue à la --réslstance mécanique du papler et 11 seralt utile de pouvoir en mettre beaucoup plus de 0,4 Z dans la suspension et surtout de retenir cet amidon dans la feuille formée. Or l'amidon est très hydrophile et si on dépasse une quantlté de 0,5 Z on ne peut plus former la feullle de . ~
papler sur la tolle flltrante sinon en réduisant fortement la producti- -vité de la machine à papier. Selon la présente invention, on a trouvé
un nouveau procédé qul permet d'utillser des quantltés d'a~ldon supé-rleures à 0,5 Z dans la calsse de téte de la machlne à papler.
La présente lnventlon est un procédé de fabricatlon du papler d'emballageet du carton caract~rise à ce ~u'on ajoute s~par~ment à la suspension ~ , . . .
'.
~3247 04 contenant les fibres de cellulose avant la formation de la feuille ~
a) plus de 0,5 partie dlamidon cationique pour 100 partie~ de -fibres de cellulose, - -b) du polychlorure d'aluminium La suspension contenant les fibres de cellulose peut être de la pate brute ou blanchie, ou un mélange de pate brute et de pâte blan- -chie. Très souvent on a~oute des papiers et des cartons usagés au mélange précédent.
L'amidon cationlque est un mélange d'un ou plusleurs produits commercisllsés sous le nom générique d'smidon catlonique. Ces produits ..
sont par exemple ceux décrlts dans ~IRK OT~MER, 3ème édltion, Vol. 21 ~.
page 503. Ls quantlté est avantageusement comprise entre 0,5 et 5 :
partles pour 100 partles de flbres ~de cellulose, et de préférence comprlse entre 0,7 et 2.
Le polychlorure d'al~nium déslgne les produits qu'on appelle habltuellement "polychlorure d'aluminium", "polychlorure baslque d'aluminium", "polychlorosulfate basique tialuminlum" et de préférence un ou plusleurs prodults suivants ~
l/ le sel de formule : :~;
n( )m 3n-m (I) . ~
' ' ,.'..:
dans laquelle n est quelconquo, 3n-~ est posltlf, m ot n étant des no~bres cntlers posltifs ; ledit sel pouvant contenir en .outre un anion polyvalent Y cholsl parmi les anlons des acldes sulfurlques, phosphoriques, polyphosphoriques, slllclques, chromique, carbo~yliques et sulfoniques, le rapport molaire Y étant de pr~férence compris Al entre 0,015 et 0,4. .
PROCEDE DE FABRICATION DU PAPIER D'EMBALLAGE_ET DU CARTON
La présente lnventlon concerne un procédé de fabrlcatlon du papler et plus partlculièrement le papler d'emballage et le carton. -.
La pâte à papier brute constituée es~entiellement de flbres de cellulose est mise sous forme d'une suspension aqueuse dlluée qul est amenée dans la caisse de tête de la machlne à papier d'où elle est dlstribuée sur une tolle flltrante sur laquelle se forme la feullle de papler. Cette feullle est ensulte essorée puls séchée. Les qualltés et les proprlétés du papier obtenues sont déterminées notamment par les ;:
conditions de marche te la machine à papier, la pâte brute, les diffé-rents sdditifs qu'on a~oute dans la suspenslon avant la formation de la feullle et aussi les produits qu'on couche sur la feullle de papler -~
après la tolle flltrante. ., La présente lnventlon concerne plus spéclalement les prodults qu'on a~oute avant la formation de la feullle. ." -,:-La prlnclpale quallté recherchée pour l'emballage est la solldlté, 11 peut aussi être Intéressant de rendre le papier résistant à l'huml-dité. Les flbres de cellulose provlennent de pate à papler brute mals souvent de papiers ou cartons recyclés, parfols mélang~s avec de la , ~:
pâte brute.
Le brevet anglais GB 2 015 614 décrlt un procédé de fabrication du papier d'omballago et des cannelures du carton dans lequel on aJoute à . ~:
la su~pension de fibres, avant la calsse de tête, de l'amldon catlonl- ~
que et un polychlorosulfate baslque d'aluminlum, ou du sulfate d'alumi-nlum. La quantlté d'amidon catlonlque ne dépasse pas 0,4 Z du poids de flbres de cellulose. On sait que l'amidon catlonlque contrlbue à la --réslstance mécanique du papler et 11 seralt utile de pouvoir en mettre beaucoup plus de 0,4 Z dans la suspension et surtout de retenir cet amidon dans la feuille formée. Or l'amidon est très hydrophile et si on dépasse une quantlté de 0,5 Z on ne peut plus former la feullle de . ~
papler sur la tolle flltrante sinon en réduisant fortement la producti- -vité de la machine à papier. Selon la présente invention, on a trouvé
un nouveau procédé qul permet d'utillser des quantltés d'a~ldon supé-rleures à 0,5 Z dans la calsse de téte de la machlne à papler.
La présente lnventlon est un procédé de fabricatlon du papler d'emballageet du carton caract~rise à ce ~u'on ajoute s~par~ment à la suspension ~ , . . .
'.
~3247 04 contenant les fibres de cellulose avant la formation de la feuille ~
a) plus de 0,5 partie dlamidon cationique pour 100 partie~ de -fibres de cellulose, - -b) du polychlorure d'aluminium La suspension contenant les fibres de cellulose peut être de la pate brute ou blanchie, ou un mélange de pate brute et de pâte blan- -chie. Très souvent on a~oute des papiers et des cartons usagés au mélange précédent.
L'amidon cationlque est un mélange d'un ou plusleurs produits commercisllsés sous le nom générique d'smidon catlonique. Ces produits ..
sont par exemple ceux décrlts dans ~IRK OT~MER, 3ème édltion, Vol. 21 ~.
page 503. Ls quantlté est avantageusement comprise entre 0,5 et 5 :
partles pour 100 partles de flbres ~de cellulose, et de préférence comprlse entre 0,7 et 2.
Le polychlorure d'al~nium déslgne les produits qu'on appelle habltuellement "polychlorure d'aluminium", "polychlorure baslque d'aluminium", "polychlorosulfate basique tialuminlum" et de préférence un ou plusleurs prodults suivants ~
l/ le sel de formule : :~;
n( )m 3n-m (I) . ~
' ' ,.'..:
dans laquelle n est quelconquo, 3n-~ est posltlf, m ot n étant des no~bres cntlers posltifs ; ledit sel pouvant contenir en .outre un anion polyvalent Y cholsl parmi les anlons des acldes sulfurlques, phosphoriques, polyphosphoriques, slllclques, chromique, carbo~yliques et sulfoniques, le rapport molaire Y étant de pr~férence compris Al entre 0,015 et 0,4. .
2/ le sel de formule :
Aln(OH~mCl3n_m_2k(S04)k (II) daos laquelle k, m et n soot des entlers positifs, 3n > m + 2k, la baslclté m/3n est comprlse entre 0.,3 et 0,7 et k/n 8 0~Ol à 0,3. Ce prodult peut être préparé selon le procédé décrit daDs le brevet -~
US 3 929 666;
Aln(OH~mCl3n_m_2k(S04)k (II) daos laquelle k, m et n soot des entlers positifs, 3n > m + 2k, la baslclté m/3n est comprlse entre 0.,3 et 0,7 et k/n 8 0~Ol à 0,3. Ce prodult peut être préparé selon le procédé décrit daDs le brevet -~
US 3 929 666;
3/ le sel de formule :
'::
'''',~
- 132~704 ~
[ ln(H)3n_m_2pClm(S4)p] z (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 entiers et 2 est au molns 1. Ce ~ -prodult est décrit dans le brevet GB 2 128 977 ;
'::
'''',~
- 132~704 ~
[ ln(H)3n_m_2pClm(S4)p] z (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 entiers et 2 est au molns 1. Ce ~ -prodult est décrit dans le brevet GB 2 128 977 ;
4/ le chlorosulfate d'aluminium basique de formule : : ~
AlnOHm(sO4)kcl3n-~-2k (IV) ~ ` ;
" '.', '' .' dans laquelle la baslclté ou le rapport molalre m3 x l00 est comprls entre 40 Z environ et 65 X environ et en ce qu'll présente un rapport équl~alent Al/éqùlvalent Cl comprls entre 2,8 et 5, une ~asse molécu- ~-lalre apparente ~A mesurée par diffusion de lumière classlque et des diamètres hydrotynamiques apparents 0Z et 0W megurés par diffuslon quasl-élastlque de la lumière de valeurs sulvantes MA ~ 7000 _ 35000:
O : .
~Z (A) 350 - 2500 A.,','`'.,,.',.
0W (A) ~ 200 - l200 Ce prodult est técrlt daDs le brevet francsls PR 2 584 699.
La quantlté de polychlorure t'aluminlum exprimée en A12O3 à
utlliser est avantageusement lnférleure à l partle pour l00 partles de flbres de cellulose et de pr~férence comprlse entre 0,02 et 0,3 partle~.
Blen qu'on pulsse a~outer les produits a et b dans un ordre quelconque et à n'importe quel endroit avant la caisse de tête de la macbine à papler, on préfère a~outer le polycblorure d'aluminlum après l'smidon cationique. On préfère aussl que le polychlorure d'aluminlum ~oit a~outé le plus près possible de la caisse de tête.
On peut aussi a~outer dans la suspension de fibres de cellulose avant la formation de la feullle et en plus des produits a et b, t'autres produits tels que des colorants.
Selon un autre mode de réali~ation de l'invention, on peut a~outer en plus de l'amidon cationique un ou plusieurs produ-its choisls parmi les polyacrylamides, les polyéthylèneimines, la carboxyméthylcellulose, les réslnes urée-formol, les réslnes mélamine-formol, les réslnes '.' `, ',.:` ',' ., :, .
: ~ `` :.
- ,:
~:~`
132470~ ~
amlnopolyamlde-épichlorhydrine, les résines polyam~de-épichlorhydrine.
Avantageusement on util~se ces produits en plus de l'amidon catlonique et dans les mêmes quantités.
On peut aussi aelon un autre mode de réalisation de l'invention, en plus des produits a et b ou en plus des produits qu'on a~oute avec l'amidon cationique tels que les polyacrylamides et autres précédemment cités, a~outer un agent de collage pour rendre le papier un peu hydro-phobe lul permettant de résister à l'humidité.
Bien que tout sgent de collage convienne, avantageusement on utilise de la collophane ou un mélange d'un ou plus1eurs produits choisis par~i les slkyls cétènes timères et leurs dérivés, les phospha-tes fluorés, les anhydrides d'acides carboxyliques à chaIne grasse, certains polyuréthanes, des copolymères styrène/anhydride maléique.
On préfère utiliser les alkyls cétènes dlmères et les anhydrides d'acidcs carbosyl1ques. ~a quantlté à utiliser est fonction des pro-priétés recherchées du papier ou du carton. Avantageusement la quantité
est iDférieure à 10 partles pour 100 parties de fibres de cellulose et de préférence comprise entre 0,1 et 2 parties.
De préférence l'agent de collage est a~outé avant le polychlorure d'alumlnium.
On peut aussi aJouter dans la suspenslon, avant la formation de la feuille; des additifs usuels tels que colorants, etc...
U~ autre avantage de l'lnventlon, ~n plus deu bonnos propriétés m~caDlquo~ obte~uos, est une forte tlmlnutlon des ~atières en suspen-do~ dans le8 eau~ recueillies sous la tolle flltrante lors de la foroat~on de la feuille.
Un autre avantage de l'lnventlon est une plus grande productivité
de la ~achine ~ papier et une mellleure cohésion lnterne; Tous ces avantage~ appara~tront aans les exemples. Les exemples suivants illu8 trent l'lnventlon.
~ ' ', .
EXEHPLE I (non conforme à l'invention) - Co~posltion en caisse de tête 100 Z vieux papiers Agent de collage : Alkyl cétène di~ère 0,15 parties - Caractérlstiques de fonctionnement de la machlne à papier :
Table plate lalze utlle : 2,6 m "','' A
i32 47 0 4 :~
~ `
Gram~age : 190 g/m2 Nature du papier : couverture pour carton ondulé ~:
Traitement après formatlon de la feuille : pulvérisation ~
d'amidon natif en surface. -:
On a~oute de l'amidon cationique, 1,4 parties pour 100 parties de fibres.
Vitesse machine : 163 m/mn ~étentioo totale : 79 %
Indlce t'éclatement Mullen : 2,75 (selon la norme afnor N~ Q 03053) p~ (en caisse de tête) : 7,2 ( EX~MPLE 2 (conforme à l'lnvention) On opère comme dans l'exemple 1 mals on a~oute en plus, avant la calsse de tête, un polychlorure d'aluminlum en proportlon de 0,15 partles exprlmé en Al2O3 pour 100 partles de fibres de cellulose.
On obtlent :
Vltesse machlne : 200 ~/mn Kétentlon totale : 85 Z ; :
Mulle~ : 3,09 :~
p~ (en caisse de tête) : 7,2 _ E~eMPlE 3 ~Confor~e à l'lnventlon) -r.,4~p~ 0~ opere comme dans l'exemple 2 mals en a~outant 0,16 partle de . -:
polgchlorure d'alu~lnium com~e dans l'exemple 2 pour 100 partles de flbre~ de cellulose, on obtlent :
Vltesse achine : 220 ~/mn Rétention totale : 85 %
Mullen : 2,96 p~ (en calsse de tête) : 7,2 .
Dans l'ensemble du mémoir descriptif et des revendi- ;
cations, les ~partiesa auxquelles il est fait référence ;~
sont exprimées en poids. ~ ~
'. , .
' " ' '' . ", ' , ''''"-',' :'"
"'"'~
':. "''"~',',,,
AlnOHm(sO4)kcl3n-~-2k (IV) ~ ` ;
" '.', '' .' dans laquelle la baslclté ou le rapport molalre m3 x l00 est comprls entre 40 Z environ et 65 X environ et en ce qu'll présente un rapport équl~alent Al/éqùlvalent Cl comprls entre 2,8 et 5, une ~asse molécu- ~-lalre apparente ~A mesurée par diffusion de lumière classlque et des diamètres hydrotynamiques apparents 0Z et 0W megurés par diffuslon quasl-élastlque de la lumière de valeurs sulvantes MA ~ 7000 _ 35000:
O : .
~Z (A) 350 - 2500 A.,','`'.,,.',.
0W (A) ~ 200 - l200 Ce prodult est técrlt daDs le brevet francsls PR 2 584 699.
La quantlté de polychlorure t'aluminlum exprimée en A12O3 à
utlliser est avantageusement lnférleure à l partle pour l00 partles de flbres de cellulose et de pr~férence comprlse entre 0,02 et 0,3 partle~.
Blen qu'on pulsse a~outer les produits a et b dans un ordre quelconque et à n'importe quel endroit avant la caisse de tête de la macbine à papler, on préfère a~outer le polycblorure d'aluminlum après l'smidon cationique. On préfère aussl que le polychlorure d'aluminlum ~oit a~outé le plus près possible de la caisse de tête.
On peut aussi a~outer dans la suspension de fibres de cellulose avant la formation de la feullle et en plus des produits a et b, t'autres produits tels que des colorants.
Selon un autre mode de réali~ation de l'invention, on peut a~outer en plus de l'amidon cationique un ou plusieurs produ-its choisls parmi les polyacrylamides, les polyéthylèneimines, la carboxyméthylcellulose, les réslnes urée-formol, les réslnes mélamine-formol, les réslnes '.' `, ',.:` ',' ., :, .
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132470~ ~
amlnopolyamlde-épichlorhydrine, les résines polyam~de-épichlorhydrine.
Avantageusement on util~se ces produits en plus de l'amidon catlonique et dans les mêmes quantités.
On peut aussi aelon un autre mode de réalisation de l'invention, en plus des produits a et b ou en plus des produits qu'on a~oute avec l'amidon cationique tels que les polyacrylamides et autres précédemment cités, a~outer un agent de collage pour rendre le papier un peu hydro-phobe lul permettant de résister à l'humidité.
Bien que tout sgent de collage convienne, avantageusement on utilise de la collophane ou un mélange d'un ou plus1eurs produits choisis par~i les slkyls cétènes timères et leurs dérivés, les phospha-tes fluorés, les anhydrides d'acides carboxyliques à chaIne grasse, certains polyuréthanes, des copolymères styrène/anhydride maléique.
On préfère utiliser les alkyls cétènes dlmères et les anhydrides d'acidcs carbosyl1ques. ~a quantlté à utiliser est fonction des pro-priétés recherchées du papier ou du carton. Avantageusement la quantité
est iDférieure à 10 partles pour 100 parties de fibres de cellulose et de préférence comprise entre 0,1 et 2 parties.
De préférence l'agent de collage est a~outé avant le polychlorure d'alumlnium.
On peut aussi aJouter dans la suspenslon, avant la formation de la feuille; des additifs usuels tels que colorants, etc...
U~ autre avantage de l'lnventlon, ~n plus deu bonnos propriétés m~caDlquo~ obte~uos, est une forte tlmlnutlon des ~atières en suspen-do~ dans le8 eau~ recueillies sous la tolle flltrante lors de la foroat~on de la feuille.
Un autre avantage de l'lnventlon est une plus grande productivité
de la ~achine ~ papier et une mellleure cohésion lnterne; Tous ces avantage~ appara~tront aans les exemples. Les exemples suivants illu8 trent l'lnventlon.
~ ' ', .
EXEHPLE I (non conforme à l'invention) - Co~posltion en caisse de tête 100 Z vieux papiers Agent de collage : Alkyl cétène di~ère 0,15 parties - Caractérlstiques de fonctionnement de la machlne à papier :
Table plate lalze utlle : 2,6 m "','' A
i32 47 0 4 :~
~ `
Gram~age : 190 g/m2 Nature du papier : couverture pour carton ondulé ~:
Traitement après formatlon de la feuille : pulvérisation ~
d'amidon natif en surface. -:
On a~oute de l'amidon cationique, 1,4 parties pour 100 parties de fibres.
Vitesse machine : 163 m/mn ~étentioo totale : 79 %
Indlce t'éclatement Mullen : 2,75 (selon la norme afnor N~ Q 03053) p~ (en caisse de tête) : 7,2 ( EX~MPLE 2 (conforme à l'lnvention) On opère comme dans l'exemple 1 mals on a~oute en plus, avant la calsse de tête, un polychlorure d'aluminlum en proportlon de 0,15 partles exprlmé en Al2O3 pour 100 partles de fibres de cellulose.
On obtlent :
Vltesse machlne : 200 ~/mn Kétentlon totale : 85 Z ; :
Mulle~ : 3,09 :~
p~ (en caisse de tête) : 7,2 _ E~eMPlE 3 ~Confor~e à l'lnventlon) -r.,4~p~ 0~ opere comme dans l'exemple 2 mals en a~outant 0,16 partle de . -:
polgchlorure d'alu~lnium com~e dans l'exemple 2 pour 100 partles de flbre~ de cellulose, on obtlent :
Vltesse achine : 220 ~/mn Rétention totale : 85 %
Mullen : 2,96 p~ (en calsse de tête) : 7,2 .
Dans l'ensemble du mémoir descriptif et des revendi- ;
cations, les ~partiesa auxquelles il est fait référence ;~
sont exprimées en poids. ~ ~
'. , .
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"'"'~
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Claims (11)
1. Procédé de fabrication du papier d'emballage et du carton caractérisé en ce qu'on ajoute séparément à la suspension contenant les fibres de cellulose avant formation de la feuille:
a) plus de 0,5 partie en poids d'amidon cationique pour 100 parties de fibres de cellulose; et b) du polychlorure d'aluminium.
a) plus de 0,5 partie en poids d'amidon cationique pour 100 parties de fibres de cellulose; et b) du polychlorure d'aluminium.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce qu'on ajoute, en plus de a et b, un agent de collage.
en ce qu'on ajoute, en plus de a et b, un agent de collage.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que b est un polychlorosulfate basique d'aluminium.
en ce que b est un polychlorosulfate basique d'aluminium.
4. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la quantité de a est comprise entre 0,5 et 5 parties en poids pour 100 parties de fibres de cellulose.
5. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la quantité de a est comprise entre 0,7 et 2 parties en poids pour 100 parties de fibres de cellulose.
6. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la quantité de b exprimée en Al2O3 est inférieure à 1 partie pour 100 parties de fibres de cellulose.
7. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que la quantité de b exprimée en Al2O3 est comprise entre 0,02 et 0,3 partie en poids par 100 parties de fibres de cellulose.
8. Procédé selon la revendication 2, caractérisé
en ce que l'agent de collage est choisi parmi les alkyls cétènes dimères et les anhydrides d'acides carboxyliques.
en ce que l'agent de collage est choisi parmi les alkyls cétènes dimères et les anhydrides d'acides carboxyliques.
9. Procédé selon la revendication 2 ou 8, carac-térisé en ce que la quantité d'agent de collage est inférieure à 10 parties en poids pour 100 parties de fibres de cellulose.
10. Procédé selon la revendication 2 ou 8, carac-térisé en ce que la quantité d'agent de collage est comprise entre 0,1 et 2 partie pour 100 parties de fibres de cellulose.
11. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'on ajoute, en plus de a et b ou en plus de a et b et de l'agent de collage, au moins un produit choisi dans le groupe constitué par les polyacrylamides, les polyéthylèneimines, la carboxyméthylcellulose, les résines urée-formol, les résines mélamine-formol, les résines aminopolyamide-épichorhydrine et les résines polyamide-épichlorhydrine.
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