FR2478153A1

FR2478153A1 - PROCESS FOR IMPROVING THE ABSORBENT POWER OF A PASTE DURING THE CONTINUOUS MANUFACTURE OF A THERMOMECHANICAL PASTE FROM CHIPS

Info

Publication number: FR2478153A1
Application number: FR8105086A
Authority: FR
Inventors: Karl Nicolaus Cederquist; Sven Gorgen Akerlund
Original assignee: SUNDS DEFIBRATOR; Sunds Defibrator AB
Current assignee: SUNDS DEFIBRATOR; Valmet AB
Priority date: 1980-03-14
Filing date: 1981-03-13
Publication date: 1981-09-18
Also published as: BR8101509A; DE3109260A1; SE8002027L; FI810790L

Abstract

Process for improving the absorptive capacity of thermomechanical down pulp in the course of its continuous production from chips. The process takes place in a finishing machine (fine mill) in a steam atmosphere at a temperature of 100-160 DEG C. The chips are impregnated with water or with an aqueous solution which contains one or more inorganic substances and one or more organic, complexing substances individually or mixed and has a starting pH of 6-9 and is added in such an amount that the pH of the finished stuff is between 4.5 and 7. In addition one or more surface-active substances are added, separately or mixed, to the chip material as it enters the grinding zone of the finishing machine.

Description

La présente invention concerne une modification du procédé continu de fabrication d'une pâte thermomécanique (PTM) à partir de copeaux ou morceaux dans un raffineur, dans une atmosphère de vapeur d'eau maintenue à une température comprise entre 1000C et 1600C, de manière å conférer à la pâte un plus grand degré de pouvoir absorbant et de permettre l'utilisation de cette pâte, sans devoir la soumettre à d'autres opérations de traitement, à titre de pâte pour ouate ou tissu ouaté, ce que l'on appellera ci-après "pâte ouatée". The present invention relates to a modification of the continuous process for manufacturing a thermomechanical paste (PTM) from chips or pieces in a refiner, in a steam atmosphere maintained at a temperature between 1000C and 1600C, so å give the pulp a greater degree of absorbency and allow the use of this pulp, without having to subject it to other processing operations, as pulp for wadding or wadding, which will be called ci -after "cotton wool".

La pâte ouatée, qui sert à la production de divers types de produits hygiéniques comme des couches pour bébés, des serviettes hygiéniques, etc. est de plus en plus fabriquée au cours des récentes années à partir d'une pâte thermomécanique. Le développement de raffineurs convenables, combiné à un traitement chimique de la pâte, par exemple un blanchiement par du peroxyde alcalin, que l'on peut réaliser dans le raffineur lui-même au cours de la production de la pâte,par action directe sur la pâte une fois produite ou par vieillissement appliqué à un pH supérieur à 7, a permis de produire une pâte thermodynamique ouatée ayant des propriétés satisfaisantes du point de vue de la vitesse comme de la capacité d'absorption. Tout naturellement, cependant, il n'a pas été possible d'obtenir le même degré de blancheur que dans le cas des pâtes chimiques blanchies. Cotton wool, which is used in the production of various types of sanitary products such as baby diapers, sanitary napkins, etc. is increasingly made in recent years from a thermomechanical paste. The development of suitable refiners, combined with a chemical treatment of the pulp, for example bleaching with alkaline peroxide, which can be carried out in the refiner itself during the production of the pulp, by direct action on the paste produced or by aging applied at a pH greater than 7, made it possible to produce a thermodynamic padded paste having satisfactory properties from the point of view of speed as well as absorption capacity. Quite naturally, however, it was not possible to obtain the same degree of whiteness as in the case of bleached chemical pulps.

Au cours de la production des pâtes thermomécaniques par des procédés comme celui décrit dans le brevet britannique NO 1 266 898, il a été observé qu'en introduisant des substances tensio-actives dans le raffineur pendant le broyage des copeaux ou morceaux, on provoque le maintien et dans certains cas même l'amélioration de la blancheur des fibres. Cela est probablement dO au fait que les diverses substances contenues dans les copeaux et qui peuvent provoquer une altération de la couleur, comme des résines,des terpènes, etc.. sont dans une certaine mesure émulsifiées et enlevées. During the production of thermomechanical pastes by methods such as that described in British Patent No. 1,266,898, it has been observed that by introducing surface-active substances into the refiner during the grinding of the chips or pieces, the maintaining and in some cases even improving the whiteness of the fibers. This is probably due to the fact that the various substances contained in the chips which can cause a change in color, such as resins, terpenes, etc. are to some extent emulsified and removed.

Puisqu'il est avantageux pour la qualité finale de la pâte que les copeaux soient saturés d'eau pendant le broyage de défibrage, les copeaux ont été jusqu'à présent imprégnés d'eau avant le début du broyage. Pour cela, on les a chauffés jusqu'à une température de 900C-1000C par admission directe de vapeur d'eau, ce qui en a provoqué le ramollissement, puis on les a rapidement comprimés et refoulés dans de l'eau, les copeaux comprimés se dilatant alors et absorbant de l'eau. Les substances tensio-actives ont normalement été ajoutées à l'eau, d'ob elles ont été absorbées par les copeaux, mais elles sont parfois introduites directement dans le défibreur. Since it is advantageous for the final quality of the pulp that the shavings are saturated with water during the grinding of defibration, the shavings have hitherto been impregnated with water before the beginning of the grinding. For this, they were heated to a temperature of 900C-1000C by direct admission of water vapor, which caused the softening, then they were quickly compressed and discharged in water, the compressed chips then expanding and absorbing water. Surfactants have normally been added to water, from which they have been absorbed by the chips, but are sometimes introduced directly into the shredder.

La présente invention vise à proposer une amélioration du procédé connu afin de permettre la production directe d'une pâte ayant des qualités supérieures d'absorption. The present invention aims to provide an improvement to the known process in order to allow the direct production of a paste having superior absorption qualities.

On y parvient, selon la présente invention, en imprégnant les copeaux d'eau ou d'une solution aqueuse contenant une ou plusieurs substances minérales et un ou plusieurs agents organiques de chélation, ajoutés individuellement ou en mélange, l'eau ou la solution ayant un pH initial compris entre 6 et 9 et étant ajoutée en des quantités telles que le pH de la pâte finale se situe entre 4,5 et 7, et en introduisant une ou plusieurs substances tensio-activeslindividuelle- ment ou en mélange, dans la matière des copeaux lorsque celle-ci a été admise dans la zone de broyage du raffineur. According to the present invention, this is achieved by impregnating the shavings with water or an aqueous solution containing one or more mineral substances and one or more organic chelating agents, added individually or as a mixture, the water or the solution having an initial pH between 6 and 9 and being added in amounts such that the pH of the final paste is between 4.5 and 7, and by introducing one or more surface-active substances individually or as a mixture, into the material chips when this has been admitted to the refiner's grinding zone.

Les substances minérales solubles sont surtout des sels alcalins ayant un effet tampon convenable, comme des sulfites, des silicates, des acétates ou carbonates utilisés isolément ou en mélange. Les agents tensio-actifs ajoutés doivent représenter de 0,1 à 1 de l'extrait sec des copeaux, et ces agents peuvent être non-ioniques ou anioniques. Afin de conserver la blancheur des fibres pendant le broyage, la pratique courante a consisté également à ajouter à la solution servant à imprégner des copeaux, -un ou plusieurs agents de chélation, habituellement l'acide diéthylène-triamine-pentaacétique (agent de chélation généralement connu simplement sous la désignation de "DTPA )en une quantité équivalant à 0,2-0,5 de l'extrait sec des copeaux. Soluble mineral substances are mainly alkaline salts having a suitable buffering effect, such as sulphites, silicates, acetates or carbonates used singly or in mixture. The surfactants added must represent from 0.1 to 1 of the dry extract of the shavings, and these agents can be nonionic or anionic. In order to maintain the whiteness of the fibers during grinding, the common practice has also consisted in adding to the solution used to impregnate chips, one or more chelating agents, usually diethylene triamine-pentaacetic acid (generally chelating agent known simply as "DTPA" in an amount equivalent to 0.2-0.5 of the dry extract of the chips.

Les substances ou agents tensio-actifs peuvent être introduits directement dans la zone de broyage, par exemple par des conduits débouchant dans l'un des disques de broyage, de façon analogue à ce qui est décrit dans la demande de brevet britannique NO 48 370/77. The substances or surfactants can be introduced directly into the grinding zone, for example by conduits opening into one of the grinding discs, in a similar manner to that described in British patent application NO 48 370 / 77.

Si des copeaux ainsi traités sont broyés dans une atmosphère d'air et de vapeur d'eau, c'est-à-dire en présence d'oxygène moléculaire admis dans la chambre à vapeur d'eau du raffineur, la blancheur de la pâte résultante est dans certains cas améliorée. If chips treated in this way are ground in an atmosphere of air and water vapor, that is to say in the presence of molecular oxygen admitted into the water vapor chamber of the refiner, the whiteness of the pulp the result is in some cases improved.

On trouvera ci-après, à titre d'exemple, les résultats obtenus en soumettant à un broyage dans un raffineur à disques des copeaux imprégnés d'eau pure ou d'une eau contenant des silicates et des sulfates et ayant un pH d'environ 6,9, avec ou sans admission directe des substances tensioactives dans la zone de broyage. Le tableau suivant résume les résultats obtenus. By way of example, the results obtained by grinding chips impregnated with pure water or with water containing silicates and sulfates and having a pH of approximately 6.9, with or without direct admission of surfactants into the grinding zone. The following table summarizes the results obtained.

TABLEAU ADDITIFS CHIMIQUES PROPRIETES DE LA PIM* OBTENUE
Zone d'imprégnation Zone de broyage Blancheur Extraction Temps d'absorption** pH Eau Na2SO3 DTPAa) Na2SiO3b) Agent de pH ISO DMC Pâte non Pâte mouillage vieillie vieillie (kg/t) (kg/t) (kg/t) (kg/t) (%) (%)c) s s " 0 0 0 0 5,65 61,5 0,63 25 151 " 0 0 0 6,4 5,2 62 0,3 11,9 28,6 6,95 " 35 12 69 0 4,8 63,5 0,31 8,2 8,5 6,9 " 35 12 69 6,0 4,6 64 0,36 5,9 5,9 a) DTPA : Acide diéthylène-triamine-penta-acétique, produit industriel à 40% d'agent actift de chélation.CHEMICAL ADDITIVE TABLE OF PROPERTIES OF PIM * OBTAINED
Impregnation zone Crushing zone Whitening Extraction Absorption time ** pH Water Na2SO3 DTPAa) Na2SiO3b) ISO DMC pH agent No paste Aged wetting paste aged (kg / t) (kg / t) (kg / t) (kg / t) (%) (%) c) ss "0 0 0 0 5.65 61.5 0.63 25 151" 0 0 0 6.4 5.2 62 0.3 11.9 28.6 6, 95 "35 12 69 0 4.8 63.5 0.31 8.2 8.5 6.9" 35 12 69 6.0 4.6 64 0.36 5.9 5.9 a) DTPA: Diethylene acid -triamine-penta-acetic, industrial product with 40% of actift chelating agent.

b) Produit industriel à 41 Baumé c) % de dichlorométhane, solvant utilisé pour l'extraction * PTM : Pâte thermomécanique; ** Selon la norme C-7:62 du"Scandinavian Pulp, Paper and Board Testing
Committe" (Comité scandinave pour les essais de la pâte, du papier et du carton). b) Industrial product at 41 Baumé c)% of dichloromethane, solvent used for extraction * PTM: Thermomechanical paste; ** According to standard C-7: 62 of the "Scandinavian Pulp, Paper and Board Testing
Committe "(Scandinavian Committee for the Testing of Pulp, Paper and Cardboard).

I1 ressort du tableau ci-dessus que la pâte thermomécanique (PT) fabriquée selon le principe de l'invention permet une production directe de pâte ayant des propriétés entièrement acceptables d'absorption. Naturellement, la blancheur n'est pas particulièrement élevée, mais elle est encore suffisante pour permettre l'utilisation de la pâte pour diverses applications. Cependant, la blancheur peut être un peu améliorée par divers moyens comme l'admission d'oxygène moléculaire, sous forme d'air, dans la chambre à vapeur d'eau du raffineur, ce qui provoque le broyage des copeaux dans une atmosphère d'air et de vapeur d'eau. Cet effet est particulièrement remarqué si les copeaux eux-mêmes proviennent du pin ou du sapin, et l'on a ainsi obtenu une augmentation de plusieurs unités de l'échelle ISO de blancheur. I1 emerges from the table above that the thermomechanical paste (PT) produced according to the principle of the invention allows direct production of paste having fully acceptable absorption properties. Naturally, the whiteness is not particularly high, but it is still sufficient to allow the use of the paste for various applications. However, the whiteness can be slightly improved by various means such as the admission of molecular oxygen, in the form of air, into the water vapor chamber of the refiner, which causes the grinding of the chips in an atmosphere of air and water vapor. This effect is particularly noticed if the shavings themselves come from pine or fir, and an increase of several units of the ISO whiteness scale has thus been obtained.

Des expériences ont également montré qu'en utilisant du sulfite seul comme agent tampon dans la solution servant à imprégner les copeaux, on obtient les mêmes valeurs de la capacité d'absorption de la pâte. Experiments have also shown that by using sulfite alone as a buffering agent in the solution used to impregnate the chips, the same values of the absorption capacity of the pulp are obtained.

La description ci-dessus a donc clairement montré qu'il est possible, en améliorant le procédé thermomécanique d'obtention d'une pâte, d'obtenir directement du procédé de fabrication1 et avec une augmentation très limitée du prix de revient, une pâte non blanchie et pleinement acceptable pour la production d'une ouate ou d'un tissu ouaté. The above description has therefore clearly shown that it is possible, by improving the thermomechanical process for obtaining a dough, to obtain directly from the manufacturing process1 and with a very limited increase in the cost price, a dough not bleached and fully acceptable for the production of wadding or wadding.

I1 va de soi que, sans sortir du cadre de l'invention, de nombreuses modifications peuvent être apportées au procédé décrit. It goes without saying that, without departing from the scope of the invention, numerous modifications can be made to the process described.

Claims

l. process for improving the absorption capacity of a paste during the continuous manufacture of a thermomechanical paste from chips in a refiner in an atmosphere of steam maintained at a temperature between 100 ° C. and 16 ° C., process characterized in that the shavings are impregnated with water or an aqueous solution containing one or more mineral substances and one or more organic chelating agents, individually or as a mixture, the water or the solution having an initial pH included between 6 and 9 and being used in quantities such that the pH of the final paste is between 4.5 and 7, and in that one or more surfactants are introduced, individually or as a mixture, into the material chips when this has been admitted to the refiner's grinding zone.

2. Method according to claim 1, characterized in that the surface-active substances can be nonionic or anionic and they are added in an amount equivalent to 0.1-1 of the dry extract of the shavings.

3. Method according to one of claims 1 and 2, characterized in that the aqueous solution used for the impregnation of the chips contains mineral substances such as sulfites, carbonates, silicates and other water-soluble substances.

4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that molecular oxygen is admitted into the water vapor chamber of the refiner.

5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the surface-active substances are introduced into the grinding zone of a disc refiner.