<B>Procédé pour enlever la matière colorante d'une matière cellulosique</B> de rebut imprimée ou teinte La présente invention concerne un procédé per fectionné pour éliminer l'encre ou autre matière colo rante d'une matière première cellulosique imprimée de rebut ou teinte.
La transformation de journaux, magazines et autres types de matière cellulosique imprimée de rebut, en un produit pouvant être de nouveau utilisé dans la fabrication du papier ou d'autres produits cellulosiques, a été un but très recherché. Bien qu'on ait proposé de nombreux procédés pour éliminer l'encre d'une telle matière cellulosique imprimée, ces procédés ne se sont généralement pas avérés satisfai sants dans l'industrie.
Un grand nombre de ces pro cédés, par exemple lorsqu'on essaie de les appliquer à l'échelle industrielle pour le traitement général des journaux de rebut et des vieux chiffons, sont incapa bles de donner une pâte apte à être réutilisée comme matière première pour l'impression de journaux, de magazines ou de livres. L'insuccès peut être attribué au fait qu'un grand nombre de ces procédés font passer une proportion importante des particules de l'encre dans les fibres cellulosiques, en rendant ainsi la pâte grise et d'emploi non satisfaisant, excepté pour la fabrication de papiers de qualité inférieure, par exemple de cartons d'emballage de qualité infé rieure.
Parmi ces procédés, certains sont si coûteux, longs, pénibles et compliqués, qu'ils ne peuvent pas être mis en oeuvre de façon rentable.
L'invention crée un procédé perfectionné pour éliminer les inconvénients ci-dessus.
Le procédé de l'invention consiste à traiter une matière cellulosique de rebut avec une solution aqueuse constituée essentiellement par une eau dure et un détergent non ionique. Aucun soin particulier ne doit être apporté au choix de l'eau employée. Ainsi, une eau dure ayant une dureté de 20 à 350 parties par million de carbonates, ou même supé rieure, peut être utilisée sans nécessiter un adoucis sement.
Le fait qu'une eau dure puisse être utilisée compte parmi les avantages de l'invention, en élimi nant les opérations, coûteuses et longues d'adoucisse ment et de purification de l'eau habituellement néces saires dans les procédés antérieurs pour éliminer l'encre.
Les détergents non ioniques qu'il convient d'uti liser sont les produits de condensation d'un alcoyl- phénol et de l'oxyde d'éthylène. Les composés qui conviennent particulièrement ont la formule R-O-C2H4-r(OC2H4-)n-OH dans laquelle R est un radical alcoylphényle ayant de 9 à 19 atomes de carbone dans la chaîne alcoyli- que <I>et n</I> est un nombre entier compris entre 4 et 30.
Un détergent non ionique du type décrit parti- culièrement avantageux est un produit d'addition de l'oxyde d'éthylène et du dodécylphénol et il a une formule correspondant à celle indiquée ci-dessus. La quantité de détergent non ionique employée doit être contrôlée avec soin. Par rapport au poids du papier sec en cours de traitement, la quantité de cette matière peut varier entre environ 1 et 2,5 % et, de préférence, entre environ 1,5 et 2,0 0/0.
On obtient des résultats particulièrement avantageux lorsque la quantité d'agent détergent non ionique est au moins égale à environ 1,5 % en poids de papier sec, et cette quantité semble correspondre à la limite infé rieure optimale.
La température de la solution traitante peut varier depuis la température ambiante au poste de travail, c'est-à-dire depuis une valeur comprise entre 4,4 et 21,1 C, jusqu'au point de trouble ou tempé rature de volatilisation du détergent non ionique. Bien qu'on obtienne de bons résultats à la tempéra ture ambiante, on a trouvé que l'élimination de l'encre s'effectuait plus rapidement lorsque la solution de traitement se trouvait à une température comprise entre 43,3 et 60 C, et cette gamme de températures constitue la gamme préférée.
Pour préparer la solution de traitement, de l'eau, chauffée ou se trouvant à la température ambiante comme défini ci-dessus, est chargée dans le réacteur ou pilon, puis on ajoute le détergent non ionique. Ce dernier est ajouté- à l'eau de préférence avant l'addi tion du papier de rebut ou des vieux chiffons.
A la solution obtenue, on ajoute le papier imprimé, les déchets ou les vieux chiffons. Les vieux chiffons ou le papier journal de rebut peuvent, si on le désire, être délissés par des moyens appropriés avant le traitement. Toutefois, ceci n'est pas néces saire et la matière de rebut peut être ajoutée à la solution de traitement sans délissage ou sans frac tionnement des dimensions, de quelque manière que ce soit. L'un des avantages de l'invention réside dans le fait que les techniques coûteuses du délissage et de la mise en pâte avant l'élimination de l'encre ne sont pas nécessairement employées.
Ainsi, la matière de rebut dont on désire éliminer l'encre est, de préfé rence, ajoutée à la solution sous son état sec naturel, c'est-à-dire sans être soumise à une humidification ou à un apport d'eau autre que celle qui est normale ment présente dans l'atmosphère. Bien que l'élimina tion de l'encre se produise lorsque la matière de rebut est tout d'abord mise en pâte dans l'eau, on a trouvé en général que les résultats obtenus sont infé rieurs à ceux que l'on obtient lorsque la matière de rebut est ajoutée à la solution de traitement dans son état naturellement sec, c'est-à-dire en équilibre avec l'atmosphère naturelle environnante.
Bien que ceci ne présente aucun caractère limitatif, il semble que l'humidification de la matière de rebut avec de l'eau, avant de la soumettre au traitement chimique décrit ici, présente une tendance à fixer l'encre en rendant difficile son élimination des fibres cellulosiques.
La quantité de déchets ou de vieux chiffons ajou tée à la solution de traitement doit être contrôlée. En général, la proportion centésimale de matière cellu losique, en poids de la solution de traitement en phase aqueuse, doit être inférieure à 10% et, de préférence, inférieure à 6,0 % ,
ou bien elle doit être comprise entre environ 4,0 et 6,0 0/0. On obtient de bons résultats lorsque la solution d'élimination de l'encre contient environ 5 à 5,5 % en poids de papier, et cette valeur semble être optimale. Les déchets sont retenus dans la solution traitante jusqu'à ce qu'il se produise une dissociation sensible des fibres.
Suivant le degré d'agitation dans le réacteur, la durée de séjour dans ce dernier peut varier entre environ 10 et 50 minutes, et elle se situe généralement entre 20 et 40 minutes. Après le traitement, la matière dissociée en fibres tombe dans une caisse ou un autre réservoir appro prié où elle est diluée avec de l'eau à une teneur en solides comprise entre 0,5 et 1,5 % et, de préfé- rence,
égale à environ 1,0 0/0, par rapport au poids de la solution.
Après la dilution, on sépare la pâte de la solution, puis on la lave et on l'épaissit par des procédés bien connus. La pâte obtenue est ensuite acidifiée à un pH compris entre environ 4 et 6,5, de préférence, entre environ 4,5 et 5,5, épaissie, puis étalée.
On a trouvé que cette opération d'acidification augmente dans une large mesure l'éclat du papier produit à partir de la pâte récupérée, tout en évitant également la nécessité d'un blanchiment de la pâte. On a trouvé, en outre, que l'acidification tend à fixer toutes les particules d'encre résiduelles qui peu vent être présentes, en empêchant de cette façon que ces particules soient libérées et viennent au contact des feutres et des cylindres pendant l'opération d'éta lement. On a constaté autrefois que ces particules d'encre résiduelles créaient une difficulté considérable qui s'aggravait pendant l'étalement.
La matière récupérée peut être mélangée avec une matière fraichement traitée au sulfate ou au sul fite ou avec une autre matière récupérée pour la fabrication d'articles cellulosiques tels que des jour naux, etc.
Un dispositif qui convient pour effectuer le pro cédé d'élimination de l'encre est représenté au dessin annexé qui montre schématiquement les différentes opérations mises en oeuvre dans un procédé particu lièrement avantageux.
Comme représenté à la figure unique, de l'eau provenant d'une source 1 convenable est chargée dans un réacteur ou pilon 3 approprié. Le réacteur ou pilon 3 utilisé dans le procédé est équipé d'un agita teur mécanique de toute forme appropriée qui brasse la matière cellulosique et en sépare. les fibres. Si on le désire, on peut attacher des chicanes de répartition à l'intérieur du réacteur 3 pour parfaire l'action d'agi tation. Lorsque la solution est utilisée à une tempéra ture élevée, le réacteur 3 est, de préférence, équipé d'un couvercle qui sert à retenir la chaleur dans le récipient.
De même, on peut prévoir des échangeurs de chaleur appropriés tels que des serpentins, des che mises, etc., si l'on désire employer la solution aux températures élevées indiquées. Comme il ressort clai rement de la description suivante, la mise en pâte ou la dissociation des fibres se produit dans le réacteur 3 tout comme la séparation des particules d'encre.
Après que l'eau a été chargée dans le réacteur 3, le détergent non ionique est ajouté depuis 3' et on continue l'agitation jusqu'à ce que cette matière soit dissoute.
On ajoute ensuite dans le réacteur 3 le papier de rebut, des vieux chiffons ou toute autre matière cellulosique imprimée venant de 4.
Après une durée appropriée, on fait tomber le mélange dans une caisse de stockage 5 qui est, de préférence, équipée d'un agitateur approprié. Si on le désire, on peut charger de l'eau dans la caisse 5 pour diminuer la teneur en solides du mélange qu'elle contient. Le mélange provenant de la caisse 5 est ensuite dilué et lavé en 6 avec de l'eau jusqu'à la teneur en solides indiquée ci-dessus, puis lavé et épaissi en 7 d'une manière bien connue, par exemple au moyen d'une machine à laver et à épaissir à trois étages du type Lancaster équipée d'un crible de fil métallique de 0,35 mm d'ouverture de maille.
On peut épaissir la pâte jusqu'à ce qu'elle présente une consistance à environ 5 % de solides, ou bien entre environ 3 et 8 % de solides. On peut utiliser un lavage à courant continu et/ou à contre-courant. La pâte obtenue est ensuite acidifiée en 8 au pH indiqué ci-dessus en lui ajoutant une solution diluée d'un acide approprié, par exemple de l'acide sulfuri que, de l'anhydride sulfureux, etc., venant de 9. La pâte obtenue peut finalement être épaissie en 10, puis étalée en 11.
Le nombre des opérations d'épaissis sement et de lavage qui précèdent l'opération d'acidi- fication n'est naturellement pas critique et le nombre de ces traitements doit être régi essentiellement par des considérations d'ordre économique. On a obtenu de bons résultats, par exemple en répétant trois fois les opérations de lavage et d'épaissisement. De même, si on le désire, la pâte peut être décolorée en utili sant un agent de blanchiment approprié après l'acidi- fication. Dans ce cas, la pâte doit être lavée après le blanchiment. Toutefois, ce dernier n'est habituelle ment pas nécessaire.
Lorsqu'on met en ceuvre seule ment l'acidification, la pâte n'a pas besoin d'être, et de préférence n'est pas, lavée après cette acidification.
Les eaux résiduaires quittant les postes 7 et 10 sont envoyées à un poste 12. L'eau de la source 1 alimente aussi les postes 5, 6 et 7.
L'invention est illustrée par l'exemple suivant De l'eau de ville ayant une dureté de 119 parties par million de carbonates fut chauffée à 54,41, C et chargée dans le réacteur. Le réacteur était un pilon à eau d'un diamètre de 2,54 mètres, agencé pour fonctionner en discontinu et équipé d'un rotor de <B>0,91</B> mètre tournant à 247 tr/mn par entraînement avec un moteur de 40 CV, avec des lames d'extrac tion d'un diamètre de 2,54 cm. Le réacteur était éga lement équipé d'un capot servant à retenir la chaleur et d'un conduit de vapeur pour maintenir une tem pérature de 54,4,1 C.
Par rapport au poids de papier journal, on chargea dans le réacteur et on fit dissou dre 1,6 % de produit d'addition de l'oxyde d'éthylène et du dodécylphénol.
On ajouta à la solution obtenue environ 5 par rapport au poids de la solution, de déchets de journaux et de vieux chiffons secs et non délissés.
La température du mélange obtenu fut maintenue à 57,2 C et la mise en pâte fut continuée .tout en agitant pendant 35 minutes. On fit ensuite tomber la pâte dans une caisse, après quoi on la dilua avec de l'eau pour former un mélange contenant environ 1 % d'eau en poids de la pâte. Cette dernière fut ensuite épaissie et lavée à l'aide d'une machine à laver et à épaissir à trois étages du type Lan caster , équipée d'un crible en fil métallique, de 0,35 mm d'ouverture de maille. La teneur en solides de la pâte extraite de la machine de Lancaster fut d'environ 5,0 % en poids.
La pâte fut ensuite acidifiée à un pH de 5,0 par addition d'anhydride sulfureux gazeux. Après l'acidification, la pâte fut de nouveau épaissie, puis étalée.
La pâte obtenue était très blanche et sa qualité permit de la mélanger avec une matière première fraîchement traitée au sulfate ou au sulfite pour fabriquer du papier d'impression.
A la suite du troisième lavage, la pâte avait un pH de 6,5. Des échantillons de pâte furent pré levés à ce stade et transformés en feuilles de papier, qui furent soumises. aux essais pour la détermination de l'éclat suivant la norme T.A.P.P.I. et on trouva un éclat de 56.
On prépara également des feuilles de papier à partir de la pâte après l'acidification. L'éclat mesuré suivant la norme T.A.P.P.I. fut égal en moyenne à 58 pour ces feuilles.
Bien que dans la description qui précède, le détergent non ionique soit ajouté dans la solution aqueuse, il est évident que cette matière peut égale ment être introduite dans la solution en, même temps que la matière cellulosique de rebut, par exemple en appliquant par pulvérisation sur cette matière le détergent non ionique avant son introduction dans le pilon ou le réacteur.
Bien qu'on ait indiqué dans l'exemple qui pré cède, l'emploi d'un procédé à marche discontinue ou mieux à marche semi-discontinue, il y a lieu de remarquer que l'élimination de l'encre peut être effec tuée en utilisant un procédé continu, comme cela est évident pour le spécialiste.