|
(11) | EP 0 285 486 B2 |
| (12) | NOUVEAU FASCICULE DE BREVET EUROPEEN |
|
|
| (54) |
Procédé de fabrication du papier d'emballage et du carton Verfahren zur Herstellung von Verpackungspapier und Pappe Process for producing packaging paper and board |
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||||||
[0001] La présente invention concerne un procédé de fabrication du papier et plus particulièrement le papier d'emballage et le carton.
[0002] La pâte à papier brute constituée essentiellement de fibres de cellulose est mise sous forme d'une suspension aqueuse diluée qui est amenée dans la caisse de tête de la machine à papier d'où elle est distribuée sur une toile filtrante sur laquelle se forme la feuille de papier. Cette feuille est ensuite essorée puis séchée. Les qualités et les propriétés du papier obtenues sont déterminées notamment par les conditions de marche de la machine à papier, la pâte brute, les différents additifs qu'on ajoute dans la suspension avant la formation de la feuille et aussi les produits qu'on couche sur la feuille de papier après la toile filtrante.
[0003] La présente invention concerne plus spécialement les produits qu'on ajoute avant la formation de la feuille.
[0004] La principale qualité recherchée pour l'emballage est la solidité, il peut aussi être intéressant de rendre le papier résistant à l'humidité. Les fibres de cellulose proviennent de pâte à papier brute mais souvent de papiers ou cartons recyclés, parfois mélangés avec de la pâte brute.
[0005] Le brevet anglais GB 2 015 614 décrit un procédé de fabrication du papier d'emballage et des cannelures du carton dans lequel on ajoute à la suspension de fibres, avant la caisse de tête, de l'amidon cationique et un polychlorosulfate basique d'aluminium, ou du sulfate d'aluminium. La quantité d'amidon cationique ne dépasse pas 0,4 % du poids de fibres de cellulose. On sait que l'amidon cationique contribue à la résistance mécanique du papier et il serait utile de pouvoir en mettre beaucoup plus de 0,4 % dans la suspension et surtout de retenir cet amidon dans la feuille formée. Or l'amidon est très hydrophile et si on dépasse une quantité de 0,5 % on ne peut plus former la feuille de papier sur la toile filtrante sinon en réduisant fortement la productivité de la machine à papier. Selon la présente invention, on a trouvé un nouveau procédé qui permet d'utiliser des quantités d'amidon supérieures à 0,5 % dans la caisse de tête de la machine à papier.
[0006] La présente invention est un procédé de fabrication du papier d'emballage et du carton caractérisé à ce qu'on ajoute à la suspension contenant les fibres de cellulose avant la formation de la feuille:
a) plus de 0,5 partie d'amidon cationique pour 100 parties de fibres de cellulose,
b) de 0,02 à 0,3 parties en poids de polychlorure d'aluminium exprimé en Al2O3 pour 100 parties de fibres de cellulose, l'amidon cationique et le polychlorure d'aluminium étant ajoutés à la suspension juste en amont de la caisse de tête, l'amidon cationique étant ajouté en premier juste avant l'ajout de polychlorure d'aluminium.
[0007] La suspension contenant les fibres de cellulose peut être de la pâte brute ou blanchie, ou un mélange de pâte brute et de pâte blanchie. Très souvent on ajoute des papiers et des cartons usagés au mélange précédent.
[0008] L'amidon cationique est un mélange d'un ou plusieurs produits commercialisés sous le nom générique d'amidon cationique. Ces produits sont par exemple ceux décrits dans KIRK OTHMER, 3ème édition, Vol. 21 page 503. La quantité est avantageusement comprise entre 0,5 et 5 parties pour 100 parties de fibres de cellulose, et de préférence comprise entre 0,7 et 2.
[0009] Le polychlorure d'aluminium désigne les produits qu'on appelle habituellement "polychlorure d'aluminium", "polychlorure basique d'aluminium", "polychlorosulfate basique d'aluminium" et de préférence un ou plusieurs produits suivants :
1/ le sel de formule :
Aln(OH)mCl3n-m (I)
dans laquelle n est quelconque, 3n-m est positif, m et n étant des nombres entiers
positifs ; ledit sel pouvant contenir en outre un anion polyvalent Y choisi parmi
les anions des acides sulfuriques, phosphoriques, polyphosphoriques, siliciques, chromique,
carboxyliques et sulfoniques, le rapport molaire
étant de préférence compris entre 0,015 et 0,4.
2/ le sel de formule :
Aln(OH)mCl3n-m-2k(SO4)k (II)
dans laquelle k, m et n sont des entiers positifs, 3n > m + 2k, la basicité m/3n est
comprise entre 0,3 et 0,7 et k/n - 0,01 à 0,3. Ce produit peut être préparé selon
le procédé décrit dans le brevet US 3 929 666 ;
3/ le sel de formule :
[Aln(OH)3n-m-2pClm(SO4)p]z (III)
dans laquelle (3n-m-2p)/3n = 0,4 à 0,7 ; p = 0,04 à 0,25n ; m/p = 8 à 35 ; k, m, n
et p sont des nombres entiers et z est au moins 1. Ce produit est décrit dans le brevet
GB 2 128 977 ;
4/ le chlorosulfate d'aluminium basique de formule
AlnOHm(SO4)kCl3n-m-2k (IV)
dans laquelle la basicité ou le rapport molaire
x 100 est compris entre 40 % environ et 65 % environ et en ce qu'il présente un rapport
équivalent Al/équivalent Cl compris entre 2,8 et 5, une masse moléculaire apparente
MA mesurée par diffusion de lumière classique et des diamètres hydrodynamiques apparents
0̸Z et 0̸W mesurés par diffusion quasi-élastique de la lumière de valeurs suivantes
:
Ce produit est décrit dans le brevet français FR 2 584 699.
[0010] On peut aussi ajouter dans la suspension de fibres de cellulose avant la formation de la feuille et en plus des produits a et b, d'autres produits tels que des colorants.
[0011] Selon un autre mode de réalisation de l'invention, on peut ajouter en plus de l'amidon cationique un ou plusieurs produits choisis parmi les polyacrylamides, les polyéthylèneimines, la carboxyméthylcellulose, les résines urée-formol, les résines mélamine-formol, les résines aminopolyamide-épichlorhydrine, les résines polyamide-épichlorhydrine. Avantageusement on utilise ces produits en plus de l'amidon cationique et dans les mêmes quantités.
[0012] On peut aussi selon un autre mode de réalisation de l'invention, en plus des produits a et b ou en plus des produits qu'on ajoute avec l'amidon cationique tels que les polyacrylamides et autres précédemment cités, ajouter un agent de collage pour rendre le papier un peu hydrophobe lui permettant de résister à l'humidité.
[0013] Bien que tout agent de collage convienne, avantageusement on utilise de la collophane ou un mélange d'un ou plusieurs produits choisis parmi les alkyls cétènes dimères et leurs dérivés, les phosphates fluorés, les anhydrides d'acides carboxyliques à chaîne grasse, certains polyuréthanes, des copolymères styrène/anhydride maléïque.
[0014] On préfère utiliser les alkyls cétènes dimères et les anhydrides d'acides carboxyliques. La quantité à utiliser est fonction des propriétés recherchées du papier ou du carton. Avantageusement la quantité est inférieure à 10 parties pour 100 parties de fibres de cellulose et de préférence comprise entre 0,1 et 2 parties.
[0016] On peut aussi ajouter dans la suspension, avant la formation de la feuille, des additifs usuels tels que colorants, etc...
[0017] Un autre avantage de l'invention, en plus des bonnes propriétés mécaniques obtenues, est une forte diminution des matières en suspension dans les eaux recueillies sous la toile filtrante lors de la formation de la feuille.
[0018] Un autre avantage de l'invention est une plus grande productivité de la machine à papier et une meilleure cohésion interne. Tous ces avantages apparaîtront dans les exemples. Les exemples suivants illustrent l'invention.
EXEMPLE 1 (non conforme à l'invention)
[0019]
- Composition en caisse de tête :
100 % vieux papiers
Agent de collage : Alkyl cétène dimère 0,15 parties
- Caractéristiques de fonctionnement de la machine à papier :
Table plate laize utile : 2,6 m
Grammage : 190 g/m2
Nature du papier : couverture pour carton ondulé
Traitement après formation de la feuille : pulvérisation d'amidon natif en surface.
[0020] On ajoute de l'amidon cationique, 1,4 parties pour 100 parties de fibres.
Vitesse machine : 163 m/mn
Rétention totale : 79 %
Indice d'éclatement Mullen : 2,75 (selon la norme afnor NF Q 03053)
pH (en caisse de tête) : 7,2
EXEMPLE 2 (conforme à l'invention)
[0021] On opère comme dans l'exemple 1 mais on ajoute en plus, avant la caisse de tête, un polychlorure d'aluminium en proportion de 0,15 parties exprimé en Al2O3 pour 100 parties de fibres de cellulose.
[0022] On obtient :
| Vitesse machine | 200 m/mn |
| Rétention totale | 85 % |
| Mullen | 3,09 |
| pH (en caisse de tête) | 7,2 |
EXEMPLE 3 (Conforme à l'invention)
a) plus de 0,5 partie en poids d'amidon cationique pour 100 parties de fibres de cellulose,
b) de 0,02 à 0,3 partie en poids de polychlorure d'aluminium exprimé en Al2O3 pour 100 parties de fibres de cellulose,
l'amidon cationique et le polychlorure d'aluminium étant ajoutés à la suspension juste en amont de la caisse de tête, l'amidon cationique étant ajouté en premier juste avant l'ajout du polychlorure d'aluminium.a) mehr als 0,5 Gewichtsteile kationische Stärke auf 100 Teile Cellulosefasern und
b) 0,02 bis 0,3 Gewichtsteile Aluminiumpolychlorid, berechnet als Al2O3, auf 100 Teile Cellulosefasern
hinzugibt,wobei die kationische Stärke und das Aluminiumpolychlorid der Suspension direkt oberhalb des Stoffauflaufs zugesetzt werden und die kationische Stärke als erstes unmittelbar vor der Zugabe des Aluminiumpolychlorids hinzugegeben wird.
a) more than 0.5 parts by weight of cationic starch per 100 parts of cellulose fibres,
b) from 0.02 to 0.3 parts by weight of aluminium polychloride expressed as Al2O3 per 100 parts of cellulose fibres,
the cationic starch and the aluminium polychloride being added to the suspension just upstream of the stuff-chest, the cationic starch being added first, just before the addition of the aluminium polychloride.