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Pâtes cellulosiques à grand brillant.
La présente invention se rapporte à la production de pâtes cellulosiques et en particulier à la production de pâtes cellulo- siques ayant un grand brillant initial et la faculté d'être blan- chies en donnant un brillant final plus élevé.
Les pâtes cellulosiques, en particulier les fibres de bois utilisées dans la fabrication du papier, du carton etc. sont com- munément blanchies ou avivées au moyen d'agents variés, notamment des composés chimiques peroxygénés comme le peroxyde d'hydrogène 'ou le peroxyde de sodium ou avec des composés chimiques chlorés comme les hypochlorites. Des procédés remarquables mettant en oeuvre des agents de chacune de ces classes ont été mis au point et répon- dent à de nombreux besoins des techniciens.
Le grand volume des ma- tières à blanchir et les demandes critiques de certains usagers
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tels que les fabricants de papier ont toutefois nécessité des . recherches continues pour mettre au point des agents supplémen- taires pour le blanchiment des fibres.
Une considération importante est le désir de fournir des agents de blanchiment applicables à une variété d'opérations de blanchiment, par exemple au blanchiment des fibres de bois qui sont présentées dans un état quelconque différent d'une forme orientée, c'est-à-dire alignée, par exemple sous forme de copeaux de bois ou de pâtes dans lesquelles les fibres ont été assolées au hasard ou non orientées.
Un exemple d'un domaine qui a été depuis longtemps soumis aux recherches est le procédé de réduction en pâte au sulfite. C'est un procédé chimique dans lequel les copeaux de bois sont traités au moyen de solutions aqueuses contenant des ions bisulfite et SO2 libre en vue de la production de fibres de cellulose propres à la fabrication du papier. La pâte produite par ce procédé possède un bon brillant initial et peut être blanchie jusqu'à un taux élevé de brillant au moyen des agents usuels de blanchiment, par exemple du peroxyde d'hydrogène, des hypochlorites etc. après sa préparation.
Le procédé au sulfite présente toutefois un inconvénient sérieux.
Le rendement de la pâte produite par ce procédé est généralement faible, il est seulement de l'ordre de 40 à50% de pâte utilisable à partir d'une quantité donnée de bois.
On a mis au point de nombreuses variantes du procédé au sulfite pour augmenter ce rendement en pâte. Des variantes types sont les procédés semi-chimiques comme les procédés à la sciure au sulfite neutre et procédés analogues dans lesquels on utilise une séparation mécanique des fibres avec l'effet séparateur de la liqueur utilisée.
Ces procédés semi-chimiques donnent des rendements sensi- blement meilleurs, la conversion du bois en fibres utilisables étant de 50 à 90%. Toutefois les pâtes produites par ces procédés partiel- lement mécaniques et partiellement chimiques sont initialement moins brillantes que les pâtes obtenues par le procédé chimique au sulfite
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et sont difficiles à blanchir jusqu'à un taux final acceptable même quand on utilise des liqueurs sulfitiques dans leur production.
La présente invention a pour objet de fournir un procédé et des agents permettant d'augmenter le brillant des pâtes cellu- "losiques non blanchies ou partiellement blanchies au moyen de trai- ' tements propres à l'application aux fibres de bois à des stades va- riés de mise en pâte, c'est-à-dire à un stade quelconque entre les copeaux de bois et la pâte.
Le procédé et les agents produisant de la pâte cellulosique à partir de bois conformément à l'invention permettent d'obtenir un meilleur rendement en fournissant en même temps un bon brillant initial et l'aptitude à un blanchiment directe avec un brillant final plus grand.
Il & été trouvé de manière tout à fait surprenante qu'on pouvait produire une pâte cellulosique ayant un brillant initial élevé avec un bon rendement et sous une forme lui permettant d'être blanchie jusqu'à un brillant final plus élevé en imprégnant les fibres cellulosiques à l'état orienté ou non à l'aide d'une solution aqueuse contenant l'ion bisulfite et ayant un pH d'environ 2 à 7 de manière à obtenir environ 0,04% en poids de l'ion bisulfite,(en- viron 0,05% exprimé en bisulfite de sodium) sur les fibres, en mettant en contact les fibres imprégnées d'ion bisulfite avec environ
0,01 à 0,5% en poids des fibres d'un borohydrure de métal alcalin et en laissant les réactifs agir sur les fibres pour en augmenter le brillant.
Dans un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention les fibres cellulosiques traitées au moyen de la solution aqueuse conte- nant l'ion bisulfite sont orientées sous forme de copeaux de bois et les copeaux contenant l'ion bisulfite sont introduits avec le boro- hydrure de métal alcalin dans un dispositif mécanique de séparation des fibres à une température d'environ 60 à 99 C.
La quantité d'ion bisulfite utilisée est au moins quatre fois égale à la quantité de 'borohydrure ou environ cinq fois égale
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à la quantité de borohydrure si le bisulfite est exprimé en bisul- rite de sodium. L'utilisation d'un peu plus de cette quantité ne présente pas d'avantage supplémentaire pour le blanchiment bien que cela puisse être désirable pour l'empâtage de sorte qu'il n'y a pas-de limite maximale imposée quant à la quantité d'ion bisul- fite pouvant être utilisée.
Aucune raison ne permettait de soupçonner que l'utilisa- tion d'une petite quantité de bororhydrure permit d'obtenir l'aug- mentation prononcée observée dans le brillant de la pâte. Si on utilise le borohydrure seul dans les quantités indiquées, soit dans le stade d'imprégnation du bois, soit comme additif à la pâte, on ' n'obtient pas d'augmentation de brillant, en dépit du fait que le borohydrure type, le borohydrure de sodium, est connu comme agent de blanchiment et cela probablement en raison de la petite quantité d'agent utilisée dans la présente opération. En outre les liqueurs d'imprégnation sans borohydrure utilisées dans le premier stade du procédé selon l'invention ne donnent pas de brillant a4équat à la pâte en l'absence du borohydrure.
Un autre point est que bien qu'en théorie le borohydrure de sodium et le bisulfite réagissent pour former l'hydrosulfite de sodium comme agent de blanchiment, l'introduction directe d'hydro- sulfite de sodium comme agent de blanchiment exige, pour obtenir un blanchiment satisfaisant, beaucoup plus de cet agent chimique que n'en formerait la réaction du borohydrure de sodium et du bi- sulfite selon l'invention.
Les liqueurs de blanchiment utilisées dans le premier stade du procédé ont une concentration en ion bisulfite d'environ
0,25% en poids jusqu'à la quantité maximale soluble dans la liqueur d'imprégnation. Le seul point important est que l'ion bisulfite soit en solution dans la liqueur de sorte qu'il puisse être convenable- ' ment absorbé par les fibres.
L'ion bisulfite est introduit dans le procédé sous forme de bisulfite alcalin, alcalino-terreux ou d'ammonium, en particulier
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de bisulfite de sodium, de potassium., demagnésium, de calcium ou d'ammonium ou sous forme d'anhydride ou d'acide sulfureux. Les liqueurs du premier stade comprennent de préférence des quantités substantielles d'un sulfite alcalin ou d'une autre matière alcaline avec l'ion bisulfite de manière à régler le pH de la liqueur à environ 5 à 7, pH préféré pour les liqueurs bisulfitiques dans le présent procédé.
Le pH de ces liqueurs en l'absence d'un additif alcalin est normalement d'environ 4,5 à 5 ou moins; avec la base ajoutée,le pH est de 5 à 7 environ.Si le pH de la liqueur telle qu'elle est uti- Usée dans le traitement initial est sensiblement supérieur à 7, . le degré de brillant de la pâte après le sedond traitement au boro- hydrure est réduit. On peut incorporer dans la liqueur bisulfitique de réduction en pâte les Ingrédients supplémentaires communément' utilisés dans les liqueurs sulfitiques comme du carbonate de sodium, . du bicarbonate de sodium, de l'hydroxyde de sodium, de l'hydroxyde de magnésium etc.
Le borohydrure de métal alcalin est solide et on l'intro- duit normalement sous forme de solutions aqueuses. Il tend à se décomposer à un pH Inférieur à 7 environ de sorte qu'il est'désirable pour obtenir le stabilité optimale de maintenir le pH de la solution de borohydrure avant usage légèrement alcalin par addition de ma- tières alcalines inertes telles que de l'hydroxyde de sodium, du carbonate de sodium etc. Les borohydrures alcalins préférés ici sont ceux de sodium et de potassium.
Le borohydrure de métal alcalin est utilisé dans la pâte en quantité d'environ 0,01 à 0,5 partie en poids. Normalement, on n'utilise pas plus d'environ une partie en poids de borohydrure pour quatre parties en poids d'ion bisulfite ou 5 parties en poids de bisulfite exprimé en bisulfite de sodium retenu par les copeaux de bois. L'ion bisulfite est présent dans le bois après le premier traitement en quantité d'au moins environ 0,04 à 2,0% en poids sous forme d'ion et d'au moins environ 0,05 à 2,5% en poids par exemple
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sous forme de bisulfite de sodium, le plus souvent en excès pour fa- ciliter la réduction en pâte.
En dépit de l'usage fréquent de plus de 2,5% de bisulfite de sodium, par exempledans les traitements types ' du bois et de la pâte, l'utilisation de plus de 0,5% environ de boro- hydrure n'est pas nécessaire même avec ces grandes quantités de bisulfite et constitue un gaspillage étant donné qu'on obtient des taux de brillant excellents avec une quantité de borohydrure allant jusqu'à 0,5% Comme on les dit, cette quantité de 0,01 à 0,5% de borohydrure en l'absence de l'ion bisulfite ne peut efficacement donner le brillant voulu à la pâte.
Le présent procédé de réduction en pâte est applicable essentiellement à tous les bois utilisés pour la fabrication des pâtes de bois. Ce sont de préférences des bois tendres comme le pin, le sapin du Nord, le sapin; le thuya etc. bien qu'on puisse également l'appliquer à des bois durs comme le hêtre, l'érable, le chêne, le bouleau etc.
Ce procédé est particulièrement intéressant quand on désire conserver pour des raisons d'économie sensiblement } la totalité du bois, y compris la lignine non-cellulosique et autres , matières présentes dans le bois, dans lapâte. étant donné que ces matières non cellulosiques, en l'absence du présent traitement,, noir- . cissent sensiblement le bols. -
Le borohydrure peut être ajouté aux fibres cellulosiques ; contenant du bisulfite avant ou après que les fibres aient été dés- ,orientées, c'est-à-dire réduites en pâte, L'ion bisulfite peut par exemple être introduit pendant queles fibres sont associées sous forme de copeaux de bois et le borohydrure peut être convenablement ajouté dans le stade de séparation des fibres ou après la réduction du bois en fibres.
Il suffit que les fibres soumises au traitenient au moyen du borohydrure contiennent l'ion bisulfite. Ainsi, le bois peut être imprégné d'ion bisulfite dans un broyeur et les fibres produites traitées ensuite au moyen de borohydrure; on peut également traiter au moyen de borohydrure les fibres obtenues par d'autres pro- cédés de séparation des fibres fournissant un produit fibreux conte- nant l'ion bisulfite. Les fibres peuvent également être réduites en
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pâte sans bisulfite et l'ion bisulfite ajouté à la pâte préformée; le borohydrure peut alors être ajouté à la pâte contenant l'ion bisulfite.
Une autre application intéressante du procédé consiste en un post-traitement au borohydrure des fibres blanchies. Par exemple, ? après blanchiment au moyen de peroxyde d'hydrogène, on produit sou- vent un bisulfite métallique sur les fibres in situ par acidification au moyen d'acide sulfureux, souvent introduit sous forme d'anhydride ' sulfureux. L'addition de borohydrure après cette acidification aug- mente efficacement le taux de brillant de la pâte.
Dans un mode préféré de mise en oeuvre de l'invention le bois est de préférence réduit en pâte après avoir été coupé en co- peaux pour faciliter l'absorption de la liqueur d'imprégnation. Les copeaux sont d'abord imprégnés de la liqueur de réduction en pâte, c'est-à-dire la liqueur bisulfitique, puis égouttés et introduits dans un dispositif séparateur de fibres comme un raffineur à disque, .un broyeur à marteau, à tige ou autre installation similaire. Au moment où elles sont introduites dans l'opération de séparation des fibres, les fibres sont alignées ou orientées dans les copeaux de bois. Au moment où elles sortent de l'installation de séparation des fibres, elles sont associées au hasard sous forme de pâte.
La température utilisée dans le dispositif de séparation des fibres est d'environ 60 à 99 C Il n' est ni nécessaire ni dési- râblé de porter la température au-delà de 99 C et l'opération au- dessous de 60 C d'autre part augmente la durée nécessaire de l'opéra-) tion. Les copeaux sont de préférence chargés dans le dispositif de séparation des fibres aux densités usuelles de raffinage d'environ
4à 20% de solides. Après enlèvement du dispositif de séparation, les fibres peuvent être soumises à un traitement pour en enlever l'eau au être traitées ensuite à la concentration à laquelle on les obtient.
La température à laquelle le procédé est mis enooeuvre peut varier entre de larges limites comme le démontrent les exemples
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qui suivent. Comme on l'a dit, quand le borohydrure est ajouté au stade de séparation des fibres dans.un procédé mettant en oeuvre des copeaux de bois la température est normalement de 60 à 99 C environ.
Toutefois il est possible et même désirable dans des modes opéra- toires variés de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention à des températures allant de 15 à 115 C environ.
Les exemples suivants sont fournis à titre d'illustration des divers modes de mise en oeuvre du procédé mais ne sont aucune- ment limitatifs de l'invention.
EXEMPLE 1- Mode préféré de mise en oeuvre de l'invention avec opération comparée avec de l'hydrosulfite.
On a imprégné des copeaux de pin du Nord au moyen d'une solution aqueuse contenant 5% de bisulfite de sodium et 10% de sulfite de sodium calculé relativement au bois sec et ayant un rap- port de la liqueur au bois de 5,2/1. On a effectué l'imprégnation sous une pression manométrique de 14 kg/cm pendant quinze minutes à la température ambiante;le pH de la liqueur résiduelle après imprégnation était de 6,7. Les copeaux de bois ont retenue 2,6% de leur poids de bisulfite de sodium et 5,2% de sulfite de sodium.
Ces copeaux de bois ont été chargés en même temps que les solutions aqueuses indiquées dans le tableau ci-après dans un raf- fineur à disque à une densité de pâte de 5,0%. La température dans le raffineur à disque était de 60 à 99 C et la pâte produite a été maintenue à 60 C pendant une heure après quoi on a déterminé les valeurs de brillant indiquées dans le tableau I.
TABLEAU I.
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Echant.N <SEP> additif <SEP> au <SEP> raffineur <SEP> Additif <SEP> %1 <SEP> Brillant <SEP> GE
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> Pas <SEP> d'agent <SEP> d'imprégna-
<tb>
<tb> tion <SEP> 0 <SEP> 55,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> ' <SEP> Borohydrure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 0,05 <SEP> 59,2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> Borohydrure <SEP> de <SEP> sodium2 <SEP> 0,10 <SEP> 63,4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> Borohydrure <SEP> de <SEP> sodium2 <SEP> 0,20 <SEP> 63,7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> Hydrosulfite <SEP> de <SEP> sodium) <SEP> 1,0 <SEP> 59,3
<tb>
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1. Rapport au bois séché à l'étuve;;' 2.
Introduit en solution aqueuse à 0,1% 3.Equivalentà 0,22% de borohydrure de sodium mis en réaction ' avec 1,2% de bisulfite de sodium EXEMPLE 2- Procédé de l'exemple 1 sans bisulfite
On a opéré comme dans l'exemple 1 mais à l'aide d'eau à un pH initial et final (après imprégnation) de 6,7 au lieu de la liqueur d'imprégnation utilisée dans le premier traitement des copeaux de bois.
TABLEAU 2
EMI9.1
<tb> Echant.N <SEP> Additif <SEP> au <SEP> raffineur <SEP> Additif <SEP> %1 <SEP> Brillant <SEP> GE
<tb>
<tb> 1 <SEP> Néant <SEP> 0 <SEP> 49,3
<tb>
<tb> 2 <SEP> Borohydrure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 0,20 <SEP> 51,5
<tb>
<tb> 3 <SEP> Borohydrure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 2 <SEP> 0,40 <SEP> 51,8
<tb>
1. Rapport au bois séché à l'étuve 2. Introduit en solution aqueuse à 0,1%.
EXEMPLE 3- Procédé selon l'invention.
On a imprégné des copeaux de pin du Nord au moyen d'une solution aqueuse contenant 9,5% de bisulfite de sodium et 19% de .sulfite de sodium (relativement au bois séché à l'étuve) selon un rapport de liqueur au bois de 9,1/1. Le pH de la solution d'impré - gnation avant imprégnation était de 7,0 et après imprégnation de 6,6.
L'imprégnation 4 été effectuée sous une pression manométrique'de' 10,5 kg/cm pendant vingt minutes à la température ambiante. Les , copeaux ont absorbé 5%. de leur poids de bisulfite de sodium et 6,5% de sulfite de sodium.
,¯ Le raffinage a été. effectué dans un raffineur à disque, la densité de la pâte étant de 5,0% relativement au bois séché à l'étuve et à une température de 71 à 93 C, avec addition des solu- tions indiquées dans le tableau 3.
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TABLEAU 3,
EMI10.1
<tb> Echant.N <SEP> Additif <SEP> au <SEP> raffineur <SEP> Additif <SEP> %1 <SEP> Brillant <SEP> GE
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> Néant <SEP> 0 <SEP> 54,5
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> Borohydrure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 2 <SEP> 0,05 <SEP> 59,3
<tb>
1. Relativement au bois séché à l'étuve 2. Introduit sous forme de solution aqueuse à 0,1%.
EXEMPLE--4- Procédé selon l'invention suivi de post-blanchiment.
On a imprégné des copeaux mélangés de sapin du Nord et de sapin-ciguë au moyen d'une solution aqueuse contenant 9,2% de bisulfite de sodium et ayant un pH de 4,5 selon un rapport d'impré . gnation de la liqueur au bois de 8/1, sous une pression manométrique de 13,3 kg/cm2 pendant un quart d'heure à la température ambiante.
La liqueur résiduelle enlevée de l'imprégnateur avait un pH de 4,9. "
Les copeaux ont absorbé 2,8% de leur poids de bisulfite de sodium.
On a alors raffiné les copeaux à une densité de' la pâte de 5,5% à une température de 71 à 93 C dans un raffineur à disque avec ad- dition simultanée des ingrédients cités dans le tableau 4.
TABLEAU 4
EMI10.2
<tb> Echant.N <SEP> Additif <SEP> au <SEP> raffineur <SEP> Additif <SEP> %1 <SEP> Brillant <SEP> GE
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> Néant <SEP> 0 <SEP> 58,8
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> Borohydrure <SEP> de <SEP> sodium2 <SEP> 0,025 <SEP> 62,3
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> Bororhyrure <SEP> de <SEP> sodium2 <SEP> 0,050 <SEP> 64.2
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> Borohydrure <SEP> de <SEP> sodium2 <SEP> 0,20 <SEP> 63,3
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> Boruhydrure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 1,0 <SEP> 62,5
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> Hydrosulfite <SEP> de <SEP> sodium' <SEP> 1,0 <SEP> 60,6
<tb>
1. Relativement au bois séché à l'étuve ' 2. Introduit sous forme de solution aqueuse à 0,1% 3. Equivalent à 0,22% de borohydrure de sodium mis en réaction avec 1,2% de bisulfite de sodium.
Les échantillons de cet exemple ont été soumis à un blan- chiment final au moyen de peroxyde d'hydrogène en utilisant une solu- tion aqueuse de peroxyde d'hydrogène ordinaire contenant 1,0% de H2O2(100%), 5,0% de silicate de sodium à 41 Bé et 1,0% d'hydroxyde
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de sodium relativement à la pâte séchée à l'étuve. Le blanchiment a été effectué en imprégnant la pâte raffinée à une densité de la pâte de 12% et en la maintenant à 60 C pendant trois heures. Le tableau 5 montre les résultats de ce blanchiment.
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Echant. <SEP> n <SEP> Brillant <SEP> avant <SEP> Brillant <SEP> après
<tb>
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<tb> blanchiment <SEP> blanchiment
<tb>
<tb>
<tb>
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<tb>
<tb>
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<tb> 1 <SEP> 58,8 <SEP> 70,2
<tb>
<tb>
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<tb>
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<tb> 2 <SEP> 62,3 <SEP> 72,6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 64,2 <SEP> 72,7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 63,3 <SEP> 74,5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5. <SEP> 62,5 <SEP> 73,8
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> 60,6 <SEP> 71,8
<tb>
EXEMPLE 5-. Procédé de l'exemple 4 sans bisulfite
On a imprégné des copeaux de bois semblables à ceux traités dans l'exemple 4 à l'aide d'eau ayant un pH de 6,8 à un , rapport de la liqueur au bois de 8/1.
L'imprégnation a été effec- tuée sous une pression manométrique de 13,3 kg/cm2 pendant quinze minutes à la température ambiante et l'eau résiduelle, après impré- gnation, avait un pH de 6,3.
On a alors raffiné les copeaux imprégnés dans un raffineur à disque à une densité de 5,5% et à une température de 71 à 930C.
L'ingrédient noté dans le tableau suivant 6 a été ajouté comme indiqué.
TABLEAU 6
EMI11.2
<tb> Echant.N <SEP> Additif <SEP> au <SEP> raffineur <SEP> Additif <SEP> %1 <SEP> Brillant <SEP> GE
<tb>
<tb> 1 <SEP> Néant <SEP> 0 <SEP> 51/.9
<tb> 2 <SEP> Borohydrure <SEP> de <SEP> sodium2 <SEP> 0,05 <SEP> 53,4
<tb>
1. Relativement au bois séché à l'étuve 2. Introduit sous forme de solution aqueuse à 0,1%.
EXEMPLE6- Procédé selon l'invention. Sapin du Nord et sapin- ciguë. Avec opération comparative avec de l'hydro- sulfite.
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On a imprégné des copeaux mélangés de sapin du Nord et de sapin-ciguë, au moyen d'une solution aqueuse contenant 9,3% de bisulfite de sodium et 18,6% de sulfite de sodium à un rapport de liqueur au bois de 8,2/1. La liqueur d'imprégnation possédait un pH initial de 7,0 et après imprégnation la liqueur résiduelle avait un pH de 6,8. L'imprégnation a été effectuée sous une pression mano- . métrique de 13,3 kg/cm2 pendant quinze minutes à la température ambiante et les copeaux ont absorbé 2,25% de leur poids de bisulfite ' de sodium et 6,5% de sulfite de sodium.
On a alors traité les copeaux imprégnés dans un raffineur à disque à une densité de la pâte de 5,0% et à une température de 71 à 93 C avec addition simultanée des agents notés dans le tableau 7.
TABLEAU 7
EMI12.1
<tb> Echant.N <SEP> Additif <SEP> au <SEP> raffineur <SEP> Additif <SEP> %1 <SEP> Brillant <SEP> GE
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> Néant <SEP> 0 <SEP> 55,6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> Borohydrure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 0,05 <SEP> 65,4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> Hydrosulfite <SEP> de <SEP> sodium3 <SEP> 1,0 <SEP> 61,3
<tb>
1. Relativement au bois .séché l'étuve 2. Introduit sous forme d'une solution aqueuse à 0,1% 3. Equivalent à 0,22% de borohydrure de sodium mis en réaction avec 1,2% de bisulfite de sodium.
EXEMPLE ¯7- Procédé de l'exemple 6 modifié par addition du bisulfite et du borohydrure ensemble au cours de l'imprégnation.
On a modifié le procédé de l'exemple précédent en intro- duisant le borohydrure de sodium au cours de l'imprégnation des copeaux de bois au moyen de la liqueur d'imprégnation bisulfite de sodium-sulfite de sodium au lieu de l'effectuer au cours du stade de raffinage. L'imprégnation et le raffinage sont par ail- leurs effectués de la même façon que dans l'exemple précédent.
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TABLEAU 8
EMI13.1
<tb> Echant.N <SEP> Additif <SEP> au <SEP> raffineur <SEP> Addtif <SEP> %1 <SEP> Brillant <SEP> CE
<tb>
<tb> 1 <SEP> Néant <SEP> 0 <SEP> 55,6
<tb> 2 <SEP> Borohydrure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 0,05 <SEP> 54,5
<tb>
1. Relativement au bois séché à l'étuve 2. Introduit sous forme d'une solution aqueuse à 0,1%.
EXEMPLE 8- Procédé selon l'invention . Pin de L'Ouest..
On a imprégné des copeaux de pin de l'Ouest au moyen , d'une solution aqueuse contenant 7% de bisulfite de sodium et 14% de sulfite de sodium selon un rapport de la liqueur au bois de 7,6/1 sous une pression manométrique de 13,3 kg/cm2 pendant quinze minutes à la température ambiante. Le pH de la liqueur avant et après imprégnation était de 6,8. Les copeaux ont absorbés 1,53% de bisulfite de sodium et 2,8% de sulfite de sodium.
On a raffiné alors les. copeaux avec addition simultanée des ingrédients notés dans le tableau 9 à une densité de lapâte de 5,5% et à une température de 71 à 930C,
TABLEAU 9
EMI13.2
<tb> Echant.N <SEP> Additif <SEP> au <SEP> raffineur <SEP> Additif <SEP> %1 <SEP> Brillant <SEP> GE
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> Néant <SEP> 0 <SEP> 58,6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> Borohydrure <SEP> de <SEP> sodium2 <SEP> 0,05 <SEP> 63,3
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> Borohydrure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 0,20 <SEP> 67.9
<tb>
1. Relativement au bois séché à l'étuve 2. Introduit sous forme de solution aqueuse à 0,1%.
EXEMPLE¯2-,Procédé selon l'invention . Bois dur.
On a imprégné un mélange de copeaux de hêtre, de bouleau, d'érable et de chêne (bois durs) au moyen d'une solution aqueuse contenant 6,5% de bisulfite de sodium et 13% de sulfure de sodium .(relativement au bois séché à l'étuve) selon un rapport de liqueur au bois de 7/1 et sous une pression manométrique de 10,5 kg/cm2 pendant quinze minutes à la température ambiante.Le pH de la liqueur d'imprégnation était de 7 avant imprégnation et celui de la liqueur résiduelle après imprégnation de 6,8. Les.copeaux ont absorbé 1,57% de bisulfite de sodium et 2,7% de sulfite de sodium.
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On a raffiné les copeaux de bois ainsi imprégnés avec addition des ingrédients indiqués dans le tableau 10 à une densité de pâte de 5,5% et à une température de 71 à 93 C,
TABLEAU 10
EMI14.1
<tb> Echant.N <SEP> Additif <SEP> àu <SEP> raffineur <SEP> Additif <SEP> %1 <SEP> Brillant <SEP> GE
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> Néant <SEP> 0 <SEP> 46,7
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> Borohydrûre <SEP> de <SEP> sodium2 <SEP> 0,05 <SEP> 52,4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> Borohydrure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 0 <SEP> 0,20 <SEP> 56,6
<tb>
1. Relativement au bois séché à l'étuve.
2. Introduit sous forme d'une solution aqueuse à 0,1%.
EXEMPLE-.10, Procédé selon l'invention, Blanchiment de bois broyé.
On a délayé 200 g de pâte de bois broyé mixte de sapin' du Nord et de sapin-ciguë ayant un brillant initial de 59,8 dans une solution aqueuse de bisulfite de sodium de manière à obtenir une bouillie ayant une consistance de 6% de pâte et de 2% de bi- sulfite de sodium relativement au poids de pâte séchée à l'étuve.
Le pH de cette bouillie était de 6,3 et la pâte obtenue par addi- tion de.bisulfite avait un brillant de 60,6%.
On a traité 50 g de la pâte ci-dessus en ajoutant les produits chimiques indiqués dans le tableau 11 dans les quantités indiquées et on a étendu à une consistance de la pâte de 3% en pâte séchée à.l'étuve. On a maintenu ces échantillons pendant'une heure à 60 C. Le brillant des pâtes ainsi obtenues est indiqué dans le tableau 11.
TABLEAU 11
EMI14.2
<tb> Echant.N <SEP> Additif <SEP> Additif <SEP> %1 <SEP> pH <SEP> Brillant <SEP> GE
<tb>
<tb> 1 <SEP> NaBH4 <SEP> 2 <SEP> . <SEP> 0,05 <SEP> 6,5 <SEP> 68,3
<tb>
EMI14.3
2 NaBH 2 0,22 7,0 69,1 3 Na2S20 3 1,0 5,9 68,3 1. Relativement au bois séché à l'étuve.
2.' Introduit dans 200 ml d'une solution.. aqueuse contenant la quantité de borohydrure voulue et assez d'hydroxyde de sodium pour régler le pH à 9,5.
<Desc/Clms Page number 15>
3. Equivalent à 0,22% de borohydrure de sodium mis en réaction avec 1,2% de bisulfite de sodium. On applique avec S 0 Na' 0,5% de tripolyphosphate de sodium (en bois sec de la 4 pâte). -
EXEMPLE 11- Procédé selon l'invention. Traitement à l'anhydride sulfureux de pâte blanchie au peroxyde, puis au boro- hydrure.
On a blanchi 400 g de pâte de bois broyé mixte de sapin du Nord et de sapin-ciguë de la même source que dans l'exemple 10 au moyen d'une formule de blanchiment au peroxyde d'hydrogène en bouillie aqueuse ayant une consistance en pâte séchée à l'étuve de
12%. La formule de blanchiment comprenait 2% de peroxyde d'hydro- gène à 50%/5% de silicate de sodium à 41 Bé et 1% d'hydroxyde de sodium. On a traité la pâte au moyen de ces composés chimiques pendant trois heures à 49 C; le pH initial de la bouillie blanchie était de 10,2 et son pH'final de 8,3 à 9. On a alors traité la pâte au moyen d'anhydride sulfureux de manière à obtenir un pH de
5,5. Le brillant de'la pâte ainsi traité était de 71,4%.
On a divisé ce produit en huit échantillons contenant chacun 50 g de pâte. Les essais 1 à 4 du tableau 12 ci-après ont été conduits à l'aide de bouillies aqueuses de pâte à 3% en produit séché à l'étuve contenant les produits chimiques indiqués dans le tableau et en maintenant les bouillies pendant une heure à la tem- . pérature ambiante (18 C). Les essais 5 à 8 ont été les mêmes mais ,-la températureà laquelle la pâte a été maintenue pendant la période d'une heure était de 60 C. L'hydrosulfite de sodium et le boro- hydrure de sodium utilisés comme additifs ont été introduits de la même manière indiquée dans les notes en bas du tableau 11. Le tableau 12 indique les valeurs de brillant obtenues.
<Desc/Clms Page number 16>
TABLEAU 12
EMI16.1
<tb> Echant. <SEP> N <SEP> Additif <SEP> Additif <SEP> % <SEP> pH <SEP> Brillant <SEP> GE
<tb>
<tb> 1 <SEP> NaBH4 <SEP> 0,025 <SEP> 6,0 <SEP> 72,8
<tb>
EMI16.2
2 Nal3Ii4 0,05 6, '73,6
EMI16.3
<tb> 3 <SEP> NaBH4 <SEP> 0,22 <SEP> 6,9 <SEP> 73,8
<tb>
EMI16.4
4 S2 0 ea2 1,,0 5s8 73t7 -------1-----------=-------------,-----------..----¯---
EMI16.5
<tb> 5 <SEP> NaBH4 <SEP> 0,025 <SEP> 6,4 <SEP> 72,6
<tb> 6 <SEP> NaBH4 <SEP> 0,05 <SEP> 6,6 <SEP> 73,8
<tb>
<tb> 7 <SEP> NaBH4 <SEP> 0,22 <SEP> 7,4 <SEP> 75,1
<tb>
EMI16.6
8 S20Na2 1,0 61L 74,4.
EXEMPLE 12- Procédé selon l'invention. Blanchiment en trempage à froid de pâte broyée.
On a préparé des plaques de pâte de bois broyée contenant chacune 25 g de pâte en poids sec sur un entonnoir de Buchner de 25 cm de diamètre. La pâte provenait de la même source que celle de sapin du Nord et de sapin-ciguë utilisée dans les exemples 10 et 11 et avait un brillant avant traitement de 59,8.
On a appliqué les additifs indiqués dans le tableau 13 A par aspersion de solutions aqueuses qui étaient celle¯s indiquées dans les notes au bas du tableau 11. Quand on a ppliqué du bisulfite de sodium et du borohydrure de sodium sur les plaques, le bisulfite a été appliqué d'abord et le borohydrure ensuite. Après application des produits chimiques sur les plaques, celles-ci ont été fragmen- tées et conservées à 18 C dans des récipients clos. La consistance de ces pâtes était de 25% relativement au produit séché à l'étuve.
Les déterminations de brillant ont été effectuées sur la pâte conser- vée et traitée par intervalles dans une période de onze jours. Le tableau 13 B montre les résultats obtenus.
<Desc/Clms Page number 17>
EMI17.1
1.M,t&A:r! . j Echant. Additif appliqué %
EMI17.2
03NaR sio 4rr2' 4N
EMI17.3
<tb> 1 <SEP> 2,0' <SEP> - <SEP> OeO25
<tb>
<tb> 2 <SEP> 2,0 <SEP> - <SEP> 0,050
<tb>
<tb> 3 <SEP> 2,0 <SEP> - <SEP> 0,220
<tb> 4 <SEP> - <SEP> 0,220
<tb>
<tb> 5 <SEP> 1,0
<tb>
TABLEAU13B Echant.. Brillant GE (jours)
EMI17.4
<tb> pH <SEP> 1 <SEP> 4 <SEP> 7 <SEP> pH <SEP> 11
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 6,3 <SEP> 67,3 <SEP> 67,4 <SEP> 68,7 <SEP> 6,0 <SEP> 68,9
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 6,4 <SEP> 68,1 <SEP> 69,1 <SEP> 69,0 <SEP> 5,8 <SEP> 69,2
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 6,8 <SEP> 67,1 <SEP> 68,3 <SEP> 69,5 <SEP> 6,4 <SEP> 67,7
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> 8,2 <SEP> 65,4 <SEP> 65,2 <SEP> 64,5 <SEP> 7,8 <SEP> 62,7
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> 6,4 <SEP> 66,5 <SEP> 67,4 <SEP> 68,0 <SEP> 6,0 <SEP> 68,
0
<tb>
EXEMPLE 13- Procédé selon l'invention. Blanchiment en trempage à froid de pâte au sulfate semi-blanchie.
On a appliqué le procédé de l'exemple 12 à cela près que la pâte traitée était une pâte de bois tendre du Nord au
EMI17.5
sulfite sem1-blchieJblanch1e avant réception par une source extérieure.Le procédé appliqué pour le blanchiment était un trai- tement type à l'hypochlorite en un seul stade. Le brillant de cette pâte était de 80,7% avant le traitement suivant. Les additifs chimiques ont été introduits sous forme de solutions du type identifié dans les notes au bas du tableau 11.
On a fragmenté les pâtes obtenues comme il est décrit dans l'exemple 12 et on les a maintenues dans des récipients clos à la température ambiante, en l'espèce pendant sept jours.
<Desc/Clms Page number 18>
TABLEAU 14 A Additif % appliqué
EMI18.1
Essai 3 S 204 Na2 BH4Na
EMI18.2
<tb> 1 <SEP> 2,0 <SEP> - <SEP> -
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 2,0 <SEP> 1,0 <SEP> , <SEP> .'. <SEP> :
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 3 <SEP> 2,0 <SEP> - <SEP> .. <SEP> 0,025
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4 <SEP> 2,0 <SEP> - <SEP> 0,050
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 5 <SEP> 2,0 <SEP> - <SEP> 0,220
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 6 <SEP> - <SEP> 1,0 <SEP> - <SEP> ;
<tb>
TABLEAU B TABLEAU 14
Brillant GE
EMI18.3
<tb> Essai' <SEP> 1 <SEP> jour <SEP> ph <SEP> 2 <SEP> jours <SEP> pH <SEP> 3 <SEP> jours <SEP> 4 <SEP> jours <SEP> 7 <SEP> jours
<tb>
<tb>
<tb> 1 <SEP> 83,6 <SEP> 5,0 <SEP> 84,8 <SEP> 4-5 <SEP> 84,3 <SEP> 84,0 <SEP> 83,1
<tb>
<tb> 2 <SEP> 84,1 <SEP> 5,0 <SEP> 84,5 <SEP> 4-5 <SEP> 85,5 <SEP> 85,1 <SEP> 85,3
<tb>
<tb> 3 <SEP> 85,1 <SEP> 5,0 <SEP> 85,2 <SEP> 4-5 <SEP> 85,3 <SEP> 85,8 <SEP> 84,8
<tb>
<tb> 4 <SEP> 84,8 <SEP> 5,0 <SEP> 85,7 <SEP> 4-5 <SEP> 86,4 <SEP> 85,6 <SEP> 85,6
<tb>
<tb> 5 <SEP> 86,3 <SEP> 5,0 <SEP> 86,5 <SEP> 4-5 <SEP> 87,3 <SEP> 86,4 <SEP> 86,7'
<tb>
<tb> 6 <SEP> 84,6 <SEP> 5,0 <SEP> 84,8 <SEP> 4-5 <SEP> 85,0 <SEP> 85,1 <SEP> 84,1
<tb>
EXEMPLE 14- Procédé selon l'invention. Blanchiment en trempage au sécheur des pâtes chimiques.
On a suivi le procédé de l'exemple 12 pour la préparation' de plaques de pâtes faites de pâte de bois tendre semi-blanchie préparée comme la pâte de l'exemple 13 de manière à obtenir un brillant GE de 80,7%. En l'espèce les plaques de pâtes avaient une densité de pâte de 35 à 40% en produit séché à l'étuve. Après appli- cation des produits chimiques à ces plaques on les a suspendues dans une étuve à 110 C et maintenues à cette température pendant environ ; trente minutes. Ce traitement' a séché les plaques de pâte à une consistance sèche de 75-90%.
Les déterminations de brillant et de pH de la pâte ont été faites immédiatement après ce traitement dit de
<Desc/Clms Page number 19>
trempage au écheur et les pâtes ont été abandonnées au repos à la température ambiante pendant sept jours: Des déterminations de bril- lant ont été effectuées au cours de cette période de sept jours.
Les produits chimiques ont été ajoutés comme il est indiqué dans les notes au bas du tableau 11.
TABLEAU 15 A -Additifs % appliqués
EMI19.1
<tb> Essai <SEP> S03NaH <SEP> S2O4Na2 <SEP> BH4Na
<tb>
<tb> 1 <SEP> 2,0 <SEP> - <SEP> -
<tb>
<tb> 2 <SEP> 2,0 <SEP> 1,0 <SEP> -
<tb>
<tb> 3 <SEP> 2,0 <SEP> - <SEP> 0,025
<tb>
<tb> 5 <SEP> 2,0 <SEP> - <SEP> 0,050
<tb>
<tb> 5 <SEP> 2,0 <SEP> - <SEP> 0,220
<tb>
<tb> 6- <SEP> 1,0
<tb>
TABLEAU 15 B
Brillant GE
EMI19.2
<tb> Essai <SEP> 30 <SEP> min.
<SEP> pH <SEP> 1 <SEP> jour <SEP> pH <SEP> 2 <SEP> jours <SEP> 5 <SEP> jours
<tb>
<tb> 1 <SEP> 83,1 <SEP> 4,5 <SEP> 83,6 <SEP> 4,0 <SEP> 83,7 <SEP> 82,6
<tb>
EMI19.3
2 84,2 4,5 85,1 4,0 85,3 gaz5
EMI19.4
<tb> 3 <SEP> 84,4 <SEP> 4,5 <SEP> 84,7 <SEP> 4,0 <SEP> 85,4 <SEP> 84,8
<tb>
<tb> 4 <SEP> 84,7 <SEP> 4,5 <SEP> 84,9 <SEP> 4,0 <SEP> 85,9 <SEP> 85,6
<tb>
<tb> 5 <SEP> 84,9 <SEP> 4,5 <SEP> 84,6 <SEP> 4,0 <SEP> 86,2 <SEP> 85,3
<tb>
EMI19.5
6 84,6 45 85,0 z 8;,4 8;,1
Conformément au présent brevet le principe de l'invention a été expliqué et illustré par des exemples de manière à être faci- lement mis en oeuvre par les techniciens,ces exemples comprenant ce qu'on considère comme représentant les meilleurs modes de mise en . oeuvre.
Il doit toutefois être entendu qu'ils sont susceptibles de variantes sans qu'on s'écarte pour autant du cadre et de l'esprit de l'invention.