FR2785303A1 - Papermaking process uses an additive of at least one humic material or its derivative at the wet stage to increase mechanical properties and raise the machine production speeds - Google Patents

Papermaking process uses an additive of at least one humic material or its derivative at the wet stage to increase mechanical properties and raise the machine production speeds Download PDF

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    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20Macromolecular organic compounds
    • D21H17/21Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof

Abstract

To improve the quality of paper during its production a volume of at least one humic material or its derivative is added to the paper at the wet stage of the papermaking machine or to the pulp. The additive is fed into the wet pulp at a rate of 0.005 - 6.00 (2-1.0)% of dry additive in relation to the dry paper material. The additive is fed into the wet pulp at the wet section of the papermaking machine before the web has dried by 45% (particularly 5%). The humic material is derived from composting and particularly of peat or reoxidized coal. The additive can also be potassium humate.

Description

PROCEDE PERFECTIONNE DE FABRICATION DE PAPIER
L'invention a pour objet un procédé perfectionné de fabrication de papier.
IMPROVED PAPERMAKING PROCESS
The invention relates to an improved process for manufacturing paper.

Au sens de la présente invention, on entend par le terme de"papier"tout type de produit obtenu par la mise en oeuvre d'une technique papetière mais qui, en réalité, peut tre apparentée aussi bien aux papiers et aux cartons qu'aux produits non tissés, aux feutres, aux voiles, etc. Ce terme de"papier"désigne donc dans ce qui suit toute feuille non seulement à base de fibres cellulosiques, matière première la plus fréquemment utilisée dans l'industrie du papier et du carton, mais également à base de fibres synthétiques telles que les fibres de polyamides, de polyesters et de résines polyacryliques, et de fibres minérales telles que les fibres d'amiante, de céramique et de verre. For the purposes of the present invention, the term "paper" means any type of product obtained by the use of a paper technique but which, in reality, can be related to both paper and cardboard as non-woven products, felts, sails, etc. This term "paper" therefore denotes in the following any sheet not only based on cellulosic fibers, the raw material most frequently used in the paper and cardboard industry, but also based on synthetic fibers such as polyamides, polyesters and polyacrylic resins, and mineral fibers such as asbestos, ceramic and glass fibers.

La fabrication du papier, quel que soit le type de machine utilisée, est toujours basée sur le mme principe : un mélange de fibres et d'eau est conduit sur une toile (toile de Fourdrinier) de telle sorte que l'eau s'écoule à travers la toile et qu'un voile humide soit retenu. Ce voile est ensuite soumis à des traitements sous vide et sous pression (dans des presses), de façon à retirer davantage d'eau, puis il est finalement séché par passage sur des cylindres sécheurs chauffés à la vapeur. The production of paper, whatever the type of machine used, is always based on the same principle: a mixture of fibers and water is conducted on a canvas (Fourdrinier canvas) so that the water flows through the canvas and a damp veil is retained. This veil is then subjected to treatments under vacuum and under pressure (in presses), so as to remove more water, then it is finally dried by passage over drying cylinders heated with steam.

Les procédés conventionnels de fabrication de papier comprennent tout d'abord une étape de préparation de la pâte. Conventional papermaking processes first include a step of preparing the pulp.

Les fibres sont ainsi mélangées avec de l'eau dans un pulpeur pour former une pâte épaisse. Ensuite les additifs, dont notamment les charges, tant minérales qu'organiques, et les agents de rétention, tels que les amidons, sont ajoutés dans des proportions bien définies dans le pulpeur. La suspension ainsi constituée de fibres, d'additifs et d'eau est ensuite traitée afin d'obtenir la qualité requise : la suspension est raffinée, stockée dans des cuves de mélange, passée à travers des cyclones et des tamis pour enlever les impuretés les plus grosses. A la fin de cette étape de préparation, la suspension contient approximativement 99% d'eau et 1 % de pulpe et d'additifs, ce qui constitue la pâte raffinée.The fibers are thus mixed with water in a pulper to form a thick pulp. Then the additives, in particular the fillers, both mineral and organic, and the retention agents, such as starches, are added in well defined proportions in the pulper. The suspension thus made up of fibers, additives and water is then treated in order to obtain the required quality: the suspension is refined, stored in mixing tanks, passed through cyclones and sieves to remove the impurities bigger. At the end of this preparation stage, the suspension contains approximately 99% water and 1% pulp and additives, which constitutes the refined paste.

L'étape suivante, c'est-à-dire l'étape de formation de la feuille, consiste à enlever 1'eau de la suspension ainsi préparée, de façon à former une feuille de papier uniforme avec des caractéristiques bien définies (grammage, opacité, porosité, résistance mécanique, blancheur, imprimabilité, etc...). La suppression de 1'eau sur une machine du type Fourdrinier est effectuée sur trois sections successives : une section de formage, une section de presse et une section de séchage. The next step, that is to say the step of forming the sheet, consists in removing the water from the suspension thus prepared, so as to form a uniform sheet of paper with well defined characteristics (grammage, opacity, porosity, mechanical resistance, whiteness, printability, etc.). The removal of water on a Fourdrinier type machine is carried out on three successive sections: a forming section, a press section and a drying section.

Dans la section de formage, 1'eau est enlevée par égouttage à travers une toile. Sur la caisse de tte, la pâte raffinée est amenée et dosée à travers la fente de la caisse de tte sur une toile sans fin où la majorité de 1'eau s'égoutte, à la fois naturellement et à l'aide de caisses de succion. Quand la consistance atteint environ 5 %, l'eau cesse de s'égoutter et doit tre retirée dans la section suivante de presse. La feuille ou le voile humide passe ainsi à travers plusieurs presses de deux rouleaux chacune. L'eau est enlevée à la fois par pression entre les deux rouleaux et également par succion. Le plus généralement, à la sortie de la section de presse, la consistance de la feuille atteint environ 40 %. La feuille passe alors sur la superficie d'une série de cylindres sécheurs chauffés à la vapeur. L'eau est enlevée par évaporation, et à la sortie de cette section de séchage, la consistance de la feuille est d'environ 90-95 %.  In the forming section, water is removed by dripping through a fabric. On the head box, the refined dough is brought and dosed through the slot in the head box on an endless canvas where the majority of the water drips, both naturally and using suction. When the consistency reaches about 5%, the water stops dripping and must be removed in the following press section. The wet sheet or veil thus passes through several presses of two rolls each. The water is removed both by pressure between the two rollers and also by suction. Most generally, at the exit from the press section, the consistency of the sheet reaches approximately 40%. The sheet then passes over the surface of a series of steam heated dryer cylinders. The water is removed by evaporation, and at the exit of this drying section, the consistency of the sheet is about 90-95%.

Suivant les caractéristiques du papier requises, la feuille de papier est alors simplement enroulée ou calandrée, ou surfacée, à l'aide d'une"size-press"qui se situe généralement dans la section de séchage, ou couchée. Depending on the characteristics of the paper required, the paper sheet is then simply wound or calendered, or surfaced, using a "size-press" which is generally located in the drying section, or coated.

De tout temps, les papetiers ont essayé d'améliorer la vitesse d'égouttage ainsi que la rétention des charges et des"fines"au niveau de ce qu'il est convenu d'appeler la section humide de la machine à papier, c'est-à-dire la partie qui se situe en amont de la section de séchage. Historically, papermakers have tried to improve the speed of draining as well as the retention of fillers and "fines" at what is commonly referred to as the wet section of the paper machine. that is, the part which is located upstream of the drying section.

C'est ainsi qu'un ou plusieurs agents de rétention organiques tels que l'amidon, généralement cationique, la carboxyméthylcellulose, les alginates, les polyacrylamides, la polyéthylénimine, les polyamides..., ou des agents de rétention minéraux tels que le sulfate d'aluminium, l'aluminate de sodium, le polychlorure d'aluminium ou le polychlorosulfate d'aluminium..., sont ajoutés dans la pâte, qui contient notamment des charges minérales telles que le kaolin, les carbonates de calcium ou de magnésium, le talc, l'oxyde de titane, l'hydrate d'alumine, le silico aluminate de sodium, le sulfate de calcium, etc... Ces agents de rétention, plus ou moins efficaces, ont pour effet d'améliorer la vitesse d'égouttage, en avançant la ligne d'eau vers la caisse de tte, d'améliorer la rétention des charges et des fibres, et de diminuer la quantité de matières en suspension (M. E. S.) dans les eaux d'égouttage de la machine à papier, encore appelées"eaux blanches". Thus, one or more organic retention agents such as starch, generally cationic, carboxymethylcellulose, alginates, polyacrylamides, polyethylenimine, polyamides ..., or mineral retention agents such as sulfate aluminum, sodium aluminate, aluminum polychloride or aluminum polychlorosulfate ..., are added to the paste, which contains in particular mineral fillers such as kaolin, calcium or magnesium carbonates, talc, titanium oxide, alumina hydrate, sodium silico aluminate, calcium sulfate, etc ... These retention agents, more or less effective, have the effect of improving the speed d drainage, by advancing the water line towards the head box, improving the retention of fillers and fibers, and reducing the quantity of suspended matter (MES) in the paper machine's drainage water , also called "white waters".

Malheureusement, malgré l'addition de ces agents de rétention et l'addition d'ions aluminium, les propriétés de collage et de rétention des charges dans la feuille de papier restent encore insuffisantes et la teneur en matières en suspension des eaux blanches demeure trop élevée. Il existe donc toujours une énorme demande de l'industrie papetière pour disposer d'un procédé perfectionné de fabrication de papier permettant d'obtenir une meilleure rétention des fibres et des charges, de diminuer le taux de matières en suspension dans les eaux d'égouttage, et d'augmenter les caractéristiques mécaniques du papier obtenu.  Unfortunately, despite the addition of these retention agents and the addition of aluminum ions, the bonding and charge retention properties in the paper sheet are still insufficient and the content of suspended solids in white water remains too high. . There is therefore still a huge demand from the paper industry for an improved paper manufacturing process allowing better retention of fibers and fillers, to decrease the rate of suspended matter in the drainage water. , and to increase the mechanical characteristics of the paper obtained.

Or, il est du mérite des Inventeurs d'avoir trouvé que l'addition dans la section humide de la machine à papier d'une quantité efficace d'un produit humique ou d'un dérivé humique permettait de satisfaire à ces différents desiderata de la technique papetière, en augmentant sensiblement la rétention des charges et des fibres, en diminuant notablement le taux de M. E. S. dans les eaux sous toile, et en augmentant de façon significative les caractéristiques de résistance mécanique du papier. However, it is to the credit of the inventors to have found that the addition in the wet section of the paper machine of an effective quantity of a humic product or of a humic derivative made it possible to satisfy these various desiderata of the papermaking technique, by significantly increasing the retention of fillers and fibers, by significantly reducing the MES rate in water under canvas, and by significantly increasing the mechanical resistance characteristics of the paper.

Le procédé perfectionné de fabrication de papier conforme à l'invention est donc caractérisé par le fait que l'on ajoute, à un ou plusieurs endroits situés dans la section humide de la machine à papier, une quantité efficace d'au moins un produit humique ou d'au moins un dérivé humique. The improved process for manufacturing paper according to the invention is therefore characterized by the fact that an effective amount of at least one humic product is added to one or more places located in the wet section of the paper machine or at least one humic derivative.

Dans le cadre de la présente invention, on désigne par le terme de produit humique et de dérivé humique les substances humifères ou matières organiques humifiées et leurs dérivés, et plus particulièrement les produits sélectionnés dans le groupe comprenant les acides humiques, les acides fulviques, les humates, les fulvates, les acides hymatomélaniques, les acides uroniques, les polyuronides et 1'humine, leurs dérivés, ainsi que leurs mélanges. In the context of the present invention, the term humic product and humic derivative denotes humic substances or humified organic materials and their derivatives, and more particularly the products selected from the group comprising humic acids, fulvic acids, humates, fulvates, hymatomelanic acids, uronic acids, polyuronides and humine, their derivatives, and mixtures thereof.

Ces produits sont présents en particulier dans la léonardite ou la tourbe. These products are present in particular in leonardite or peat.

Les produits humiques représentent une grande partie de la matière organique présente sur la surface de la planète et résultent de la dégradation biologique et chimique des résidus végétaux et animaux, ainsi que de l'activité de synthèse des micro-organismes. Humic products represent a large part of the organic matter present on the surface of the planet and result from the biological and chemical degradation of plant and animal residues, as well as the activity of synthesis of microorganisms.

La dégradation de la matière organique peut tre divisée en deux parties : l'humification et la formation de la houille. Dans la procédé d'humification, on trouve la formation de matières humiques récentes, telles que celles présentes dans la tourbe, alors que dans la genèse de la houille, on met en évidence la formation de matières fossiles. The degradation of organic matter can be divided into two parts: humification and the formation of hard coal. In the humification process, we find the formation of recent humic matter, such as that present in peat, while in the genesis of coal, we highlight the formation of fossil matter.

En ce qui concerne l'humification, lorsque les résidus végétaux et animaux pénètrent dans le sol, se met en place un procédé d'oxydation biochimique aérobie. Lors de cette étape de transformation dynamique des molécules, on observe la synthèse des éléments de base composant les produits humiques. Ce métabolisme résulte du catabolisme des groupements aromatiques (lignines, tannins, flavanoides, glycosides, etc...) accompagné d'un dégagement de NH3, H2S, C02 et CH4. Regarding humification, when plant and animal residues enter the soil, an aerobic biochemical oxidation process takes place. During this stage of dynamic transformation of molecules, we observe the synthesis of the basic elements composing humic products. This metabolism results from the catabolism of aromatic groups (lignins, tannins, flavanoids, glycosides, etc.) accompanied by the release of NH3, H2S, C02 and CH4.

Les molécules aliphatiques des matières organiques prennent une conformation aromatique. Les matières hydrocarbonées et les protéines se décomposent rapidement dans les premières phases de 1'humification et leurs dérivés se fixent, par des liaisons physiques ou chimiques extrmement fragiles, aux matières humiques, formant ainsi leurs ramifications. The aliphatic molecules of organic matter take on an aromatic conformation. Hydrocarbon materials and proteins decompose rapidly in the first stages of humification and their derivatives bind, via extremely fragile physical or chemical bonds, to humic materials, thus forming their ramifications.

Les résines et les cires naturelles ne peuvent tre dégradées, et sont accumulées dans 1'humine. Resins and natural waxes cannot be degraded and are accumulated in the human body.

Dans une étape ultérieure de ce processus d'oxydation biologique, les molécules aromatiques sont transformées en molécules de structure oxyquinone. Ces dernières entrent alors dans un processus de polymérisation, des ponts oxygène s'établissant entre les molécules aromatiques. In a later stage of this biological oxidation process, the aromatic molecules are transformed into molecules with an oxyquinone structure. The latter then enter into a polymerization process, oxygen bridges being established between the aromatic molecules.

La première étape de l'humification consiste donc en la décomposition des grosses molécules organiques en composés aromatiques plus petits, et la seconde étape consiste à polymériser ces dérivés aromatiques en matières humiques. The first stage of humification therefore consists in the decomposition of large organic molecules into smaller aromatic compounds, and the second stage consists in polymerizing these aromatic derivatives into humic matter.

La formation de la houille, quant à elle, est un processus naturel par lequel la teneur en carbone des matières humifiées s'accroît. Lors de ce processus, le degré de polymérisation des molécules augmente tandis que l'activité microbienne diminue. L'augmentation de la température et de la pression aident à la formation de ces polymères. Coal formation, on the other hand, is a natural process by which the carbon content of humified matter increases. During this process, the degree of polymerization of the molecules increases while the microbial activity decreases. The increase in temperature and pressure help in the formation of these polymers.

La première étape de la formation de la houille débute lorsque les matières humiques sont inondées, ce qui induit un milieu sous conditions anaérobies. L'activité microbienne diminue et l'environnement oxydant de départ passe à un environnement réducteur, ce qui favorise la réaction de polymérisation. Cette transformation est périodique, puisque les zones humides peuvent évoluer en zones sèches. Ces périodes aérobies, oxydatives, et anérobies, réductrices, s'alternent et lorsque les dépôts sont recouverts de dépôts minéraux inorganiques, la seconde phase abiotique commence. Dans ces conditions anaérobies, la vie s'arrte et les molécules polymérisées continuent leur processus de déshydratation, décarboxylation, et déshydrogénation. The first stage of coal formation begins when the humic matter is flooded, which induces an environment under anaerobic conditions. The microbial activity decreases and the initial oxidizing environment changes to a reducing environment, which promotes the polymerization reaction. This transformation is periodic, since wetlands can evolve into dry areas. These aerobic, oxidative, and anerobic, reducing periods alternate and when the deposits are covered with inorganic mineral deposits, the second abiotic phase begins. Under these anaerobic conditions, life stops and the polymerized molecules continue their process of dehydration, decarboxylation, and dehydrogenation.

Dans ces conditions réductrices, la condensation moléculaire se poursuit et les liaisons (aromatiques-C-O-C- aromatiques) évoluent vers un condensat (aromatiques-C-Caromatiques) puis vers des ponts anthracènes (aromatiquesaromatiques). Under these reducing conditions, molecular condensation continues and the bonds (aromatic-C-O-C- aromatic) evolve to a condensate (aromatic-C-Caromatic) then to anthracene bridges (aromaticaromatic).

La formation de la houille est réversible en présence d'eau et d'air. Ceci peut tre observé lors de remontées de roches de houille à la surface de la terre ou lors d'infiltration d'eau et d'air dans la roche. Ce type de houille est appelé houille réoxydée. C'est dans cette houille réoxydée que l'on trouve généralement les meilleures qualités d'acides humiques. Mais malheureusement, les mines renfermant cette houille réoxydée sont peu nombreuses dans le monde. Coal formation is reversible in the presence of water and air. This can be observed during the rise of coal rocks to the surface of the earth or during the infiltration of water and air into the rock. This type of hard coal is called reoxidized hard coal. It is in this reoxidized coal that we generally find the best qualities of humic acids. Unfortunately, however, the mines containing this reoxidized coal are few in the world.

Les produits humiques utilisés dans le procédé selon l'invention peuvent donc notamment tre issus de matières résultant de 1'humification (tourbe en particulier) ou de houilles réoxydées.  The humic products used in the process according to the invention can therefore in particular be derived from materials resulting from humification (peat in particular) or from reoxidized coal.

Ces produits présentent des structures complexes, qui dépendent de leur processus de formation (humification ou formation de la houille) ainsi que de l'instant de leur évolution dans ce processus de formation. These products have complex structures, which depend on their formation process (humification or coal formation) as well as on the moment of their evolution in this formation process.

Les deux schémas suivants présentent la conformation de molécules représentatives des produits humiques pouvant tre utilisés dans le procédé conforme à l'invention :

Figure img00070001

Site ACTIF R= {-CH2-;-CHOH-;-CH=CH-; cycle ?
Plus l'humification est poussée vers la formation de la houille, plus la structure des produits humiques ressemble à la structure (B) présentée.The following two diagrams show the conformation of molecules representative of humic products which can be used in the process according to the invention:
Figure img00070001

ACTIVE site R = {-CH2 -; - CHOH -; - CH = CH-; cycle?
The more the humification is pushed towards the formation of the coal, the more the structure of humic products resembles the structure (B) presented.

Le nombre n de monomères aromatiques constituant ces produits constitue une variable qui permet de définir soit la présence d'acide humique, soit la présence d'acide fulvique : si n est inférieur ou égal à 10, il s'agit d'acide fulvique, alors que si n est supérieur à 10, il s'agit d'acide humique. The number n of aromatic monomers constituting these products constitutes a variable which makes it possible to define either the presence of humic acid or the presence of fulvic acid: if n is less than or equal to 10, it is fulvic acid, whereas if n is greater than 10, it is humic acid.

De façon générale, on désigne, dans le cadre de la présente demande de brevet, par le terme"produits humiques" les substances humifères ou matières organiques humifiées ; par le terme"les acides humiques"la fraction de 1'humus extraite en milieu alcalin, qui contient différents acides polyhydroxycarboniques de poids moléculaires variables, contenant de l'acide humique et de l'acide fulvique ; par le terme"acide humique"la fraction extractible en milieu alcalin des substances humifères, insolubles en milieu acide et alcoolique ; par le terme"acide fulvique"la fraction extractible en milieu alcalin des substances humifères, solubles en milieu acide et alcoolique ; par le terme "humine"la fraction des substances humifères insolubles en milieu alcalin ; par les termes"humates"et"fulvates"les différents sels de l'acide humique et de l'acide fulvique : complexes humato-ou fulvato-métallique, humato-ou fulvatoalcali, humato-ou fulvato-charge cationique... In general, in the context of the present patent application, the term "humic products" means humic substances or humified organic matter; by the term "humic acids" the fraction of humus extracted in an alkaline medium, which contains different polyhydroxycarbonic acids of variable molecular weight, containing humic acid and fulvic acid; by the term "humic acid" the fraction extractable in alkaline medium from humus substances, insoluble in acidic and alcoholic medium; by the term "fulvic acid" the extractable fraction in an alkaline medium of humus substances, soluble in acidic and alcoholic medium; by the term "humine" the fraction of humus substances insoluble in alkaline medium; by the terms "humates" and "fulvates" the different salts of humic acid and fulvic acid: humato-or fulvato-metallic complexes, humato-or fulvatoalkali, humato-or fulvato-cationic charge ...

Au sens de la présente invention, on entend par "dérivés humiques"les produits obtenus à partir des produits humiques précédemment définis par des réactions ne modifiant pas essentiellement leur structure ou squelette moléculaire. For the purposes of the present invention, the term "humic derivatives" means the products obtained from humic products previously defined by reactions which do not essentially modify their molecular structure or skeleton.

Parmi ces réactions, on peut citer notamment les réactions d'estérification, d'éthérification, d'oxydation, d'hydrogénation ménagée, de réticulation.Among these reactions, mention may in particular be made of esterification, etherification, oxidation, controlled hydrogenation and crosslinking reactions.

De préférence, on utilise, dans le procédé conforme à l'invention, une quantité de produits humiques ou de dérivés humiques comprise entre 0.005 % et 6 %, de préférence entre 0.01 % et 5 %, et plus préférentiellement encore entre 0.02 % et 1 %, ces pourcentages étant exprimés en poids sec de matière humique par rapport au poids sec de papier. Preferably, an amount of humic products or humic derivatives of between 0.005% and 6% is used in the process according to the invention, preferably between 0.01% and 5%, and even more preferably between 0.02% and 1 %, these percentages being expressed in dry weight of humic matter relative to the dry weight of paper.

Comme indiqué précédemment, le produit humique ou le dérivé humique peut tre ajouté en un ou plusieurs points situés dans la section humide de la machine à papier, c'est- à-dire en pratique avant que la feuille de papier n'atteigne un taux de siccité d'environ 45 %. De préférence, la majeure partie de l'addition est effectuée avant que la feuille de papier n'atteigne un taux de siccité de 20 % et plus préférentiellement encore 5 %. As indicated previously, the humic product or the humic derivative can be added at one or more points located in the wet section of the paper machine, that is to say in practice before the sheet of paper reaches a rate about 45% dryness. Preferably, most of the addition is carried out before the sheet of paper reaches a dryness rate of 20% and more preferably still 5%.

Les produits humiques ou dérivés humiques utilisés dans le procédé conforme à l'invention peuvent tre ajoutés seuls ou en mélange avec les autres agents de rétention ou les additifs et charges devant rentrer dans la composition du papier. The humic products or humic derivatives used in the process according to the invention can be added alone or in admixture with the other retention agents or the additives and fillers which must be included in the composition of the paper.

Le procédé selon l'invention apporte une amélioration très sensible des propriétés de collage, de rétention des charges, éléments fins et autres additifs, ce qui entraine une diminution importante des matières en suspension dans les eaux blanches. The method according to the invention provides a very significant improvement in the bonding properties, retention of charges, fine elements and other additives, which results in a significant reduction in the suspended matter in white water.

L'utilisation dans la fabrication du papier de produits humiques ou de dérivés humiques conformément à la présente invention améliore également :
-l'égouttage de la feuille sur la toile de la machine à papier ainsi que les caractéristiques physiques du papier obtenu. La vitesse de la machine et sa productivité s'en trouvent donc augmentées.
The use in the manufacture of paper of humic products or humic derivatives in accordance with the present invention also improves:
-draining of the sheet on the canvas of the paper machine as well as the physical characteristics of the paper obtained. The speed of the machine and its productivity are therefore increased.

-le rendement d'utilisation des produits consommables sur la machine. -the efficiency of use of consumable products on the machine.

-le rendement d'épuration sur les eaux sous toile, exprimé par une baisse de la teneur des matières en suspension et de la demande chimique en oxygène. Ceci induit un soulagement très net de la charge polluante au niveau des stations d'épuration biologiques et physico-chimiques. -the purification yield on canvas water, expressed by a drop in the content of suspended matter and the chemical oxygen demand. This induces a very clear relief of the polluting load at the level of biological and physico-chemical treatment plants.

L'invention vise également l'utilisation de produits humiques et de dérivés humiques pour la fabrication de papier. The invention also relates to the use of humic products and humic derivatives for the production of paper.

Elle pourra tre mieux comprise à l'aide des exemples qui suivent, qui sont donnés à titre purement illustratif et non limitatif. It can be better understood with the aid of the examples which follow, which are given purely by way of non-limiting illustration.

EXEMPLE n 1 : Fabrication de carton pour tubes.EXAMPLE 1: Manufacture of cardboard for tubes.

Du carton pour tubes est fabriqué selon le procédé conventionnel et selon le procédé conforme à l'invention, c'est-à-dire avec l'addition de produits humiques. Cardboard for tubes is manufactured according to the conventional method and according to the method according to the invention, that is to say with the addition of humic products.

Les caractéristiques du carton sont les suivantes : -grammage : 400 g/m2 -composition fibreuse 100 % de vieux papiers et de
cartons -agent de rétention : polyacrylamide cationique à
0.4 % par rapport aux fibres
et polychlorure d'aluminium à
18 % en A1203, au taux de
1, 2 % par rapport aux fibres -adjuvants de masse : amidon à 6 % par rapport aux
fibres.
The characteristics of the cardboard are as follows: -weight: 400 g / m2 -fibrous composition 100% of old paper and
boxes - retention agent: cationic polyacrylamide
0.4% compared to fibers
and poly aluminum chloride to
18% in A1203, at the rate of
1, 2% compared to fibers - mass additives: starch at 6% compared to
fibers.

Dans le procédé conventionnel de fabrication de ce carton, on relève les données suivantes : -sur les eaux sous toile :
Turbidité FTU : 430
TH ( F) : 80
Teneur en aluminium : 1, 6 ppm
La vitesse machine est de 49.5 m/mn
La cohésion interne du carton ainsi fabriqué est de 210 J/m2.
In the conventional process for manufacturing this cardboard, the following data are noted: -on canvas waters:
Turbidity FTU: 430
TH (F): 80
Aluminum content: 1.6 ppm
The machine speed is 49.5 m / min
The internal cohesion of the cardboard thus produced is 210 J / m2.

Lors de la préparation de ce carton selon le procédé conforme à l'invention, on ajoute 400 grammes par tonne de carton d'humate de potassium, sous forme de solution concentrée à 18 % par rapport à la matière sèche. During the preparation of this cardboard according to the process according to the invention, 400 grams per tonne of cardboard of potassium humate are added, in the form of a concentrated solution at 18% relative to the dry matter.

Quelques heures après l'introduction de ce produit, à un taux d'humate de potassium de 0.04 % par rapport aux fibres, on peut constater que les paramètres précités ont évolué de la manière suivante : -sur les eaux sous toile :
Turbidité FTU : 360 (soit-16 %)
TH ( F) : 60 (soit-25 %)
Teneur en aluminium : 0,5 ppm (soit-68 %)
La vitesse machine a pu tre augmentée d'environ %, pour atteindre une valeur de 51.5 m/mn.
A few hours after the introduction of this product, at a potassium humate level of 0.04% compared to the fibers, we can see that the above parameters have evolved as follows: -on canvas waters:
FTU turbidity: 360 (i.e. -16%)
TH (F): 60 (i.e. 25%)
Aluminum content: 0.5 ppm (i.e.-68%)
The machine speed could have been increased by approximately%, to reach a value of 51.5 m / min.

Par ailleurs, la cohésion interne du carton obtenu selon le procédé conforme à l'invention a été notablement augmentée, à une valeur de 240 J/m2, soit une différence de + 14.3 %.  Furthermore, the internal cohesion of the cardboard obtained according to the process according to the invention has been notably increased, to a value of 240 J / m2, ie a difference of + 14.3%.

EXEMPLE n 2 : Fabrication de papier impression écriture.EXAMPLE 2: Manufacture of printing and writing paper.

Les caractéristiques dudit papier sont les suivantes : -grammage : 80 g/m2 -composition fibreuse : 20 % de pâte désencrée,
40 % de pâte chimique de
résineux blanchie
30 % de pâte chimique de
feuilles blanchies
10 % de cassés de fabrication -charge : 18 % de carbonate de calcium
par rapport aux fibres -colle : Colophane renforcée à 3 % par
rapport aux fibres -agents de rétention : polyacrylamide cationique à
0.4 % par rapport aux fibres
et polychlorure d'aluminium à
18 % en A1203 à 1% par rapport
aux fibres -adjuvants de masse : carboxyméthylcellulose de
sodium à 0.3 % par rapport aux
fibres.
The characteristics of said paper are as follows: -weight: 80 g / m2 -fibrous composition: 20% deinked pulp,
40% chemical pulp
bleached softwood
30% chemical pulp
bleached leaves
10% broken manufacturing - load: 18% calcium carbonate
compared to fibers - glue: Rosin reinforced at 3% by
compared to fibers - retention agents: cationic polyacrylamide to
0.4% compared to fibers
and poly aluminum chloride to
18% in A1203 at 1% compared
to fibers - mass additives: carboxymethylcellulose
sodium at 0.3% compared to
fibers.

La fabrication de ce papier selon le procédé conventionnel donne les valeurs suivantes :
Turbidité des eaux sous toile FTU : 36
pH de collage : 7.3
Indice d'éclatement : 2.23
Indice de collage COBB 1' : 15 g/m2
Lorsque le papier est préparé à l'aide du procédé conforme à la présente invention, avec l'addition d'humate de potassium concentré à 18 % par rapport à la matière sèche, avec un dosage de 500 g à la tonne de papier (soit 0.05 % par rapport aux fibres), on obtient les caractéristiques suivantes :
Turbidité des eaux sous toile FTU : 24 (soit-33%)
pH de collage : 7.3
Indice d'éclatement : 2.46 (soit+ 10 %)
Indice de collage COBB 1' : 13 g/m2 (-13 %)
EXEMPLE no 3
Les essais ont également été réalisés au laboratoire, sur des formettes de 200 g.
The production of this paper according to the conventional process gives the following values:
Turbidity of water under canvas FTU: 36
bonding pH: 7.3
Burst index: 2.23
COBB bonding index 1 ': 15 g / m2
When the paper is prepared using the process according to the present invention, with the addition of potassium humate concentrated to 18% relative to the dry matter, with a dosage of 500 g per tonne of paper (i.e. 0.05% compared to the fibers), the following characteristics are obtained:
Turbidity of water under FTU fabric: 24 (i.e. 33%)
bonding pH: 7.3
Burst index: 2.46 (i.e. + 10%)
COBB bonding index 1 ': 13 g / m2 (-13%)
EXAMPLE # 3
The tests were also carried out in the laboratory, on 200 g formulas.

La composition fibreuse était constituée de 100 % de vieux papiers et les adjuvants étaient les suivants :
-6 % d'amidon de blé natif
-0,5 % de fines de Guar
-1,2 % de polychlorure d'aluminium à 18 %
-0,4 % de polyacrylamide cationique
Un produit humique du type humate de potassium a été ajouté, à raison de 1 % et 2 % par rapport aux fibres.
The fiber composition was made of 100% waste paper and the adjuvants were as follows:
-6% native wheat starch
-0.5% Guar fines
-1.2% 18% poly aluminum chloride
-0.4% cationic polyacrylamide
A humic product of the potassium humate type was added, at a rate of 1% and 2% relative to the fibers.

L'addition de ce produit humique permet de montrer très nettement la formation d'un agrégat des matières présentes dans la pâte. Le floc n'est pas dispersé.The addition of this humic product makes it possible to very clearly show the formation of an aggregate of the materials present in the dough. The flock is not scattered.

Le temps de contact de 1'humate de potassium est de 2 minutes dans la pâte. The contact time for potassium humate is 2 minutes in the dough.

Les résultats suivants ont été obtenus :
Témoin 1% Humate K+ 2 % Humate K+
Eclatement 0.9 1.2 1.75
Cohésion interne 44.5 63.3 74.9
Gains/+ 30 à 40 % + 60 à 95 %
EXEMPLE n : préparation de carton pour tubes de 440 g/m2
Les matières fibreuses utilisées étaient constituées de 100 % de vieux papiers et cartons.
The following results were obtained:
Control 1% Humate K + 2% Humate K +
Burst 0.9 1.2 1.75
Internal cohesion 44.5 63.3 74.9
Earnings / + 30 to 40% + 60 to 95%
EXAMPLE n: preparation of cardboard for 440 g / m2 tubes
The fibrous materials used consisted of 100% old paper and cardboard.

Les agents de rétention étaient les suivants :
-polyacrylamide cationique au taux de 0.4 % par rapport aux fibres, introduit en tte de machine, et
-polychlorure d'aluminium à 18 % en A1203, au taux de 0,8 % par rapport aux fibres, introduit en cuvier de tte de machine.
The retention officers were:
cationic polyacrylamide at the rate of 0.4% relative to the fibers, introduced at the machine head, and
-polychloride of aluminum at 18% in A1203, at the rate of 0.8% compared to the fibers, introduced into the vat room at the head of the machine.

Les adjuvants de masse :
-amidon de blé natif au taux de 5.35 % par rapport aux fibres, introduit en pâte épaisse, et
-galactomannane anionique au taux de de 0.59 % par rapport aux fibres, introduit en pâte épaisse.
Mass additives:
- native wheat starch at a rate of 5.35% compared to the fibers, introduced in thick paste, and
- anionic galactomannan at the rate of 0.59% compared to the fibers, introduced in thick paste.

Les paramètres machine étaient les suivants :
-production : 2446 kg par heure
-vitesse : 49 m/mn
Les caractéristiques physiques du carton obtenu selon le procédé de fabrication conventionnel étaient les suivantes
-cohésion interne : 216 J/m2
-indice d'éclatement : 8.9
-Ring Crush, sens travers : 88.5 daN
-longueur de rupture, sens
marche : 27 N.
The machine parameters were as follows:
-production: 2446 kg per hour
-speed: 49 m / min
The physical characteristics of the cardboard obtained according to the conventional manufacturing process were as follows
- internal cohesion: 216 J / m2
- burst index: 8.9
- Ring Crush, cross direction: 88.5 daN
- breaking length, direction
walk: 27 N.

Le produit humique a été ajouté entre le pulpeur et le cuvier de pâte épaisse, à un taux de 0,05 % par rapport aux fibres. The humic product was added between the pulper and the thick pulp vat, at a rate of 0.05% relative to the fibers.

Dès son arrivée sur la machine à carton, soit environ 4 heures après son introduction, ce qui correspond au temps normal pour passer du pulpeur à la caisse de tte, il a été observé dans un premier temps le recul de la ligne d'eau, ce qui révèle une accélération de l'égouttage, et une baisse sensible de la vapeur en pré-sécherie, d'où une accélération de la vitesse de la machine, qui a pu atteindre 51.5 m/mn. As soon as it arrives on the cardboard machine, approximately 4 hours after its introduction, which corresponds to the normal time to pass from the pulper to the head box, it was first observed that the water line receded, which reveals an acceleration of the drainage, and a significant drop in the steam in pre-drying, hence an acceleration of the speed of the machine, which could reach 51.5 m / min.

Dans un deuxième temps, la caractéristique physique première du carton, c'est-à-dire la cohésion interne, a été analysée : elle a augmenté de 23 %.  In a second step, the primary physical characteristic of cardboard, that is to say internal cohesion, was analyzed: it increased by 23%.

Cette amélioration a permis une diminution progressive des quantités d'adjuvants amidon et galactomannane, dans les proportions suivantes :
-taux en amidon :-8. 5 %, soit un taux de 4.93 %
par rapport aux fibres
-taux en
galactomannane :-63. 8 %, soit un taux de
0.36 % par rapport aux fibres.
This improvement has enabled a gradual decrease in the amounts of starch and galactomannan adjuvants, in the following proportions:
-starch rate: -8. 5%, i.e. a rate of 4.93%
compared to fibers
- rate in
galactomannan: -63. 8%, i.e. a rate of
0.36% compared to fibers.

La production a progressé d'environ 6 %, pour atteindre 2570 kg/heure. Production increased by about 6%, reaching 2,570 kg / hour.

Quant aux caractéristiques physiques, on arrive à l'équilibre suivant :
-cohésion interne : 219 J/m2
-indice d'éclatement : 9.4
-Ring Crush, sens travers : 89.8 daN
-longueur de rupture,
sens marche : 27.9 N.
As for the physical characteristics, we arrive at the following equilibrium:
- internal cohesion: 219 J / m2
- burst index: 9.4
- Ring Crush, cross direction: 89.8 daN
- breaking length,
direction of travel: 27.9 N.

Il ressort de ces exemples que l'introduction de produits humiques ou de dérivés humiques permet non seulement la réduction des matières en suspension dans les eaux sous toile, mais qu'elle permet d'augmenter très notablement la productivité des machines à papier, tout en apportant une amélioration très sensible des caractéristiques des papiers et cartons ainsi préparés. It emerges from these examples that the introduction of humic products or humic derivatives not only makes it possible to reduce the suspended matter in the water under canvas, but that it makes it possible to very significantly increase the productivity of paper machines, while providing a very significant improvement in the characteristics of the paper and cardboard thus prepared.

Ces avantages déterminants sont certainement dus à la présence sur les molécules des produits humiques ou des dérivés humiques utilisés conformément à l'invention d'une multitude de fonctions carboxyliques et hydroxyles ionisables et d'atomes d'oxygène ou d'azote donneurs d'électrons. Cette présence confère aux matières humiques la capacité de former des complexes avec les cations mono-et polyvalents. La présence d'une anionicité forte des matières humiques permettrait ainsi de retenir et de mieux organiser l'orientation des molécules entrant dans la composition des feuilles de papier, par une optimisation des pontages cationiques responsables de la cohésion interne. These decisive advantages are certainly due to the presence on the molecules of humic products or humic derivatives used in accordance with the invention of a multitude of ionizable carboxylic and hydroxyl functions and of oxygen or nitrogen atoms which donate electrons. . This presence gives humic materials the ability to form complexes with mono and versatile cations. The presence of a strong anionicity of humic materials would thus make it possible to retain and better organize the orientation of the molecules used in the composition of the sheets of paper, by optimizing the cationic bridging responsible for internal cohesion.

Ainsi, grâce à la présente invention, 1'homme du métier dispose d'un procédé tout à fait performant de fabrication de papier.  Thus, thanks to the present invention, a person skilled in the art has a completely efficient process for manufacturing paper.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1. Procédé perfectionné de fabrication du papier, caractérisé par le fait que l'on ajoute, à un ou plusieurs endroits situés dans la section humide de la machine à papier, une quantité efficace d'au moins un produit humique ou d'au moins un dérivé humique. 1. An improved process for manufacturing paper, characterized in that one adds, at one or more places located in the wet section of the paper machine, an effective amount of at least one humic product or at least a humic derivative. 2. Procédé perfectionné de fabrication du papier selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la quantité efficace de produit humique ou de dérivé humique est comprise entre 0.005 % et 6 %, de préférence entre 0.01 % et 5 %, et plus préférentiellement encore entre 0.02 % et 1 %, ces pourcentages étant exprimés en poids sec de matière humique par rapport au poids sec de papier. 2. An improved process for manufacturing paper according to claim 1, characterized in that the effective amount of humic product or humic derivative is between 0.005% and 6%, preferably between 0.01% and 5%, and more preferably still between 0.02% and 1%, these percentages being expressed in dry weight of humic matter relative to the dry weight of paper. 3. Procédé perfectionné de fabrication du papier selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le produit humique ou dérivé humique est ajouté dans la section humide de la machine à papier avant que la feuille de papier n'atteigne un taux de siccité d'environ 45 %, de préférence 20 % et plus préférentiellement encore %.  3. An improved process for manufacturing paper according to either of claims 1 and 2, characterized in that the humic product or humic derivative is added to the wet section of the paper machine before the sheet of paper does not reach a dryness rate of about 45%, preferably 20% and more preferably still%. 4. Procédé perfectionné de fabrication du papier selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que les produits et dérivés humiques sont issus de matières résultant de l'humification, en particulier de tourbe ou de houille réoxydée.  4. An improved process for manufacturing paper according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the humic products and derivatives are derived from materials resulting from humification, in particular peat or reoxidized coal. 5. Utilisation de produit humique ou de dérivé humique pour la fabrication du papier. 5. Use of humic product or humic derivative for papermaking. 6. Utilisation selon la revendication 5, pour diminuer le taux de matières en suspension dans les eaux sous toile, pour améliorer les caractéristiques de la machine à papier, et pour augmenter les caractéristiques physiques du papier.  6. Use according to claim 5, to reduce the rate of suspended matter in the water under canvas, to improve the characteristics of the paper machine, and to increase the physical characteristics of the paper.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE303324C (en) *
US5284166A (en) * 1992-10-07 1994-02-08 Kimberly-Clark Corporation Method of producing brown cigarette wrapper paper
US5491008A (en) * 1991-04-17 1996-02-13 Joo; Gabor Cellulose-based package material having an increased adsorption capacity and process for the manufacture thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE303324C (en) *
US5491008A (en) * 1991-04-17 1996-02-13 Joo; Gabor Cellulose-based package material having an increased adsorption capacity and process for the manufacture thereof
US5284166A (en) * 1992-10-07 1994-02-08 Kimberly-Clark Corporation Method of producing brown cigarette wrapper paper

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