CA1210208A

CA1210208A - Selective bleaching of paper stock and pulp from magazines, and paper made from said pulp

Info

Publication number: CA1210208A
Application number: CA000428980A
Authority: CA
Inventors: Louis Floccia
Original assignee: Papeteries Matussiere et Forest SA
Current assignee: Papeteries Matussiere et Forest SA
Priority date: 1983-05-26
Filing date: 1983-05-26
Publication date: 1986-08-26

Abstract

L'invention concerne un procédé de blanchiment sélectif de pâte à papier consistant à soumettre une pâte obtenue par mise en suspension de matières fibreuses à une séparation mécanique en deux ou plusieurs fractions se différenciant par la longueur des fibres qui les composent, puis à soumettre chacune des fractions recueillies à un type de blanchiment spécifique du type de fibres de ladite fraction. Dans ce procédé, une pâte obtenue par mise en suspension, désencrage et épuration d'illustrés pour magazines et publications périodiques est séparée par centrifugation en une première fraction, contenant entre 30 et 70% de la totalité de la matière première introduite de fibres longues (1,5 à 4,5 mm) cette fraction étant pratiquement dépourvue d'inhibiteur de blanchiment, et en une seconde fraction, contenant entre 70 et 30% de la totalité de la matière première introduite de fibres courtes de 0,3 à 2,5 mm, accompagnées des inhibiteurs de blanchiment et éventuellement de charges; ladite première fraction est ensuite soumise à un blanchiment en tour descendante en présence d'eau oxygénée ou de composants similaires et la seconde fraction est soumise de son côté à un blanchiment effectué en tour ascendante en milieu réducteur en présence d'hydrosulfite de sodium ou de composés similaires. L'invention concerne également le papier obtenu à partir d'une au moins de ces fractions.The invention relates to a process for the selective bleaching of paper pulp, which consists in subjecting a pulp obtained by suspending fibrous materials to mechanical separation into two or more fractions differentiated by the length of the fibers which compose them, then in each subject fractions collected to a specific bleaching type of fiber type of said fraction. In this process, a paste obtained by suspending, deinking and purifying illustrations for magazines and periodicals is separated by centrifugation into a first fraction, containing between 30 and 70% of the total raw material introduced from long fibers ( 1.5 to 4.5 mm) this fraction being practically devoid of bleaching inhibitor, and in a second fraction, containing between 70 and 30% of the total raw material introduced from short fibers of 0.3 to 2, 5 mm, accompanied by whitening inhibitors and possibly fillers; said first fraction is then subjected to bleaching in a descending tower in the presence of hydrogen peroxide or similar components and the second fraction is subjected in turn to bleaching carried out in an ascending tower in a reducing medium in the presence of sodium hydrosulfite or similar compounds. The invention also relates to the paper obtained from at least one of these fractions.

Description

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La présente invention concerne un procédé cle blanchimen-t sélectif de pâte à papier obtenue par récupération d'illustrés pour magazines ou de publications périodiques~ ainsi que les papiers obtenus à partir de cette pâte. ~~
Le marché francais du papier est à l'heure actuelle largernent tribu-taire de l'étranger pour la fourniture des pâtes chimiques provenant de bois de haute qualité et l'on s'efforce de plus en plus de s'affranchir au moins par-tiellement de cette dépendance et de -tirer partie, dans toute la rnesure du possible, des ressources nationales.
Les vieux papiers (vieux journaux, papiers Kraft, emballages.. ) consti-tuent bien évidemment une source importante de fibres facilement disponible sur le marché national; les processus de récupération se limitent en général à un traitement de désencrage ce qui, joint à la qualité médiocre de la pâte de départ qui est en général une pâte mécanique ou thermomécanique majori-taire à fibres courtes, conduit à l'obtention de pâte de qualité optique médio-cre; leur blancheur, qui se situe entre 58 et 62 G.E., est en effet nettement insuffisante pour l'obtention de papiers de qualité, pour lesquels on deMande une blancheur avoisinant 70 à 72 G.E.
On a déjà proposé de soumettre les pâtes obtenues par mise en suspen-sion de ce type de vieux papiers à une séparation mécanique en fractions se différenciant par la longueur des fibres qui les composent, puis à soumettre chacune de ces fractions à un blanchiment spécifique.
C'est ainsi que le procédé décrit dans la demande de brevet allemand DE-A-2.908.660 consiste à séparer la pâte obtenue par mise en suspension et éventuellement désencrage de vieux journaux ou similaires en une fraction ne comportant pratiquement que des fibres longues et en une autre fraction ne comportant pra-tiquement que des fibres courtes. La fraction fibres lon-gues- qui ne renferme plus de fibres courtes, du type pâte mécanique, à
teneur élevée en lignine- peut alors être blanchie, sans risque de jaunisse-ment, par du chlore ou des dérivés chlorés, la fraction fibres courtes étant soumise à une opération de lavage.
On conçoit facilement que ce procédé est délicat à met-tre en oeuvre et très coûteux: il impose en effet, pour l'obtention de pâtes de blancheur acceptable, une séparation pratiquement totale des fibres longues et des fibres courtes. Or cette séparation est pratiquemen-t impossible à réaliser;

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il subsistera toujours une certaine quantité de fibres courtes qui proscrivent tout blanchiment au chlore. La présence de ces fibres courtes, à teneur élevée en lignine, dans la fraction fibres longues destinée à être soumise à un blanchi-ment au chlore, conduirait en effet à l'obtention d'une pâtejaune pratiquement inutilisable.
Il existe par ailleurs une source très importante de matière première: celle qui proviendrait de la récupération des illustrés pour magazines ou des publications périodiques;
il s'agit en effet d'une matière bon marché, facile à récupérer et de bonne qualité, puisqu'en raison de sa teneur élevée en fibres longues elle présente, au départ, une blancheur déjà
acceptable lui permettant une éventuelle utilisation comme pate pour papier noble. Cette source n'est pourtant pratique-ment pas exploitée jusqu'à maintenant par les récupérateursen raison peut-être du pourcentage élevé de charges minérales nuisibles notamment au réemploi dans le domaine du carton.
La présente invention s'est donnée pour but de fournir un procédé de blanchiment sélectif d'une pâte obtenue par récupération de ces illustrés pour magazines et publications périodiques grâce auquel il est possible d'obte-nir des pâtes directement utilisables pour la réalisation de de papiers, et notamment de papiers de qualité satis~aisante et même de qualité supérieure, sans qu'il soit nécessaire d'effectuer, comme c'est le cas dans la demande publiée de brevet allemand 2.908.660, une séparation totale des deuxprincipaux cons-tituants (fibres longues d'une part et fibres courtes d'autre part).
C'est ainsi que, dans le procédé selon l'invention, la pâte obtenue par mise en suspension, désencrage et épuration d'illustrés pour magazines et publications périodiques est séparée par centrifugation en une première fraction contenant entre 30 et 70% de la totalité de la matière première intro-duite, de ~ibres longues (1,5 à ~,5 mm), cette fraction étant ,~
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pratiquement dépourvue d'inhibiteurs de blanchiment et, en une seconde fraction contenant entre 70 et 30~ de la tota-lité de la matière première introduite, de fibres courtes de 0,3 à 2,5 mm, accompagnée des inhibiteurs de blanchiment et éventuellement de charges, et que ladite première fraction est soumise à un blanchiment en tour descendante en présen-ce dleau oxygénée ou de composés similaires.
La demanderesse a en effet déterminé que le blan-chiment de l'ensemble de la pâte obtenue après mise en sus-pension, désencrage et épuration des illustrés, que ceblanchiment soit effectué en milieu oxydant (eau oxygénée) ou en milieu réducteur, ne permettait d'arriver qu'à un gain de blancheur _ ~
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très faible: avec une blancheur de départ d'environ 60 G.E. on ne peut pas dépasser une b!ancheur de 62 à 65 G.E., blancheur tout à fait insuffisante pour l'obtention ultérieure d'un papier de qualité.
Si, par contre, on soumet la pâte obtenue après mise en suspension, 5désencrage et épuration à une séparation mécanique en au moins deux frac-tions se différenciant par la longueur des fibres qui les composent essentielle-mene (sans pour autant que cette séparation soit totale) il est possible d'arri-ver, après une opération de blanchiment appropriée, à d'excellents résultats.
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le pourcentage 10en fibres longues se situe entre 40 e-t 60 % de la totalité de la matière pre-mière introduite et le blanchiment en milieu oxydant est précédé d'une opéra-tion d'épaississage.
Le pourcentage en fibres courtes, éventuellement accompagnées de charges, que renferme la seconde fraction, se situe de préférence entre 1560 et 40 % de la totalité de la matière première introduite, et le blanchiment de ces fractions est effectué en tour ascendante, en milieu réducteur, en présence d'hydrosulfite ou de composés similaires.
Chacune des fractions peut, bien entendu, être recueillie et utili-sée séparément, suivant le degré de blancheur obtenu.
2011 est souvent avantageux de remélanger après blanchiment les frac-tions obtenues afin d'obtenir un mélange uniforme analogue à la composition de départ mais présentant une blancheur supérieure de 20 à 30 points par rapport à la blancheur d'origine des illustrés pour magazines et publications périodiques de départ.
25Selon une variante du procédé, la to-talité de la pâte de récupéra-tion ayant subi le processus de désencrage est blanchie dans une tour descen-dante en milieu oxydant, et les fibres ne sont séparées qu'après cette opéra-tion de blanchiment; on peut alors utiliser la fraction contenant en prédomi-nance des fibres longues, plus blanches, pour la réalisation de certains papiers30de qualité, la fraction contenant en prédominancedes fibres courtes, plus jaunes, étant réservée à la réalisation de papiers moins nobles.
Selon un autre mode de réalisation du procédé, on procède à un nou-veau blanchiment de chaque fraction spécifique du type de fibres majoritaires de laditc fraction recueillie.
35La présente invention sera mieux comprise d'ailleurs, et ses avantages ressortiront bien de l'exemple qui suit d'un mocle de realisation du procedf selon l'invention en référence au dessin schérnatique annexé dont la figure unique représente le diagramme de l'installation servant à la mise en oeuvre de ce procédé. --Exemple.
On met en suspension dans un pulper non (représenté) deu~ tonnesd'illustrés/magazines dans 25 m3 d'eau, puis on chauffe l'ensemble pendant 25 minutes en présence d'un mélange oxydant constitué par:
1,5 % Na2O2 3 % Silicate 0,8 ~ acide gras additionné de séquestrant le pH est d'environ 10.
La pâte présente une blancheur d'environ 51,5 G.E.
On procède ensuite à une étape classique de désencrage dans une 15batterie de cellules de flottation (non représentée), suivie d'une épuration de la pâte ainsi obtenue pour en éliminer tous les contaminan-ts gênants (bandes collantes, débris métalliques, plas-tiques, etc...) On constate une perte de 10 à 15 % en poids et l'on obtient une pâte de blancheur 67.
20A ce stade de l'opération, on peut effectuer une opération d'épais-sissage de la pâte sur filtre rotatif (2), à une concentration située entre 3 et 6 %.
La concentration est ensuite ajustée en (3~ aux environs de 4 % par addition d'eau, agitation, homogénéisation, addition de produits anti-mousse.
25On fait ensuite passer la pâte homogénéisée (blancheur 67) dans un appareil centrifugeur (4) muni de perforations dont le diamètre est compris en-tre 1 et 2 mm, cet appareil tournan-t aux environs de 500 t/min. Ceci entraîne une séparation sélective des inhibiteurs (produits et adjuvants de couchage) et l'on divise ainsi la pâte en deux fractions o 30- I'une contenant environ 52 % de fibres longues, d'une blancheur de 69;
- I'autre contenant environ 48 % de fibres courtes et de charges, d'une blancheur de 64.
La fraction contenant en majorité des fibres longues est ensuite épais-sie à environ 14 % par passage sur vis munies de filtres (5), puis elle est 35introduite dans une tour descendante (6) en meme temps qu'un milieu de blanchiment oxydant essentiellement composé de:
1,5 % Na2O2 ~ 210 ~
The present invention relates to a selective whitening method paper pulp obtained by recovering illustrations for magazines or of periodical publications ~ as well as the papers obtained from this dough. ~~
The French paper market is currently largely tribu-shut up from abroad for the supply of chemical pulp from wood of high quality and we try more and more to free ourselves at least partly from this dependence and to take advantage of it, in all the measure national resources if possible.
Old paper (old newspapers, Kraft paper, packaging, etc.) obviously kill an important source of readily available fiber on the national market; recovery processes are generally limited a deinking treatment which, together with the poor quality of the dough which is generally a mechanical or thermomechanical paste shutting up with short fibers, leads to the production of pulp of medium optical quality cre; their whiteness, which is between 58 and 62 GE, is indeed clearly insufficient for obtaining quality papers, for which we ask whiteness of around 70 to 72 GE
It has already been proposed to submit the doughs obtained by suspension.
sion of this type of waste paper to mechanical separation into fractions differentiating by the length of the fibers that compose them, then to submit each of these fractions has a specific bleaching.
This is how the process described in the German patent application DE-A-2,908,660 consists in separating the dough obtained by suspension and possibly deinking old newspapers or the like into a fraction comprising practically only long fibers and in another fraction practically comprising only short fibers. The fiber fraction lon-gues- which no longer contains short fibers, of the mechanical pulp type, high lignin content - can then be bleached, without risk of jaundice -ment, by chlorine or chlorine derivatives, the short fiber fraction being subjected to a washing operation.
It is easy to see that this process is difficult to implement and very expensive: it requires, for obtaining whiteness pastes acceptable, almost complete separation of long fibers and short fibers. However, this separation is practically impossible to achieve;

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there will always be a certain amount of short fibers which prohibit all chlorine bleaching. The presence of these short fibers, with a high lignin content, in the long fiber fraction intended to be bleached ment with chlorine, would in fact lead to a practically unusable yellow paste.
There is also a very important source of raw material: that which would come from recovery illustrations for magazines or periodicals;
it is indeed a cheap material, easy to recover and of good quality, since due to its high content of long fibers it already has a whiteness at the start acceptable allowing it to be used as paste for noble paper. This source is however not practical-not yet used by reclaimers, perhaps due to the high percentage of mineral charges particularly harmful to re-use in the field of cardboard.
The object of the present invention is to provide a selective bleaching process for a paste obtained by recovering these illustrated magazines and periodical publications through which it is possible to obtain nir of directly usable doughs for the realization of of papers, and in particular of satisfactory quality papers and even top quality, without the need to perform, as is the case in the published patent application German 2,908,660, a total separation of the two main cons-titers (long fibers on the one hand and short fibers on the other go).
Thus, in the method according to the invention, the paste obtained by suspension, deinking and purification illustrations for magazines and periodicals is separated by centrifugation into a first fraction containing between 30 and 70% of the total raw material intro-pick, from ~ long ibres (1.5 to ~ 5.5 mm), this fraction being , ~
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practically free of whitening inhibitors and, in a second fraction containing between 70 and 30 ~ of the total lity of the raw material introduced, short fibers of 0.3 to 2.5 mm, accompanied by whitening inhibitors and possibly of charges, and that said first fraction is subjected to bleaching in the downward turn by presenting this oxygenated water or similar compounds.
The plaintiff has in fact determined that the white the whole dough obtained after addition board, deinking and purification of the illustrated, that this bleaching is carried out in an oxidizing medium (oxygenated water) or in a reducing environment, only allowed to gain whiteness _ ~
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very low: with a starting whiteness of around 60 GE we cannot not to exceed a b! anchor of 62 to 65 GE, whiteness completely insufficient for later obtaining a quality paper.
If, on the other hand, the dough obtained after suspension is subjected, 5 deinking and purification to a mechanical separation into at least two fractions Differences in the length of the essential fibers (without this separation being complete), it is possible to arrive, after an appropriate bleaching operation, with excellent results.
According to a preferred embodiment of the invention, the percentage 10 in long fibers is between 40 and 60% of all the pre-introduced material and bleaching in an oxidizing medium is preceded by an operation thickening.
The percentage of short fibers, possibly accompanied by charges, which the second fraction contains, is preferably between 1560 and 40% of the total raw material introduced, and bleaching of these fractions is carried out in ascending turn, in a reducing medium, in presence of hydrosulfite or similar compounds.
Each of the fractions can, of course, be collected and used sée separately, according to the degree of whiteness obtained.
2011 is often advantageous to remix after bleaching the frac-tions obtained in order to obtain a uniform mixture analogous to the composition starting point but with a whiteness of 20 to 30 points higher per relation to the original whiteness of illustrations for magazines and publications departure periodicals.
25According to a variant of the process, the totality of the recovery pulp tion having undergone the deinking process is bleached in a descending tower dante in an oxidizing medium, and the fibers are not separated until after this operation.
whitening; we can then use the fraction containing predominantly nance of long, whiter fibers, for the production of certain quality papers, the fraction containing predominantly short fibers, more yellow, being reserved for the production of less noble papers.
According to another embodiment of the method, a new procedure is carried out.
calf bleaching of each specific fraction of the majority fiber type of this fraction collected.
The present invention will be better understood moreover, and its advantages will emerge well from the example which follows of a mocle of realization of the procedf according to the invention with reference to the accompanying diagrammatic drawing, the figure of which single represents the diagram of the installation used for the implementation of this process. -Example.
Is suspended in a pulper not (shown) deu ~ tons of illustrations / magazines in 25 m3 of water, then the whole is heated for 25 minutes in the presence of an oxidizing mixture consisting of:
1.5% Na2O2 3% Silicate 0.8 ~ fatty acid with sequestering agent the pH is around 10.
The dough has a whiteness of about 51.5 GE
We then proceed to a classic deinking step in a 15 flotation cell battery (not shown), followed by purification of the dough thus obtained to eliminate all the annoying contaminants (sticky tapes, metal debris, plastics, etc.) There is a loss of 10 to 15% by weight and a whiteness paste 67.
20At this stage of the operation, a thickening operation can be carried out.
weaving of the dough on a rotary filter (2), at a concentration between 3 and 6%.
The concentration is then adjusted in (3 ~ to around 4% by addition of water, stirring, homogenization, addition of anti-foaming products.
25The homogenized dough (whiteness 67) is then passed through a centrifuge device (4) provided with perforations whose diameter is included between 1 and 2 mm, this device rotates at around 500 rpm. This results in a selective separation of inhibitors (products and adjuvants coating) and divide the dough into two fractions o 30- one containing about 52% of long fibers, a whiteness of 69;
- the other containing around 48% of short fibers and fillers, a whiteness of 64.
The fraction containing mainly long fibers is then thick-about 14% by passing over screws fitted with filters (5), then it is 35 introduced into a descending tower (6) at the same time as a middle of oxidative bleaching essentially composed of:
1.5% Na2O2

2 % Silicate 0,5 % de complexant type DTPA --Le traitement est effectué pendant 3 heures à 40~C, puis l'on récupère en (7) une pâte de blancheur 76,5.
La fraction contenant en majorité des fibres courtes et des char-ges est introduite, après légère acidifica-tion en (8) à l'aide d'acide sulfuri-que pour amener le pH entre 6 et 7, dans une tour montante (9) en même temps qu'une solution à 2 % de bisulfite de sodium en présence d'un séques-trant.
Le traitement est effectué pendant 1 heure 30 à 40~C, puis l'on récupè-re en (10) une pâte de blancheur 66.
On peut utiliser séparément chacune des fractions recueillies. La pâ-te sortant de la tour descendante permet d'obtenir un papier pouvant atteindre une blancheur de l'ordre de 80, et présentant de bonnes caractéristi-ques physiques et mécaniques. Il est, dans ce cas, nécessaire de bloquer la réaction d'oxydation de la pâte contenant en majorité des fibres longues;
on injecte alors à la base de la tour une solu-tion de bisulfite.
La réaction de réduction de la fraction contenant en majeure partie des fibres courtes et des charges est rapidement bloquée par simple action de l'air.
On peut également mélanger les deux fractions afin d'obtenir un mélange uniforme de composition analogue à celles de la pâte de départ et l'on obtient alors une pâte de blancheur 72, donc très satisfaisante pour l'obtention de papiers de qualité.
L'invention concerne donc également les papiers fabriqués à partir de pâtes obtenues par mise en oeuvre du procédé selon l'invention. 2% Silicate 0.5% complexing agent type DTPA -The treatment is carried out for 3 hours at 40 ~ C, then we recover in (7) a whiteness paste 76.5.
The fraction containing mainly short fibers and char-ges is introduced, after slight acidifica tion in (8) using sulfuric acid to bring the pH between 6 and 7, in a rising tower (9) at the same time than a 2% solution of sodium bisulfite in the presence of a dry-trant.
The treatment is carried out for 1 hour 30 to 40 ~ C, then we recover-re in (10) a whiteness paste 66.
Each of the collected fractions can be used separately. The pulp coming out of the descending tower provides paper that can achieve a whiteness of the order of 80, and having good characteristics physical and mechanical. In this case, it is necessary to block the oxidation reaction of the pulp containing mainly long fibers;
then injected at the base of the tower a bisulphite solution.
The reduction reaction of the fraction containing mainly short fibers and fillers is quickly blocked by simple action air.
We can also mix the two fractions to obtain a uniform mixture of composition similar to that of the starting paste and we then obtain a whiteness paste 72, therefore very satisfactory for obtaining quality papers.
The invention therefore also relates to papers made from of pasta obtained by implementing the method according to the invention.

Claims

The achievements of the invention, about which the an exclusive right of property or privilege is claimed, are defined as follows:

1. Process for selective bleaching of paper pulp consisting in submitting a paste obtained by suspension of fibrous material to mechanical separation in two or several fractions differentiated by the length of fibers that compose them and then to submit each of the fractions collected to a specific type of bleaching the type of fibers of said fraction, characterized in that the pulp obtained by suspension, deinking and purification illustrations for magazines and periodicals is separated by centrifugation into a first fraction, containing between 30 and 70% of the total raw material intro-pick of long fibers (1.5 to 4.5 mm), this fraction being practically devoid of whitening inhibitor, and in one second fraction, containing between 70 and 30% of the total raw material introduced from short fibers from 0.3 to 2.5 mm, accompanied by whitening inhibitors and accompanied or not accompanied by charges, and that said first fraction is subjected to bleaching ashes in the presence of hydrogen peroxide or similar components.

2. Method according to claim 1, characterized in that the first fraction contains between 40 and 60% of long fibers.

3. Method according to claim 1, characterized in what the second fraction contains between 60 and 40% fiber short.

4. Method according to claim 1, characterized in what the bleaching operation in the presence of hydrogen peroxide is preceded by thickening.

5. Method according to claim 1, characterized in that the second fraction is subjected to bleaching performed in ascending turn in a reducing medium in the presence sodium hydrosulfite or similar compounds.

6. Method according to claim 1, characterized in that all of the dough recovered after deinking is subjected to oxidative bleaching before separation mechanical.

7. Method according to claim 1, characterized in that each fraction is recovered separately after have undergone the whitening process which is theirs specific, and used for papermaking.

8. Method according to claim 1, characterized in that the different fractions having undergone the procedures more specific bleaching are collected wheat, and used for papermaking.

9. Paper, characterized in that it is obtained by implementing the method defined in claim 7 or 8.