NO162978B - Fremgangsmaate til liming av papir. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte til liming av papir og mer spesielt, en fremgangsmåte for liming av papir fylt med kalsiumkarbonat, og som angitt i innledningen til krav 1.

I den vanlige liming av papir blir den fibrøse vandige suspensjon komplettert med et harpikslimemiddel, normalt basert på kolofonium som utfelles ved hjelp av et utfellingsmiddel.

Utfellingsmidlet som er mest populært og vanlig brukt, er aluminiumsulfat som er satt til den vandige fibersuspensjon i form av en vannoppløsning.

Det er også kjent at avhengig av papirets endelige bruk, tilsettes fibersuspensjonen et inert fyllstoff egnet for å gi papiret spesielle egenskaper.

Da utfellingen med aluminiumsulfat finner sted ved en sur pH, spesielt en pH mellom 4,5 og 6, er det ingen problemer i tilfellene hvor sure omgivelser ikke har noen virkning på fyllstoffet eller sistnevnte ikke innvirker på egenskapene av utfellingsmidlet. Et typisk eksempel på en slik situasjon er kaolin som imidlertid må være spesielt ren, da forurensninger som kalsiumkarbonat reagerer med aluminiumsulfat og danner kalsiumsulfat, hvorved deler av utfellingsmidlet fjernes fra den ønskede virkning og bevirker at karbondioksyd frigjøres som forblir innen fibersuspensjonen og i det resulterende papir med de medfølgende problemer og ulemper.

Disse problemer og ulemper forsterkes ytterligere når fyllstoffet er bare kalsiumkarbonat. Hvis aluminiumsulfat skulle benyttes som utfellingsmiddel ville en reaksjon mellom aluminiumsulfat og kalsiumkarbonat først finne sted inntil kalsiumkarbonat er fullstendig oppbrukt og fyllmidlet er borte, men ved bare det tidspunktet og ved ytterligere tilsetning av aluminiumsulfat vil det være mulig å utføre utfellingen av limingsmidlet.

Ved siden av de allerede nevnte problemer og ulemper, ville det også foregå dannelse av relevante mengder med salter, spesielt kalsiumsulfat, som videre innbefatter forurensnings-problemer og således rensning av prosessproduktene.

På den annen side var det, med de kolofoniumbaserte limings-midler som ble benyttet tidligere, ikke mulig å benytte aluminiumsulfat ved en nøytral eller alkalisk pH, da utfellingen ikke ville finne sted, sannsynligvis på grunn av mangel på nøytralisering av de elektriske ladninger av limemidlet dispergert i suspensjonen.

Endelig skal det ikke glemmes at i tilfellet av papir fylt med kalsiumkarbonat eksisterer problemet ved å resirkulere til papirfremstillingsprosessen av de såkalte belagte stykker som er for sterkt fylt med kalsiumkarbonat.

Av denne grunn ble det tidligere gjort bruk av syntetiske limemidler (f.eks. Aquabel fremstilt og markedsført av Hercules Inc.) som ikke skapte de ovennevnte tekniske problemer, men medvirket til vesentlig forhøyede omkostninger på grunn av bruk av disse limemidler.

Forbedringen av papirliming ved å unngå bruk av aluminiumsulfat er også omtalt i kanadisk patent nr. 759363, hvori for dette formål bruk av et basis aluminiumsalt er beskrevet med følgende generelle formel:

hvori X er et monovalent anion, f.eks. klor, hvori n er 1-20, spesielt 4-10, m er mindre enn 3n og forholdet Al/X ligger mellom 1,5 og 6, spesielt mellom 2 og 4.

I beskrivelse og eksempler er derimot det anvendte fyllstoff praktisk talt ikke nevnt.

Av hensyn til arbeids pH, angis i dette patent et generelt område fra 5-8 og et foretrukket intervall på 5,5-7,0.

Imidlertid, i eksemplene har pH, når den er angitt, maksimal verdi på 6,8 (eksempel 3). Det er således klart at i denne fremgangsmåte er problemet med fyllstoffet og spesielt ved bruk av kalsiumkarbonat ikke tatt hensyn til.

Videre i den franske patentsøknad nr. 2418297 sees bestemt problemet med å redusere innholdene av suspenderte stoffer I avløpsvannet som fremkommer fra papirlimingsfremgangsmåter ved å forbedre egenskapene av det således fremstilte papir. For dette angis bruk av utfellingsmiddel av et basisk salt med formel

hvori M kan være aluminium, X betyr klor, 3n-m større enn 0, og basisiteten spesielt forholdet m/3n % vil ligge mellom 30 og 7556.

Det er spesielt foretrukket nærvær i det angitte salt av et polyvalent anion, eksempelvis anionet av en mineralsk syre som svovelsyre.

Følgelig er det klart at i denne prosess er det Ikke tatt hensyn til typen av fyllstoff, enskjønt i ingressen er de mulige fyllstoffer antydet, nemlig kaolin, kalsiumkarbonat, talkum etc. uten å angi noen forskjell mellom de.

Endelig, for å komplettere ovennevnte tekniske bilde, skal det nevnes at i de senere år har det blitt antydet og vist med eksperimenter bruk av aluminiumpolyklorid og polyhydroksyklorid som utfellingsmldler som en erstatning for aluminiumsulfat, og drift under samme betingelser.

Med aluminiumpoly/klorid og polyhydroksyklorid menes polymere som f.eks. i tilfellet av polyhydroksyklorider har den generelle formel:

hvor 1 er et helt tall mellom 5 og 15, eksempelvis av den type som fremstilO.es ifølge US-patent nr. 3.909.439.

Imidlertid skal det påpekes at teoretisk vil aluminium-polyhydroksyklorid, ved å bli hydrolysert, gi plass til en svak sur omgivelse, hvori det på ene siden var en justering av virkningen til en erstatning for aluminiumsulfatet og på den andre siden ville en slik hypotese føre til å utelukke bruk derav i tilfelle at kalsiumkarbonat og lignende fyllmidler.

Det er nå overraskende funnet og det er gjenstand for oppfinnelsen at ved å bruke aluminlumpolyhydroksyklorid som utfellingsmiddel, er det mulig på den ene side å utføre utfellingen av kolofoniumbasert harpikslim ved en pH-verdi fra nøytral til alkalisk, på den annen side å utføre liming av papir fylt med kalsiumkarbonat eller et lignende stoff.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for liming av papir innbefattende preparering av en vandig massesuspensjon, og tilføring av et harpikslimemiddel og fikseringsmiddel til suspensjonen, karakterisert ved at det som fikseringsmiddel anvendes et aluminium-polyhydroksyklorid med formelen:

hvor 6 > X 2 0,85, n er et helt tall og y er et helt tall, idet aluminiumpolyhydrokloridet har, dersom analysert ved hjelp av nuclear magnetisk resonans som en oppløsning med et innhold lik 556 uttrykt som AI2O3, hovedsakelig monomerisk og

dimerisk form, og er fri for sulfatanioner, og at limeproses-sen finner sted ved en pH fra nøytral til alkalisk.

Som allerede nevnt, muliggjør fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen at det oppnås uventede og overraskende resultater, da det blir mulig å benytte vanlige limemidler i stedet for spesielle dyre limemidler, idet også denne limefremgangsmåte brakt innen den tradisjonelle teknologi som er tilfredsstillende brukt i lang tid. Det er videre muliggjort gjenvinning og resirkulering av de belagte bruddstykker.

Oppfinnelsen skal forklares ved hjelp av noen eksempler.

Eksempel 1

Dette eksempel viser en vanlig limingsbehandling i for-bindelse med fremstillingen av fint hvitt papir med en vekt på 140 g/m<2>, hvor kaolin benyttes som fyllstoff. Papirpulpen omfatter bleket cellulose (9056) og avfallspapirpulp (1056). I den følgende tabell 1 er det vist både resultatene og betingelsene, hvorunder eksperimentene ble utført. I tabellen ved A er det angitt aluminium eller aluminiumsulfat og ved B aluminiumpolyhydroksyklorid av den type som er , kommersielt tilgjengelig under navnet "Prodefloc SAB 19" fra Prodeco Spa.

Eksempel 2

Dette eksempel vedrører fremstillingen av papir for under-visningsbøker med en vekt på 65 g/m<2> fylt med 5% kalsiumkarbonat og 55É kaolin, idet disse prosentsatser refererer seg til tørt papir.

Den papirpulpdannende f ibersuspensjon hadde følgende sammensetning:

I følgende tabell 2 er det gjengitt resultatene av limings-prøvene.

Eksempel 3

Eksemplet vedrører fremstillingen av 50 g/m<2> papir anvendelig som en bærer for belagt papir.

Pulpen som danner fibersuspensjonen hadde følgende sammensetning:

Det skal bemerkes at de belagte brudd har gjennomsnittlig et kalsiumkarbonatinnhold på 20-3056.

Resultatene av limprøvene er gjengitt i tabell 3.

Fra de foregående tabeller er det klart at pH, hvor utfellingen av harpikslim utføres, er avgjørende, da papiret ved nøytralitet ikke er limt med det vanlige utfellingsmiddel, mens det er tilfredsstillende limt ved bruk av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

Ved gjentagelse av de ovenstående forsøk med aluminiumpoly-klorider oppnås tilsvarende resultater.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for liming av papir innbefattende preparering av en vandig massesuspensjon, og tilføring av et harpikslime-mlddel og fikseringsmiddel til suspensjonen, karakterisert ved at det som f ikseringsmiddel anvendes et aluminium-polyhydroksyklorid med formelen: hvor 6 > X _> 0,85, n er et helt tall og y er et helt tall, idet aluminiumpolyhydrokloridet har, dersom analysert ved hjelp av nuclear magnetisk resonans som en oppløsning med et Innhold lik 556 uttrykt som AI2O3, hovedsakelig monomerisk og dimerisk form, og er fri for sulfatanioner, og at limeproses-sen finner sted ved en pH fra nøytral til alkalisk.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at utfellingen utføres ved pH = 7.