The Role of Chitosan in Improving the Ageing Resistance of Rosin Sized Paper

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Abstract
SUMMARIES A new technique for improving the durability of rosin-alum sized paper is described, i.e. using chitosan as a polymer for surface treatment. Samples of such paper were dipped in 0.2% and 0.4% chitosan 1% acetic acid, using sodium hydroxide or sodium silicate as precipitators. After accelerated ageing for different periods mechanical and optical qualities of the samples were measured. IR-spectroscopy was used to determine the mean strength of hydrogen bonds (MSHB) and the relative absorbance of carbonyl groups (Ec=o) of both unaged and aged samples. In a second test series the samples were first aged and then submitted to chitosan treatment. The results show that the type of alkali for precipitation of chitosan is of crucial importance. Generally it can be stated that chitosan-treatment in the higher concentration (0.4%) and precipitated with sodium silicate can improve the durability of alum-rosin sized paper made from short fibre and that it can also improve the durability of such paper that has already suffered some decay from ageing. On donne la description d'une nouvelle technique visant à améliorer la durabilité du papier précipité à l'alun et gommé à la résine, en utilisant par exemple le chitosan comme polymère pour le traitement de la surface. Des échantillons de cette sorte de papier ont été plongés dans du chitosan à 0,2% et 0,4% à 1% d'acide acétique en utilisant de l'hydroxyde de sodium ou du silicate de sodium comme agents de précipitation. Après le traitement de vieillissement accéléré sur différentes durées les échantillons ont été mesurés afin de tester leur résistance mécanique et leurs altérations optiques. La spectroscopie infra-rouge (IR-spectroscopy) a été utilisée pour déterminer l'intensité de liaison des ponts d'hydrogène (MSHB) et l'absorption relative des groupes carbonyles (Ec=o) de deux groupes d'échantillons vieillis et non vieillis artificiellement. Dans une seconde série de tests les échantillons ont d'abord été soumis au vieillissement artificiel avant d'être traités au chitosan. Les résultats indiquent que le genre d'alcali utilisé comme agent de précipitation du chitosan a une importance capitale. Globalement on peut constater que le traitement au chitosan, dans sa concentration la plus forte (0,4%) et précipitée au moyen de silicate de sodium, peut renforcer la durabilité du papier gommé à la résine et fabriqué à partir de fibres courtes et qu'il peut également améliorer la résistance du papier qui a déjà souffert des détériorations du vieillissement. Es wird eine neue Methode zur Verbesserung der Alterungsbeständigkeit von alaungefällt harzgeleimten Papier beschrieben, nämlich die Oberflächenbehandlung mit polymerem Chitosan. Proben von solchem Papier wurden getaucht in Chitosan 0.2% bzw. 0.4% in 1%iger Essigsäure, wobei Natriumhydroxid bzw. Natriumsilikat als Fällungsmittel dienten. Nach beschleunigter Alterung über verschiedene Zeiträume wurden Messungen zur mechanischen Festigkeit und zur optischen Veränderung durchgeführt. Die Stärke der Wasserstoffbrückenbindung (MSHB) und die relative Absorption von Carbonylgruppen (Ec=o) wurde durch IR-Spektroskopie ermittelt. In einer zweiten Versuchsserie wurden die Proben zuerst gealtert und dann mit Chitosan behandelt. Die Ergebnisse zeigen, daß das zur Fällung eingesetzte Alkali von entscheidenber Bedeutung ist. Insgesamt kann festgestellt werden, daß eine Behandlung mit Chitosan in der höheren Konzentration (0,4%) die Alterungsbeständigkeit von alaungefällt harzgeleimten Papier aus Kurzfaserstoff verbessern kann. Das gilt auch für solches Papier, das bereits Alterungssschäden erlitten hat.