NO162978B

NO162978B - PROCEDURE FOR LIMITING PAPER.

Info

Publication number: NO162978B
Application number: NO832549A
Authority: NO
Inventors: Nicola Spina; Antonio Isolati
Original assignee: Prodeco Spa
Priority date: 1982-07-14
Filing date: 1983-07-13
Publication date: 1989-12-04
Also published as: IT8222388A0; EP0099547A1; IT8222388A1; AU1681883A; NO162978C; JPS5926594A; ZA835035B; FI832579A; NO832549L; BR8303750A; IT1151847B; ES8405866A1; ES524085A0; FI832579A0

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. The invention relates to a method for gluing paper and more particularly, a method for gluing paper filled with calcium carbonate, and as stated in the introduction to claim 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. In the usual sizing of paper, the fibrous aqueous suspension is supplemented with a resin sizing agent, normally based on rosin which is precipitated by means of a precipitating agent.

Utfellingsmidlet som er mest populært og vanlig brukt, er aluminiumsulfat som er satt til den vandige fibersuspensjon i form av en vannoppløsning. The precipitating agent which is most popular and commonly used is aluminum sulphate which is added to the aqueous fiber suspension in the form of a water solution.

Det er også kjent at avhengig av papirets endelige bruk, tilsettes fibersuspensjonen et inert fyllstoff egnet for å gi papiret spesielle egenskaper. It is also known that, depending on the final use of the paper, an inert filler suitable for giving the paper special properties is added to the fiber suspension.

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. As the precipitation with aluminum sulphate takes place at an acidic pH, in particular a pH between 4.5 and 6, there are no problems in cases where an acidic environment has no effect on the filler or the latter does not affect the properties of the precipitant. A typical example of such a situation is kaolin which, however, must be particularly clean, as impurities such as calcium carbonate react with aluminum sulphate to form calcium sulphate, whereby parts of the precipitant are removed from the desired effect and cause carbon dioxide to be released which remains within the fiber suspension and in the resulting paper with the accompanying problems and disadvantages.

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. These problems and disadvantages are further amplified when the filler is only calcium carbonate. If aluminum sulfate were to be used as a precipitating agent, a reaction between aluminum sulfate and calcium carbonate would only take place until the calcium carbonate is completely used up and the filler is gone, but only at that time and by further addition of aluminum sulfate will it be possible to carry out the precipitation of the bonding agent.

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. Alongside the already mentioned problems and disadvantages, there would also be formation of relevant amounts of salts, especially calcium sulphate, which further includes pollution problems and thus purification of the process products.

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. On the other hand, with the rosin-based sizing agents that were used previously, it was not possible to use aluminum sulfate at a neutral or alkaline pH, as the precipitation would not take place, probably due to a lack of neutralization of the electrical charges of the sizing agent dispersed in the suspension.

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. Finally, it should not be forgotten that in the case of paper filled with calcium carbonate, the problem exists of recycling to the papermaking process the so-called coated pieces that are too heavily filled with calcium carbonate.

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. For this reason, synthetic adhesives (e.g. Aquabel manufactured and marketed by Hercules Inc.) were previously used, which did not cause the above-mentioned technical problems, but contributed to significantly increased costs due to the use of these adhesives.

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: The improvement of paper sizing by avoiding the use of aluminum sulfate is also discussed in Canadian Patent No. 759363, in which for this purpose the use of a base aluminum salt is described with the following general formula:

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. wherein X is a monovalent anion, e.g. chlorine, wherein n is 1-20, especially 4-10, m is less than 3n and the ratio Al/X is between 1.5 and 6, especially between 2 and 4.

I beskrivelse og eksempler er derimot det anvendte fyllstoff praktisk talt ikke nevnt. In the description and examples, however, the filler used is practically not mentioned.

Av hensyn til arbeids pH, angis i dette patent et generelt område fra 5-8 og et foretrukket intervall på 5,5-7,0. For reasons of working pH, this patent specifies a general range from 5-8 and a preferred interval of 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. However, in the examples the pH, when indicated, has a maximum value of 6.8 (Example 3). It is thus clear that in this method the problem with the filler and especially with the use of calcium carbonate has not been taken into account.

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 Furthermore, in the French patent application No. 2418297, the problem of reducing the contents of suspended substances in the waste water resulting from paper sizing processes by improving the properties of the paper thus produced is clearly seen. For this, the use of a precipitant of a basic salt with formula is specified

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. in which M can be aluminum, X means chlorine, 3n-m greater than 0, and the basicity, especially the ratio m/3n%, will lie between 30 and 7556.

Det er spesielt foretrukket nærvær i det angitte salt av et polyvalent anion, eksempelvis anionet av en mineralsk syre som svovelsyre. The presence in the specified salt of a polyvalent anion, for example the anion of a mineral acid such as sulfuric acid, is particularly preferred.

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. Consequently, it is clear that in this process the type of filler has not been taken into account, although in the preamble the possible fillers are indicated, namely kaolin, calcium carbonate, talc etc. without indicating any difference between them.

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. Finally, to complete the above technical picture, it should be mentioned that in recent years the use of aluminum polychloride and polyhydroxy chloride as precipitating agents as a substitute for aluminum sulfate, and operation under the same conditions, has been suggested and demonstrated with experiments.

Med aluminiumpoly/klorid og polyhydroksyklorid menes polymere som f.eks. i tilfellet av polyhydroksyklorider har den generelle formel: By aluminum poly/chloride and polyhydroxy chloride are meant polymers such as e.g. in the case of polyhydroxy chlorides it has the general formula:

hvor 1 er et helt tall mellom 5 og 15, eksempelvis av den type som fremstilO.es ifølge US-patent nr. 3.909.439. where 1 is an integer between 5 and 15, for example of the type produced according to US patent no. 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. However, it should be pointed out that theoretically aluminum polyhydroxychloride, by being hydrolysed, would give way to a weakly acidic environment, in which on the one hand there was an adjustment of the action of a substitute for the aluminum sulfate and on the other hand such a hypothesis would lead to to exclude its use in the event that calcium carbonate and similar fillers.

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. It has now been surprisingly found and it is the subject of the invention that by using aluminum polyhydroxychloride as a precipitating agent, it is possible on the one hand to carry out the precipitation of rosin-based resin glue at a pH value from neutral to alkaline, on the other hand to carry out gluing of paper filled with calcium carbonate or a similar substance.

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: The present invention relates to a method for gluing paper including the preparation of an aqueous pulp suspension, and the addition of a resin sizing agent and fixing agent to the suspension, characterized in that the fixing agent is an aluminum polyhydroxychloride with the formula:

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 where 6 > X 2 0.85, n is an integer and y is an integer, the aluminum polyhydrochloride having, if analyzed by means of nuclear magnetic resonance as a solution with a content equal to 556 expressed as AI2O3, mainly monomeric and

dimerisk form, og er fri for sulfatanioner, og at limeproses-sen finner sted ved en pH fra nøytral til alkalisk. dimeric form, and is free of sulfate anions, and that the gluing process takes place at a pH from neutral to alkaline.

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. As already mentioned, the method according to the invention enables unexpected and surprising results to be achieved, as it becomes possible to use ordinary adhesives instead of special expensive adhesives, this gluing method also being brought within the traditional technology that has been satisfactorily used for a long time. Recovery and recycling of the coated shards has also been made possible.

Oppfinnelsen skal forklares ved hjelp av noen eksempler. The invention shall be explained by means of some examples.

Eksempel 1 Example 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. This example shows a common gluing treatment in connection with the production of fine white paper with a weight of 140 g/m<2>, where kaolin is used as a filler. The paper pulp includes bleached cellulose (9056) and waste paper pulp (1056). In the following table 1, both the results and the conditions under which the experiments were carried out are shown. In the table at A, aluminum or aluminum sulphate is indicated and at B aluminum polyhydroxychloride of the type that is commercially available under the name "Prodefloc SAB 19" from Prodeco Spa.

Eksempel 2 Example 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. This example relates to the production of paper for teaching books with a weight of 65 g/m<2> filled with 5% calcium carbonate and 55% kaolin, these percentages referring to dry paper.

Den papirpulpdannende f ibersuspensjon hadde følgende sammensetning: The paper pulp-forming fiber suspension had the following composition:

I følgende tabell 2 er det gjengitt resultatene av limings-prøvene. The following table 2 shows the results of the gluing tests.

Eksempel 3 Example 3

Eksemplet vedrører fremstillingen av 50 g/m<2> papir anvendelig som en bærer for belagt papir. The example relates to the production of 50 g/m<2> paper usable as a carrier for coated paper.

Pulpen som danner fibersuspensjonen hadde følgende sammensetning: The pulp that forms the fiber suspension had the following composition:

Det skal bemerkes at de belagte brudd har gjennomsnittlig et kalsiumkarbonatinnhold på 20-3056. It should be noted that the coated fractures have an average calcium carbonate content of 20-3056.

Resultatene av limprøvene er gjengitt i tabell 3. The results of the adhesive tests are shown in table 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. From the preceding tables it is clear that the pH at which the precipitation of resin glue is carried out is decisive, as the paper is not glued with the usual precipitating agent at neutrality, while it is satisfactorily glued using the method according to the invention.

Ved gjentagelse av de ovenstående forsøk med aluminiumpoly-klorider oppnås tilsvarende resultater. By repeating the above experiments with aluminum polychlorides, similar results are obtained.

Claims

1. Process for gluing paper including preparation of an aqueous pulp suspension, and adding a resin glue mixture and fixing agent to the suspension, characterized in that an aluminum polyhydroxychloride with the formula is used as fixing agent: where 6 > X _> 0.85, n is an integer and y is an integer, the aluminum polyhydrochloride having, if analyzed by means of nuclear magnetic resonance as a solution with a Content equal to 556 expressed as AI2O3, mainly monomeric and dimeric form, and is free of sulfate anions, and that the gluing process takes place at a pH from neutral to alkaline.

2. Method according to claim 1, characterized in that the precipitation is carried out at pH = 7.