EP0282415B1 - Process for producing paper - Google Patents
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Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP 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
- D21H23/00—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper
- D21H23/76—Processes or apparatus for adding material to the pulp or to the paper characterised by choice of auxiliary compounds which are added separately from at least one other compound, e.g. to improve the incorporation of the latter or to obtain an enhanced combined effect
- D21H23/765—Addition of all compounds to the pulp
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP 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
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/20—Macromolecular organic compounds
- D21H17/21—Macromolecular organic compounds of natural origin; Derivatives thereof
- D21H17/24—Polysaccharides
- D21H17/28—Starch
Definitions
- starches characterized by an increasingly high cationicity, but obviously limited by the maximum cationicity that can achieve conventional methods of obtaining cationic starches. And, in any case, whatever the degree of cationicity, the closing of the circuits and the degradation of the quality of the fibers results in an inevitable drop in the resistance of the papers.
- patent EP 60,291 describes the preparation of a gel based on cationic starch and carboxy-methylcellulose or on a polymer of uronic acid, this gel being partially dehydrated by the action of a colloidal solution of polysilicic acid or an oxypolyaluminum compound.
- Dual techniques lead to an improvement in retention, thus making it possible to manufacture paper with a higher content of fillers. They allow a substantial saving of cellulose, but are not applicable in all cases. In addition, the amount of starch attached to the cellulose at the time of the formation of the sheet remains still limited, the physical characteristics of the paper thus obtained are not always improved sufficiently.
- the object of the invention is therefore, above all, to provide a process for the production of paper which responds better than those which already exist to the various wishes of the practice.
- this incumbent Company has found, after in-depth research, that it becomes possible, in particular in conditions deemed to be difficult, to increase significantly, that is to say by at least 30%, or even 50 % or even more than 100%, the limit threshold for fixing the starch in the fibrous composition when introducing into the mass of fibers, in particular partially wet, separately from one another, a cationic starch and an anionic starch other than starch phosphate.
- limit threshold for fixing starch in the fibrous composition denotes the amount of starch fixed per unit weight of dry fibrous composition, the latter comprising all of the insoluble constituents used to form the sheet of paper.
- the process for manufacturing paper according to the invention is characterized in that one introduces into the fibrous composition constituting the raw material, at two or more points, in particular in the wet part, separately one on the other, one (or more) cationic starch (s) and one (or more) anionic starch (s) other than starch phosphate.
- the anionic starch other than a starch phosphate is chosen from the group comprising starch phosphonates, carboxyalkyl starches and, preferably, starch sulphates, starches sulfoalkylated and sulfocarboxyalkylated.
- the expression “anionic starch” designates all products of this type with the exception of starch phosphates.
- the fibrous composition constituting the raw material intended for papermaking, an amount of 0.2% to 5% of cationic starch and an amount of 0.2 to 5% anionic starch.
- the amounts of cationic and anionic starch are between 0.4% and 3%, more preferably between 0.7% and 2.5%, the percentages being expressed as dry starch relative to the dry fibrous composition.
- the cationic and anionic starches are advantageously introduced into the fibrous composition in the form of a dilute aqueous glue with a concentration of less than 5%, preferably less than 3% and, more preferably, less than 1%, the lower limit being 0.01%. .
- the proportion of cationic starch relative to the anionic starch must be between 10/1 and 1/10, preferably between 5/1 and 1/3 and, more preferably still, between 3/1 and 1/2, these ratios being expressed in dry weight of starch.
- the point of introduction of the cationic and anionic starches is defined according to the physicochemical characteristics of the system, this choice resulting in different values of the contact time with the fibrous composition.
- the optimal concentrations of cationic starch and anionic starch used in accordance with the invention are determined within the limits indicated, depending in particular on the mass of fibers used, and the aqueous medium used (ionic environment) or the characteristics specific to each paper machine.
- cationic starches used in accordance with the invention are selected from those present both an electronic acceptor state, obtained using substituent groups of an electropositive nature, called cationic.
- substituents are those containing a tertiary or quaternary nitrogen atom, although the phosphonium and sulfonium groups can also be used.
- the electrophilic power of these starches is quantified by measuring the degree of substitution (DS), that is to say the number of hydroxyl functions which have been substituted by elementary glucoside unit.
- DS degree of substitution
- the DS is at most equal to 0.3; it is preferably between 0.02 and 0.20 and, more preferably, between 0.04 and 0.15.
- the strength of the nucleophilic power of starches containing anionic groups should, in theory, be specified by the value of pKA, the DS is measured in practice.
- the maximum value that the DS can reach is equal to 3. However, as a general rule, we will retain, for the anionic products targeted by the invention, a DS at most equal to 1.5 and, preferably, at most equal to 0.5.
- the binding reactions on the starch of these cationic or anionic groups were carried out and described with starches from all sources such as those of corn, rice, wheat, potato, cassava and others. They can, according to an advantageous embodiment of the invention, be carried out on starches having previously undergone a more or less extensive crosslinking treatment. This treatment gives the anionic or cationic starches thus obtained particular properties resulting in greater freedom as to the choice of their point of introduction during their implementation in the context of the invention.
- the presentoxy company was able to observe, at the level of the anionic starches and the cationic starches used, differences in behavior more or less visible, depending in particular on the cellulose pulps and the media. aqueous used.
- cationic potato starch It is generally the cationic potato starch which is recognized as providing the best performance. Particular preference is given to anionic starches belonging to the group of sulfocarboxyalkyl derivatives.
- the remarkable colloidal properties of the starches used in accordance with the invention have important repercussions on the manufacture of paper, making it possible for example to improve the retention of cellulose fines and of fillers during the preparation of the sheet and the speed of dripping water through the sheet.
- flocculating agents traditionally used in stationery such as, for example, alumina sulfate, polychloride of AI , polyethyleneimine, polyacrylamide and others.
- the installation in question comprises a vat 1 inside which is prepared the composition comprising a mass of fibers which is suspended and homogenized using an agitator 2. Stirring is maintained throughout the duration of the test. so as to ensure perfect regularity of supply to the circuit. It is however low enough not to modify over time the state of refining of the fibrous composition studied and not to degrade the flocs.
- the fibrous composition is conveyed by a pipe 3 equipped with a pump P in a transit vat 4 provided with an agitator 5 and in which it can be maintained for a predetermined time to allow contact with one or more adjuvants used at this stage; it is also possible not to plan any stay in the vat room 4; in this case, the fibrous composition simply crosses the vat and is brought by a pipe 6 directly to a pump P 2 located at the outlet of the vat 4.
- the fibrous composition will be drawn from the vat 1 with a rigorously constant flow.
- the pipe 3 Downstream of the pump P i , the pipe 3 is equipped with an enclosure 7 inside which it is possible to adjust the pH of the fiber suspension by adding alkali or acid; and downstream of the enclosure 7, the pipe 3 comprises an element schematically shown at 8 and suitable for allowing the introduction of one or more adjuvants into the fibrous composition.
- the pump P 2 routes the suspension of fibers through a line 9 to two mixers in series respectively M 1 and M 2 equipped with agitators respectively 10 and 11; the adjustment of the rotational speeds and the shape of the blades of the agitators 10 and 11 are chosen so that the conditions prevailing inside the mixers are as close as possible to the shear conditions existing in the wet part of an industrial circuit paper making.
- Three elements schematically shown in 12, 13 and 14 and adapted to allow the introduction of adjuvants into the fibrous composition are arranged on the line 9 at the outlet of the pump P 2 for the first and respectively before the inlet of the mixers M 1 and M 2 for the other two; these elements allow you to choose on the order of introduction, the shear conditions before or after addition and the contact times between the adjuvants and the fibrous composition.
- the enclosure 17 is also connected to a secondary circuit making it possible to bring a third part of the water under canvas contained in said enclosure via a pipe 21 fitted with a pump P 4 to a tubidimeter 22 at the outlet of which the waters under canvas which have passed through it are brought back to enclosure 17 by a pipe 23.
- the turbidimeter 22 makes it possible to assess the content of water under canvas in mineral and organic materials (fibers, fillers and others); it turns out that the measurements carried out continuously using this device are in direct relation to the retention and more or less proportional to the amount of soluble and insoluble matter present in the water under canvas.
- a photometer which can be that known under the brand NANOCOLOR 50D (manufactured by the Company Macherey-Nagel, 5160-Duren, RFA, and marketed by the Company Techmation, 20 Quai de la Marne, 75019 Paris), and which allows measurements to be made reflecting the overall level of starch fixation; the principle of these measurements is based on the expression of the difference between the measurement carried out on a supernatant stripped of a few minutes of rest of the cellulose fibers and of the fillers, and colored with iodine, and that carried out on the same non-colored supernatant .
- the acidity was measured by simple assay from an N / 10 sodium solution with phenolphthalein as a colored indicator.
- cationic starch By way of cationic starch, a cationic potato starch was used having a nitrogen content fixed on dry comprised between 0.55 and 0.60% (which corresponds to a DS comprised between 0.063 and 0.069); in this case, that marketed by the licensee under the brand HI-CATO 180.
- HI-CAT® 180 cationic starch is introduced through element 8, hence a contact time of 5 minutes before switching to "Britt-Jar".
- the anionic starches are introduced by the element 12, from where a contact time of 30 seconds before the passage on "Britt-Jar".
- the amount of cationic starch used is 1% on a dry basis relative to the dry fibrous composition.
- the quantity fixed is that allowing the lowest turbidimetric reading.
- the cationic starch used is that of Example 1, prepared under the same conditions.
- the installation is that of the single figure.
- the amounts of cationic and anionic starch are expressed on a dry basis relative to the dry fibrous composition contained in the vat 1.
- the measurements carried out are those of the turbidity of the water under canvas, the web retention and the amount of starch (in mgll) found in the water under canvas determined by enzymatic assay.
- the fibrous composition was taken after the second mixer, instead of carrying out the measurements on "Britt-Jar” and “formettes” (sheets of paper) of a grammage were prepared. approximately 150 glm 2 using this paste using the RAPID-KOETHEN type material marketed for example by the company Enrico Toniolo SpA (Milan, Italy) and well known to those skilled in the art.
- the cationicity of the starch is varied.
- a thick pulp obtained from old paper was removed on an industrial machine, then diluted with the canvas water from the same machine to form the fibrous composition intended to supply the installation according to the single figure.
- a first cationic starch was used, namely that of Example 1, which was prepared by cooking in a continuous cooker.
- a second cationic starch namely a cationic starch having an average DS of 0.12 (1% of fixed nitrogen) referenced AMIDON 608, was also used.
- the anionic starch used is one of those used in Example 1, namely the starch sulfosuccinate VECTOR® A 180.
- STARCH 608 and VECTOR® A 180 were cooked in an open vat with live steam (5 minutes at 95-98%) from milk with 4% commercial dry matter. The adhesives thus obtained were then diluted to 2% with cold water.
- the installation used is that shown in the single figure.
- the cationic starches were introduced by element 8, which gives a contact time of 5 minutes.
- the anionic starch was introduced by element 12, which gives a contact time of 30 seconds.
- the quantities of anionic starch used are those for which the turbidimetric reading is the lowest.
- Tests 13, 14 and 15 clearly demonstrate that, under the conditions adopted for this example, the use of a cationic starch with a higher DS makes it possible to increase the retention while bringing about a clarification of the waters under canvas.
- Test 16 shows that the successive use of a cationic starch of the AMIDON 608 type and of an anionic starch leads to very clear water under canvas despite high doses of starchy plants (approximately 3%) and to excellent retention. In addition, the amount of starch attached is remarkable.
- composition was taken from an industrial machine, then diluted with water under canvas from the same machine.
- a cationic starch having a fixed nitrogen content of between 0.35 and 0.40 ie a DS between 0.04 and 0.046 was used, in occurrence that marketed by the Applicant Company under the HI-CAT® 142 brand.
- the method of preparation proper for its implementation is that described for the cationic starch HI-CAT® 180.
- anionic starch VECTOR® A 180 was used as anionic starch.
- the cationic starch is introduced through element 8, which gives a contact time of 5 minutes.
- the anionic starch is introduced through the element 12, which gives a contact time of 30 seconds.
- the fixing of starches on the fibers is likewise improved.
- the preparation is obtained with the help of which the system is fed according to the single figure.
- the pH is adjusted to a value of 7-7.2 by the introduction of dilute sodium hydroxide at the junction 20 of the lines 19 and 9.
- the cationic starch is introduced through element 8, which gives a contact time of 5 minutes.
- Anionic starch is introduced through element 12, which gives a contact time of 30 seconds.
- the amount of anionic starch was chosen so that the lowest turbidimetric reading was obtained.
Landscapes
- Paper (AREA)
- Making Paper Articles (AREA)
- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Polysaccharides And Polysaccharide Derivatives (AREA)
- Inorganic Fibers (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
Description
L'invention a pour objet un procédé de fabrication du papier, le terme "papier* désignant dans ce qui suit toute structure plane ou feuille non seulement à base de fibres cellulosiques -matière première la pius fréquem- ment 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,
- - de fibres minérales telles que les fibres d'amiante, de céramique et de verre,
- - de toutes combinaisons de fibres cellulosiques, synthétiques et minérales.
- - synthetic fibers such as polyamide, polyester and polyacrylic resin fibers,
- - mineral fibers such as asbestos, ceramic and glass fibers,
- - all combinations of cellulosic, synthetic and mineral fibers.
L'utilisation, bien connue, des amidons cationiques qui sont introduits dans la masse de fibres avant la formation de la feuille, a permis d'augmenter la rétention des fibres et des charges, d'améliorer l'égouttage et d'augmenter les caractéristiques physiques du papier ; en effet, la fixation préférentielle de ces amidons sur les sites réactionnels anioniques des fibres et des charges, rendue possible par leur caractère cationique ou cationicité, permet d'accroître le nombre des liaisons entre fibres ainsi qu'entre fibres et charges, d'où une résistance plus grande du papier : et grâce à cette plus grande résistance du papier, il devenait possible de diminuer la concentration de la masse de fibres ou d'avoir recours à des fibres de qualité inférieure.The well-known use of cationic starches which are introduced into the mass of fibers before the sheet is formed has made it possible to increase the retention of fibers and fillers, to improve drainage and to increase the characteristics paper physical; in fact, the preferential fixation of these starches on the anionic reaction sites of the fibers and of the fillers, made possible by their cationic or cationic nature, makes it possible to increase the number of bonds between fibers as well as between fibers and fillers, whence greater resistance of the paper: and thanks to this greater resistance of the paper, it became possible to reduce the concentration of the mass of fibers or to resort to fibers of lower quality.
Il se trouve que les avantages procurés par la mise en oeuvre des amidons cationiques ne permettent pas toujours, depuis quelques années, de compenser les inconvénients croissant créés par la dégradation croissante de la qualité des matières premières.It turns out that the advantages obtained by the use of cationic starches have not always, for several years, made it possible to compensate for the increasing disadvantages created by the increasing degradation of the quality of the raw materials.
En effet, pour faire face à des soucis de rentabilité économique de plus en plus stricts, non seulement la pâte mi-chimique tradionnellement utilisée par exemple pour la fabrication de papier pour carton ondulé a vu sa part réduite au profit des pâtes issues de fibres cellulosiques de récupération, communément appelées FCR, mais de plus la qualité même de ces FCR est de plus en plus médiocre en raison du nombre croissant de recyclages des "vieux papiers".Indeed, in order to face increasingly strict economic profitability concerns, not only the semi-chemical pulp traditionally used for example for the manufacture of paper for corrugated cardboard has seen its share reduced in favor of pulp from cellulose fibers. recovery, commonly called FCR, but moreover the very quality of these FCR is more and more mediocre due to the increasing number of recycling of "old paper".
A cela s'ajoute le fait qu'au niveau des machines à papier, la tendance est de plus en plus à la fermeture systématique des circuits, d'où un enrichissement des eaux de fabrication en matières organiques et minérales.Added to this is the fact that at the level of paper machines, the trend is more and more towards the systematic closing of circuits, hence an enrichment of production waters with organic and mineral materials.
Ces facteurs concourent à la diminution de la solidité du papier ; la proportion d'amidons cationiques que l'on peut fixer sur les fibres décroît, d'où une moindre résistance de la feuille.These factors contribute to the decrease in the strength of the paper; the proportion of cationic starches that can be fixed on the fibers decreases, resulting in less resistance of the sheet.
Diverses solutions ont été proposées pour remédier à ces inconvénients.Various solutions have been proposed to remedy these drawbacks.
Ainsi, on a mis au point des amidons caractérisés par une cationicité de plus en plus élevée, mais bien évidemment limitée par la cationicité maximale que permettent d'atteindre les procédés classiques d'obtention d'amidons cationiques. Et, de toute façon, quel que soit le degré de cationicité, la fermeture des circuits et la dégradation de la qualité des fibres se traduisent par une baisse inéluctable de la résistance des papiers.Thus, we have developed starches characterized by an increasingly high cationicity, but obviously limited by the maximum cationicity that can achieve conventional methods of obtaining cationic starches. And, in any case, whatever the degree of cationicity, the closing of the circuits and the degradation of the quality of the fibers results in an inevitable drop in the resistance of the papers.
Sachant que l'efficacité d'un amidon cationique est d'autant plus grande que sa probabilité de fixation sur la fibre est importante, on a eu recours (voir le brevet US 4.066.495) pour augmenter cette probabilité de fixation à des associations du type "amidon cationique - polyacrylamide" ou "amidon cationique - sulfate d'alumine ou polychlorure d'aluminium".Knowing that the effectiveness of a cationic starch is all the greater the greater its probability of fixation on the fiber, use has been made (see US Pat. No. 4,066,495) to increase this probability of fixation to associations "cationic starch - polyacrylamide" or "cationic starch - alumina sulfate or poly aluminum chloride".
Cette utilisation de deux ou plusieurs composés de même ionicité n'a en fait pour seul objectif que d'accroître la rétention des charges et des fibres sans pour autant modifier la composition du papier.This use of two or more compounds of the same ionicity has in fact the sole objective of increasing the retention of the charges and of the fibers without, however, modifying the composition of the paper.
Dans le même ordre d'idées, on a fait appel (voir le brevet FR 1.499.781) à des amidons contenant à la fois des groupes cationiques et des groupes phosphates anioniques.In the same vein, use has been made (see patent FR 1,499,781) of starches containing both cationic groups and anionic phosphate groups.
Ces amidons, bien que comportant par conséquent des groupes de ionicité différente, ont malgré tout un caractère essentiellement cationique, impliquant par conséquent leurs propres limites d'utilisation.These starches, although consequently comprising groups of different ionicity, nevertheless have an essentially cationic character, consequently implying their own limits of use.
L'application successive d'un phosphate d'amidon et d'un amidon cationique ne permet que d'améliorer la résistance du papier obtenu et ce dans une proportion insuffisante. De plus, ces amidons phosphatés contribuent à augmenter la charge polluante de par la présence de composés azotés issus de leur procédé de fabrication.The successive application of a starch phosphate and a cationic starch only improves the resistance of the paper obtained and this in an insufficient proportion. In addition, these phosphate starches contribute to increasing the pollutant load by the presence of nitrogen compounds from their manufacturing process.
Dans les techniques dites "duales", ce n'est pas à des amidons comportant à la fois des groupes cationiques et des groupes phosphates ou à la mise en oeuvre de phosphates d'amidons et d'amidons cationiques qu'on a eu recours, mais à des associations d'amidons cationiques et de composés d'ionicité différente.In the so-called "dual" techniques, it was not starches comprising both cationic groups and phosphate groups or the use of starch phosphates and cationic starches that were used, but to associations of cationic starches and compounds of different ionicity.
Ainsi (voir EP 41.056), on a utilisé des amidons cationiques en association avec de l'acide silicique colloïdal ; par ailleurs, le brevet EP 60.291 décrit la préparation d'un gel à base d'amidon cationique et de carboxy- méthylcellulose ou d'un polymère d'acide uronique, ce gel étant partiellement déshydraté par l'action d'une solution colloïdale d'acide polysilicique ou d'un composé d'oxypolyaluminium.Thus (see EP 41.056), cationic starches were used in association with colloidal silicic acid; moreover, patent EP 60,291 describes the preparation of a gel based on cationic starch and carboxy-methylcellulose or on a polymer of uronic acid, this gel being partially dehydrated by the action of a colloidal solution of polysilicic acid or an oxypolyaluminum compound.
Les techniques duales conduisent à une amélioration de la rétention, permettant ainsi la fabrication d'un papier à plus forte teneur en charges. Elles permettent une économie substantielle de cellulose, mais ne sont pas applicables dans tous les cas. De plus, la quantité d'amidon fixé à la cellulose au moment de la formation de la feuille restant encore limitée, les caractéristiques physiques du papier ainsi obtenu ne sont pas toujours améliorées de façon suffisante.Dual techniques lead to an improvement in retention, thus making it possible to manufacture paper with a higher content of fillers. They allow a substantial saving of cellulose, but are not applicable in all cases. In addition, the amount of starch attached to the cellulose at the time of the formation of the sheet remains still limited, the physical characteristics of the paper thus obtained are not always improved sufficiently.
Pour obtenir un papier ayant des caractéristiques mécaniques accrues, il est par conséquent nécessaire de faire subir au papier produit selon l'une des techniques précédentes, un traitement de surface réalisé notamment dans une machine du type "size-press" ; un tel traitement permet d'accroître la proportion d'amidon entrant dans la constitution de ce papier, lui conférant ainsi une meilleure résistance.To obtain a paper having increased mechanical characteristics, it is therefore necessary to subject the paper produced according to one of the preceding techniques, to a surface treatment carried out in particular in a machine of the "size-press" type; such a treatment makes it possible to increase the proportion of starch entering into the constitution of this paper, thus giving it better resistance.
Or, une telle solution n'est pas satisfaisante du point de vue économique, toute opération supplémentaire étant coûteuse ; le passage en "size-press" entraîne par ailleurs une diminution importante, de l'ordre de 15 à 20%, de la vitesse des machines et donc de la production de papier.However, such a solution is not satisfactory from an economic point of view, any additional operation being costly; switching to "size-press" also results in a significant reduction, of the order of 15 to 20%, in the speed of the machines and therefore in the production of paper.
Il résulte de ce qui précède qu'aucun des procédés existants ne conduit, avec un prix de revient satisfaisant, à l'obtention de papier ayant les caractéristiques souhaitées.It follows from the above that none of the existing methods leads, with a satisfactory cost price, to obtaining paper having the desired characteristics.
L'invention a donc pour but, surtout, de fournir un procédé de fabrication du papier répondant mieux que ceux qui existent déjà aux divers desiderata de la pratique.The object of the invention is therefore, above all, to provide a process for the production of paper which responds better than those which already exist to the various wishes of the practice.
Or, la présente Société titulaire a constaté à l'issue de recherches approfondies qu'il devenait possible, notamment dans des conditions réputées difficiles, d'augmenter sensiblement, c'est-à -dire d'au moins 30%, voire de 50% ou même de plus de 100%, le seuil limite de fixation de l'amidon dans la composition fibreuse dès lors que l'on introduit dans la masse de fibres, notamment en partie humide, séparément l'un de l'autre, un amidon cationique et un amidon anionique autre qu'un phosphate d'amidon.However, this incumbent Company has found, after in-depth research, that it becomes possible, in particular in conditions deemed to be difficult, to increase significantly, that is to say by at least 30%, or even 50 % or even more than 100%, the limit threshold for fixing the starch in the fibrous composition when introducing into the mass of fibers, in particular partially wet, separately from one another, a cationic starch and an anionic starch other than starch phosphate.
On désigne par l'expression "seuil limite de fixation de l'amidon dans la composition fibreuse" la quantité d'amidon fixé par unité de poids de composition fibreuse sèche, cette dernière comprenant l'ensemble des constituants insolubles servant à la formation de la feuille de papier.The expression “limit threshold for fixing starch in the fibrous composition” denotes the amount of starch fixed per unit weight of dry fibrous composition, the latter comprising all of the insoluble constituents used to form the sheet of paper.
Il s'ensuit que le procédé de fabrication du papier conforme à l'invention est caractérisé par le fait que l'on introduit dans la composition fibreuse constituant la matière première, en deux ou plusieurs points, notamment en partie humide, séparément l'un de l'autre, un (ou plusieurs) amidon(s) cationique(s) et un (ou plusieurs) amidon(s) anionique(s) autre qu'un phosphate d'amidon.It follows that the process for manufacturing paper according to the invention is characterized in that one introduces into the fibrous composition constituting the raw material, at two or more points, in particular in the wet part, separately one on the other, one (or more) cationic starch (s) and one (or more) anionic starch (s) other than starch phosphate.
Selon un mode de réalisation avantageux du susdit procédé, l'amidon anionique autre qu'un phosphate d'amidon est choisi dans le groupe comprenant les phosphonates d'amidon, les amidons carboxyalkyles et, de préférence, les sulfates d'amidon, les amidons sulfoalkylés et sulfocarboxyalkyles. Dans ce qui suit, l'expression "amidon anionique" désigne tous produits de ce type à l'exclusion de phosphates d'amidon.According to an advantageous embodiment of the above process, the anionic starch other than a starch phosphate is chosen from the group comprising starch phosphonates, carboxyalkyl starches and, preferably, starch sulphates, starches sulfoalkylated and sulfocarboxyalkylated. In what follows, the expression “anionic starch” designates all products of this type with the exception of starch phosphates.
Selon un autre mode de réalisation avantageux du susdit procédé, on ajoute à la composition fibreuse constituant la matière première destinée à la fabrication du papier, une quantité de 0,2% à 5% d'amidon cationique et une quantité de 0,2 à 5% d'amidon anionique.According to another advantageous embodiment of the above process, is added to the fibrous composition constituting the raw material intended for papermaking, an amount of 0.2% to 5% of cationic starch and an amount of 0.2 to 5% anionic starch.
De préférence, les quantités d'amidon cationique et anionique sont comprises entre 0,4% et 3%, plus préférentiellement entre 0,7% et 2,5%, les pourcentages étant exprimés en amidon sec par rapport à la composition fibreuse sèche.Preferably, the amounts of cationic and anionic starch are between 0.4% and 3%, more preferably between 0.7% and 2.5%, the percentages being expressed as dry starch relative to the dry fibrous composition.
Les amidons cationiques et anioniques sont avantageusement introduits dans la composition fibreuse sous forme de colle aqueuse diluée de concentration inférieure à 5%, de préférence inférieure à 3% et, plus préférentiellement, inférieure à 1 %, la limite inférieure étant de 0,01 %.The cationic and anionic starches are advantageously introduced into the fibrous composition in the form of a dilute aqueous glue with a concentration of less than 5%, preferably less than 3% and, more preferably, less than 1%, the lower limit being 0.01%. .
La préparation des colles (si l'amidon utilisé n'est pas directement soluble dans l'eau froide, auquel cas une simple dispersion dans l'eau suffit) est réalisée de manière connue en soi, par cuisson discontinue ou continue, par exemple dans un cuiseur continu sous pression propre à assurer les opérations de dosage, de cuisson et de dilution.
- selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, il peut être proposé dans un souci de simplification du procédé en question d'avoir recours à des amidons anioniques ou cationiques directement solubles dans l'eau froide et de les introduire, sous forme de poudre, directement dans la suspension fibreuse.
- according to an advantageous embodiment of the invention, it may be proposed for the sake of simplification of the process in question to use anionic or cationic starches directly soluble in cold water and to introduce them, in powder form , directly in the fibrous suspension.
Selon un autre mode de réalisation avantageux du procédé conforme à l'invention, la proportion d'amidon cationique par rapport à l'amidon anionique doit être comprise entre 10/1 et 1/10, de préférence entre 5/1 et 1/3 et, plus préférentiellement encore, entre 3/1 et 1/2, ces rapports étant exprimés en poids sec d'amidon.According to another advantageous embodiment of the process according to the invention, the proportion of cationic starch relative to the anionic starch must be between 10/1 and 1/10, preferably between 5/1 and 1/3 and, more preferably still, between 3/1 and 1/2, these ratios being expressed in dry weight of starch.
Le point d'introduction des amidons cationiques et anioniques est défini selon les caractéristiques physico- chimiques du système, ce choix se traduisant par des valeurs différentes du temps de contact avec la composition fibreuse.The point of introduction of the cationic and anionic starches is defined according to the physicochemical characteristics of the system, this choice resulting in different values of the contact time with the fibrous composition.
Les concentrations optimales en amidon cationique et en amidon anionique mis en oeuvre conformément à l'invention, c'est-à -dire celles permettant d'obtenir les meilleures performances, sont déterminées à l'intérieur des limites indiquées, en fonction notamment de la masse de fibres utilisée, et du milieu aqueux employé (environnement ionique) ou des caractéristiques propres à chaque machine à papier.The optimal concentrations of cationic starch and anionic starch used in accordance with the invention, that is to say those allowing the best performance to be obtained, are determined within the limits indicated, depending in particular on the mass of fibers used, and the aqueous medium used (ionic environment) or the characteristics specific to each paper machine.
A l'intérieur de ces limites, les performances inhérentes à l'invention telles que mesurées par exemple à l'aide du test de rétention de l'amidon, sont supérieures à celles auxquelles on pouvait s'attendre par simple addition des performances individuelles relatives à l'emploi respectivement d'amidon cationique ou d'amidon anionique, traduisant par conséquent un effet de synergie.Within these limits, the performances inherent in the invention, as measured for example using the starch retention test, are higher than those which could be expected by simple addition of the relative individual performances. with the use respectively of cationic starch or anionic starch, consequently translating a synergistic effect.
Les amidons cationiques mis en oeuvre conformément à l'invention sont sélectionnés parmi ceux présentant un état électronique accepteur, obtenu à l'aide de groupements substituants de nature électropositive, dénommés cationiques.The cationic starches used in accordance with the invention are selected from those present both an electronic acceptor state, obtained using substituent groups of an electropositive nature, called cationic.
Les substituants les plus couramment utilisés sont ceux renfermant un atome d'azote tertiaire ou quaternaire, bien que les groupés phosphonium et sulfonium puissent également être utilisés.The most commonly used substituents are those containing a tertiary or quaternary nitrogen atom, although the phosphonium and sulfonium groups can also be used.
Comme réactifs de cationisation de l'amidon, on peut utiliser des halohydrines ou des époxydes répondant respectivement aux formules suivantes :
- - A représente les groupements :
- - X représentant dans les susdites formules un atome d'halogène, tel que par exemple le chlore,
- - R1 et R2 représentent chacun, indépendamment l'un de l'autre, un radical alkyle à chaîne droite ou ramifiée en Cl-C4 ou bien sont réunis en une structure cyclique,
- - R3 représente un radical alkyle à chaîne droite ou ramifiée en Cl-C4 et n représente un nombre entier de 1 à 3.
- - A represents the groups:
- - X representing in the above formulas a halogen atom, such as for example chlorine,
- - R 1 and R 2 each represent, independently of one another, a straight chain or branched C 1 -C 4 alkyl radical or else are combined in a cyclic structure,
- - R 3 represents a straight chain or branched C 1 -C 4 alkyl radical and n represents an integer from 1 to 3.
Les réactifs de cationisation utilisés sont de préférence :
- - le diéthylamino chloroéthane,
- - le chlorure de triméthylammonium époxypropyle,
- - le chlorure de triméthylammonium chloro-1-hydroxy-2-propane.
- - diethylamino chloroethane,
- - epoxypropyl trimethylammonium chloride,
- - trimethylammonium chloride chloro-1-hydroxy-2-propane.
Le pouvoir électrophile de ces amidons est quantifié par la mesure du degré de substitution (DS), c'est-à -dire du nombre de fonctions hydroxyles qui ont été substituées par motif glucosidique élémentaire. En règle générale, le DS est au plus égal à 0,3 ; il est de préférence compris entre 0,02 et 0,20 et, plus préférentiellement, entre 0,04 et 0,15.The electrophilic power of these starches is quantified by measuring the degree of substitution (DS), that is to say the number of hydroxyl functions which have been substituted by elementary glucoside unit. As a general rule, the DS is at most equal to 0.3; it is preferably between 0.02 and 0.20 and, more preferably, between 0.04 and 0.15.
Pour la préparation des amidons anioniques mis en oeuvre conformément à l'invention, on introduit les substituants anioniques dans la molécule d'amidon en ayant recours à des réactifs fonctionnels dont de préférence :
- - dans le cas des phosphonates d'amidon, l'acide diéthylphosphonique aminochloréthane.
- - dans le cas des sulfates d'amidon, l'acide sulfamique, les sulfamates ou encore les complexes SOà - donneurs d'électrons tels que le SO3-TMA (triméthylamine), le SOa-pyridine,
- - dans le cas des sulfoalkyles d'amidon, les 2-chloroéthane-sulfonates et le 3-chloro-2-hydroxypropane- sulfonate,
- - dans le cas des carboxyalkyles d'amidon, les sels d'acides halo-1-carboxyliques tels que le monochlo- racétate de sodium ou le chloropropionate de sodium, les lactones comme la propiono- ou butyrolactone, l'acrylonitrile (réaction suivie d'une saponification), les anhydrides d'acides tels que les anhydrides maléi- que, succinique, phtalique et autres,
- - dans le cas des sulfocarboxyles d'amidon, l'acide chloro-3-sulfo-2-propionique.
- - in the case of starch phosphonates, diethylphosphonic acid aminochlorethane.
- - in the case of starch sulphates, sulphamic acid, sulphamates or also SO-complexes with - electron donors such as SO 3 -TMA (trimethylamine), SO a -pyridine,
- - in the case of starch sulfoalkyls, 2-chloroethane sulfonates and 3-chloro-2-hydroxypropane sulfonate,
- - in the case of starch carboxyalkyls, the salts of halo-1-carboxylic acids such as sodium monochloroacetate or sodium chloropropionate, lactones such as propiono- or butyrolactone, acrylonitrile (reaction followed by 'saponification), acid anhydrides such as maleic, succinic, phthalic and other anhydrides,
- - in the case of starch sulfocarboxyls, chloro-3-sulfo-2-propionic acid.
Bien que la force du pouvoir nucléophile des amidons renferment des groupements anioniques devrait, en théorie, être précisée par la valeur du pKA, on mesure en pratique le DS.Although the strength of the nucleophilic power of starches containing anionic groups should, in theory, be specified by the value of pKA, the DS is measured in practice.
La valeur maximale que peut atteindre le DS est égale à 3. Cependant, en règle générale, on retiendra, pour les produits anioniques visés par l'invention, un DS au plus égal à 1,5 et, de préférence, au plus égal à 0,5.The maximum value that the DS can reach is equal to 3. However, as a general rule, we will retain, for the anionic products targeted by the invention, a DS at most equal to 1.5 and, preferably, at most equal to 0.5.
La fixation sur l'amidon d'un réactif portant un groupement cationique ou anionique est bien connue [voir:
- - "Starch : Chemistry and Technology", édité par Whistler et al, vol. Il (Industrial aspects), 1967, Academic Press ;
- - "Starch Production Technology", édité par J.A. Radley, 1976, Applied Science Publishers Ltd. London ;
- - "Starch : Chemistry and Technology", édité par Whistler et al, 2ème édition (1984), Academic Press, Inc., pages 354-385].
Dans l'état actuel de la technique, la réaction peut se dérouler en phase humide, c'est-à -dire sur une suspension d'amidon, en milieu aqueux ou en milieu solvant, mais également en phase sèche, en présence d'un catalyseur de nature alcaline. On choisira de préférence la phase solvant ou la phase sèche dans le cas où la solubilité dans l'eau devient importante quand le DS croit. La fixation peut également être effectuée lors de la solubilisation de l'amidon dans les conditions susdécrites.
- - "Starch: Chemistry and Technology", edited by Whistler et al, vol. Il (Industrial aspects), 1967, Academic Press;
- - "Starch Production Technology", edited by JA Radley, 1976, Applied Science Publishers Ltd. London;
- - "Starch: Chemistry and Technology", edited by Whistler et al, 2nd edition (1984), Academic Press, Inc., pages 354-385].
In the current state of the art, the reaction can take place in the wet phase, that is to say on a starch suspension, in an aqueous medium or in a solvent medium, but also in the dry phase, in the presence of an alkaline catalyst. The solvent phase or the dry phase will preferably be chosen in the case where the solubility in water becomes important when the DS believes. The fixing can also be carried out during the solubilization of the starch under the conditions described above.
Les réactions de fixation sur l'amidon de ces groupements cationiques ou anioniques ont été effectuées et décrites avec des amidons de toutes provenances tels que ceux de maïs, riz, blé, pomme de terre, manioc et autres. Elles peuvent, selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, être effectuées sur des amidons ayant préalablement subi un traitement plus ou moins poussé de réticulation. Ce traitement confère aux amidons anioniques ou cationiques ainsi obtenus des propriétés particulières se traduisant par une plus grande liberté quant au choix de leur point d'introduction lors de leur mise en oeuvre dans le cadre de l'invention.The binding reactions on the starch of these cationic or anionic groups were carried out and described with starches from all sources such as those of corn, rice, wheat, potato, cassava and others. They can, according to an advantageous embodiment of the invention, be carried out on starches having previously undergone a more or less extensive crosslinking treatment. This treatment gives the anionic or cationic starches thus obtained particular properties resulting in greater freedom as to the choice of their point of introduction during their implementation in the context of the invention.
Dans un mode de réalisation préférentiel de l'invention, la présente Société titulaire a pu observer, au niveau des amidons anioniques et des amidons cationiques mis en oeuvre, des différences de comportement plus ou moins visibles, en fonction notamment des pâtes cellulosiques et des milieux aqueux utilisés.In a preferred embodiment of the invention, the present titular company was able to observe, at the level of the anionic starches and the cationic starches used, differences in behavior more or less visible, depending in particular on the cellulose pulps and the media. aqueous used.
C'est généralement la fécule de pomme de terre cationique qui est reconnue comme apportant les meilleures performances. Une préférence toute particulière est accordée aux amidons anioniques appartenant au groupe des dérivés sulfocarboxyalkyles.It is generally the cationic potato starch which is recognized as providing the best performance. Particular preference is given to anionic starches belonging to the group of sulfocarboxyalkyl derivatives.
Les remarquables propriétés colloïdales des amidons employés conformément à l'invention ont d'importantes répercussions sur la fabrication du papier, permettant par exemple d'améliorer la rétention des fines de cellulose et des charges lors de la confection de la feuille et la vitesse d'égouttage de l'eau à travers la feuille.The remarkable colloidal properties of the starches used in accordance with the invention have important repercussions on the manufacture of paper, making it possible for example to improve the retention of cellulose fines and of fillers during the preparation of the sheet and the speed of dripping water through the sheet.
Dans le cadre du procédé conforme à l'invention, il pourra encore être fait appel à d'autres additifs comme par exemple à des agents floculants traditionnellement utilisés en papeterie tels que, par exemple, le sulfate d'alumine, le polychlorure d'AI, la polyéthylène-imine, le polyacrylamide et autres.In the context of the process according to the invention, use may also be made of other additives such as, for example, flocculating agents traditionally used in stationery such as, for example, alumina sulfate, polychloride of AI , polyethyleneimine, polyacrylamide and others.
Enfin, l'invention pourra être mieux comprise à l'aide des exemples qui suivent et qui sont soit comparatifs, soit relatifs à des modes de réalisation avantageux.Finally, the invention can be better understood using the following examples which are either comparative or relating to advantageous embodiments.
Pour évaluer les résultats obtenus par mise en oeuvre du procédé conforme à l'invention, on a recours à une installation propre à reproduire au moins certaines étapes de la fabrication du papier à partir de fibres cellulosiques et représentée schématiquement à la figure unique.To evaluate the results obtained by implementing the method according to the invention, use is made of an installation suitable for reproducing at least certain stages of the production of paper from cellulosic fibers and shown diagrammatically in the single figure.
L'installation en question comprend un cuvier 1 à l'intérieur duquel est préparée la composition comprenant une masse de fibres qui est mise en suspension et homogénéisée grâce à un agitateur 2. L'agitation est maintenue pendant toute la durée de l'essai de façon à assurer la parfaite régularité d'alimentation du circuit. Elle est pourtant suffisamment faible pour ne pas modifier dans le temps l'état de raffinage de la composition fibreuse étudiée et pour ne pas dégrader les flocs.The installation in question comprises a vat 1 inside which is prepared the composition comprising a mass of fibers which is suspended and homogenized using an
Une fois préparée, la composition fibreuse est acheminée par une canalisation 3 équipée d'une pompe P dans un cuvier de transit 4 muni d'un agitateur 5 et dans lequel elle peut être maintenue pendant un temps prédéterminé pour permettre le contact avec un ou plusieurs des adjuvants mis en oeuvre à ce stade ; il est également possible de ne prévoir aucun séjour dans le cuvier 4 ; dans ce cas, la composition fibreuse traverse simplement le cuvier et est amenée par une canalisation 6 directement à une pompe P2 située à la sortie du cuvier 4.Once prepared, the fibrous composition is conveyed by a pipe 3 equipped with a pump P in a transit vat 4 provided with an agitator 5 and in which it can be maintained for a predetermined time to allow contact with one or more adjuvants used at this stage; it is also possible not to plan any stay in the vat room 4; in this case, the fibrous composition simply crosses the vat and is brought by a
Dans tous les cas, la composition fibreuse sera soutirée du cuvier 1 avec un débit rigoureusement constant.In all cases, the fibrous composition will be drawn from the vat 1 with a rigorously constant flow.
En aval de la pompe Pi, la canalisation 3 est équipée d'une enceinte 7 à l'intérieur de laquelle il est possible de régler le pH de la suspension de fibres par apport d'alcali ou d'acide ; et en aval de l'enceinte 7, la canalisation 3 comporte un élément schématiquement montré en 8 et propre à permettre l'introduction d'un ou de plusieurs adjuvants dans la composition fibreuse.Downstream of the pump P i , the pipe 3 is equipped with an enclosure 7 inside which it is possible to adjust the pH of the fiber suspension by adding alkali or acid; and downstream of the enclosure 7, the pipe 3 comprises an element schematically shown at 8 and suitable for allowing the introduction of one or more adjuvants into the fibrous composition.
La pompe P2 achemine la suspension de fibres par une canalisation 9 à deux mélangeurs en série respectivement M1 et M2 équipés d'agitateurs respectivement 10 et 11 ; le réglage des vitesses de rotation et la forme des pales des agitateurs 10 et 11 sont choisis de façon telle que les conditions régnant à l'intérieurs des mélangeurs soient les plus proches possible des conditions de cisaillement existant dans la partie humide d'un circuit industriel de fabrication de papier.The pump P 2 routes the suspension of fibers through a line 9 to two mixers in series respectively M 1 and M 2 equipped with agitators respectively 10 and 11; the adjustment of the rotational speeds and the shape of the blades of the
Trois éléments schématiquement montrés en 12, 13 et 14 et propres à permettre l'introduction d'adjuvants dans la composition fibreuse sont disposés sur la canalisation 9 à la sortie de la pompe P2 pour le premier et respectivement avant l'entrée des mélangeurs M1 et M2 pour les deux autres ; ces éléments permettent de choisir l'ordre d'introduction, les conditions de cisaillement avant ou après ajout et les temps de contact entre les adjuvants et la composition fibreuse.Three elements schematically shown in 12, 13 and 14 and adapted to allow the introduction of adjuvants into the fibrous composition are arranged on the line 9 at the outlet of the pump P 2 for the first and respectively before the inlet of the mixers M 1 and M 2 for the other two; these elements allow you to choose on the order of introduction, the shear conditions before or after addition and the contact times between the adjuvants and the fibrous composition.
Le deuxième mélangeur M2 est relié par une canalisation 15 à un appareil de mesure 16 dénommé "Britt-Jar" dans la technique, décrit dans les publications suivantes :
- - TAPPI, Octobre 1973, Volume 56, n° 10, p. 46-50
- - TAPPI, Février 1976, Volume 59, n° 02, p. 67-70
- - TAPPI, Juillet 1977, Volume 60, n° 07, p. 110-112
- - TAPPI, Novembre 1978, Volume 61, n° 11, p. 108-110
(TAPPI = Technical Association of the Pulp and Paper Industry) et propre à simuler l'égouttage de la pâte à papier sur la toile d'une machine à papier.
- - TAPPI, October 1973, Volume 56, n ° 10, p. 46-50
- - TAPPI, February 1976, Volume 59, n ° 02, p. 67-70
- - TAPPI, July 1977, Volume 60, n ° 07, p. 110-112
- - TAPPI, November 1978, Volume 61, n ° 11, p. 108-110
(TAPPI = Technical Association of the Pulp and Paper Industry) and suitable for simulating the drainage of paper pulp on the canvas of a paper machine.
A la sortie de la "Britt-Jar", on récupère dans une enceinte 17 des eaux d'égouttage qui peuvent être assimilées à ce qu'on appelle "eaux sous toile" dans la technique de la fabrication du papier, expression retenue dans ce qui suit.At the exit of the "Britt-Jar", one collects in an enclosure 17 draining water which can be assimilated to what is called "water under canvas" in the technique of papermaking, expression retained in this following.
Les eaux sous toile récupérées dans l'enceinte 17 sont
- - pour une partie, rejetées à l'égoût par une
canalisation 18, - - pour une autre partie, recyclées par une
canalisation 19 équipée d'une pompe P3 vers la canalisation 9 enun point 20 situé entre les éléments 12et 13.
- - for a part, rejected in the sewer by a
line 18, - - for another part, recycled by a
pipe 19 fitted with a pump P 3 to the pipe 9 at apoint 20 located between the 12 and 13.elements
L'enceinte 17 est reliée, de plus, à un circuit secondaire permettant d'amener par une canalisation 21 équipée d'une pompe P4 une troisième partie des eaux sous toile contenues dans ladite enceinte vers un tubidimètre 22 à la sortie duquel les eaux sous toile qui l'ont traversé sont ramenées à l'enceinte 17 par une canalisation 23.The enclosure 17 is also connected to a secondary circuit making it possible to bring a third part of the water under canvas contained in said enclosure via a
Une homogénéisation parfaite des eaux sous toile est assurée dans ce circuit secondaire..Perfect homogenization of the canvas water is ensured in this secondary circuit.
Le turbidimètre 22 permet d'apprécier la teneur des eaux sous toile en matières minérales et organiques (fibres, charges et autres) ; il se trouve en effet que les mesures réalisées en continu à l'aide de cet appareil sont en relation directe avec la rétention et plus ou moins proportionnelles à la quantité de matières solubles et insolubles présentes dans les eaux sous toile.The
On a également recours à un photomètre qui peut être celui connu sous la marque NANOCOLOR 50D (fabriqué par la Société Macherey-Nagel, 5160-Duren, R.F.A., et commercialisé par la Société Techmation, 20 Quai de la Marne, 75019 Paris), et qui permet d'effectuer des mesures traduisant le niveau de fixation global des amidons ; le principe de ces mesures est basé sur l'expression de la différence entre la mesure effectuée sur un surnageant débarrassé par quelques minutes de repos des fibres cellulosiques et des charges, et coloré à l'iode, et celle réalisée sur le même surnageant non coloré.We also use a photometer which can be that known under the brand NANOCOLOR 50D (manufactured by the Company Macherey-Nagel, 5160-Duren, RFA, and marketed by the Company Techmation, 20 Quai de la Marne, 75019 Paris), and which allows measurements to be made reflecting the overall level of starch fixation; the principle of these measurements is based on the expression of the difference between the measurement carried out on a supernatant stripped of a few minutes of rest of the cellulose fibers and of the fillers, and colored with iodine, and that carried out on the same non-colored supernatant .
Pour une première série d'essais, on a préparé à partir de fibres cellulosiques une pâte à papier de type dit "milieu acide" à l'aide des constituants principaux suivants :
- - 35% de pâte à la soude - fibres longues,
- - 35% de pâte à la soude - fibres courtes,
- - 15% de "cassés couchés" (c'est-à -dire de pâtes recyclées) chargés au carbonate de calcium,
- - 15% de "cassés couchés" chargés au kaolin.
- - 35% soda ash - long fibers,
- - 35% soda ash - short fibers,
- - 15% of "coated broken" (that is to say recycled pasta) loaded with calcium carbonate,
- - 15% of "coated broken" loaded with kaolin.
Après raffinage en eau potable du mélange ainsi obtenu à 48° SR (degré Schopper-Riegler, norme AFNOR NF Q 50-003), on y a introduit :
- - 35% de kaolin (grade G),
- - 4% de sulfate d'alumine.
- - 35% kaolin (grade G),
- - 4% of alumina sulfate.
La composition fibreuse ou pâte ainsi préparée avait les caractéristiques suivantes :
- - concentration de la pâte avant introduction des charges (kaolin et sulfate d'alumine) : 8 glkg,
- - concentration de la pâte chargée : 10,6 g/kg
- - pH 4,7 (en cuvier)
- - résistivité : 623 Ω-cm
- - acidité : 140 mgll (compté en acide sulfurique).
- - concentration of the dough before introduction of the charges (kaolin and alumina sulfate): 8 glkg,
- - concentration of loaded dough: 10.6 g / kg
- - pH 4.7 (in vats)
- - resistivity: 623 Ω-cm
- - acidity: 140 mgll (counted in sulfuric acid).
L'acidité a été mesurée par dosage simple à partir d'une solution sodique N/10 avec, pour indicateur coloré, la phénolphtaléine.The acidity was measured by simple assay from an N / 10 sodium solution with phenolphthalein as a colored indicator.
On a effectué plusieurs expériences en traitant cette pâte à l'aide d'un amidon cationique puis à l'aide d'un amidon anionique.Several experiments were carried out by treating this paste with a cationic starch and then with an anionic starch.
A titre d'amidon cationique, on a utilisé une fécule de pomme de terre cationique présentant un taux d'azote fixé sur sec compris entre 0,55 et 0,60% (ce qui correspond à un DS compris entre 0,063 et 0,069) ; il s'agit en l'occurence de celle commercialisée par la titulaire sous la marque HI-CATO 180.By way of cationic starch, a cationic potato starch was used having a nitrogen content fixed on dry comprised between 0.55 and 0.60% (which corresponds to a DS comprised between 0.063 and 0.069); in this case, that marketed by the licensee under the brand HI-CATO 180.
Pour sa mise en oeuvre, cette fécule cationique a été solubilisée sur un appareil de cuisson en continu, dans les conditions suivantes :
- - lait à 10% de matière commerciale
- - température : 120°C, sous une pression suffisante pour que la cuisson ait lieu en phase liquide,
- - temps de maintien : 30 secondes,
- - dilution en ligne par l'eau froide pour amener la lecture réfractométrique à moins de 0,5%.
- - milk with 10% commercial matter
- - temperature: 120 ° C, under sufficient pressure for cooking to take place in the liquid phase,
- - holding time: 30 seconds,
- - online dilution with cold water to bring the refractometric reading to less than 0.5%.
A titre d'amidons anioniques, on a utilisé ceux identifiés ci-après :
- - un sulfosuccinate de fécule présentant un DS de 0,05 (en l'occurrence celui commercialisé par la Société Demanderesse sous la marque VECTORO A 180),
- - une fécule sulfatée présentant un DS de 0,087, référencée AS,
- - une fécule phosphatée d'un DS d'environ 0,04 (en l'occurrence celle commercialisée par la Société AVEBE sous la marque RETABOND AP).
- - a starch sulfosuccinate having a DS of 0.05 (in this case that marketed by the Applicant Company under the brand VECTORO A 180),
- - a sulphated starch with a DS of 0.087, referenced AS,
- - a phosphate starch with a DS of approximately 0.04 (in this case that marketed by the AVEBE Company under the brand RETABOND AP).
Les amidons anioniques étudiés ont été préparés par cuisson à la vapeur en cuve ouverte dans les conditions suivantes :
- - lait à 4% de matière commerciale
- - maintien pendant 5 minutes à 95-98°C
- - dilution en ligne par de l'eau froide pour amener la lecture réfractométrique à 2%.
- - milk with 4% commercial matter
- - hold for 5 minutes at 95-98 ° C
- - online dilution with cold water to bring the refractometric reading to 2%.
On a utilisé l'installation décrite ci-dessus en rapport avec la figure unique.The installation described above has been used in connection with the single figure.
Les paramètres de fonctionnement de l'installation ont été définis comme suit :
- - les vitesses de rotation des mélangeurs M1 et M2 étaient respectivement de 1000 et 2000 tours par minute,
- - les débits des pompes Pi, P2 et P3 (retour des eaux sous toile) étaient de 400 millilitres par minute),
- - réglage du turbidimètre : amplificateur variable x 5.
- the rotational speeds of the mixers M 1 and M 2 were respectively 1000 and 2000 revolutions per minute,
- - the flow rates of pumps P i , P 2 and P 3 (return of water under canvas) were 400 milliliters per minute),
- - turbidimeter setting: variable amplifier x 5.
Les points d'introduction respectifs de l'amidon cationique et des amidons anioniques étudiés ont été arbitrairement choisis.The respective points of introduction of the cationic starch and of the anionic starches studied were arbitrarily chosen.
L'amidon cationique HI-CAT® 180 est introduit par l'élément 8, d'où un temps de contact de 5 minutes avant le passage sur "Britt-Jar".HI-CAT® 180 cationic starch is introduced through element 8, hence a contact time of 5 minutes before switching to "Britt-Jar".
Les amidons anioniques sont introduits par l'élément 12, d'où un temps de contact de 30 secondes avant le passage sur "Britt-Jar".The anionic starches are introduced by the
La quantité d'amidon cationique utilisée est de 1 % en sec par rapport à la composition fibreuse sèche.The amount of cationic starch used is 1% on a dry basis relative to the dry fibrous composition.
Pour les dérivés anioniques, la quantité fixée est celle permettant la lecture turbidimétrique la plus basse.For anionic derivatives, the quantity fixed is that allowing the lowest turbidimetric reading.
Le nombre d'expériences réalisées est de cinq, à savoir :
- ESSAI 1 : TĂ©moin (sans amidon)
- ESSAI 2 : HI-CATO 180 seul (1%)
- ESSAI 3 : HI-CAT® 180 (1%) ; VECTORO A 180 (1,5%)
- ESSAI 4 : HI-CAT® 180 (1%) ; AS (1,6%)
- ESSAI 5 : HI-CAT® 180 (1%) ; RETABOND AP (0,65%).
- TEST 1: Control (without starch)
- TEST 2: HI-CATO 180 alone (1%)
- TEST 3: HI-CAT® 180 (1%); VECTORO A 180 (1.5%)
- TEST 4: HI-CAT® 180 (1%); AS (1.6%)
- TEST 5: HI-CAT® 180 (1%); RETABOND AP (0.65%).
Les mesures effectuées sont les suivantes :
- - mesure de la turbidité des eaux sous toile,
- - évaluation de la proportion globale d'amidon fixé à l'aide du photomètre,
- - mesure de la quantité de fibres et charges retenues, communément désignée par "rétention toile",
- - mesure de la rétention des charges.
- - measurement of the turbidity of the water under canvas,
- - evaluation of the overall proportion of starch fixed using the photometer,
- - measurement of the quantity of fibers and fillers retained, commonly known as "canvas retention",
- - measurement of charge retention.
On exprime la "rétention toile" par le rapport
On exprime la rétention des charges par le rapport
Les résultats de ces mesures sont réunis dans le tableau I.
Les résultats présentés dans le tableau I montrent que l'introduction séquentielle d'amidon anionique du type sulfaté et plus particulièrement du type sulfosuccinate et d'amidon cationique permet d'accroître de manière significative la rétention des fibres et des charges tout en assurant une parfaite fixation des matières amylacées mises en oeuvre.The results presented in Table I show that the sequential introduction of anionic starch of the sulfated type and more particularly of the sulfosuccinate type and of cationic starch makes it possible to significantly increase the retention of the fibers and of the fillers while ensuring perfect fixation of the starchy materials used.
Cette fixation des amidons est d'autant plus remarquable que la concentration en amylacés employés dans les essais 3 et 4 est au moins le double de celle introduite dans l'essai 2.This fixing of the starches is all the more remarkable since the concentration of starches used in tests 3 and 4 is at least twice that introduced in
On constate par contre que les résultats obtenus en présence de fécules phosphatées sont nettement moins satisfaisants notamment du point de vue de la fixation de l'amidon (cf. lecture photométrique) et de la rétention des charges.On the other hand, it is noted that the results obtained in the presence of phosphate starches are clearly less satisfactory in particular from the point of view of the fixing of the starch (cf. photometric reading) and of the retention of the charges.
Pour cette seconde série d'essais, on a prélevé sur une machine industrielle une pâte épaisse de type dit "milieu acide", à base de vieux papiers, qui, diluée avec les eaux clarifiées provenant de la même usine, a fourni une pâte introduite dans le cuvier et dont les caractéristiques étaient les suivantes :
- - concentration totale : 12,25 gll,
- - concentration en matières solubles : 3,7 g/l,
- - pH : 6,10,
- - résistivité : 438 Ω-cm,
- - dureté : 174° TH,
- - amidon dans le filtrat : inférieur à 0,1 g/l,
- - calcium soluble : 575 mg/l,
- - aluminium soluble : 2 mg/l,
- - cendres à 900°C : 2,2 mg/l.
- - total concentration: 12.25 gll,
- - soluble matter concentration: 3.7 g / l,
- - pH: 6.10,
- - resistivity: 438 Ω-cm,
- - hardness: 174 ° TH,
- - starch in the filtrate: less than 0.1 g / l,
- - soluble calcium: 575 mg / l,
- - soluble aluminum: 2 mg / l,
- - ash at 900 ° C: 2.2 mg / l.
Dans cette série d'essais, l'amidon cationique mis en oeuvre est celui de l'exemple 1, préparé dans les mêmes conditions.In this series of tests, the cationic starch used is that of Example 1, prepared under the same conditions.
L'amidon anionique mis en oeuvre est la fécule sulfatée de l'exemple 1. Elle est préparée par cuisson à la vapeur en cuve ouverte dans les conditions suivantes :
- - lait à 5% de matière commerciale,
- - maintien pendant 5 minutes à 95-98°C,
- - dilution en ligne par de l'eau froide pour amener la lecture réfractométrique à 2%.
- - milk with 5% commercial matter,
- - hold for 5 minutes at 95-98 ° C,
- - online dilution with cold water to bring the refractometric reading to 2%.
L'installation est celle de la figure unique.The installation is that of the single figure.
Les paramètres de fonctionnement de l'installation on été définis comme suit :
- - mélangeur M1 : agitation à 1000 tours/minute,
- - mélangeur M2 : agitation à 2000 tours/minute,
- - les débits des pompes P1 et P2 sont de 500 millilitres par minute,
- - le débit de la pompe P3 est de 400 millilitres par minute, l'excédent étant rejeté par la
canalisation 18, - - le pH a été maintenu à 5,7 avec de l'acide sulfurique dilué, introduit dans les eaux sous toile amenées pour la dilution.
- - mixer M 1 : stirring at 1000 revolutions / minute,
- - M 2 mixer: stirring at 2000 rpm,
- - the flow rates of pumps P 1 and P 2 are 500 milliliters per minute,
- the flow rate of the pump P 3 is 400 milliliters per minute, the excess being discharged through
line 18, - - the pH was maintained at 5.7 with dilute sulfuric acid, introduced into the canvas water supplied for dilution.
Les point d'introduction respectifs de l'amidon cationique et de l'amidon anionique ont été choisis comme suit :
- - l'amidon cationique a été introduit par l'élément 8 (temps de
contact de 10 minutes) et une quantité complémentaire a, dans certains essais, été introduitepar l'élément 14, - - l'amidon anionique a été introduit
par l'élément 12.
- - the cationic starch was introduced by element 8 (contact time of 10 minutes) and an additional quantity was, in certain tests, was introduced by
element 14, - - the anionic starch was introduced by
element 12.
Les quantités d'amidon cationique et d'amidon anionique et le point d'introduction sont indiqués dans le tableau II.
Les quantités d'amidon cationique et anionique sont exprimées en sec par rapport à la composition fibreuse sèche contenue dans le cuvier 1.The amounts of cationic and anionic starch are expressed on a dry basis relative to the dry fibrous composition contained in the vat 1.
Les mesures effectuées sont celles de la turbidité des eaux sous toile, de la rétention toile et de la quantité d'amidon (en mgll) retrouvée dans les eaux sous toile déterminée par dosage enzymatique.The measurements carried out are those of the turbidity of the water under canvas, the web retention and the amount of starch (in mgll) found in the water under canvas determined by enzymatic assay.
Les résultats sont réunis dans le tableau III.
- - la limite de fixation correcte de l'amidon cationique utilisé, introduit en deux points comme précisé plus haut, se situe vers 2% (voir essai 8),
- - quand on utilise successivement des amidons cationique et anionique, on peut atteindre, pour des résultats équivalents, des taux d'amidon de l'ordre de 3,5% ; le gain en rétention peut alors être de 3 points, ce qui, dans le système utilisé, est important.
- - the correct fixation limit for the cationic starch used, introduced at two points as specified above, is around 2% (see test 8),
- - When cationic and anionic starches are used successively, it is possible to achieve, for equivalent results, starch levels of the order of 3.5%; the retention gain can then be 3 points, which is important in the system used.
A titre de complément d'expérience, on a prélevé la composition fibreuse après le second mélangeur, au lieu de procéder aux mesures sur "Britt-Jar" et on a préparé des "formettes" (feuilles de papier) d'un grammage d'environ 150 glm2 à l'aide de cette pâte en utilisant le matériel de type RAPID-KOETHEN commercialisé par exemple par la Société Enrico Toniolo SpA (Milan, Italie) et bien connu de l'homme de l'art.As an additional experiment, the fibrous composition was taken after the second mixer, instead of carrying out the measurements on "Britt-Jar" and "formettes" (sheets of paper) of a grammage were prepared. approximately 150 glm 2 using this paste using the RAPID-KOETHEN type material marketed for example by the company Enrico Toniolo SpA (Milan, Italy) and well known to those skilled in the art.
La pâte étudiée étant essentiellement destinée à du papier pour cannelure, on a mesuré le CMT 60, c'est-à -dire l'indice Concora (voir la norme TAPPI T 809 su 66), les résultats étant réunis dans le tableau IV.
On s'aperçoit, à la lecture de ces résultats, que le gain en CMT est à peu près proportionnel à la quantité d'amidon transformé fixé. L'utilisation de 2% d'amidon cationique permet d'augmenter le CMT de 45 N (essai 8). L'utilisation globale de 3,5% d'amidon transformé (essai 11) permet un gain global de 71 N, ce qui constitue un avantage déterminant du procédé conforme à l'invention.It will be seen from reading these results that the gain in CMT is roughly proportional to the amount of transformed starch attached. The use of 2% cationic starch makes it possible to increase the CMT by 45 N (test 8). The overall use of 3.5% transformed starch (test 11) allows an overall gain of 71 N, which constitutes a decisive advantage of the process according to the invention.
Dans cet exemple, on fait varier la cationicité de l'amidon.In this example, the cationicity of the starch is varied.
Une pâte épaisse obtenue à partir de vieux papiers a été prélevée sur une machine industrielle, puis diluée avec les eaux sous toile provenant de la même machine pour constituer la composition fibreuse destinée à alimenter l'installation selon la figure unique.A thick pulp obtained from old paper was removed on an industrial machine, then diluted with the canvas water from the same machine to form the fibrous composition intended to supply the installation according to the single figure.
L'analyse de ladite composition conduit aux valeurs suivantes :
- - concentration totale : 16.5 g/l
- - concentration en matières solubles 4.8 g/l
- - pH : 5.7
- - acidité : 253 mg/1 compté en acide sulfurique
- - résistivité : 338 n-cm
- - aluminium soluble . 3 mg/1.
- - sodium soluble : 310 mg/1
- - calcium soluble : 650 mg/1
- - magnésium soluble : 24 mg/1
- - amidon : 0,39 g/1
- - sucres réducteurs : 0.12 g/1
- - cendres à 900°C : 2,8 g/1.
- - total concentration: 16.5 g / l
- - soluble matter concentration 4.8 g / l
- - pH: 5.7
- - acidity: 253 mg / 1 counted as sulfuric acid
- - resistivity: 338 n-cm
- - soluble aluminum. 3 mg / 1.
- - soluble sodium: 310 mg / 1
- - soluble calcium: 650 mg / 1
- - soluble magnesium: 24 mg / 1
- - starch: 0.39 g / 1
- - reducing sugars: 0.12 g / 1
- - ash at 900 ° C: 2.8 g / 1.
On a mis en oeuvre un premier amidon cationique, à savoir celui de l'exemple 1, qui a été préparé par cuisson dans un cuiseur continu.A first cationic starch was used, namely that of Example 1, which was prepared by cooking in a continuous cooker.
Un deuxième amidon cationique, à savoir une fécule cationique ayant un DS moyen de 0,12 (1% d'azote fixé) référencée AMIDON 608, a également été utilisé.A second cationic starch, namely a cationic starch having an average DS of 0.12 (1% of fixed nitrogen) referenced AMIDON 608, was also used.
L'amidon anionique mis en oeuvre est l'un de ceux utilisés dans l'exemple 1, à savoir le sulfosuccinate de fécule VECTOR® A 180.The anionic starch used is one of those used in Example 1, namely the starch sulfosuccinate VECTOR® A 180.
L'AMIDON 608 et le VECTOR® A 180 ont été cuits en cuve ouverte à la vapeur vive (5 minutes à 95-98%) à partir d'un lait à 4% de matières sèches commerciales. Les colles ainsi obtenues ont ensuite été diluées à 2% à l'eau froide.STARCH 608 and VECTOR® A 180 were cooked in an open vat with live steam (5 minutes at 95-98%) from milk with 4% commercial dry matter. The adhesives thus obtained were then diluted to 2% with cold water.
L'installation utilisée est celle représentée à la figure unique.The installation used is that shown in the single figure.
Les paramètres de marche de cette installation ont été définis comme suit :
- - mélangeur M1 : agitation de 1000 tours/minute,
- - mélangeur M2 : agitation de 2000 tours/minute,
- - les débits des pompes P1 et P2 : 500 millilitres par minute ; le débit de la pompe P3 : 400 millilitres par minute ; l'excédent est éliminé.
- - mixer M 1 : agitation of 1000 revolutions / minute,
- - mixer M 2 : agitation of 2000 revolutions / minute,
- - the flow rates of pumps P 1 and P 2 : 500 milliliters per minute; the flow rate of the pump P 3 : 400 milliliters per minute; the excess is eliminated.
Les amidons cationiques ont été introduits par l'élément 8, ce qui donne un temps de contact de 5 minutes.The cationic starches were introduced by element 8, which gives a contact time of 5 minutes.
L'amidon anionique a été introduit par l'élément 12, ce qui donne un temps de contact de 30 secondes.The anionic starch was introduced by
Comme déjà indiqué plus haut, les quantités d'amidon anionique utilisées sont celles pour lesquelles la lecture turbidimétrique est la plus basse.As already indicated above, the quantities of anionic starch used are those for which the turbidimetric reading is the lowest.
On a réalisé cinq essais (12 à 16), les quantités d'amidon introduites étant :
- ESSAI 12 : néant (essai témoin)
- ESSAI 13 : 1,5% de AMIDON 608
- ESSAI 14 : 1,5% de HI-CAT® 180
- ESSAI 15 : 2 % de AMIDON 608
- ESSAI 16 : 2 % de AMIDON 608+0,96% de VECTOR® A 180.
- TEST 12: none (control test)
- TEST 13: 1.5% of AMIDON 608
- TEST 14: 1.5% of HI-CAT® 180
- TEST 15: 2% of AMIDON 608
- TEST 16: 2% of AMIDON 608 + 0.96% of VECTOR® A 180.
On a effectué les mesures de la turbidité et les mesures de la rétention toile et évalué à l'aide du photomètre la proportion globale d'amidon fixé dans les eaux sous toile.The measurements of the turbidity and the measurements of the web retention were carried out and the overall proportion of starch fixed in the water under canvas was evaluated using the photometer.
Les résultats sont réunis dans le tableau V.
Les essais 13, 14 et 15 (amidon cationique seul) mettent clairement en évidence que, dans les conditions retenues pour cet exemple, l'emploi d'un amidon cationique de plus haut DS permet d'augmenter la rétention tout en apportant un éclaircissement des eaux sous toile.
L'essai 16 montre que la mise en oeuvre successive d'un amidon cationique du type AMIDON 608 et d'un amidon anionique conduit à des eaux sous toile très claires malgré des doses élevées d'amylacées (environ 3%) et à d'excellentes rétentions. De plus, la quantité d'amidon fixé est remarquable.
Dans le cadre de cet exemple, on a utilisé un autre type de composition fibreuse que celles envisagées jusqu'ici ; il s'agit d'une pâte dite de "milieu acide" mais chargée, en l'occurrence au kaolin.In the context of this example, a different type of fibrous composition was used than those envisaged so far; it is a paste called "acid medium" but charged, in this case with kaolin.
La composition a été prélevée sur une machine industrielle, puis diluée avec les eaux sous toile provenant de la même machine.The composition was taken from an industrial machine, then diluted with water under canvas from the same machine.
L'analyse de la préparation ainsi obtenue a donné les éléments suivants :
- - concentration totale : 11 g/1
- - concentration en matières solubles 0,86 g/1
- - pH : 5,6
- - acidité en H2SO4 20 mg/l
- - résistivité : 1917 n-cm
- - sucres réducteurs : 0 g/1
- - amidon soluble : 0,31 g/1
- - aluminium soluble : 1 mg/1
- - cendres à 900°C 1.6 g/1.
- - total concentration: 11 g / 1
- - soluble matter concentration 0.86 g / 1
- - pH: 5.6
- - acidity in H 2 SO 4 20 mg / l
- - resistivity: 1917 n-cm
- - reducing sugars: 0 g / 1
- - soluble starch: 0.31 g / 1
- - soluble aluminum: 1 mg / 1
- - ash at 900 ° C 1.6 g / 1.
On a mis en oeuvre, en tant qu'amidon cationique, une fécule cationique présentant un taux d'azote fixé sur sec compris entre 0,35 et 0,40 (soit un DS compris entre 0,04 et 0,046), en l'occurrence celle commercialisée par la Société Demanderesse sous la marque HI-CAT® 142.As a cationic starch, a cationic starch having a fixed nitrogen content of between 0.35 and 0.40 (ie a DS between 0.04 and 0.046) was used, in occurrence that marketed by the Applicant Company under the HI-CAT® 142 brand.
Le mode de préparation propre à sa mise en oeuvre est celui décrit pour la fécule cationique HI-CAT® 180.The method of preparation proper for its implementation is that described for the cationic starch HI-CAT® 180.
On a, par ailleurs, mis en oeuvre, en tant qu'amidon anionique, la fécule anionique VECTOR® A 180, déjà décrite à l'exemple 1.In addition, anionic starch VECTOR® A 180, already described in Example 1, was used as anionic starch.
On utilise toujours l'installation montrée à la figure unique.We always use the installation shown in the single figure.
Les paramètres de fonctionnement de l'installation sont définis comme suit :
- - mélangeur Mi : agitation de 1000 tours/minute,
- - mélangeur M2 : agitation de 2000 tours/minute,
- - débits des pompes P1, P2 et P3 : 400 ml/minute.
- - mixer M i : stirring at 1000 revolutions / minute,
- - mixer M 2 : agitation of 2000 revolutions / minute,
- - flow rates of pumps P 1 , P 2 and P 3 : 400 ml / minute.
L'amidon cationique est introduit par l'élément 8, ce qui donne un temps de contact de 5 minutes.The cationic starch is introduced through element 8, which gives a contact time of 5 minutes.
L'amidon anionique est introduit par l'élément 12, ce qui donne un temps de contact de 30 secondes.The anionic starch is introduced through the
On procède à trois essais (17 à 19), les quantités d'amidon cationique et anionique introduites étant :
- ESSAI 17 : Témoin (néant)
- ESSAI 18 : 1,2% de HI-CAT® 142
- ESSAI 19 : 1,2% de HI-CAT® 142 - 0,66% de VECTORO A 180.
- TEST 17: Witness (none)
- TEST 18: 1.2% HI-CAT® 142
- TEST 19: 1.2% of HI-CAT® 142 - 0.66% of VECTORO A 180.
On a mesuré la turbidité, la rétention toile, la rétention charges et évalué la proportion d'amidon fixé par photométrie.The turbidity, the web retention, the load retention were measured and the proportion of starch fixed by photometry was evaluated.
Les résultats sont réunis dans le tableau VI.
Il résulte de ce tableau que la mise en oeuvre séquentielle d'amidon anionique et d'amidon cationique permet, du point de vue de la rétention, d'obtenir des résultats remarquables tout en appauvrissant de façon considérable les eaux sous toile.It follows from this table that the sequential use of anionic starch and cationic starch makes it possible, from the point of view of retention, to obtain remarkable results while considerably depleting the water under canvas.
La fixation des amidons sur les fibres en est de même améliorée.The fixing of starches on the fibers is likewise improved.
On a procédé à une autre série d'essais en utilisant une pâte à papier non chargée, travaillée en milieu neutre.Another series of tests was carried out using an unfilled paper pulp, worked in a neutral medium.
La composition de base est ici :
- - 40% de Kraft blanchi
- - 15% de pâte mécanique blanchie - fibres longues
- - 45% de pâte mécanique blanchie - fibres courtes.
- - 40% bleached Kraft
- - 15% bleached mechanical pulp - long fibers
- - 45% bleached mechanical pulp - short fibers.
En diluant la pâte industrielle épaisse par les eaux sous toile provenant d'une machine, on obtient la préparation à l'aide de laquelle on alimente l'installation selon la figure unique.By diluting the thick industrial paste with the water under canvas from a machine, the preparation is obtained with the help of which the system is fed according to the single figure.
L'analyse de cette préparation donne les valeurs suivantes :
- - concentration totale : 12.5 g/l
- - concentration en matières solubles : 1 g/1
- - pH : 5,8
- - acidité en H2SO4 : 21 mg/1
- - résistivité : 1542 n-cm
- - sucres réducteurs : 0,17 g/1
- - amidon soluble : 0,38 g/l
- - aluminium soluble : 0.6 mg/l
- - cendres à 900°C : 3,3 g/l.
- - total concentration: 12.5 g / l
- - soluble matter concentration: 1 g / 1
- - pH: 5.8
- - acidity in H 2 SO 4 : 21 mg / 1
- - resistivity: 1542 n-cm
- - reducing sugars: 0, 17 g / 1
- - soluble starch: 0.38 g / l
- - soluble aluminum: 0.6 mg / l
- - ash at 900 ° C: 3.3 g / l.
On a mis en oeuvre, en utilisant l'installation selon la figure unique, à titre d'amidon cationique, celui connu sous la marque HI-CAT® 142 et, à titre d'amidon anionique, celui connu sous la marque VECTORO A 180.Was used, using the installation according to the single figure, as cationic starch, that known under the brand HI-CAT® 142 and, as anionic starch, that known under the brand VECTORO A 180 .
Les paramètres de marche de l'installation sont les suivants :
- - mélangeur M1 : agitation de 1000 tours/minute,
- - mélangeur M2 : agitation de 2000 tours/minute,
- - débits des pompes P1, P2 et P3 : 400 ml/minute.
- - mixer M 1 : agitation of 1000 revolutions / minute,
- - mixer M 2 : agitation of 2000 revolutions / minute,
- - flow rates of pumps P 1, P 2 and P 3 : 400 ml / minute.
On ajuste le pH à une valeur de 7-7,2 par introduction de soude diluée au niveau de la jonction 20 des canalisation 19 et 9.The pH is adjusted to a value of 7-7.2 by the introduction of dilute sodium hydroxide at the
Par ailleurs, l'amidon cationique est introduit par l'élément 8, ce qui donne un temps de contact de 5 minutes.Furthermore, the cationic starch is introduced through element 8, which gives a contact time of 5 minutes.
L'amidon anionique est introduit par l'élément 12, ce qui donne un temps de contact de 30 secondes.Anionic starch is introduced through
On a effectué trois essais (20 à 22), la nature et les quantités d'amidon introduites étant :
- ESSAI 20 : Témoin (néant)
- ESSAI 21 : 1,2% de HI-CAT® 142 et
- ESSAI 22 : 1,2% de HI-CATO 142 et 0,54% de VECTORO A 180.
- TEST 20: Witness (none)
- TEST 21: 1.2% of HI-CAT® 142 and
- TEST 22: 1.2% of HI-CATO 142 and 0.54% of VECTORO A 180.
La quantité d'amidon anionique a été choisie de telle sorte qu'on obtienne la lecture turbidimétrique la plus basse.The amount of anionic starch was chosen so that the lowest turbidimetric reading was obtained.
Les tests physiques effectués sur les papiers obtenus à partir des essais 20 à 22, à savoir la détermination :
- - du grammage (en g/m2)
- - du Scott-Bond (en Joules/m2, norme TAPPI T 506 su 68)
- - des cendres (en %)
ont conduit aux résultats réunis dans le tableau VII.
- - grammage (in g / m 2 )
- - Scott-Bond (in Joules / m 2 , TAPPI T 506 su 68 standard)
- - ash (in%)
led to the results collated in Table VII.
Les valeurs réunies dans le tableau VII montrent que les résultats obtenus sont remarquables.The values collected in Table VII show that the results obtained are remarkable.
En suite de quoi et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose ainsi d'un procédé de fabrication du papier dont les caractéristiques résultent de ce qui précède et qui présente l'avantage de conduire à des résultats nettement supérieurs à ceux obtenus par mise en oeuvre des procédés selon fart antérieur.Following what and whatever the embodiment adopted, there is thus a paper manufacturing process whose characteristics result from the above and which has the advantage of leading to results clearly superior to those obtained by implementation of the methods according to the prior art.
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